气相中环糊精与甘氨酰-苯丙氨酰-苯丙氨酸和甘氨酸三肽非共价复合物的质谱研究

为了探索环糊精和寡肽的非共价相互作用, 一定化学计量比的α-, β-, γ-环糊精(CD)分别和甘氨酸三肽(GGG)、甘氨酰-苯丙氨酰-苯丙氨酸三肽(GFF)在室温下反应达到平衡并用正离子模式质谱检测. 实验结果显示GGG, GFF均可以和α-, β-, γ-CD生成1:1配合比的非共价复合物. 碰撞诱导解离实验进一步验证了α-, β-, γ-CD与GGG, GFF非共价复合物的形成. 质谱滴定法测得的结合常数结果表明环糊精和两种三肽形成非共价复合物的结合强度均按照γ-, β-, γ-CD的次序逐渐增大. GGG和α-, β-, γ-CD复合物的结合常数分别为2799.96, 2528.73, 1697.11 L·mol^-1, GFF和α-, β-, γ-CD复合物的结合常数分别为2773.94, 2134.03, 1330.68 L·mol^-1. 对于α-, β-或γ-CD, 含有苯基的GFF+CD复合物的结合强度要小于相应的脂肪族的GGG+CD复合物, 表明虽然在气相GFF+CD复合物的构象与溶液中的构象有所变化, 但是苯基仍然参与和环糊精疏水腔体的键合作用.     

基于气相色谱-飞行时间质谱技术的佐剂性关节炎大鼠尿液代谢组学的研究

采用弗氏完全佐剂(FCA)诱导佐剂性关节炎(AA)大鼠模型,观察大鼠足趾肿胀度和踝关节组织的病理学形态变化。应用气相色谱-飞行时间质谱(GC-TOF MS)技术检测AA大鼠尿液代谢物谱,并对数据进行主成分分析(PCA)、偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)及正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA),探讨可能的发病机制。通过变量重要性投影值(VIP>1)和P值(<0.05),筛选出尿液中的差异代谢物。在模型组大鼠的尿液中共发现异柠檬酸、α-酮戊二酸、柠康酸、肌酸、3-羟基丁酸等20种差异代谢物。推断AA代谢组学的发病机制可能与能量代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢途径有关。     

尿液代谢组学方法研究人参总皂苷治疗糖尿病心肌病大鼠作用机制

利用基于质谱的代谢组学方法考察了人参总皂苷(TG)治疗糖尿病心肌病(DCM)大鼠的效应机制;建立了糖尿病心肌病大鼠模型,并连续12周口服人参总皂苷,采用快速高分辨液相色谱/四级杆-飞行时间/质谱(RRLC/Q-TOF/MS)技术对糖尿病心肌病模型组(DCM组)和人参总皂苷治疗组(TG组)大鼠尿样的尿液代谢物进行分析,采用主成分分析(PCA)对两组代谢物进行分类,并寻找潜在生物标记物,同时检测心肌病理超微结构、血液生化指标和心肌氧化应激水平。RRLC/Q-TOF/MS检测结果表明,DCM组和TG组大鼠的尿液代谢物谱能得到很好的区分,发现并鉴定了3种生物标记物。TG降低了DCM大鼠心肌超微结构损伤并改善其血脂、血糖及心肌氧化应激水平,代谢组学研究结果表明:作用机制可能是TG对柠檬酸循环、脂肪酸代谢和氧化应激水平的调节作用。     

代谢组学应用于糖肾方治疗糖尿病肾病的疗效评价

建立了基于超高效液相色谱-飞行时间质谱(UPLC/TOF MS)分析技术的血浆代谢指纹谱,应用多元统计分析方法评价糖尿病肾病患者血浆代谢物变化差异及糖肾方的干预效果。通过研究糖肾方干预糖尿病肾病血浆内源性代谢物的变化,探索与该疾病密切相关的代谢途径,评价糖肾方的治疗效果。结果发现: 经糖肾方治疗后,血浆内源性代谢物发生了明显变化,磷脂代谢、脂肪酸代谢、氨基酸代谢、嘌呤嘧啶代谢、固醇类代谢等多个代谢途径得到纠正。本研究基于UPLC/TOF MS的代谢组学方法,能够从整体水平反映疾病治疗过程中代谢网络的变化趋势,证实糖肾方具有治疗糖尿病肾病的临床疗效并有助于阐释药物作用机理。     

基于超高效液相色谱-飞行时间质谱法测定LAMTOR1在肝脏炎症恶性转化中调控的代谢物

LAMTOR1(晚期胞内体/溶酶体接头蛋白,MAPK以及mTOR激活蛋白1)是机体应对营养压力时重要的调控蛋白之一。公共开放基因表达数据库分析显示LAMTOR1在非酒精性脂肪肝炎(NASH)和肝癌中均异常高表达,显示LAMTOR1在NASH和肝癌发生发展中发挥重要作用,探索LAMTOR1在肝脏炎症恶性转化过程中调控的代谢机制具有重要意义。该研究中小鼠给予蛋氨酸胆碱缺乏(MCD)饮食饲养,肝脏组织的苏木精伊红(HE)染色结果显示小鼠肝脏炎症性损伤的成功构建。接下来利用蛋白免疫印迹实验验证了肝脏组织中LAMTOR1基因的特异性敲除以及一些LAMTOR1调控的蛋白变化。紧接着开展了基于超高效液相色谱-飞行时间质谱联用的肝脏组织代谢组学分析,以鉴定LAMTOR1肝脏特异性调控的重要代谢物。对检测到的134个代谢物进行多变量分析,主成分分析模型显示特异性敲除LAMTOR1对小鼠肝脏的代谢过程有明显的扰动。其中45个代谢物发生了显著性变化,表明敲除LAMTOR1可引起肝脏多条代谢通路紊乱。进一步分析显示,UDP-乙酰葡萄糖胺(UDP-GlcNAc)、S-腺苷蛋氨酸、S-腺苷高丝氨酸和三甲基赖氨酸等代谢物在LAMTOR1敲除(LAMTOR1^LKO)小鼠中明显上调,说明LAMTOR1与己糖胺合成通路和生物分子甲基化过程可能存在调控关系。另外,9-氧代十八碳二烯酸、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)等不饱和脂肪酸等代谢物水平在LAMTOR1^LKO小鼠中明显下降。接下来基于公共开放转录组数据库开展了基因表达相关性的预测分析,得到的相关系数R表征基因间的调控关系,R的绝对值接近或高于0.5属于中强相关,结果提示LAMTOR1可能负调控MAT1A (R=-0.47)基因,同时预测得到LAMTOR1与MGAT1 (R=0.47)和ADSL (R=0.59)等基因存在正调控关系。该研究将代谢组学方法应用于疾病机制研究,通过鉴定小鼠NASH模型中LAMTOR1特异性调控的代谢物,并结合基因表达相关性分析,揭示出LAMTOR1基因在非酒精性脂肪肝炎及恶性转化过程中可能调控的重要代谢通路,为后续NASH及NASH转化的肝癌发病机制和治疗研究提供理论基础。     

基于环糊精二聚体与紫精聚合物的包结作用制备超分子水凝胶

制备了对苯二甲酸连接的环糊精二聚体(α,α-CD Dimer)及紫精聚合物(VP), 利用α,α-CD Dimer与VP之间的主客体识别作用构筑了一种超分子水凝胶. ¹H NMR测定结果表明α,α-CD Dimer和VP的主客体相互作用是通过α-CD空腔和VP形成包结络合物进行的. 环糊精二聚体α,α-CD Dimer和聚合物VP凝胶体系的构筑受环糊精二聚体类型的影响, 同时该超分子水凝胶对有竞争作用的客体分子表现出响应性, 该超分子水凝胶在竞争性客体分子存在的条件下, 可发生小分子诱导的凝胶与溶胶转化行为. 此外, 该凝胶体系还具有良好的热稳定性.     

利用代谢组学研究大气细颗粒物的生殖毒性效应

大气细颗粒物(PM2.5)污染已成为严峻的环境问题,探究PM2.5的毒性效应和机理变得尤为重要.本研究利用基于液相色谱/质谱的代谢组学技术,分析经PM2.5悬混液气管滴注暴露后成年雄性大鼠睾丸代谢组的全局变化,采用偏最小二乘判别分析法和非参数检验进行统计分析.结果表明,PM2.5暴露组大鼠睾丸的油提和水提代谢指纹谱均可与对照组实现准确区分,表明PM2.5暴露对大鼠睾丸的整体代谢网络产生了显著影响,最终鉴定出56个差异代谢物.通路分析显示,PM2.5暴露会引起大鼠睾丸的氨基酸和核苷酸代谢紊乱、类固醇激素代谢失衡以及脂类代谢异常,而这些重要通路可能是PM2.5生殖毒性的关键分子事件.     

复方丹参滴丸抗急性心肌梗死代谢组学研究

采用左冠状动脉前降支结扎的方法,建立SD大鼠急性心肌梗死(Acute myocardial infarction, AMI)模型,使用超高效液相色谱-串联四极杆/飞行时间质谱(UPLC-QTOF/MS)代谢组学研究平台对大鼠血浆样本进行代谢轮廓分析,研究复方丹参滴丸对AMI大鼠心肌保护作用机制.经主成分分析和偏最小二乘法分析,筛选并鉴定出22种与AMI相关的差异代谢物,其中的8种能够被复方丹参滴丸显著调节,分别是硫酸对甲苯、马尿酸、雌马酚葡萄糖苷酸、溶血磷脂胆碱(16∶0)、胆酸、油酸酰胺、棕榈酰胺和鞘脂(d18∶1/16∶0).研究结果表明, 复方丹参滴丸可能是通过调节苯丙氨酸代谢、甘油磷脂代谢、脂肪酸代谢、胆汁酸代谢及鞘脂代谢通路,发挥抗AMI大鼠心肌损伤的作用.     

电喷雾串联质谱法分析阿托品及其代谢物

应用液相色谱-电喷雾串联质谱(LC-MSn)法检测阿托品及其大鼠粪样中的代谢物。收集灌胃25mg/kg阿托品的大鼠粪样,以水浸泡后,用乙酸乙酯萃取,采用LC-MS及LC-MSn等方法检测原药及其代谢物。和空白粪样及阿托品相比较,依据保留时间、一级质谱和二级质谱数据,在服药后的大鼠粪样中发现9种代谢物,分别为托品、N-去甲基托品、N-去甲基脱水阿托品、脱水阿托品、N-去甲基阿托品、羟基阿托品、N-氧化阿托品、羟基甲氧基阿托品以及托品酸等。该方法快速,简便,适合于生物样品中药物代谢物的快速鉴定。     

松花粉干预卵巢早衰大鼠肝脏的广泛靶向代谢组学分析

卵巢早衰是妇科领域的常见病,中医认为卵巢早衰与肝肾的正常与否息息相关,通过药食两用物质对肝脏代谢的调理是治疗卵巢早衰的一种重要手段。该研究基于超高效液相色谱-三重四极杆质谱(UHPLC-MS/MS)建立的广泛靶向代谢组学技术,探讨破壁松花粉对环磷酰胺诱导的卵巢早衰模型大鼠肝脏代谢的影响,旨在通过测定对照组、模型组、雌激素阳性对照组及施以不同剂量的松花粉干预组的SD大鼠肝脏组织中代谢物的含量变化,结合主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等多元统计方法揭示松花粉干预卵巢早衰大鼠肝脏代谢的作用机制。通过正、负离子模式共检测出687种肝脏代谢物,PCA与OPLS-DA显示环磷酰胺诱导的模型组能够与对照组、阳性对照组、松花粉干预组等组别之间的代谢物较好的分离。通过单变量分析中的t检验(p<0.05)、变异倍数(FC>2或<0.5)与多变量分析中变量投影重要性(VIP值)>1相结合对差异代谢物进行筛选。与对照组相比,模型组SD大鼠肝脏中的32个生物标志物含量显著升高,28个生物标志物含量显著降低,主要涉及α-亚麻酸代谢、维生素B6代谢、嘌呤代谢、赖...     

大鼠骨髓间充质干细胞分化过程的比较蛋白质组学研究

从蛋白质组学角度分析大鼠骨髓间充质干细胞(MSCs)体外定向分化为心肌细胞过程中蛋白表达情况, 采用二维电泳分离蛋白, 用PDQuest软件分析蛋白表达差异, 并采用质谱(MALDI-TOF-MS)进行鉴定, 得到了54个蛋白点, 对蛋白的生物功能分析表明, 部分蛋白通过不同的信号途径参与了MSCs的分化过程.     

基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术的血瘀模型大鼠血浆代谢组学分析

采用盐酸肾上腺素加冰水浴建立急性血瘀大鼠模型，使用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF/MS）检测空白对照组与血瘀模型组中血浆代谢物，用主成分分析（PCA）、有监督偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）及正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）对代谢组学数据进行多维统计分析，筛选潜在生物标志物。与对照组相比，在血瘀模型组大鼠血浆中检测出46个差异代谢物，血瘀模型组中乙酰胆碱、N6，N6，N6-三甲基-L-赖氨酸、胞嘧啶、乙酰肉碱等21个代谢物显著上调，吲哚丙酸、LysoPC（14：0）等25个代谢物显著下调，可能与脂质代谢、半乳糖代谢、亚油酸代谢、不饱和脂肪酸生物合成、糖酵解、花生四烯酸代谢等通路有关。代谢产物可作为血瘀证研究中的重要标记物，该研究结果有助于揭示血瘀证的发病机制，可为临床血瘀疾病的诊断及选用药物治疗提供思路，为后续治疗手段提供参考依据。     

在线二维集束毛细管柱-高气压光电离-飞行时间质谱用于单萜类化合物的快速测量

单萜类化合物是大气中生物源挥发性有机物（BVOCs）的一个主要组分，具有同分异构体种类多、寿命短、浓度低、时空变化快等特点。将集束毛细管柱（MCC）和高气压光电离-飞行时间质谱仪（HPPI-TOF MS）相结合，搭建MCC-HPPI-TOF MS联用装置，并开发一种二维GC-MS快速在线检测方法，用于单萜同分异构体的快速定性和定量分析。实验结果表明，在无任何样品预富集的前提下，该方法可在180 s内实现α-蒎烯、β-蒎烯、α-萜烯、γ-萜烯、3-蒈烯及柠檬烯等6种单萜同分异构体的在线检测，检出限（LODs）低至μg/m³量级。该方法已经用于松树和柏树枝叶释放出的单萜化合物的快速在线分析，展示了其在环境监测、过程分析等领域复杂混合物样品在线检测的能力和应用前景。     

Mesenchymal stem cells reciprocally regulate the M1/M2 balance in mouse bone marrow-derived macrophages

Mesenchymal stem cells (MSCs) have been widely studied for their applications in stem cell-based regeneration. During myocardial infarction (MI), infiltrated macrophages have pivotal roles in inflammation, angiogenesis and cardiac remodeling. We hypothesized that MSCs may modulate the immunologic environment to accelerate regeneration. This study was designed to assess the functional relationship between the macrophage phenotype and MSCs. MSCs isolated from bone marrow and bone marrow-derived macrophages (BMDMs) underwent differentiation induced by macrophage colony-stimulating factor. To determine the macrophage phenotype, classical M1 markers and alternative M2 markers were analyzed with or without co-culturing with MSCs in a transwell system. For animal studies, MI was induced by the ligation of the rat coronary artery. MSCs were injected within the infarct myocardium, and we analyzed the phenotype of the infiltrated macrophages by immunostaining. In the MSC-injected myocardium, the macrophages adjacent to the MSCs showed strong expression of arginase-1 (Arg1), an M2 marker. In BMDMs co-cultured with MSCs, the M1 markers such as interleukin-6 (IL-6), IL-1β, monocyte chemoattractant protein-1 and inducible nitric oxide synthase (iNOS) were significantly reduced. In contrast, the M2 markers such as IL-10, IL-4, CD206 and Arg1 were markedly increased by co-culturing with MSCs. Specifically, the ratio of iNOS to Arg1 in BMDMs was notably downregulated by co-culturing with MSCs. These results suggest that the preferential shift of the macrophage phenotype from M1 to M2 may be related to the immune-modulating characteristics of MSCs that contribute to cardiac repair.     

基于超高效液相色谱-串联质谱的股骨头坏死组织外泌体脂质代谢组学分析

股骨头坏死(ONFH)是一种可导致股骨头塌陷进而需要接受全髋关节置换的疾病.外泌体作为一种细胞间交流的方式,在一系列生理和病理过程中起着至关重要的作用,已在疾病的诊断和治疗中发挥独特作用.该研究利用非靶向代谢组学方法,探讨股骨头坏死组织外泌体内的脂质代谢特征,阐释股骨头坏死时机体发生的脂质代谢变化.该研究采用超速离心的...     

代谢组学法分析骨髓抑制模型小鼠血清小分子代谢产物

骨髓抑制是恶性肿瘤患者化疗后常见的症状,研究骨髓抑制造成体内代谢产物的变化可以为诊断骨髓抑制病症发展状况及采用药物治疗提供思路。采用雄性BalB/C小鼠腹腔注射环磷酰胺建立骨髓抑制模型,通过气相色谱-质谱(GC-MS)对正常与造模小鼠血液代谢产物进行指纹图谱分析,然后采用主成分分析(PCA)和正交偏最小方差判别分析(OPLS-DA)对代谢组学数据进行多维统计分析。与对照组相比,骨髓抑制模型小鼠血浆中潜在的差异表达代谢标志物有15个,其中葡萄糖-1-磷酸、对硝基苯酚、乙酰苯胺、可的松、烟酰胺、马钱苷、咖啡酸、亚油酸和油酸这9种物质的表达差异有统计学意义(P0.05)。结果表明,代谢产物可作为骨髓抑制研究中的重要标记物,有助于揭示化疗所致骨髓抑制的发病机制,判断疾病发展阶段以及后续治疗手段的有效性。     

液相色谱-四极杆飞行时间质谱结合化学计量学方法筛查饲料中的未知药物

建立了液相色谱-四极杆飞行时间质谱(LC-Q-TOF/MS)对饲料中非目标污染物(兽药)的筛查方法,以及未知物的判定和确认技术。饲料样品经0.1%EDTA-乙腈-甲醇(1∶1∶1,含0.1%甲酸)混合溶液提取,Q-TOF全扫描模式采集数据,数据经过峰对齐(质量误差5 m Da以内)、噪音过滤、自动排除无用峰等处理后,进行正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)处理,根据Score图、S-Plot图和VIP图判定出特征离子,结合二级信息与自建谱库比对,进行结构式确认,或通过同位素丰度比例和分子式生成功能,确认分子式,结合二级断裂信息,判定特征离子的结构式,从而判定未知物的成分。结果显示:16份饲料样品共筛查出27种兽药。采用液相色谱-三重四极杆串联质谱法对其中的12种兽药进行定性定量分析,验证结果仅出现2个假阳性,兽药含量在12.5~152.0 mg/kg之间。通过LC-Q-TOF/MS结合OPLS-DA的方法能够对饲料中的非目标物进行筛查分析,方法准确度高。     

基于UPLC-Q-Orbitrap MS/MS技术研究酸枣仁发酵过程中的化学成分转化

利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱串联质谱（UPLC-Q-Orbitrap MS/MS）研究了酸枣仁经茯苓发酵前后的主要化学成分变化，初步探讨了茯苓对酸枣仁发酵的转化规律.鉴定了发酵产物中24种化学成分，整合多元统计方法对酸枣仁发酵0，7和14 d后的差异性化学成分进行研究，采用正交偏最小二乘分析找到7个差异成分.采用t-检验对24种化学成分的相对含量进行分析；并分析了酸枣仁中黄酮苷、皂苷类成分的代谢反应途径.通过茯苓发酵，酸枣仁中化学成分主要发生了脱酰基和脱糖基等水解反应.为酸枣仁发酵产物的化学成分检测提供了快速、直观且准确的方法，为酸枣仁-茯苓共发酵产物的深入开发与利用提供了科学依据.     

代谢组学方法研究水飞蓟宾对四氯化碳致小鼠肝损伤的保护作用

运用代谢组学方法研究四氯化碳(CCl4)致小鼠肝损及水飞蓟宾肝保护作用的机理. 通过气相色谱-质谱(GC-MS)技术分析CCl4及水飞蓟宾作用下的小鼠肝组织匀浆及血浆代谢物谱. 使用正交偏最小二乘判别分析法研究正常组与CCl4模型组之间的代谢物谱差异, 并通过变量重要性投影(VIP)选取肝组织与血浆中各12种标志性代谢物. 使用主成分分析法研究水飞蓟宾预防性及治疗性给药对CCl4肝损的干预效果. 通过比较选取的标志性代谢物的含量的差异, 探讨了水飞蓟宾对CCl4致小鼠肝损的保护机理. 结果表明, CCl4作用后, 小鼠机体能量代谢、氨基酸代谢及脂类代谢都受到不同程度的影响. 水飞蓟宾能有效地缓解CCl4所造成的体内线粒体功能及氨基酸代谢紊乱. 采用代谢组学方法能较全面地反应生物体的生理及代谢状态, 并可应用于物质毒性和药效评价研究.