基于^(1)H NMR代谢组学技术结合网络药理学的恒山黄芪抗疲劳药效比较及调控牛磺酸代谢的机制初探

比较评价恒山黄芪的抗疲劳药效并初步揭示其通过调控牛磺酸代谢发挥抗疲劳的分子机制。本研究首先比较评价了广灵黄芪与浑源黄芪的药效差异,其次采用^(1)H NMR代谢组学技术并结合统计学的方法对不同组小鼠腓肠肌组织代谢产物进行分析与指认,找出受黄芪调控的差异代谢物,并借助Metscape预测其上游靶标。通过整合课题组前期基于网络药理学的黄芪抗疲劳潜在靶点,采用Cytoscape软件构建黄芪潜在抗疲劳靶点-共有靶点-差异代谢物相关靶点网络图,通过度值(degree)筛选关键靶点。最后依据共有靶点反推确定关键差异代谢物,并将其输入Metaboanalyst网站中进行通路富集分析,初步阐明分子机制。结果显示,黄芪干预能够明显改善小鼠力竭游泳时间,升高肝糖原并降低尿素氮水平,且广灵黄芪与浑源黄芪药效差异较小,即同属恒山山脉所产的黄芪质量较均一。进一步小鼠腓肠肌组织提取物指纹共指认34种代谢物,统计结果表明19个差异代谢物在恒山黄芪干预后发生显著回调。结合网络药理学最终明确恒山黄芪主要通过调控GAD1干预牛磺酸及次牛磺酸代谢来发挥抗疲劳作用。本研究结合^(1)H NMR代谢组学技术与网络药理学比较评价了恒山黄芪的抗疲劳药效,并初步揭示了其调控牛磺酸代谢抗疲劳的分子机制,为恒山黄芪的资源利用以及抗疲劳相关产品研发提供理论依据。本文涉及的动物实验操作均遵循山西大学动物伦理委员会的规定并通过动物实验伦理审查(批准号:SXULL2021028)。

牛磺酸的吸收与代谢方式及其在动物生产中的应用研究进展

牛磺酸是一种含硫β-氨基酸,是大多数动物组织中含量最丰富的游离氨基酸。动物体内牛磺酸主要来源于饲料和自身合成2种途径,牛磺酸转运体是牛磺酸进行吸收和转运的主要载体。作为机体的条件性必需氨基酸,牛磺酸具有调节激素释放、保持细胞稳态、抗氧化和调节炎性细胞因子释放等多种生物学功能,与动物的特异性和非特异性免疫密切相关,并且在动物热应激、胃肠道损伤及乳腺炎等影响动物生产的疾病中表现出抗炎和抗氧化作用,这使牛磺酸在近年来的研究中受到大量关注。本文综述了牛磺酸的性质及其合成、吸收、代谢方式及其在动物生产中的应用,为研究牛磺酸的营养调节功能提供思路。

基于代谢组学分析一种复合肽对小鼠全层皮肤缺损模型愈合的改善作用

研究了一种由小麦低聚肽、海洋鱼皮胶原低聚肽等组成的复合肽对小鼠全层皮肤缺损模型的愈合作用及其机制。成功构建小鼠全层皮肤缺损伤口模型后给予复合肽干预,在治疗后第4、14天,取小鼠背部皮肤分别进行HE染色观察伤口病理变化,CD34免疫荧光观察组织的血管生成情况。利用超高效液相色谱与质谱联用进行血清代谢组学检测,进行代谢轮廓分析和OPLS-DA分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)综合分析。在造成创伤后的第4、6、8天,复合肽组的伤口愈合率分别达到了为59%、74.1%、80.9%,明显超过模拟组;此外复合肽组的肉芽组织更加成熟,CD34阳性细胞的荧光数目也有所增长。在复合肽组中筛选出14个差异代谢物上调,20个差异代谢物下调;KEGG分析显示复合肽组在牛磺酸和次牛磺酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、初级胆汁酸生物合成等6条通路中显著富集。该复合肽可以显著缩短小鼠全厚皮肤缺损伤口的修复时间,可能是通过促进毛细血管生成,促进蛋白的合成来加速伤口愈合。