基于气相色谱-质谱联用的血府逐瘀汤治疗大鼠颅脑损伤的血浆代谢组学研究

该文研究了血府逐瘀汤对颅脑损伤大鼠血浆代谢组的影响,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对治疗组、模型组以及假手术组的血浆代谢物进行检测,定性定量分析了43种重要的代谢物。模型组和假手术组的t检验(t-test)结果显示13种代谢物存在显著差异。正交偏最小二乘-判别分析(OPLS-DA)分析结果也显示模型组和假手术组代谢差异明显。结合变量的投影重要性指标(VIP)及t检验结果,筛选出乳酸、组氨酸、棕榈酸、色氨酸、亚油酸、油酸、硬脂酸作为生物标志物。观测7种标志物在治疗组中第1、3、7、14 d的变化情况。结果显示:治疗组中乳酸、组氨酸、棕榈酸、亚油酸、硬脂酸的相对浓度逐渐降低,色氨酸的相对浓度先降低后升高,油酸的相对浓度先升高后降低,且7种代谢物的相对浓度在第14 d时均接近于假手术组的水平。表明血府逐瘀汤对颅脑损伤具有一定的治疗作用,乳酸、组氨酸、棕榈酸、色氨酸、亚油酸、油酸、硬脂酸7种代谢物可以作为生物标志物监测颅脑损伤的治疗效果及恢复情况。     

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。     

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...     

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。     

硫酸氧钒毒性的核磁共振代谢组学方法研究

采用基于核磁共振(NMR)的代谢组学方法,结合生化指标分析及组织病理学检测,研究了具有类胰岛素活性的硫酸氧钒(VOSO4)对Wistar大鼠的毒性作用.通过不同剂量的VOSO4对Wistar大鼠连续灌胃给药16d,收集大鼠的血清和尿液,并采集样品的1H NMR谱进行多变量数据统计分析来辨识其特征代谢物,然后采用TICL(a web Tool for automatic Interpretation of Compound List)方法建立特征代谢物的代谢网络模型,分析受影响的主要代谢途径及其相互关系.研究结果表明:高剂量组(45mg/kg)和低剂量组(15mg/kg)的特征代谢物含量与对照组存在明显的差异;与对照组相比,高剂量和低剂量组血清中乳酸、肌氨酸酐以及牛磺酸等代谢物的含量增加,尿液中氧化三甲胺(TMAO)、肌酐、牛磺酸和甘氨酸等代谢物的含量增加,并呈现显著的剂量依赖关系;给药组中乙酸和琥珀酸的含量都降低.这些结果说明VOSO4可能影响大鼠体内的糖代谢、脂类代谢及肠道菌群代谢等多个代谢系统,高剂量的VOSO4会导致肝脏毒性和肾脏损伤.     

气相色谱-质谱法分析乳腺癌大鼠尿液中的代谢物

基于气相色谱-质谱法,建立了乳腺癌大鼠尿液中代谢物的分析方法。构建了乳腺癌大鼠模型。分别收集乳腺癌组、未成瘤组和健康对照组大鼠尿液样本,经脲酶处理后,用甲醇∶乙腈=2∶1(V/V)进行提取,硅烷化试剂N,O-双甲氧基三氟乙酰胺+1%三甲基氯硅烷(BSTFA+1%TMCS)衍生,然后采用气相色谱-质谱法分析尿液样本的代谢谱,并用随机森林(RF)算法对实验结果进行分析。结果表明,三组实验数据被成功分类,并发现甲基丙二酸、3-羟基丁酸、苏糖酸、对羟基苯乙酸、D-麦芽糖等组分在乳腺癌组和健康对照组中具有显著差异。     

基于气相色谱-质谱联用技术的痛风病人血清代谢特征分析

痛风是一组仅见于人类的异质性疾病,随着时间的推移,将导致慢性关节炎并逐渐致残。该研究将基于气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)的代谢组学方法应用于痛风病人的血清代谢特征分析。首先利用GCMS获得痛风病人和健康人的血清代谢指纹图谱,采用多变量统计分析对所得数据进行分析。主成分分析(PCA)得分图显示,痛风病人与健康人的血清代谢谱有差异。通过偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)对样品进行进一步分型,根据模型的变量重要性因子(VIP值)及非参数检验结果筛选差异代谢物。共筛选出43种可能与痛风相关的代谢物,并对其中22个变量进行结构鉴定,主要包括丙二醇、2,3-二羟基丁酸、2,4-二羟基丁酸、赤藓糖醇、苏糖醇、苏糖酸、阿拉伯糖醇、D-葡萄糖酸、肌醇、次黄嘌呤、尿酸、尿苷、3-羟基-3-甲基丁酸、鸟氨酸、吲哚-3-乳酸、单乙醇胺、甘油、甘油酸、月桂酸及亚油酸等代谢物。与健康人相比,痛风病人的糖代谢、核苷酸代谢、氨基酸代谢及脂类代谢均发生了明显的紊乱。这些结果将为痛风临床诊断及治疗提供重要依据。     

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.     

利用代谢组学技术研究全氟辛酸的人肝脏毒性机制

采用超高效液相色谱-飞行时间质谱联用系统研究暴露于不同浓度全氟辛酸(PFOA)72 h的正常人L-02肝细胞内代谢谱的变化。将主成分分析法用于数据分析和生物标志物的初步筛选。在正离子和负离子扫描模式下,对照组和暴露组均可得到较好区分并呈现出明显的剂量-效应关系,筛选鉴定了18种与全氟辛酸毒性密切相关的潜在生物标志物,包括肉碱和酰肉碱、核苷及其同源物、氨基酸及其同源物等。在暴露组中,在脂肪酸代谢中起关键作用的肉碱类代谢物的含量变化显著,其中肉碱含量随剂量的升高呈现明显的下降趋势,而酰肉碱则呈现相反的变化趋势,表明全氟辛酸可通过诱导胆固醇等脂类物质代谢相关基因的异常表达从而扰乱胆碱类物质的正常合成和代谢。除了变化最显著的胆碱代谢通路之外,全氟辛酸的肝脏毒性还与三羧酸循环、嘌呤代谢、氨基酸代谢和核酸代谢等多个通路相关。这些结果表明,PFOA在体内经过长时间累积可通过干扰众多的代谢通路从而破坏人体的正常生理机能,造成潜在的健康危害。     

基于UPLC-Q/TOF MS技术探讨竹节参总皂苷对HepG2细胞脂质代谢的改善作用

基于细胞代谢组学技术研究竹节参总皂苷改善HepG2细胞脂质代谢的机制。应用棕榈酸和油酸诱导HepG2细胞脂质沉积模型，竹节参总皂苷干预24 h后进行油红O染色和甘油三酯分析。采用改良的Bligh-Dyer法将细胞内源性代谢物分为极性和非极性部位，运用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q/TOF MS）技术检测代谢物，结合多元统计分析和火山图筛选差异代谢物，并富集代谢通路。结果显示，竹节参总皂苷可显著改善HepG2细胞脂质沉积模型的脂质代谢。从极性部位鉴定了34个差异代谢物，主要为脂肪酸和氨基酸类成分；从非极性部位鉴定了28个差异代谢物，主要为磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、神经酰胺类成分。差异代谢物在竹节参总皂苷干预后均有恢复至正常水平的趋势。该研究提示竹节参总皂苷改善HepG2细胞脂质沉积模型的脂质代谢与调控鞘脂代谢、甘油磷脂代谢、脂肪酸代谢、炎症反应密切相关。     

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...     

Metabolic alterations in triptolide‐induced acute hepatotoxicity

Triptolide, a major active constitute of Tripterygium wilfordii Hook. F, is prescribed for the treatment of autoimmune diseases in China. One of its most severe adverse effects observed in the clinical use is hepatotoxicity, but the mechanism is still unknown. Therefore, the present study applied an LC/MS‐based metabolomic analysis to characterize the metabolomic changes in serum and liver induced by triptolide in mice. Mice were administered triptolide by gavage to establish the acute liver injury model, and serum biochemical and liver histological analyses were applied to assess the degree of toxicity. Multivariate data analyses were performed to investigate the metabolic alterations. Potential metabolites were identified using variable importance in the projection values and Student's t‐test. A total of 30 metabolites were observed that were significantly changed by triptolide treatment and the abundance of 29 metabolites was correlated with the severity of toxicity. Pathway analysis indicated that the mechanism of triptolide‐induced hepatotoxicity was related to alterations in multiple metabolic pathways, including glutathione metabolism, tricarboxylic acid cycle, purine metabolism, glycerophospholipid metabolism, taurine and hypotaurine metabolism, pantothenate and CoA biosynthesis, pyrimidine metabolism and amino acid metabolism. The current study provides new mechanistic insights into the metabolic alterations that lead to triptolide‐induced hepatotoxicity.     

基于超高效液相色谱-高分辨质谱联用技术的桑黄干预后大鼠尿液代谢组学分析

为探讨服用桑黄水煎液对机体的影响,采用超高效液相色谱-高分辨质谱（UPLC-HDMS）联用技术,检测灌胃给予桑黄水煎液后大鼠尿液中代谢物的变化。采用正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）对空白组和给药组大鼠尿液代谢物进行聚类分析,筛选出潜在的生物标志物,并通过MetaboAnalyst 3.0网站分析相关代谢通路。数据显示,两组大鼠尿液中的代谢物在第28天得到了很好的区分,发现并鉴定了10个生物标记物。灌胃给予桑黄水煎液主要对机体的半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、嘌呤代谢等代谢通路产生影响。研究结果为深入探讨桑黄药效作用机制奠定了一定的实验基础。     

基于液相色谱-质谱代谢组学方法研究中药定喘汤对呼吸道合胞病毒感染的疗效

呼吸道合胞病毒(RSV)容易引发下呼吸道感染,尤其是小儿毛细支气管炎.中药定喘汤用于RSV感染的治疗在中国有着广泛的临床实践基础.由于中药体系的复杂性,其治疗机制和主要药效成分还不够明确.采用代谢组学方法分析中药药效,可以为传统中药治疗提供现代科学论证.该研究对大鼠各干预组分别采用中药定喘汤全方,宣、降、清分解剂以及利...     

N-苄基十六碳酰胺促小鼠Leydig细胞增殖和分泌睾酮的1H NMR代谢组学研究

采用基于核磁共振氢谱(¹H NMR)的细胞代谢组学技术探讨了玛咖有效成分N-苄基十六碳酰胺(NBH)促进小鼠Leydig细胞增殖和分泌睾酮的作用机制. 测定了小鼠Leydig细胞在给药前后的细胞增殖率和细胞培养液中的睾酮含量, 采用主成分分析和正交偏最小二乘判别分析, 研究了小鼠Leydig细胞在给药前后细胞破碎液中的代谢物差异, 并进行了代谢通路分析. 实验结果表明, NBH能提高小鼠Leydig细胞增殖率和睾酮分泌量, 给药后小鼠Leydig细胞破碎液中的代谢轮廓明显改变, 共鉴定亮氨酸、 赖氨酸、 鲨肌醇、 缬氨酸和丙氨酸等24种差异代谢物. 经Metaboanalyst分析发现, 差异代谢物主要涉及丙氨酸/天冬氨酸/谷氨酸代谢、 甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢、 谷胱甘肽代谢及丙酮酸代谢等10条新陈代谢和遗传信息处理代谢通路, 初步阐明了NBH通过调节上述代谢通路的相关节点发挥促进小鼠Leydig细胞增殖和分泌睾酮作用.     

In vivo metabolism study of rhubarb decoction in rat using high-performance liquid chromatography with UV photodiode-array and mass-spectrometric detection: a strategy for systematic analysis of metabolites from traditional Chinese medicines in biological samples

High-performance liquid chromatography with diode-array detection (HPLC-DAD) and tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) was used for separation and identification of metabolites in rat urine, bile and plasma after oral administration of rhubarb decoction. Based on the proposed strategy, 91 of the 113 potential metabolites were tentatively identified or characterized. Besides anthraquinones metabolites, gallic acid, (-)-epicatechin and (+)-catechin metabolites were also detected and characterized in these biological samples. Our results indicated that glucuronidation and sulfation were the main metabolic pathways of anthraquinones, while methylation, glucuronidation and sulfation were the main metabolic pathways of gallic acid, (-)-epicatechin and (+)-catechin. Phase I reactions (e.g., hydroxylation and reduction) played a relatively minor role compared to phase II reactions in metabolism of phenolic compounds of rhubarb decoction. The identification and structure elucidation of these metabolites provided essential data for further pharmacological and clinical studies of rhubarb and related preparations. Moreover, the results of the present investigations clearly indicated the relevance and usefulness of the combination of chromatographic, spectrophotometric, and mass-spectrometric analysis to detect and identify metabolites.     

高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱法快速分析三子散的入血成分及代谢产物

蒙药三子散由诃子、川楝子、栀子3味药材等比例组成,其临床用药主要采用口服给药方式,药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄过程与药物发挥药理作用和疗效的产生密切相关,因此考察灌胃给药后的入血成分有助于阐明三子散的药效物质基础。研究采用血清药物化学研究思路,将Wistar大鼠分成空白组和给药组,给药组给予三子散水提物,腹主动脉取血,离心制备血清样品,采用高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱(HPLC-Q/Orbitrap HRMS),在SHIMADZU GIST C₁₈色谱柱(150 mm×4.6 mm, 5 μm)上进行色谱分离;以甲醇和0.1%(v/v)甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱,柱温30 ℃,流速0.5 mL/min,进样量10 μL,采用加热电喷雾电离(HESI)源,正、负离子同时扫描。通过比对三子散含药血清和空白血清的图谱差异,查阅数据库、各类成分体内代谢途径、三子散成分的相关文献,采用Xcalibur 3.0软件进行峰提取、峰匹配等质谱数据处理,结合Compound Discover 3.0软件对化合物代谢途径的预测分析和裂解规律的推断,解析三子散水提液经大鼠灌胃后血清中的原型成分和代谢产物。结果表明,在给药大鼠血清样品中鉴定出55种入血成分,其中41种原型成分,14种代谢产物。入血的原型成分主要为鞣质类、环烯醚萜类和小分子酚酸类。该研究较为全面地阐释了三子散水提液在大鼠血中的移行成分,有助于揭示三子散的药效物质基础,为该药的临床应用提供参考。     

Identification of Metabolites of Epimedin A in Rats Using UPLC/Q–TOF–MS

Herba Epimedii (Epimedium) is a kind of tonic herb, widely used in China. Epimedin A is a major component of Herba Epimedii with bioactivities. Analysis of the metabolic profile in vivo plays a pivotal role in understanding how traditional Chinese medicine works. And the metabolites of epimedin A might influence the effects of Herba Epimedii. Moreover, the metabolic routes of epimedin A provide an important basis for safety evaluation. Until now, little has been known about the metabolism of epimedin A. The current study was designed to characterize the metabolic pathways of epimedin A in vivo. The metabolites in rat plasma, bile, feces, and urine were identified by UPLC/Q–TOF–MS analysis. A total of 27 metabolites from epimedin A were detected or tentatively identified. The major metabolic processes were hydrolysis, hydrogenation, hydroxylation, dehydrogenation, demethylation, and conjugation with glucuronic acid and different sugars. The present study revealed the metabolic pathways of epimedin A in rat for the first time, and epimedin A could undergo extensive phase I and phase II metabolism in rat. These findings would provide an important basis for the further study and clinical application of epimedin A. In addition, the results of this work have shown the feasibility of the UPLC/Q–TOF–MS approach for rapid and reliable characterization of metabolites.