三七代謝表型變化及其主要影響因素以及人類糞便水相組分的代謝組學(xué)分析.pdf

1、代謝組學(xué)是對某一組織或細(xì)胞在一特定生理時期內(nèi)所有低分子量代謝產(chǎn)物同時進(jìn)行定性和定量分析,通過考察生物體系(細(xì)胞、組織或生物體)受刺激或擾動后其代謝產(chǎn)物的變化或其隨時間的變化而研究生物體系的一門科學(xué)。本文基于代謝組學(xué)策略和優(yōu)化的儀器分析方法的基礎(chǔ)上分別研究了以下內(nèi)容:(1)基于UPLC/ESI-MS分析技術(shù)對藥用植物三七的不同組織材料的代謝物表型變化及其主要影響因素進(jìn)行研究;(2)基于氯甲酸乙酯衍生和GC/MS分析方法對腸道病人的糞便水相

2、組分進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 1.基于UPLC/ESI-MS檢測方法,對與三七不定根誘導(dǎo)相關(guān)的5種組織材料的代謝物表型變化及其主要影響因素進(jìn)行研究。這5種材料分別是三七幼嫩花蕾、誘導(dǎo)自三七花蕾的愈傷組織、誘導(dǎo)自前述愈傷組織的不定根、茉莉酸甲酯刺激培養(yǎng)的不定根以及三七塊根。在優(yōu)化的UPLC/ESI-MS檢測方法的基礎(chǔ)上,對5種組織材料的70％甲醇提取物進(jìn)行分析,并采用主成分分析的建模方法對質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行代謝輪廓分析。

3、結(jié)果表明,它們之間的代謝物表型變化與細(xì)胞分化狀態(tài)和環(huán)境壓力脅迫之間具有相關(guān)性,而引起這種變化的主要差異性物質(zhì)是皂苷。根據(jù)主成分分析和定量分析結(jié)果,進(jìn)一步推斷引起三七不同代謝物表型變化的主要因素是由激素(細(xì)胞生長素和細(xì)胞分裂素)控制的細(xì)胞分化狀態(tài),次要因素是環(huán)境脅迫因子如茉莉酸甲酯。該研究證明誘導(dǎo)自三七花蕾的不定根適合用于組織培養(yǎng)生產(chǎn)三七塊根中含有的皂苷。在監(jiān)測代謝物表型變化的基礎(chǔ)上,可以通過調(diào)節(jié)影響代謝表型變化的主要和次要因素有目的地模

4、擬出所需要的代謝物表型。
　　 2.為了對腸道疾病病人的糞便水相組分進(jìn)行代謝組學(xué)研究,建立了一種基于氯甲酸乙酯衍生技術(shù)和GC/MS分析方法的糞便水相代謝物無偏向性檢測方法,主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)優(yōu)化氣相色譜條件,將初始柱溫降低到40℃,并應(yīng)用保留時間鎖定技術(shù)控制保留時間的重復(fù)性;
　　 (2)詳細(xì)研究影響氯甲酸烷基酯衍生效率的因素和規(guī)律,發(fā)現(xiàn)氯甲酸乙酯和乙醇試劑對的衍生產(chǎn)物具有合適的色譜保留時間和更好的

5、靈敏度和分離度;探討乙醇和水對衍生效率的影響,優(yōu)化了乙醇、水和吡啶的用量和比例;對于糞便組分的全分析來說,兩步衍生法優(yōu)于一步衍生法;而初始反應(yīng)體系中pH值對衍生效率具有重要影響,由低濃度碳酸氫鈉提供的弱堿性環(huán)境獲得更好的衍生產(chǎn)率。
　　 (3)應(yīng)用多維統(tǒng)計分析方法研究糞便樣品的儲存和提取條件,發(fā)現(xiàn)冷凍儲存的糞便水相組分中氨基酸的含量顯著增加,而糞便的純水提取物優(yōu)于酸性和堿性水溶液提取物。
　　 (4)在優(yōu)化并經(jīng)驗證的方法

6、學(xué)基礎(chǔ)上,對健康人和克勞恩病人的糞便樣品進(jìn)行分析,獲得約180個代謝物,采用標(biāo)準(zhǔn)品對照、商業(yè)EI質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索并結(jié)合CI質(zhì)譜數(shù)據(jù)驗證技術(shù)對糞便水相組分進(jìn)行定性,共鑒定出約70個糞便代謝物。
　　 (5)應(yīng)用主成分分析和偏最小二乘判別分析對經(jīng)正交過濾的健康人和克勞恩病人糞便質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)合單維統(tǒng)計分析結(jié)果,共獲得6個差異性代謝物。同時對34個代謝物進(jìn)行定量分析,獲得3個差異性代謝物,其中有兩個代謝物與未定量的多維統(tǒng)計分析結(jié)果