天然产物与肠道微生物相互作用的研究进展

肠道菌群对人体的健康发挥起至关重要的作用,失衡将诱发多种疾病。天然产物已被证明可以通过调节肠道菌群的平衡来达到预防和治疗多种疾病,但具体的作用机制仍不清楚。本文主要对天然产物中的皂苷类、黄酮类、生物碱类及多糖类与肠道菌群的相互作用进行综述,对其代谢产物和代谢路径进行总结,以期为进一步研究天然产物调节肠道菌群的作用机制提供参考。     

人参活性成分在防治神经退行性疾病中应用的研究进展

神经退行性疾病是一类由神经系统内特定神经细胞的进程性病变或丢失而导致的神经功能障碍疾病,随着全球人口的老龄化,其发病率呈明显上升趋势。目前,此类疾病的发病机制尚不明确,临床上缺乏有效的治疗措施。人参含有多种活性成分,具有十分广泛的药理功效,在治疗神经退行性疾病中表现出巨大应用潜力。本文总结归纳了人参在神经退行性疾病防治中的活性成分及检测方法;然后,概述了人参在防治神经退行性疾病中的具体药理作用;最后,对其相关机制和通路进行了总结和评述。目前已经发现的具有神经退行性疾病的预防治疗活性的化学成分种类多,但其更多的活性成分及临床应用研究仍有待进一步深入研究。     

过渡金属离子与神经退行性疾病

介绍过渡金属离子在神经退行性疾病中的作用和生物学意义,以及一种可能的金属作用下的神经退行性疾病致病机理。重点介绍铜离子在老年痴呆症、家族性肌萎侧索硬化症、克雅氏症等疾病的致病机理方面的作用。     

基于金属的神经退行性疾病治疗策略*

本文综述了金属离子在神经退行性疾病中的重要作用以及针对该类疾病金属治疗药物的研究进展。以老年痴呆症和帕金森氏症为代表,结合本课题组的初步研究结果,讨论了金属离子在蛋白质聚集与氧化应激反应中的重要作用,暗示金属螯合策略应成为治疗该类疾病的首选策略,并介绍了数种已用于或即将用于临床实验的金属螯合制剂;还介绍了烷基化神经退行性疾病相关蛋白的金属结合位点,可以显著抑制该蛋白质聚集体的形成和活性氧的产生,这可能是继螯合策略后一种更有发展潜力的神经退行性疾病治疗方法。     

三疣梭子蟹肠道菌群结构及代谢表型分析

建立16S rRNA基因的高通量测序和基于核磁共振( NMR)的代谢组学技术分析三疣梭子蟹肠道菌群结构及代谢物组成的方法。经对梭子蟹肠道样品提取基因组DNA和16 S rRNA基因的V3-V4可变区片段的扩增,产物用于MiSeq测序。经对测序结果进行聚类和注释分析,发现梭子蟹肠道的细菌群落结构以变形杆菌门、拟杆菌门、梭杆菌门、软壁菌门和酸杆菌门为主,其中以发光杆菌属、Paludibacter和产丙酸菌属的细菌丰度最高。梭子蟹肠道样品经组织破碎、甲醇-水(2：1, V/V)提取、高速离心和冷冻干燥后,重悬在钠钾磷酸盐缓冲液中,用于NMR分析。采用标准的 Noesypr1D脉冲序列采集1 H NMR谱,设置90o脉冲宽度约为10μs,等待时间为2 s,混合时间为100 ms,谱宽为20 ppm,采样点数为32 K,自由感应衰减累加次数为64。再利用2D NMR谱对肠道代谢物进行归属,共获得包括氨基酸、有机羧酸和有机胺类等30种代谢产物。本方法可用于系统分析梭子蟹肠道菌群及其代谢物组成。     

基于质谱的蛋白质组学技术在神经退行性疾病生物标志物研究中的应用

蛋白质组学是在整体水平上研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及变化规律的科学.与传统的生物学研究相比,蛋白质组学具有快速、灵敏、高通量的优点.神经退行性疾病是一类由神经系统内特定神经细胞的进程性病变或丢失而导致神经功能障碍的疾病,严重危害人类健康.近年来,基于质谱的蛋白质组学技术在神经退行性疾病的研究中得到了广泛应用.本文简要介绍了蛋白质组学在样品分离、多肽定量、质谱检测及生物标志物临床验证等方面的技术发展,并结合实例综述了基于质谱的蛋白质组学在神经退行性疾病生物标志物发现与验证中的研究进展.     

蛋白质凝聚作用在神经退行性疾病中的作用机制研究

蛋白质和RNA通过液-液相分离组装成无膜细胞器。无膜细胞器与液滴具有相似的融合性质,当浓度超过饱和浓度时,生物大分子会形成液滴,接着向凝胶态进行转化,最终形成固态凝聚体。传染性海绵状脑病、肌萎缩侧索硬化症和阿尔茨海默病等神经退行性疾病共同的病理特征是,错误折叠的蛋白质(包括朊蛋白、TDP-43和Tau蛋白)形成有毒性的寡聚体或淀粉样纤维。大量研究表明,这些蛋白质都可以发生液-液相分离形成凝聚体。本文综述了蛋白质凝聚作用在传染性海绵状脑病、TDP-43蛋白病以及 Tau蛋白病中的作用机制,重点阐述了相分离如何诱导神经退行性疾病中错误折叠朊蛋白、TDP-43和Tau蛋白形成寡聚体和淀粉样纤维,并讨论和展望了蛋白质凝聚作用与神经退行性疾病关联研究中存在的挑战和机遇。     

肠道菌群孵育技术及其在中药分析中的应用研究进展

近年来,肠道菌群作为隐形器官成为研究机体代谢和疾病治疗的新热点,在中药分析中也受到广泛关注。中药口服后部分原型成分经肠道菌群转化为药效更强的物质,肠道菌群被认为是解释口服生物利用度低的中药成分在体内仍能发挥强大药理作用的关键突破口。该文总结了传统的肠道菌群孵育技术与新兴的类肠道模型,并对肠道菌群孵育技术在中药分析中的应用进行了介绍。其中传统肠道菌群孵育技术已广泛应用于中药分析与成分的生物转化领域,但后者的应用研究较少。这些新兴技术的发展为中药分析提供了新的方向,或可进一步挖掘菌群与中药作用的新机制。该技术与中医药研究的结合有益于指导中医临床合理用药,推动中药新药研发等,对提升中医药国际认可度有重要意义。     

气相色谱-质谱联用法分析粪便中碱性和中性挥发性代谢产物

建立了一种快速分析人和大鼠粪便中碱性和中性挥发性代谢产物的气相色谱-质谱联用法(GC-MS).粪便样品采用75%甲醇溶液提取,加入氨水,使溶液中氨水的终浓度为1%(pH=10)后,GC-MS检测分析.采用CP-Sil 5毛细管柱(25 m × 0.25 mm × 0.12 μ);载气: 高纯氦气,流速1 mL/min;程序升温;使用电子轰击(EI)离子源,电子能量:-70 eV;进样口温度: 220℃,离子源温度: 230℃,传输线温度: 280℃;电子倍增器电压: 0.95 kV,全扫描模式,扫描范围: m/z 10~600;溶剂延迟: 3 min.通过检索NIST标准谱库,采用对照品比对及质谱数据解析的方法,在人的粪便样品中检测到11种碱性和中性挥发性代谢产物,在大鼠的粪便样品中检测到7种碱性和中性挥发性代谢产物.本方法处理过程简单,灵敏度高,适用于人和大鼠粪便中碱性和中性挥发性代谢产物的快速分析.     

尿样中神经性毒剂代谢产物的HPLC/Q-TOFMS/MS检测方法研究

建立了尿样中甲基膦酸单乙酯(EMPA)、甲基膦酸单异丙酯(IMPA)、甲基膦酸频哪基酯(PMPA)3种神经性毒剂代谢产物的HPLC/Q-TOFMS/MS检测方法。以StrataSi-1型固相萃取小柱对尿样中的3种神经性毒剂代谢产物进行分离,HPLC/Q-TOFESIMS/MS进行测定,内标法定量。该方法对EMPA、IMPA、PMPA的线性范围均为5～320μg/L,相关系数均不低于0.9974;EMPA、IMPA、PMPA的加标回收率分别为57%、98%、81%;检出限(S/N≥3)均为0.1μg/L,定量下限(S/N≥10)均为1μg/L。并将该方法应用于禁化武组织(OPCW)首次生物医学样品分析演练未知尿样的检测,结果满意。     

肠道微生物菌群成像标记策略及其应用的研究进展

哺乳动物肠道中的微生物菌群在维持宿主生理状态和病理改变中起着非常重要的作用,因此肠道微生物菌群的检测对宿主健康有着重要意义.传统的染色标记方法存在着特异性差、与活菌不相容、受其他影响因素多等问题,因此限制了对肠道微生物形态以及功能方面的深入研究.在众多的成像技术中,荧光成像技术可以显示肠道中共生菌、致病菌以及机会性致病菌的位置,还可以提供有关细菌活力、代谢交换以及宿主和微生物之间的免疫相互作用等信息,且荧光成像检测技术具有无创、对组织损伤小、特异性高、灵敏度高等优点,所以在肠道微生物检测中得到了广泛的应用.荧光成像技术在肠道微生物菌群成像研究方面发挥着重要作用,而性能优越的荧光标记探针是肠道微生物菌群荧光成像的关键因素.本篇综述主要总结了针对不同的肠道菌群而设计的标记策略,主要包括荧光探针和同位素探针,分别就代谢标记、非代谢标记以及代谢产物的特异性标记等方法进行了总结讨论,最后对该研究方向的发展前景进行了展望.     

基于肠道微生物代谢产物的人结直肠癌诊断方法研究

建立气相色谱简单快速测定人粪便样品中短链脂肪酸( Short-chain fatty acids, SCFAs)的方法。粪便样品经1% HCl-75%乙醇溶液提取、高速离心,即用于GC测定。采用DB-FFAP毛细管柱(30 m ×0.25 mm ×0.25μm),升温程序洗脱(初始温度50℃保持1 min,以10℃/min升至190℃);气化室温度为250℃;载气(高纯氮)线速度为1.0 mL/min;分流比为50：1,采用氢火焰离子化检测器检测。经系统方法学验证,证实本方法简单灵敏、准确可靠。采用多元统计分析方法成功区分健康志愿者和结直肠癌患者。与健康志愿者相比,结直肠癌患者粪便中乙酸、丁酸降低较为明显,提示SCFAs特别是丁酸可成为结直肠癌诊断的潜在标志物。本方法可用于结直肠癌患者和健康志愿者粪便中SCFAs的快速测定,并有望成为一种快速筛查和诊断结直肠癌的方法。     

蔬菜中百菌清及其代谢产物残留的ELISA检测方法研究

以2,4,5-三氯-6-(2-羟基乙氧基)间苯二腈为反应物制备半抗原,利用琥珀酸酐法制备人工抗原。以百菌清-牛血清蛋白(BSA)为免疫原免疫新西兰大白兔,制备特异性兔抗百菌清(CHT)及其代谢产物羟基百菌清(Hydroxy-chlorothalonil,CHT-OH)的多克隆抗体。采用非竞争酶联免疫法(ELISA)以百菌清-卵清蛋白(OVA)偶联物作为包被抗原,当其质量浓度为0.1 mg/L时,测得抗百菌清血清的效价约为1∶1×104。据此建立了百菌清间接竞争ELISA检出方法,并用于蔬菜中百菌清及其代谢产物的残留分析。实验结果表明,该方法对百菌清的检出限(IC20)为0.012 3μg/L,回收率为87%~92%;对其代谢产物的检出限(IC20)为0.019 5μg/L,回收率为105%~111%;总残留量的检测回收率为85%~107%。对百菌清的结构类似物交叉反应率均小于0.01%。ELISA方法的测定结果与高效液相色谱法的测定结果有良好的一致性。建立的方法适合于蔬菜中百菌清和羟基百菌清总残留量的测定。     

红参中原人参三醇型皂苷组在肠道菌群中体外转化及对肠道菌群的作用

采用高分离度快速液相色谱-四极杆-飞行时间质谱(RRLC-Q-TOF MS)和超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用技术(UPLC-QQQ MS)对红参中原人参三醇型皂苷组在人肠道菌群中体外代谢转化产物进行定性定量分析,并应用16S rDNA高通量测序技术分析原人参三醇型皂苷组对人肠道菌群多样性的影响.RRLC-Q-TOF...     

红树林内生真菌Paecilomyces sp.(tree1-7)次级代谢产物及其活性研究

近年来海洋微生物作为许多活性次级代谢的源泉而受到世界范围内的天然产物和药理学家的广泛关注[1],特别是来自海洋真菌的次级代谢产物具有巨大的潜力,因为其次级代谢产物往往具有新颖的骨架[2].我们实验小组已从中国南海红树林内生真菌的次级代谢产物中分离到大量新颖的有活性结构的化合物[3-5].     

基于色谱-质谱法的肉类食品中大环内酯类药物残留及其代谢产物分析方法研究进展

大环内酯类药物是食品安全检测关注的热点,该文论述了大环内酯类兽药分析检测的研究背景和现状,介绍了大环内酯类药物及其代谢产物在畜禽类动物体内的分布部位,并对国内外肉类食品中大环内酯类兽药残留的前处理方法及检测方法进行综述,同时对大环内酯类药物及其代谢产物残留分析的研究方向进行了展望。     

乌头碱在家兔肠道内代谢产物的LC/ESI-MSn研究

采用LC/ESI-MSn的方法对家兔肠道内的乌头碱代谢产物进行研究. 经与空白组比较发现, 给药后家兔小肠内容物中新增加6个化合物峰(M1～M6), 盲肠内容物中新增加5个化合物峰(M2～M6), 粪便中新增加2个化合物峰(M3, M4). 分别测定各化合物的准分子离子及各级串联碎片离子, 并与标准品的质谱断裂规律进行比较, 同时参考文献, 推断肠道内化合物M1为16-O-去甲基-8-O-去乙酰基乌头碱, M2为8-O-去乙酰基乌头碱, M3为16-O-去甲基乌头碱, M4为乌头碱(AC), M5为去氧乌头碱, M6为印乌头碱.     

微量热法研究鹿茸4个活性部位对肠道特征菌群生长代谢的影响

建立灵敏表征鹿茸中具有补益活性的4个部位对两种肠道特征菌群生长代谢影响的评价方法.采用微量热法,在不同给药条件作用下,以产热功率-时间曲线(热谱曲线)的特征参数(生长速率常数(k)、最大产热功率(Pmax)、达峰时间(tp)及有效率(E)等)为指标,对肠道主要有益菌(青春双歧杆菌)生长代谢程度进行客观地量化评价.挑选鹿茸促菌最强的活性部位,进一步考察该部位对病原微生物(金黄色葡萄球菌)生长抑制的作用规律.结果表明,鹿茸不同活性部位促进青春双歧杆菌生长代谢强弱顺序为:正丁醇乙醚氯仿乙酸乙酯.活性最强的正丁醇萃取液对病原微生物(金黄色葡萄球菌)抑制影响的研究表明,正丁醇萃取液在浓度大于200μg·mL-1时,对金葡菌生长具有抑制作用.且tp随药液浓度的增加而相应地延长;k,Pmax均随浓度的增加而相应地减小.微量热法具有灵敏准确、实时在线、重现性好等特点,可用于名贵药材——鹿茸的活性部位的筛选,也为药效物质的研究提供了一个新的研究思路和方法.     

液相色谱-串联质谱法检测蜂蜜中杀虫脒及其代谢产物残留

建立了液相色谱-串联质谱分析洋槐蜜、荆条蜜、蜂巢蜜、杂花蜜、野蜂蜜中杀虫脒及其代谢产物残留的方法。样品经氢氧化钠水溶液稀释溶解后,采用Waters Oasis HLB固相萃取柱净化。样品提取液经Agilent XDB-C18色谱柱分离,以0.1%甲酸水溶液和乙腈为流动相进行梯度洗脱。以电喷雾正离子(ESI+)模式电离,多反应监测(MRM)模式检测,基质匹配标准溶液外标法定量。杀虫脒及其代谢产物(4-氯邻甲苯胺)在2.5～250 μg/L范围内呈线性相关,相关系数(r)均大于0.999;定量限(S/N＞10)为5 μg/kg,检出限(S/N＞3)为2.5 μg/kg。各种蜂蜜基质样品在5、10和20 μg/kg添加水平时,杀虫脒及其代谢产物的回收率范围分别为75.8%～113.8%和85.6%～114.3%,相对标准偏差(RSD)分别为4.8%～10.2%和4.7%～9.1%,可以满足蜂蜜中杀虫脒及其代谢产物残留量的检测需要。