基于非靶向代谢组学的蜘蛛香不同部位差异代谢物分析

目的 研究蜘蛛香不同部位的代谢物差异,促进蜘蛛香资源的综合利用。方法 利用非靶向代谢组学技术,对蜘蛛香的根茎、根和叶3个部位的代谢物进行差异性比较分析。结果 从蜘蛛香的根茎、根和叶中共鉴定出491个代谢物,主要代谢物有挥发油、多糖、氨基酸等。蜘蛛香根茎、根和叶中的代谢物差异显著,根与叶、根茎与叶、根与根茎之间的差异代谢物分别为145、109、122个,根茎和叶中含莪术烯醇、4-羟基肉桂酸、芥子酸胆碱、5-羟基-1-四氢萘酮、4-乙基苯甲醛、松脂醇4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷和5-胸苷酸二钠盐较少,而根中较多;根和根茎中含茶碱、芹菜素和阿尔泊酚酸较少,而叶中较多。根茎、根和叶的差异代谢物主要富集在类苯丙酸生物合成通路,氨酰tRNA生物合成通路和丙氨酸、天冬氨酸与谷氨酸代谢通路。结论 蜘蛛香的根茎、根和叶中含有挥发油、多糖、氨基酸等大量的差异代谢物,研究结果可为蜘蛛香不同部位关键代谢物的挖掘和充分利用提供参考。     

基于非靶向代谢组学的槲蕨代谢产物分析

目的 分离鉴定槲蕨不同部位中功能成分并为其代谢产物生物合成途径提供重要信息。方法 采用非靶向代谢组对槲蕨的根茎、叶柄、叶的代谢组分进行高度富集比较分级。结果 在根茎、叶柄和叶中共鉴定出493个代谢物,通过多元统计分析筛选出98个差异代谢物（DAMs）。其中,四甲氧基黄酮代谢物在槲蕨的叶柄中表达最高,显著高于叶;芹菜素代谢物在槲蕨的叶中表达最高,显著高于根茎和叶柄;其余13个黄酮类代谢物均集中在槲蕨的根茎中,显著高于其他部位。根茎、叶柄和叶的DAMs主要富集在淀粉和蔗糖代谢通路。结论 可为槲蕨不同部位中功能成分的分离鉴定和代谢生物合成途径的解析提供参考。     

合欢不同部位的代谢组学分析

目的 通过代谢组学方法探讨合欢非药用部位的药用价值，以缓解其资源压力。方法 采用非靶向代谢组学的方法对合欢花及非药用部位合欢叶、茎中的代谢物进行筛选，结合生物信息学工具对其进行多元统计分析，分析代谢物之间相关性和不同部位代谢物的差异性。结果 合欢代谢物主要为脂肪酸、萜、糖、氨基酸、亚麻酸、胺、醇和多元醇、黄酮等类化合物，合欢的茎、叶和花中共有的代谢物主要有萜、黄酮和氨基酸等类成分，黄酮和黄酮醇生物合成、天门冬氨酸和谷氨酸代谢被认为是形成合欢不同组织差异代谢物的重要富集代谢途径。结论 合欢茎和叶中含有类似合欢花中的代谢物，茎、叶可能被用来代替合欢花作为药用资源，为合欢不同部位代谢物的研究和利用生物技术合成次生代谢产物提供参考。     

基于非靶向代谢组学的草果不同部位间差异代谢物分析

目的 对草果不同部位间代谢物差异进行分析,为探究草果非药用部位的潜在应用价值提供参考。方法 利用非靶向代谢组学技术,对草果的茎、叶和果实3个部位的代谢物进行差异性比较分析。结果 基于非靶向代谢组学技术鉴定草果茎、叶和果实的代谢物,筛选出了373个代谢物,主要包括萜类、酚类、碳水化合物和碳水化合物结合物、氨基酸、肽和类似物、脂肪酸和共轭物、类固醇和类固醇衍生物、类花生酸、醇和多元醇类及黄酮类等,茎与叶、茎与果实、叶与果实之间的差异代谢物分别为45、72、85个;2,5-二羟基苯甲酸酯、十二烷酸、5-甲硫基腺苷、腺苷、丙酸睾丸酮、D-葡萄糖-1-磷酸、乳清酸核苷和栎精在茎中含量最高,在果实中含量最少;L-苹果酸和氧代戊二酸等代谢物在叶中含量最高,在果实中含量最少;亚油酸代谢和丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢是形成草果组织差异代谢物的重要代谢途径。结论 草果的茎、叶、果实同样富含许多相同的活性代谢物质,其非药用部位也具有重要的食品和药品等方面经济利用价值,为草果的开发和充分利用提供一定的科学依据。     

羊踯躅的代谢组学研究

目的:鉴定羊踯躅花、茎、叶的全部代谢物和不同部位间含量有差异的代谢物,分析差异代谢物的代谢通路。方法:采用广泛非靶向代谢组学对羊踯躅不同部位的代谢物进行比较分析。结果:共鉴定出535个代谢物,其中包括金合欢素、落新妇苷、苔黑酚龙胆二糖苷、去甲蟛蜞菊内酯、补骨脂定、秦皮素、络塞维等49个在其他植物中分离鉴定出的具有药用活性的化合物;鉴定出差异代谢物202个,包括β-氰基丙氨酸、蜀黍苷和黄曲霉毒素G23个有毒代谢物,且这3个有毒代谢物分别在花、茎、叶中含量最高;鉴定出百里香酚、丹皮酚、欧芹酚、东莨菪内酯、异泽兰黄素、野鸢尾黄素、石蒜碱和豆甾醇8个有药用价值的化合物,其在花、茎、叶中含量差异有统计学意义;排名前4位的差异代谢物通路中,花、茎、叶共有的通路为精氨酸生物合成,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,以及氨酰基-tRNA生物合成通路,其中涉及花的通路还包括氰基氨基酸代谢通路。结论:羊踯躅中存在丰富的天然药用活性产物,使其药用价值并不限于毒性成分;氨基酸的合成与代谢是不同部位代谢物差异的主要原因。研究结果可为进一步筛选解析羊踯躅中药用价值较高的关键代谢物提供参考。     

基于LC-MS的干旱胁迫下党参代谢组学分析

目的 通过对采收期党参根部代谢组测定,探索党参适应干旱的生物学机制。方法 利用非靶向代谢组学液相色谱-质谱法（LC-MS）,通过多元统计分析、单变量统计分析和代谢通路富集分析,对党参干旱胁迫下差异代谢物进行筛选。结果 ①轻度干旱胁迫（LD）与正常（CK）组显著差异代谢物274个,其中142个上调,132个下调;中度干旱胁迫（MD）与CK组显著差异代谢物284个,其中157个上调,127个下调;重度干旱胁迫（SD）与CK组显著差异代谢物317个,其中133个上调,184个下调。②差异代谢物被注释到京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据库得到82条差异代谢通路,其中鞘脂类代谢为极显著富集的差异代谢通路（P<0.01）,精氨酸和脯氨酸代谢、色氨酸代谢、丙氨酸代谢、半乳糖代谢、烟酸及烟酰胺代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、花生四烯酸代谢、亚麻酸代谢和甘油脂类代谢为显著富集的差异代谢物通路（P<0.05）。③对富集前后3个对比组的差异代谢物进行分类分析,发现主要集中在脂肪酰基、羧酸类及其衍生物、有机氧化物3类,其次在鞘脂类、吲哚类及其衍生物、有机氮化合物、甘油磷脂、嘧啶及其衍生物、类肽、甘油酯等类;与糖类相关的代谢物在党参干旱胁迫中表现为上调,脂类相关的代谢物脂肪酰基表现为下调,其余均表现为上调。结论 阐明了干旱胁迫下党参根中代谢物的变化,其中糖类和脂类相关代谢物是党参受干旱刺激后的主要产物,且此类物质可能是提高党参抵御干旱能力的主要原因,这为后期深入研究党参抗旱机制奠定基础。     

基于UPLC-MS的吴茱萸汤对虚寒呕吐大鼠血清代谢谱的影响

目的 以虚寒大鼠为模型,观察吴茱萸汤对模型大鼠血清代谢谱的影响,探讨其治疗虚寒呕吐证可能的内在作用机制。方法 采用复合法（大黄+顺铂）制备虚寒呕吐模型。通过超高液相色谱-质谱（UPLC-MS）技术非靶向获取虚寒呕吐大鼠血清的高通量代谢组数据,结合多元变量分析和数据库检索,对不同组别大鼠血清中内源性代谢物进行分析,筛选鉴定出潜在的差异代谢物,并通过Metabo Analyst软件进行代谢通路分析。结果 血清代谢谱对照组和模型组完全分离,吴茱萸汤给药组靠近对照组,表明从机体内源性物质变化的水平模型复制成功,且吴茱萸汤在一定程度上能够干预大鼠的虚寒呕吐症状,提示吴茱萸汤干预后机体具有恢复到正常状态的趋势。对筛选出来的35种差异性代谢物进行通路分析,发现虚寒呕吐证的机制可能与体内脂代谢、氨基酸代谢通路异常相关,且吴茱萸汤对其通路可能具有调控作用;网络模块化分析发现7个模块之间关系密切,焦谷氨酸、花生四烯酸、5-羟基色胺、异柠檬酸、三酰甘油等生物靶点可作为虚寒呕吐证的生物标志物。结论 吴茱萸汤能够改善虚寒呕吐模型的生理特征,机制可能与吴茱萸汤调节虚寒呕吐大鼠体内紊乱的氨基酸代谢、能量代谢、脂代谢等异常有关。     

基于全局非靶向代谢组学对黄蜀葵不同部位成分的差异分析

目的 通过代谢组学分析黄蜀葵叶、茎、根、花中主要化学成分及其相对含量，为提高黄蜀葵的药用和经济价值提供科学基础。方法 使用超高效液相色谱-质谱联用法对黄蜀葵各部位代谢物进行定性分析，通过全局非靶向代谢组学方法分析比较黄蜀葵不同部位主要代谢物的相对含量。结果 黄蜀葵主要功效成分黄酮类物质在叶、茎、根中也有大量分布，其中标志性化合物金丝桃苷在黄蜀葵叶中的相对含量最高。其他类活性成分，如生物碱、香豆素、萜类、氨基酸等在黄蜀葵叶中的相对含量也较高。结论 除了黄蜀葵花，其他部位如叶、茎、根中也含有较多的活性成分，在提取利用其中的活性成分时可以考虑全株提取或有针对性地部位提取，以提高黄蜀葵的药用及经济价值，减少资源浪费。     

热性中药附子调节机体内源性代谢产物的分子作用机制研究

目的 采用代谢组学技术观察附子Aconiti Lateralis Radix Praeparata对小鼠血清内源性代谢物的影响,寻找其相关生物标志物和可能表征附子临床治疗作用的代谢途径及相关靶点,探讨其发挥疗效的分子机制。方法 将20只雄性小鼠随机分为2组,分别ig附子水煎液和蒸馏水,小鼠给药量为15 mL/（kg·d）,连续ig 4 d;采集各组血样,利用UPLC-MS/MS技术进行分析,主成分分析（PCA）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）等分析方法进行数据模式识别,并根据变异权重系数（VIP）大于1和手动积分计算筛选出差异代谢物;利用差异代谢物进行通路分析;运用Cytoscape和MetScape对差异代谢物进行网络模块化分析并筛选靶标。结果 通过数据模式识别,附子组与对照组均能完全分离;共筛选出18个差异代谢物,其含量都呈上调趋势;通过通路分析,得出5条相关通路,分别为亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、烟酸和烟酰胺代谢和磷酸肌醇代谢通路;网络模块化分析共得到14个模块,其中最大的2个模块是花生四烯酸代谢通路和亚油酸代谢通路;在整个网络中,花生四烯酸（59）、亚油酸（55）、烟酰胺（26）和棕榈酸（11）节点度值大于均值（8.010）,涉及的通路分别为花生四烯酸代谢、亚油酸代谢、烟酸和烟酰胺代谢和饱和脂肪酸β-氧化通路;共筛选出26个相关基因,同属于细胞色素P450（CYP450）酶系。结论 附子可能通过作用于CYP450,影响花生四烯酸代谢等途径,进而调节机体能量代谢,从而发挥临床治疗作用。     

基于非靶向代谢组学的苍耳不同药用部位代谢产物特征分析

目的:分析苍耳不同药用部位之间代谢产物的差异。方法:采用超高效液相色谱-电喷雾离子源-质谱法(UPLC-ESI-MS)对苍耳根、茎和叶进行测定;用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)进行数据处理;通过对代谢物精确相对分子质量及碎片信息的确认,结合软件数据库搜索鉴定代谢物;对差异代谢物进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析。结果:苍耳的根、茎和叶的化学组成得到有效区分,从3个部位中共鉴定出5902个代谢物,筛选出64个差异代谢物,主要富集在植物次生代谢物质的生物合成,癌症中的中央碳代谢,鸟氨酸、赖氨酸和烟酸生物合成生物碱等通路。结论:从苍耳根、茎和叶代谢产物差异的角度揭示不同部位药性、药效差异的物质基础,为苍耳类中药资源的最大化综合利用提供参考。     

夏枯草的转录组测序与次生代谢产物生物合成相关基因的挖掘

目的获得夏枯草转录组信息,探索夏枯草次生代谢产物生物合成的分子基础。方法利用Illumina HiSeq 2000高通量测序技术对夏枯草果穗、茎和叶等部位进行转录组测序,经Trinity软件组装后获得Unigene,并进行系统的生物信息学分析。结果共获得77 863条Unigene,平均长度为716.72 nt。通过与NR、Swiss-Prot、COG等7个公共数据库进行BLAST比对,共有41 367个Unigene获得注释,注释率为53.13%。在KEGG数据库中,有1 406条Unigene被注释到次生代谢产物合成。通过对转录组数据深入挖掘发现,参与夏枯草三萜类骨架合成的Unigene共有60个,参与酚酸类合成的Unigene共有24个,参与次生代谢后修饰的Unigene共有259个,参与其他次生代谢合成的Unigene共有118个。结论夏枯草转录组数据为探索夏枯草次生代谢产物的生物合成机制提供了重要的资源,也为利用代谢工程增加夏枯草中重要次生代谢产物含量提供了基础信息。     

非靶向代谢组学揭示天葵不同部位差异代谢物及其主要代谢途径

目的:利用非靶向代谢组学挖掘天葵非药用部位潜在的药用价值。方法:以天葵茎、叶、花为材料,利用超高效液相色谱-质谱法对其进行非靶向代谢组学分析。结果:天葵茎、叶、花中共鉴定出16大类101个差异代谢物(DAMs),其中包含羧酸及其衍生物、有机含氧化合物、脂质、苯及其取代衍生物、生物碱、黄酮类、萜类、苯丙素类、酚酸类、核苷酸、有机盐、内酯、有机酸、内源性植物激素、氨基酸和13个其他物质。通过聚类和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析发现,天葵不同部位的DAMs代谢模式存在一定的差异;其主要代谢途径为苯丙氨酸代谢途径、ABC转运途径、氨酰-tRNA合成途径及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成途径。结论:通过天葵不同部位间DAMs的鉴定及其生物合成途径的分析,确定天葵茎、叶、花富含多种具有药用功效的代谢活性物质,可为天葵茎、叶、花的资源开发利用提供参考。     

杠板归不同部位代谢组差异研究

目的:比较杠板归不同部位代谢物积累的差异,为揭示其不同部位化学成分与功效的相关性和制定杠板归质量评价方法提供参考。方法:利用非靶向代谢组学方法检测杠板归茎、叶、果中代谢物,采用主成分分析和正交偏最小二乘法-判别分析等多元统计分析方法筛选出差异代谢物(DAMs),利用京都基因与基因组百科全书(KEGG)平台对DAMs进行富集分析。结果:从杠板归茎、叶、果中共鉴定出442个成分,其中酒石酸、L-苹果酸、N-α-乙酰基赖氨酸、L-谷氨酰胺、2-氯-L-苯丙氨酸、哌啶酸、2-甲基丙醛、甜菜碱、2-苯乙醇、L-丝氨酸等为茎、叶、果中共有的优势成分。杠板归茎、叶、果的代谢物质差异显著,茎和叶、茎和果、叶和果的DAMs数量分别为724、573、583个。果中黄酮类成分橙皮素、金丝桃苷、高良姜黄素、根皮苷和紫杉醇的含量显著高于茎和叶,而木犀草素-7-葡萄糖苷、异鼠李素、黄芩素和槲皮素-3-O-葡萄糖苷含量显著低于茎和叶。茎、叶、果的DAMs主要富集在氨酰tRNA生物合成通路、精氨酸生物合成通路、乙醛酸和二羧酸代谢通路上。结论:杠板归茎、叶、果之间有大量DAMs,这对其药效可能具有重要影响,研究结果可为杠板归药材质量评价提供参考。     

基于转录组测序的越南安息香根、茎和叶基因表达分析

目的对越南安息香Styrax tonkinensis进行转录组测序,获得其根、茎和叶的转录组信息特征。方法以越南安息香的根、茎和叶作为研究对象,使用Illumina HiSeq TM 2000进行越南安息香根、茎和叶的转录组测序分析。结果转录组测序根、茎和叶共获得53 835 045条高质量序列(clean reads),Trinity de novo组装获得69 151条Unigenes,平均长度778.51nt。BLAST分析表明分别有41 412(59.89%)、31 189(45.10%)、25 539(36.93%)、16 749(24.22%)个Unigenes在Nr、Swiss-port、KOG、KEGG数据库中得到注释,可归入GO分类的细胞组分、生物过程和分子功能3大类46分支,涉及129条KEGG标准代谢通路,其中有31个次生代谢标准通路。蛋白编码框序列3 461个,涉及高等植物转录因子54个家族。使用MISA软件挖掘10 974个简单重复序列(SSRs),二碱基重复SSRs数量最为丰富,有6282个(57.24%),五碱基重复SSRs最少,占2.45%。结论利用高通量技术和生物信息分析获得了越南安息香根、茎和叶的转录组信息特征,为后期越南安息香基因功能鉴定、次生代谢途径解析及调控机制的研究奠定基础。     

基于UPLC-MS的沙米代谢组学分析

目的:研究沙米地上部分不同组织的代谢物,分析不同组织的差异标志代谢物,挖掘其有效药用活性成分。方法:采用基于UPLC-MS非靶向代谢组学技术对沙米地上组织的药用活性成分进行分析,利用三重四级杆质谱的多反应监测模式(MRM)进行代谢物定量分析,多元统计方法分析沙米地上不同组织差异代谢物。结果:通过代谢组分析共检测到沙米地上组织中的506种代谢物,其中具有药用活性的成分包括黄酮类、生物碱类、多酚类、维生素、萜类、氨基酸等,大部分活性物质在沙米地上组织中含量明显富集,部分代谢物在叶、茎、穗中含量分布存在差异,穗中氨基酸含量显著,叶、茎中黄酮类、多酚类、生物碱类、维生素等次生代谢物含量显著。结论:沙米具有潜在的抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗菌、降血压、降血脂和保护心脑血管等功能。该研究不仅支持利用沙米地上组织开发新药极具前景,同时还为沙米作为新型中草药资源提供重要数据,推动我国干旱区、半干旱区可持续生态农业和健康产业的发展。     

菊茎叶提取物改善肠功能失调的代谢组学研究

目的整体评价菊茎叶水提取物(JST)和乙醇提取物(JCT)对肠功能失调的改善作用及其机制。方法应用脂多糖(LPS)制备兔肠功能失调模型,给予JST和JCT,应用1H-NMR技术研究兔粪便内源性代谢物变化规律。结果相比对照组,模型组乳酸盐、甲酸盐显著增加,丙酸盐、谷氨酰胺、谷氨酸盐、天冬氨酸等显著下降;JST和JCT均能够增加天冬氨酸、腺嘌呤、苯丙氨酸、酪氨酸水平,同时降低甲酸盐水平。结论代谢通路分析表明JST和JCT通过调节LPS所致紊乱的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸盐代谢,以及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,发挥改善肠道功能紊乱的作用。     

基于非靶向代谢组学分析3种青藏高原药用植物根际土壤代谢产物特征

目的 探究红景天Rhodiola rosea、珠芽蓼Polygonum viviparum、瑞香狼毒Stellera chamaejasme 3种青藏高原常见药用植物根际土壤代谢物的组成、差异代谢物特性及主要代谢通路。方法 以青藏高原高寒草地的红景天、珠芽蓼、瑞香狼毒3种药用植物的根际土壤为实验材料,采用高分离度液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术（UPLC-QTOF-MS）的非靶向代谢组学方法进行检测分析。结果 3种药用植物的根际土壤样本间均没有重叠,组间差异较为明显。根际土壤样本显著差异代谢物结果显示,珠芽蓼与红景天和瑞香狼毒的显著差异代谢物均比较多,而红景天和瑞香狼毒之间显著差异代谢物相对较少。ATP结合盒转运体（ABC transporters）、D-谷氨酰胺（D-glutamine）和D-谷氨酸（D-glutamate）代谢、嘌呤代谢（purine metabolism）等3种代谢通路在3种药用植物根际土壤代谢通路富集中均表现出显著性最高。结论 3种药用植物根际土壤样本的标志代谢物与其主要药效活性成分密切相关,珠芽蓼次生代谢产物的代谢合成途径比瑞香狼毒和红景天更多样化。3种药...