柔嫩艾美耳球虫感染鸡盲肠内容物非靶向代谢组学分析

【目的】基于非靶向代谢组学探究感染柔嫩艾美耳球虫(Eimeria tenella)后鸡盲肠内容物中代谢物的变化差异,为识别和鉴定鸡球虫病潜在的生物标志物及治疗靶点提供参考依据。【方法】将60羽健康罗曼粉鸡随机分为正常组和模型组,每组30羽,模型组经口灌服柔嫩艾美耳球虫孢子化卵囊(1×104个/羽),正常组经口灌服等体积生理盐水,连续灌服5 d,然后解剖试验鸡,无菌采集鸡盲肠内容物,基于非靶向代谢组学分析正常组和模型组鸡盲肠内容物,筛选出显著差异代谢物进行KEEG代谢通路富集分析。【结果】从模型组与正常组的鸡盲肠内容物中共筛选到253种显著差异代谢物,其中,上调表达的显著差异代谢物有184种,包含L-酪氨酸、L-蛋氨酸、L-谷氨酰胺、牛磺酸、花生四烯酸、二十二碳六烯酸乙酯、胆碱和磷酸胆碱等;下调表达的显著差异代谢物有69种,包括脱氧腺苷、L-缬氨酸、N-(5-氨基戊基)乙酰胺和N-乙酰-L-谷氨酸等。正离子模式下,主要有牛磺酸、磷酸胆碱、甜菜碱、L-亮氨酸、L-谷氨酰胺、胆碱、神经鞘氨醇和L-色氨酸等20种代谢物上调表达;负离子模式下,主要有花生四烯酸、牛磺酸、L-苯丙氨酸、L-亮氨酸、琥珀酸、黄嘌呤、尿嘧啶和L-谷氨酰胺等20种代谢物上调表达。鸡盲肠内容物显著差异代谢物主要被富集到ABC转运蛋白、氨酰tRNA生物合成、赖氨酸降解、嘧啶代谢、嘌呤代谢、不饱和脂肪酸生物合成等20条KEEG代谢通路上。【结论】柔嫩艾美耳球虫感染后鸡盲肠代谢物发生显著变化,主要影响ABC转运蛋白、氨酰tRNA生物合成、氨基酸代谢、嘧啶代谢和嘌呤代谢等代谢通路。因此,牛磺酸、磷酸胆碱、L-谷氨酰胺、花生四烯酸等显著差异代谢物可作为潜在的生物标志物,用于鸡球虫病诊断检测。

基于非靶向代谢组学分析不同包装方式预制烤鱼代谢物的差异

为探究不同包装预制烤鱼的代谢物差异,采用液相色谱-串联质谱技术,基于非靶向代谢组学方法分析比较托盒包装、真空包装和气调包装预制烤鱼的代谢物组成。结果表明,在二级质谱信息下,3种包装的预制烤鱼共鉴定出318种代谢物。依据正交偏最小二乘法判别分析模型的变量重要性投影值(variable importance projection value,VIP,VIP>1)和P<0.05,共筛选出47种差异代谢物,包括脂肪酸类10种,核苷酸类10种,氨基酸类9种,有机酸及衍生物类7种,苯及衍生物类3种,醇胺类2种,其他类6种。通过对47种差异代谢物相对含量的聚类热图分析,发现3种不同包装方式预制烤鱼的代谢物相对含量存在差异。其中,气调包装烤鱼的多种呈味氨基酸和单磷酸腺苷相对含量明显高于常规的真空和托盒包装。研究结果初步表明,气调包装对保持烤鱼鲜味有积极作用,将为烤鱼包装多样化发展提供方向。

基于UPLC-MS非靶向代谢组学分析不同年龄双峰驼肉代谢物差异

基于超高效液相色谱-质谱联用的非靶向代谢组学方法探究不同年龄组驼肉代谢物的差异及变化规律。结果表明,在3个年龄组(3~4、6~7岁和9~10岁,分别以I、II和III组表示)骆驼背最长肌中共鉴定出显著差异代谢物710种;在I vs II组显著差异代谢物有78个,其中I组上调47个,II组上调31个;在II vs III组显著差异代谢物有49个,其中II组上调18个,III组上调31个;在I vs III组显著差异代谢物有65个,其中I组上调29个,III组上调36个。京都基因与基因组百科全书通路分析结果表明,差异代谢物主要富集到蛋白质和氨基酸代谢、脂肪酸、维生素和矿物质代谢等相关通路,说明不同生长阶段骆驼中各营养素的消化代谢均有差异。I组中的多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)(尤其n-6 PUFA、n-3 PUFA)含量和PUFA/不饱和脂肪酸值均显著高于III组,这主要与相关代谢通路上的花生四烯酸、亚油酸和13-L-过氧化氢油酸浓度的显著上调有关;同时L-亮氨酸、L-缬氨酸、L-谷氨酰胺等差异代谢物可以作为不同年龄驼肉品质差异的潜在标记物。

茶枝柑与不同品种温州蜜柑果皮的非靶向代谢组学比较与分析

分析比较不同品种温州蜜柑与茶枝柑果皮的代谢组学差异,为温州蜜柑果皮的开发利用提供理论基础和科学依据。利用超高效液相色谱-串联质谱对茶枝柑与3个品种温州蜜柑的化学成分进行测定及分析,利用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析和聚类分析等多元统计方法对代谢组数据进行比较分析,筛选差异代谢物。通过数据库对比,茶枝柑(CZG)与油良(YL)、南柑20(NG)、宫川(GC)间分别鉴定出790、796、818个代谢物,其中有机氧化合物、黄酮类、羧酸类及其衍生物占比最高,主要参与黄酮和黄酮醇生物合成、黄酮类生物合成、异黄酮生物合成、α-亚麻酸代谢和苯丙氨酯生物合成等代谢途径;根据变量投影重要性值>1且P<0.05,对差异代谢物进行筛选,得到稳定、可靠的差异代谢物,结果表明,茶枝柑与温州蜜柑间共筛选出11类、43种差异代谢物,占比较多的为黄酮类、氨基酸类和嘌呤核苷类化合物,温州蜜柑中黄酮类化合物多为上调,如5,6,7,8,3’,4’,5’-七甲氧基黄酮、槲皮素、柚皮苷、山柰酚和柚皮素等,可作为潜在的标志物区分茶枝柑与温州蜜柑,同时表明温州蜜柑黄酮类化合物含量更具优势,可作为高生物活性的陈皮基原药材,推动柑橘产业发展,为陈皮产品的开发利用及原料选材提供参考依据。

不同产地蒙古黄芪的非靶向代谢组学分析

黄芪(Astragalus membranaceus)是一种传统的道地药材,药用历史悠久,分布范围广,不同产地黄芪的药材品质和疗效相差甚远,次生代谢物的类型和含量是决定药材品质的物质基础。为了研究不同产地黄芪次级代谢物的差异,为解析黄芪品质形成提供重要依据,同时为优质黄芪的选育奠定基础,试验对来自山西浑源(S2-7)、山西五台(S2-9)、甘肃和政药园(S2-10)的3种蒙古黄芪根进行基于LC-MS/MS的非靶向代谢组学测定,利用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)方法进行差异代谢物筛选,并通过KEGG数据库进行通路富集分析。结果显示,共鉴定出674种代谢产物,分为29类,主要包括萜类物质、黄酮类物质、苯丙素类物质和生物碱类物质。依据P<0.05、变量投影重要度(VIP)>1筛选差异代谢物,甘肃黄芪(S2-10)与山西黄芪组(S2-7、S2-9)间筛选出81种差异代谢物;山西五台(S2-9)和浑源(S2-7)2个产地黄芪间筛选出67种差异代谢物;这些代谢物在含量上存在显著差异。对通路进行富集分析可知,甘肃黄芪与山西黄芪组富集到3条差异显著的代谢通路:异喹啉生物碱生物合成、吲哚生物碱生物合成以及烟酸盐和烟酰胺代谢通路。综上可见,不同产地黄芪次级代谢物的类型和含量存在一定差异。

基于非靶向代谢组学和肠道菌群探究经典名方泻白散对过敏性哮喘大鼠的保护作用

目的本研究拟从宿主-肠道菌群-代谢的角度探讨泻白散保护过敏性哮喘大鼠可能的微观机制。方法将SPF级SD大鼠分为正常对照组(NC组)、过敏性哮喘模型组(M组)和泻白散组(Xiebaisan组)。通过卵清白蛋白(OVA)诱导建立大鼠过敏性哮喘模型;HE染色观察大鼠肺组织病理学变化;取结肠内容物进行16S rDNA高通量测序,观察肠道菌群结构与功能的变化;采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间串联质谱法(UHPLC-Q-TOF/MS)分别进行血清样本和肺组织样本非靶向代谢组学检测。结果HE染色显示:与NC组相比,Xiebaisan组可以在一定程度上改善哮喘大鼠肺部组织形态结构;16S rDNA高通量测序结果显示:M组肠道菌群多样性降低,与M组相比,Xiebaisan组肠道菌群多样性增加,肠道微生态得以改善;血清非靶向代谢组学检测结果显示:Xiebaisan组能够调节氨基酸代谢、mTOR等通路,且部分回调M组引起的差异代谢物表达;肺组织样本非靶向代谢组学检测结果显示,Xiebaisan组能够调节碳代谢、血管平滑肌收缩信号通路和cAMP等信号通路,且部分回调M组引起的差异代谢物表达。结论泻白散可能通过改善肺组织形态结构、肠道菌群的多样性以及调控mTOR通路、血管平滑肌收缩信号通路和cAMP等信号通路影响氨基酸代谢、碳代谢等途径发挥对过敏性哮喘大鼠的保护作用。

非靶向代谢组学揭示南昆山毛叶茶绿茶和红茶的独特化学成分组成

为系统揭示珍稀天然低咖啡碱茶树南昆山毛叶茶的化学成分组成特性,以其绿茶和红茶为主要研究材料,以云南大叶种两茶类为对照,采用高分辨质谱技术非靶向鉴定其代谢物组成,利用主成分分析、聚类热图、正交偏最小二乘判别分析等方法,比较两品种、两茶类的代谢组差异,并结合标准品和数据库鉴定差异代谢物。结果表明,4种茶叶共鉴定到代谢物152种,以黄酮类为主(42%),可聚为4簇,两品种间的代谢组差异大于两茶类间的差异;与云南大叶种两茶类相比,南昆山毛叶绿茶以去甲基雏叶龙胆酮、表茶黄棓灵-3-O-没食子酸等14种黄酮和聚酯型儿茶素B同分异构体、可可碱等共24种相对含量较高的化合物为特征代谢物,南昆山毛叶红茶的特征代谢物包括没食子儿茶素-3,5-双没食子酸酯、去甲基雏叶龙胆酮、二氢杨梅素等25种黄酮,茶黄素-3-没食子酸酯异构体、聚酯型儿茶素A同分异构体、茶黄素-3,3’-双没食子酸酯等4种鞣质和可可碱等共40种化合物。本研究为进一步挖掘南昆山毛叶茶的功能活性成分提供了参考。

HS-SPME-GC-MS/MS结合非靶向代谢组学分析涪陵榨菜发酵过程中挥发性成分

为探究涪陵榨菜在“三腌三榨”加工过程中挥发性成分的差异情况,通过非靶向代谢组学结合气相色谱-串联质谱技术与多元统计学方法,分析并探讨了涪陵榨菜在自发酵过程中挥发性代谢物的变化及其显著差异代谢途径。结果表明,不同腌制阶段榨菜中共检测到627种挥发性成分,主要包括烃类、酯类、杂环化合物、萜类、醛类、酮类、醇类、芳烃、酚类、胺类、含硫化合物、酸类、卤代烃、含氮化合物等。不同腌制阶段榨菜中差异显著挥发性成分存在较大差异,一腌阶段与对照组的特有差异挥发性成分为157个,二腌与一腌阶段组的特有差异挥发性成分为28个,三腌与二腌阶段组的特有差异挥发性成分为1个。经京都基因与基因组百科全书通路分析,差异挥发性成分显著富集的代谢通路包括次生代谢产物的生物合成、二萜类生物合成、单萜类生物合成、咖啡因代谢、脂肪酸生物合成等。本研究从代谢组学的角度分析了发酵榨菜的特异代谢产物,可为涪陵榨菜的标准化生产提供理论依据。

寒喘祖帕单煎配方与配伍合煎对16HBE细胞抗炎活性及非靶向代谢组学差异的研究

目的考察寒喘祖帕按照传统配伍合煎及单煎配方的抗炎活性,并采用UPLC-Q-TOF/MS研究非靶向代谢组学差异。方法通过体外脂多糖诱导16HBE炎症细胞,使用CCK-8法筛选出单煎配方组和配伍合煎组的剂量;采用逆转录酶聚合酶链反应(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR)技术测定细胞中炎症因子IL-6、IL-8和TNF-α的mRNA表达水平,并采用UPLC-TOF/MS技术对细胞进行非靶向代谢组学分析:分为正常组(16HBE细胞+培养基)、模型组(16HBE细胞+培养基+0.1μg/mL LPS)、寒喘祖帕单煎配方组(16HBE细胞+培养基+0.1μg/mL LPS+50μg/mL单煎配方)、寒喘祖帕配伍合煎组(16HBE细胞+培养基+0.1μg/mL LPS+50μg/mL配伍合煎)。以此探究寒喘祖帕颗粒发挥抗炎活性的相关代谢通路,寻找寒喘祖帕颗粒抗炎活性相关的差异代谢物。结果与正常组比较,模型组在给药浓度为0.1μg/mL时细胞生长存活率未受到限制,差异无统计学意义(P>0.05);配伍合煎组在给药浓度为0~400μg/mL范围内时,细胞存活率未受影响,浓度>800μg/mL时,细胞生长存活率下降,差异具有统计学意义(P<0.01);而单煎配方组在浓度<50μg/mL时,细胞生长存活率未受到限制,浓度≥100μg/mL时,细胞生长存活率下降,差异具有统计学意义(P<0.01);RT-PCR实验结果显示:与正常组比较,模型组的IL-6、IL-8和TNF-αmRNA的表达上升,差异具有统计学意义(P<0.001),50μg/mL单煎配方较100μg/mL,IL-6、IL-8和TNF-αmRNA的表达下降,差异具有统计学意义(P<0.001);在相同药物浓度干预下,与正常组比较,模型组的IL-6、IL-8和TNF-αmRNA的表达上升,差异具有统计学意义(P<0.001),与模型组比较,单煎配方组和配伍合煎组可同时降低IL-6、IL-8和TNF-αmRNA的表达,差异具有统计学意义(P<0.001);配伍合煎组与单煎配方组比较,配伍合煎组IL-6、IL-8 mRNA的表达较单煎配方低,差异具有统计学意义(P<0.05)。代谢组学分析结果筛选出模型组与配伍合煎组间的内源性差异代谢物68个,主要与色氨酸代谢、甘油磷脂代谢和嘧啶代谢等有关;模型组与单煎配方组间识别出内源性差异代谢物62个,主要与甘油磷脂代谢、精氨酸和脯氨酸代谢等有关。结论寒喘祖帕单煎配方与配伍合煎对LPS诱导的炎症细胞模型抗炎效果存在差异,非靶向代谢组学分析结果表明两种方式通过不同的代谢通路发挥抗炎活性。

基于电子舌和非靶向代谢组学分析不同灵芝菌株滋味和差异代谢物

为探究不同灵芝菌株的滋味和代谢物差异性,以不同灵芝菌株的子实体为样品,采用电子舌测定21个不同灵芝菌株水提液滋味,使用超高效液相色谱和质谱的非靶向代谢组学技术,结合主成分分析(Principal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘判别分析(Orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)等统计学方法对滋味聚类分析的结果选取出3个灵芝菌株(GL229、GL219、GL236)水提液进行代谢物鉴定分析。结果表明,不同灵芝菌株水提液的酸味、鲜味、苦味和咸味响应值差异比较大。3个不同灵芝菌株水提液样品共鉴定出6057个代谢物,GL219与GL229、GL236与GL229、GL219与GL236之间的差异代谢物分别有1282、1311、1966个。其中,3个对比组间共有差异代谢产物有123个,组间共有差异代谢产物包括有机酸及其衍生物、苯环类化合物、有机氧化合物、有机杂环化合物、脂类和类脂类化合物等,主要差异代谢物有Jamaicamide C、 2-异丙基苹果酸(2-Isopropylmalicacid)、 1-萘胺(1-Naphthylamine)、对羟基苯乙胺(Tyramine)、京尼平(Genipin)等。差异代谢物L-谷氨酰胺(L-Glutamine)、谷氨酰胺(Glutamine)、辛可宁(Cinchonine)、龙葵次碱(Solanidine)、苯乙醛(Phenylacetaldehyde)和去氢胆酸(Dehydrocholic acid)是滋味物质,对不同灵芝菌株水提液的滋味差异有一定的贡献作用。本研究说明代谢组学可用于分析不同滋味的灵芝的代谢物差异,可为灵芝滋味物质基础提供一定的理论依据。

基于非靶向代谢组学的药膳鱼汤代谢产物差异分析

药膳鱼汤是一道滋补价值高的佳肴,关于其化学组成特征的研究相对较少。因此,该研究以鱼汤、药膳鱼汤为研究对象,利用超高效液相色谱-质谱联用(ultra performance liquid chromatography-mass spectrometry,UPLC-MS/MS)代谢组学技术,结合主成分分析(principal components analysis,PCA)、正交偏最小二乘-判别分析(orthogonal partial least squares-discrimination analysis,OPLS-DA)等多元统计学方法,探究药膳鱼汤的差异代谢物。采用变量投影重要性VIP>1且P<0.05的标准,筛选差异显著的代谢物,并进行代谢通路分析。结果显示,共鉴定出20类176个差异代谢物,其中包括35个氨基酸及其衍生物,38个脂肪酰类,25个有机酸及其衍生物,17个核苷酸及其衍生物,10个碳水化合物及其衍生物,以及18个黄酮化合物。KEGG功能通路富集分析筛选出6条代谢通路,包括氨基酸的生物合成、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、核苷酸糖的生物合成、ABC转运蛋白、咖啡因代谢以及半胱氨酸和蛋氨酸代谢。非靶向代谢组学从整体水平上揭示了药膳鱼汤的代谢差异,为其鉴别和品质评价提供了方向。

基于非靶向代谢组学研究三氧化二砷对白血病K562细胞的毒性机制

目的:研究三氧化二砷(As_(2)O_(3))对白血病K562细胞代谢的影响。方法:利用CCK-8法检测As_(2)O_(3)对K562细胞活力的影响;采用超高效液相色谱-质谱技术对As_(2)O_(3)孵育后细胞中的代谢物进行鉴定,筛选出差异代谢物,并进行KEGG富集分析。结果:CCK-8结果显示,As_(2)O_(3)可剂量依赖性地降低K562细胞存活率。非靶向代谢组学检测结果表明,As_(2)O_(3)可导致K562细胞内多种代谢物含量发生显著变化。KEGG富集分析表明,差异代谢物主要富集在谷胱甘肽代谢、铁死亡、亚油酸代谢、牛磺酸代谢、癌症中的胆碱代谢、嘌呤代谢等通路。结论:As_(2)O_(3)可显著降低K562细胞存活率,这可能与影响细胞多种代谢稳态,进而导致细胞增殖抑制、诱导细胞凋亡等有关。此外,As_(2)O_(3)是否会诱导K562细胞发生铁死亡值得深入研究。

基于非靶向代谢组学挖掘两种日粮模式下蛋鸡回肠代谢物的差异

为探究饲喂基础日粮(CON)和含5.0%益生菌发酵饲料(PFF)2种日粮条件下蛋鸡回肠内容物代谢物差异,采用液相色谱-质谱和非靶向代谢组学相结合的方法,检测2种日粮条件下蛋鸡回肠中代谢产物,通过差异代谢物筛选和KEGG富集分析,筛选出蛋鸡回肠中的差异代谢物及代谢通路。结果表明,与CON组相比,PFF组中胆酸、牛磺鹅去氧胆酸、鹅去氧胆酸等胆汁酸含量显著降低,异亮氨酸-亮氨酸-甘氨酸-丙氨酸、苯丙氨酸-谷氨酸-缬氨酸-谷氨酸、亮氨酸-酪氨酸-苏氨酸-赖氨酸等小肽含量显著增加;KEGG通路富集分析表明,代谢物主要与胆汁分泌、初级胆汁酸生物合成等通路相关,初级胆汁酸在宿主脂质和脂溶性物质的消化代谢、抗氧化状态、胆固醇代谢和宿主-微生物相互作用中发挥重要作用。蛋鸡日粮中添加益生菌发酵饲料可通过改变肠道代谢产物来改善肠道吸收功能。

刺梨不同提取物的非靶向代谢组学比较与分析

该文采用超高效液相色谱-高分辨质谱技术(ultra high performance liquid chromatography high resolution mass spectrometry,UPLC-HRMS)对刺梨不同提取物进行非靶向定性解析,通过数据库确认注释并鉴定代谢物,在二级质谱信息下共鉴定出316种代谢物。运用多元统计方法进行刺梨不同提取物数据分析并筛选出差异代谢物。主成分分析结果表明,刺梨不同提取物存在代谢物差异。依据正交偏最小二乘法判别分析模型的变量重要性投影(variable importance projection value,VIP,VIP>1.3)值、P<0.01和差异倍数(fold change,FC,FC≥3和FC≤0.1)可筛选出49种显著差异代谢物。通过MBRole 2.0通路分析功能,发现有11条代谢途径。其中类黄酮生物合成途径最为显著,共计4个代谢物参与类黄酮生物合成代谢通路。该文基于非靶向代谢组学分析表明,刺梨不同提取物之间的代谢物有一定差异,为进一步研究其功能提供了数据支持。

基于非靶向代谢组学的脑卒中急性期损伤机制研究

目的 通过非靶向代谢组学技术研究脑卒中急性期损伤机制。方法 建立小鼠大脑中动脉闭塞模型模拟卒中后缺血再灌注损伤,利用高效液相色谱-质谱联用技术对卒中后脑组织样本进行代谢组分析,利用京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库及人类代谢数据库(HMDB)分析代谢组结果。结果 卒中后变化明显的194个代谢物中(P<0.05且VIP>1),上调的代谢物有111个,下调的代谢物有82个,其中海藻糖、葡糖苷酸、谷胱甘肽硫醇、尿酸等物质变化显著(P<0.01),分属下列物质:辅因子类、脂质、氨基酸、核苷酸、单糖、二十烷类、神经递质等。KEGG富集通路分析显示,丙氨酸和谷氨酸代谢、牛磺酸代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、糖酵解、核苷酸代谢、嘌呤代谢通路为差异显著的代谢通路[-Log10(P value)>3且impact value>0.15]。结论 卒中后有关脂质代谢、能量代谢、核苷酸代谢活动显著变化,为探索损伤机制和寻找干预靶点提供了参考。

基于非靶向代谢组学的不同菌种强化发酵浏阳豆豉的代谢差异分析

为探究不同菌种强化发酵浏阳豆豉的代谢差异,测定分离菌株黄曲霉7214(Aspergillus flavus 7214,AF 7214)、黄曲霉7622(A.flavus 7622,AF 7622)、混合组AF 77(AF 7214+AF 7622)、与米曲霉(A.orzyae)强化发酵及自然发酵浏阳豆豉的总酸、氨基酸态氮含量,并利用液相色谱-质谱联用技术探究其代谢产物差异。结果表明:5组豆豉中,AF7214强化发酵豆豉的总酸质量分数、氨基酸态氮含量最高,分别为3.52%和1.47g/100g。根据偏最小二乘判别分析结果可知,各样品代谢产物差异明显,其中AF 7622菌株发酵样品同自然发酵豆豉代谢产物组成差异最小。进一步分析发现AF 7214、AF 7622、AF 77、米曲霉强化发酵与自然发酵豆豉的差异代谢产物主要参与氨基酸代谢通路,特别是精氨酸生物合成。以变量重要投影值>1.5、P<0.05为标准筛选出5组样品间的关键差异代谢物共62种,其中包括赖氨酸、丝氨酸、2-甲基丝氨酸等26种氨基酸及其衍生物,说明强化发酵对豆豉发酵过程中的氨基酸代谢影响最明显。本研究可为浏阳豆豉强化发酵过程中代谢产物的形成提供新的认识。

基于非靶向代谢组学研究邻苯二甲酸二丁酯对菜心代谢产物组成的影响

为研究邻苯二甲酸二丁酯(di-n-butyl phthalate,DBP)胁迫对菜心代谢产物组成的影响,本文基于非靶向代谢组学,通过主成分分析、偏最小二乘判别分析等多元统计分析方法,对DBP胁迫下菜心不同组织代谢产物的差异及其关键通路进行研究。结果发现:不同DBP浓度胁迫下菜心不同组织存在明显差异的代谢产物有105种,主要分布在36条代谢途径中。P<0.05的代谢途径有3条,即色氨酸代谢(Tryptophan metabolism)、苯丙氨酸代谢(Phenylalanine metabolism)和丁酸代谢(Butanoate metabolism)。研究表明,基于非靶向代谢组学可直观反映DBP对菜心代谢产物组成的影响,为后续开发农作物关键通路上的靶向化学调控剂提供科学依据。

UHPLC-MS/MS非靶向代谢组学在移居高原人群高原性高血压血浆代谢研究中的应用

目的研究高原性高血压(altitude-related hypertension,ARH)患者和健康个体之间血浆代谢产物的差异,并分析ARH的潜在发病机制。方法选取2020年7月在进驻海拔4200 m处的健康平原成年男性官兵中按简单随机抽样法选取20名ARH患者为ARH组,30名血压正常者为对照(Control)组。在测量血压、体质指数(body mass index,BMI)、血氧饱和度和心率后,采集研究对象空腹静脉血样本。基于超高效液相色谱-质谱联用(ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UHPLC-MS/MS)技术,对研究对象血浆中的代谢产物进行筛选和鉴定。使用无监督主成分分析(principal component analysis,PCA)和有监督的正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discrimination analysis,OPLS-DA)模型对代谢产物进行指纹图谱分析,以辅助生物标志物的筛选,并对OPLS-DA模型进行质量考查和验证,以确保模型的稳定性和可靠性。使用独立样本t检验和差异倍数(fold change,FC)分析,绘制火山图,筛选有差异的血浆代谢物。使用京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集通路分析对筛选出的差异性代谢物进行功能途径的富集分析和拓扑学分析。结果与Control组比较,ARH组的收缩压、舒张压和心率显著升高,动脉血氧饱和度显著降低(P<0.05)。PCA分析显示,正离子模式下,解释了81.96%的变异;负离子模式下,解释了79.25%的变异,表明2组之间存在显著的代谢差异。OPLS-DA模型分析显示,正离子模式下,PC1解释了77.36%的变异,PC2解释了12.25%的变异,R^(2)Y=0.96,Q^(2)Y=0.91;负离子模式下,PC1解释了84.15%的变异,PC2解释了17.24%的变异,R^(2)Y=0.99,Q^(2)Y=0.86。组间差异均超过75%,组内差异均小于20%。正离子模式下,R2拟合直线的Y轴截距为0.58,Q^(2)拟合直线的Y轴截距为-0.48;负离子模式下,R2拟合直线的Y轴截距为0.93,Q^(2)拟合直线的Y轴截距为-0.41。共筛选出32种具有显著差异的代谢产物,包括氨基酸、核苷、脂肪酸和有机生物碱。KEGG分析显示,10条代谢通路中有4条为氨基酸代谢通路,氨酰-tRNA生物合成途径富集的代谢产物最多。结论基于UHPLC-MS/MS技术,运用非靶向代谢组学筛选出的32种具有明显差异的代谢产物可能作为ARH的特征性生物标志物,而氨酰-tRNA生物合成途径可能与ARH的发病机制相关。

基于非靶向代谢组学的老年胃癌患者术前衰弱与代谢综合征代谢特征研究

目的基于非靶向代谢组学技术探讨老年胃癌患者术前衰弱与代谢综合征(MetS)的差异代谢物及代谢通路。方法收集非衰弱非MetS胃癌患者25例作为对照组,单纯衰弱组胃癌患者10例作为衰弱组;单纯合并MetS的胃癌患者13例作为MetS组,衰弱合并MetS组胃癌患者10例作为合并组。采用超高效液相色谱-质谱联用非靶向代谢组学技术测量血浆代谢物水平,采用主成分分析法、正交偏最小二乘法-模式识别分析法、聚类分析及代谢通路注释进行多元统计分析。结果基于非靶向代谢组学技术鉴定出了125种差异代谢物,包括氨基酸、甘油磷脂、鞘脂、脂肪酸、糖类、核苷及核苷酸、酸性化合物等类别。与对照组比较,MetS组、衰弱组、合并组分别存在41、32、52种差异代谢物。其中MetS组以脂质代谢物明显升高为特征;衰弱组以氨基酸及多数甘油磷脂类代谢物明显下降,且脂肪酸类及植物鞘氨醇明显升高为特征;合并组以核苷酸类代谢物及酸性化合物明显升高为特征。丙氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸代谢途径在衰弱组中明显富集,甘油磷脂代谢途径在合并组中明显富集。结论单纯衰弱、单纯合并MetS以及衰弱合并MetS的老年胃癌患者存在不同的代谢特征,其中衰弱的老年胃癌患者氨基酸与甘油磷脂类代谢物均明显下降,需重视脂肪与蛋白质全面补充,MetS合并衰弱患者存在氨基酸、脂质、核苷酸、酸性化合物等多类代谢物异常,可能与肿瘤相关代谢紊乱有关。

基于非靶向代谢组学的信阳毛尖茶加工过程非挥发物代谢轮廓分析

为了解信阳毛尖茶在加工过程中非挥发性代谢物的变化规律,以信阳群体种鲜叶为原料,采用非靶向代谢组学技术对信阳毛尖茶加工过程样品进行系统分析。结果显示,在信阳毛尖茶加工过程中共对比鉴定出1000种非挥发性代谢物,多元统计分析表明信阳毛尖茶在杀青后其非挥发性代谢物发生显著变化;同时共筛选出53个差异化合物,其中氨基酸、儿茶素、黄酮糖苷、脂质、嘌呤核苷、有机酸等化合物的转化是形成信阳毛尖茶风味和品质的关键;尤其是一些酰化黄酮糖苷、溶血磷脂酰类、嘌呤核苷类化合物在杀青后相对含量显著提升;京都基因与基因组百科全书代谢通路富集分析结果显示,差异化合物在嘌呤代谢,甘油磷脂代谢,苯丙氨酸代谢,氨酰基-tRNA生物合成,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成和甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢这些代谢通路中显著富集(P<0.05)。本研究进一步挖掘了影响信阳毛尖茶风味和品质的主要非挥发性代谢物,为揭示信阳毛尖茶风味和品质形成机制提供依据和参考。