基于气相色谱-飞行时间质谱联用技术分析枯草芽孢杆菌对变异链球菌的抑制作用

【背景】龋病危害着人类健康,变异链球菌(Streptococcusmutans)是公认的主要致龋菌。我们前期的研究从口腔中分离出一株枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis),其能抑制S.mutans的生长,但尚未明确其抑菌作用的组分。【目的】利用非靶向代谢组学技术检测分析B. subtilis zh78抑制S. mutans生长可能的小分子代谢物,以评估其在龋病防治研究及应用中的前景。【方法】取B. subtilis zh78经生长0 h、7 h、12 h、5 d时的菌液,利用牛津杯法将冷甲醇萃取后的代谢物对S. mutans进行抑菌实验;采用气相色谱-飞行时间质谱联用技术(GC-TOF-MS)对代谢物进行检测;利用主成分分析(Principalcomponentanalysis,PCA)、正交偏最小二乘判别分析(Orthogonalpartialleastsquaresdiscriminantanalysis,OPLS-DA)和皮尔森相关分析(Pearson correlationanalysis)等方法进行数据分析。【结果】B.subtiliszh78生长5d时的代谢产物对S.mutans具有明显抑菌作用,其代谢物中木糖醇、氨基酸类及有机酸类等36种物质与其对S.mutans的抑制作用显著相关。【结论】B. subtilis zh78可能产生木糖醇、氨基酸类及有机酸类等可能促进B. subtilis zh78抑制S. mutans生长的小分子代谢产物,具有一定的防龋应用研究前景。     

基于广泛靶向代谢组学的竹黄活性成分分析

竹黄是我国一种重要的药用真菌,在医学、农业、食品等方面应用广泛且前景可观。为深入挖掘竹黄中有药理活性的有效化学成分,了解其在生长发育过程中不同时期代谢物的变化规律,利用广泛靶向代谢组学技术检测了竹黄子座不同发育时期的代谢物,找出差异代谢物并进行代谢通路分析。从竹黄子座中共检测出612种代谢物,前期和中期特有27种代谢物。黄酮类、奎宁酸、香豆素等具有良好生物活性的化合物首次在竹黄中被检测到。筛选出的差异代谢物主要是脂质、氨基酸、核苷酸、黄酮类、萜类、有机酸等物质,其中黄酮和氨基酸类化合物占主要地位。通过对代谢通路富集分析,获得6条具有显著意义的代谢途径。黄酮类化合物被认为是除竹红菌素外与竹黄药效有重要联系的化合物。本研究为竹黄药用机理及有效成分深入研究提供了一定的理论基础,为竹黄有效成分的代谢途径解析提供参考。     

柞蚕蛹培养蛹虫草不同时间后的代谢组分析

为了解柞蚕蛹培养蛹虫草(简称柞蚕蛹虫草)不同时间后的代谢物变化规律,利用广泛靶向代谢组学技术,比较不同培养时期的柞蚕蛹虫草代谢产物成分,找出差异代谢物并进行代谢通路分析.在柞蚕蛹虫草的5个生长时期共检测到10类421种化合物,主要包括:氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、萜类、酚酸、有机酸、糖及醇类、甾体、脂类、生物碱...     

复合茶树接穗与接穗母本的代谢物差异分析

以两个通过群体选育获得的云南普洱茶优良品种‘云瑰’和‘福云6号’为接穗,均以茶树品种‘短节白毫’为砧木所形成的嫁接复合茶树为研究对象,通过代谢组学技术,对两个品种的接穗与接穗母本的代谢物进行分析,考察嫁接前后茶树品种‘云瑰’和‘福云6号’的差异代谢物和共同代谢物的种类、数量变化特征。结果发现:(1)两品种茶树嫁接后比嫁接前的农艺性状均有所改善,嫁接优势明显。(2)相对于‘云瑰’,‘福云6号’的接穗与接穗母本茶叶中差异代谢物的数量与种类都比较少,说明‘福云6号’嫁接在‘短节白毫’上时,接穗能最大程度地保留母本的特点。(3)‘云瑰’的接穗和接穗母本茶叶中检测和定量了115个差异代谢物,且含量表现上调的代谢物数量低于下调的数量;‘福云6号’的接穗和接穗母本茶叶中共检测和定量了47个差异代谢物,且含量表现上调的代谢物数量高于下调的数量。(4)‘云瑰’的接穗和接穗母本茶叶中差异代谢物在38条KEGG通路中富集,大多数已经鉴定的差异代谢物存在于苯丙氨酸代谢等相关途径中;‘福云6号’的接穗和接穗母本茶叶中差异代谢物在21条KEGG通路中富集,大多数已经鉴定的差异代谢物存在于与嘌呤代谢等相关途径中。该研究结果对充分发挥茶树嫁接技术在茶叶生产中的作用提供了理论依据。     

不同年龄大鼠尿液代谢组学研究

旨在探究健康大鼠的尿液代谢物在生长、发育和衰老过程中的年龄相关性变化.采集大鼠出生后3周、5周、7周、9周、12周、56周和111周共7个年龄点的尿液样本,利用GC/TOF-MS平台进行代谢组学检测.结果显示,所有尿液样本在主成分分析与偏最小二乘法判别分析中出现组内聚类和组间分离.氨基酸类、有机酸类和碳水化合物类代谢物...     

基于代谢组方法筛选蜜蜂副伤寒相关差异代谢物的研究

[目的]蜜蜂副伤寒是西方蜜蜂Apis mellifera越冬期的主要易感疾病.本研究旨在探究蜜蜂副伤寒疾病相关的代谢物和代谢通路.[方法]以越冬末期的西方蜜蜂为研究对象,利用基于高效液相质谱联用的非靶向代谢组学方法检测副伤寒患病群和正常越冬群工蜂肠道中代谢物的变化.[结果]蜜蜂副伤寒患病个体和正常蜜蜂个体在正、负离子模式下分别获得626个和518个差异代谢物,在正、负离子模式下最显著差异的10种代谢物中筛选到镰刀菌氧萘满酮、奎尼丁、褪黑素、去氧紫草素等与蜜蜂物质代谢障碍、细胞凋亡和抗氧化应激相关的差异代谢物.此外,差异代谢物显著富集于与氨基酸代谢密切相关的氨酰-tRNA合成、蛋白质消化吸收、谷胱甘肽代谢、矿物质代谢、多种氨基酸代谢等7个代谢通路.[结论]蜜蜂患副伤寒后肠道中代谢物水平发生显著变化,其中氨基酸和蛋白质的代谢异常可能是蜜蜂副伤寒发病的主要原因.     

基于代谢组学技术分析枸杞愈伤组织抗氧化活性成分差异

采用非靶向代谢组学技术,探究不同植物生长调节剂组合对枸杞愈伤组织抗氧化活性成分富集的影响。以枸杞无菌苗茎段为外植体,分别以0.25 mg/L 1-萘乙酸+0.125 mg/L 6-苄氨基嘌呤(NB)和0.25 mg/L 2,4-二氯苯氧乙酸+0.125 mg/L激动素(DK)为植物生长调节剂进行愈伤组织培养,以DPPH自由基清除法检测不同愈伤组织的抗氧化活性,在相同浓度下NB抗氧化活性是DK的1.9倍。基于UHPLC-Q-TOF-MS的代谢组学技术对两组样品进行代谢物分析,共鉴定出752种代谢物,其中55种的相对含量存在显著差异,主要为氨基酸类和糖类;KEGG分析发现差异代谢通路主要为ABC转运蛋白通路。ABC转运蛋白的功能差异可能是导致枸杞愈伤组织抗氧化活性差异显著的主要原因。     

虫草素产量不同的蛹虫草菌株代谢组差异

为探究虫草素高产和低产的两株蛹虫草菌代谢差异及其与虫草素代谢的关联性,本研究采用UPLC-QTOF-MS广泛靶向代谢组学技术和多元统计分析方法,结合相同蛹虫草菌不同发酵时间的菌丝体差异代谢物相对含量的变化情况,比较了两株蛹虫草菌相同发酵时间的菌丝体代谢差异.结果 表明:蛹虫草ClCC 14014菌株发酵第20和10天的...     

基于非靶代谢组学多刺绿绒蒿不同器官代谢物差异分析

为了进一步探究传统藏药植物多刺绿绒蒿（Meconopsis horridula）中代谢物成分以及不同器官差异情况,采用UPLC-MS技术对多刺绿绒蒿的叶、根和花三个不同器官代谢物进行分析与鉴定。并利用主成分分析（PCA）、聚类热图分析、正交偏最小二乘-判别分析（OPLS-DA）和KEGG通路富集分析等方法进行不同器官差异代谢产物筛选与通路分析。结果显示,在ESI⁺和ESI^-模式下,共检测注释到947种代谢物,不同器官间差异代谢物进行分析,叶和根差异代谢物有301个,叶和花中差异代谢物有170个,根和花中差异代谢物有244个。通过聚类热图可以看出,大多数代谢物在根中含量较低;KEGG通路富集分析显示,差异代谢物大多富集在氨基酸代谢、花青素生物合成、黄酮类生物合成和生物碱合成等代谢途径。各器官优势黄酮类、萜类和生物碱类代谢物的分析为进一步探究多刺绿绒蒿的不同器官药用特征成分和开发利用提供一定的帮助。     

液相质谱联用的代谢组方法优化及其在蓝细菌分析中的应用

为了准确鉴定光合蓝细菌中的各种代谢物,需要对基于液相色谱–质谱联用仪(LC-MS)的代谢组学分析方法进行有针对性的优化。本研究选取了24种涉及中心碳代谢和能量代谢的代谢物作为LC-MS的检测目标,获得了每个代谢物的最适色谱分离条件和质谱参数;同时以光合蓝细菌Synechocystis sp.PCC6803为主要对象,针对性地优化了样品前处理条件,结果显示适当延长梯度洗脱顺序表的时间并将流速设为0.2 m L/min可以得到最佳的分离效果,同时选择80%(V/V)甲醇(-80?C)作为代谢物萃取剂。分析结果证明这一代谢组分析技术可以成功地应用到光合蓝细菌的研究中。     

基于非靶代谢组学的糙皮侧耳子实体发育的关联物质及主要代谢通路分析

本研究采用代谢组学方法鉴定并分析了糙皮侧耳原基和刚分化的子实体中的小分子代谢物质,以期解析糙皮侧耳子实体形成和发育的潜在机制。糙皮侧耳原基和子实体中共鉴定出545种代谢物,包含酚酸、脂类、氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、有机酸、生物碱、单宁、木脂素和香豆素以及其他代谢物共9类。主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)表明糙皮侧耳原基和子实体中的代谢物质具有显著差异。以VIP≥1、fold change≥2或≤0.5为条件,共筛选到253种差异代谢物。调控通路分析结果显示差异物质涉及76条代谢途径,推测该菌通过色氨酸代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,赖氨酸降解,D-精氨酸和D-鸟氨酸代谢,生物素代谢,莨菪烷、哌啶和吡啶生物碱的生物合成,酪氨酸代谢,嘌呤代谢,丙酸代谢和异喹啉生物碱的生物合成等主要代谢通路完成物质的深度转化及调控。本研究为糙皮侧耳子实体发育机制的研究提供了一定的理论依据。     

基于GC-MS的野生和‘鲁赫’刺蔷薇叶片代谢差异研究

为探究野生刺蔷薇（Rosa acicularis）和‘鲁赫’刺蔷薇（Rosa acicularis ‘Luhe’）叶片的代谢物和代谢通路差异,对2种刺蔷薇叶片进行了GC-MS非靶向代谢组学试验,共检测出6种氨基酸、12种糖类、4种烷烃类化合物、17种有机酸、5种酯类和7种其他类化合物,共计51种代谢物。PCA模型符合预期,OPLS-DA模型筛选出19种显著差异代谢物,差异代谢通路分析共分析出5条主要的差异代谢通路。综合各项结果,2种刺蔷薇叶片在部分有机酸和糖类的代谢上有显著差异,同时也在ABC转运蛋白、苯丙烷的生物合成、苯甲酸的降解和丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸的代谢上有显著差异,推测2种植物可能在叶片光合效率和抗胁迫能力上有显著不同,但仍需进一步结合基因组、蛋白质组、转录组和其他方法进行深入研究。     

白木香不同抗黄野螟植株代谢物质对比分析

白木香Aquilaria sinensis Lour.为国家濒危保护植物,在其受创伤后产生的沉香是一种珍贵药材和香料,而黄野螟Heortia vitessoides Moore虫害的频繁发生严重影响了沉香产业的发展。为了探究白木香对黄野螟的抗虫生理机制,本研究利用指标含量测定、GC-MS分析及非靶向性代谢组学分析等方法,对6种不同抗虫性植株叶片的理化性质、挥发性物质及差异代谢产物进行对比分析。结果表明,抗虫植株（A01）的单宁酸含量（0.39 mg/g）、类黄酮含量（1.48 mg/g）最高,而可溶性蛋白含量（4.5 mg/g）和可溶性糖含量（6.7 mg/g）最低。白木香感虫植株（S）诱虫成分含量显著高于其它5个植株,而驱虫成分含量显著低于其它5个植株。白木香抗虫植株叶片中的营养物质和挥发性成分与普通感虫植株具有明显差异,抗虫植株叶片中的营养物质和诱虫活性挥发性成分偏低而驱虫活性挥发性成分普遍偏高。抗虫植株与普通感虫植株的差异代谢产物主要集中在黄酮与黄酮醇生物合成、苯丙氨酸生物合成、苯丙氨酸代谢、酪氨酸代谢和异喹啉生物碱生物合成通路。本研究可为确定白木香的抗虫机制及今后发掘新型无公害的黄野螟防控方法提供理论指导。     

哈萨克族、维吾尔族正常糖耐量人差异代谢物及肠道菌群的比较CSCD

目的 探讨哈萨克族2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)发病率低于维吾尔族的可能原因,比较两个民族正常糖耐量人群肠道菌群、粪便及血浆代谢物的差异。方法 纳入哈萨克族正常糖耐量人(KNGT组)及维吾尔族正常糖耐量人(UNGT组)各8名,利用超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS/MS)对其粪便及血浆样本进行非靶向代谢组学检测,通过Illumina测序平台对其粪便样本进行宏基因组测序,对结果进行Wilcoxon检验及LEfSe差异分析。结果 非靶向代谢组学结果显示,KNGT组人群AICAR(5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷)等5种粪便代谢物及1,7-Dimethylxanthine等5种血浆代谢物水平更高;宏基因组数据分析结果显示Dysgonomonadaceae等6种肠道细菌在UNGT组人群丰度较高,Alistipes putredinis等26种肠道细菌在KNGT组人群丰度较高,通过分析碳水化合物活性酶发现,两组人群糖苷水解酶和糖基转移酶的水平最高。结论 KNGT组与UNGT组人群中粪便、血浆代谢物及肠道细菌的差异可能是哈萨克族T2DM发病率较低的原因之一。     

慢性疲劳综合征中学生运动前后尿液差异代谢物的比较

目的：探讨慢性疲劳综合征（CFS）中学生运动前后尿液的差异代谢物及其代谢通路特征,阐述慢性疲劳综合征的代谢机制。方法：依据美国疾病预防控制中心关于CFS的筛选标准,选取8名17~19岁男性CFS中学生作为受试对象,同时选择来自同一学校的8名同龄、同性别健康中学生作为对照组。受试者进行一次改良的哈佛台阶运动（上下台阶30次/min,持续3 min）,采集运动前后的尿液,以液相-质谱联用（LC-MS）法检测其差异代谢物;采用多维统计法对所检测到的代谢物进行主成分分析（PAC）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）;通过MetPA数据库分析与差异代谢物相关的代谢通路。结果：与对照组相比较,运动前CFS组筛选出肌酸、吲哚乙醛、植物鞘氨醇和焦谷氨酸4个差异代谢物,其含量均显著下降（P<0.05或P<0.01）;运动后CFS组检测出11个差异代谢物,依次是壬二酸、甲基腺苷、乙酰肉碱、癸酸、皮质酮、肌酸、左炔诺孕酮、泛酸、焦谷氨酸、黄嘌呤核苷和黄尿酸,其中除甲基腺苷和肌酸比对照组显著升高（P<0.05）外,其他9个差异代谢物均较对照组显著降低（P<0.05或P<0.01）。将上述15个差异代谢物分别输入MetPA数据库进行代谢通路权重得分分析,结果显示,运动前CFS组只检测出精氨酸-脯氨酸代谢通路紊乱,标记代谢物为肌酸;而运动后检测出精氨酸-脯氨酸代谢、泛酸与辅酶A生物合成、类固醇激素生物合成3条代谢通路存在障碍,标记代谢物依次是：肌酸、泛酸和皮质酮。结论：运动干预前,CFS中学生的精氨酸-脯氨酸代谢通路紊乱被检出;施加运动后,又检测出其类固醇激素生物合成代谢通路与泛酸和辅酶A代谢通路也存在代谢紊乱情况。     

汉麻籽不同萌发时期的生长活性物质非靶向代谢组学研究

为了使汉麻籽在食品工业中发挥其最大价值,找寻汉麻籽在萌发过程中的最佳处理时期十分重要。本研究利用非靶向代谢组学研究方法和液相色谱-质谱(LC-MC)联用技术分析汉麻籽在发芽12及24 h的代谢物数量,结合多元统计分析方法与单变量统计分析,筛选汉麻籽三个时期组间的显著性差异代谢物(未发芽与发芽12 h的汉麻籽,未发芽与发芽24 h的汉麻籽,发芽12 h与发芽24 h的汉麻籽)。结果表明在正、负离子监测模式下,三个时期共发现显著性差异代谢物26个,第一组中16种表现为上调,8种表现为下调;第二组中13种表现为上调,9种表现为下调;第三组中13种表现为上调,8种表现为下调。其中,在汉麻籽发芽12 h时二羟基丙酮(DHA),4-羟基丁酸内酯,4-氨基丁酸,嘧啶等表现为上调;D-脯氨酸,烟酸酯,L-脯氨酸等表现为下调,且其变化倍数远远大于其他成分,影响作用较明显。本研究为萌发汉麻籽在食品开发中的应用提供参考。     

果蝇性别相关代谢组学差异的~1H-NMR分析

作为基因型和表现型之间的桥梁,进行代谢组学的研究可以有效地揭示不同的性别之间已经发生的一系列生物事件的差异。然而,目前关于性别之间代谢组差异的研究尚不多见。本研究从代谢组学的角度出发,发现在果蝇生长的不同年龄段,雌雄两种不同性别之间一直存在的差异代谢物,并进一步寻找到了相应的代谢通路。应用1H-NMR代谢组学技术及多元统计分析方法,分别寻找出3 d、30 d龄果蝇不同性别之间的差异代谢物。通过对3 d和30 d龄果蝇不同性别之间的差异代谢物的相关性分析,筛选出相关系数|r|>0.6即为伴随年龄变化而在雌雄果蝇之间一直存在的差异代谢物。通过Met PA分析平台结合KEGG数据库对这些差异代谢物做进一步分析,探讨与果蝇性别差异相关的代谢通路。结果显示,与雌性果蝇相比,雄性果蝇中异亮氨酸、谷氨酰胺、琥珀酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、组氨酸和苯丙氨酸的含量均偏低,葡萄糖含量偏高,且都具有显著性差异(P<0.05),并得到相应的代谢通路。上述结果表明,雌雄果蝇不同性别之间代谢组学的差异主要表现在糖代谢以及一些氨基酸的代谢和生物合成途径等方面的差异。这些研究为进一步探讨性别差异的机制提供了科学依据。     

基于代谢组学的瓦楞子及其伪品化学成分差异分析及细胞实验验证CSCD

分析瓦楞子及其伪品的主要化学成分及其差异,验证差异化学成分药效作用。采用广泛靶向代谢组学技术检测瓦楞子及其伪品整体化学成分,通过聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)及正交偏最小二乘方判别分析(OPLS-DA)找出差异化学成分,结合细胞实验验证差异化学成分药效。共计检测出1208个代谢物,包括氨基酸及其代谢物、苯及其衍生物、杂环化合物等22类。其中正伪品共有成分1083个,正品中有而伪品中没有的成分40个。PCA结果显示不同基原正品之间可以被区分开,正品与伪品密肋粗饰蚶可以被区分开;差异代谢物分析发现,在正品中显著上调的差异代谢物有67个。细胞实验结果表明差异代谢物N^(6)-异戊烯基腺苷可促进人甲状腺癌细胞TPC-1的凋亡;通过诱导S、G2期阻滞抑制细胞增殖。N^(6)-异戊烯基腺苷可作为瓦楞子潜在的质量标志物。本研究为瓦楞子品质分析及质量控制提供技术支持。     

款冬花不同发育阶段的代谢组学和比较转录组学分析

以不同发育阶段款冬花（发育初期、中期、中后期、解封期及花朵期）为对象,基于核磁共振的代谢组学技术,分析其次生代谢物种类及含量的合成累积规律,并进行高通量转录组学测序,从差异表达的基因中寻找次生代谢物生物合成的关联酶基因。代谢组学分析发现,款冬花不同发育阶段的次生代谢物代谢组成明显不同,苯丙素类成分在发育初期至中后期含量较高,之后逐渐降低;黄酮类成分（芦丁、山奈酚）在发育的各个阶段含量均有波动,但总体变化不大。转录组学分析结果显示,与苯丙素类成分生物合成相关的酶基因（COMT、HCT）,随着花蕾的发育表达量逐渐降低;与黄酮类成分合成相关的酶基因（FLS、F3H、DFR）,其表达量在不同阶段变化不大。转录组测序中的相关酶基因表达量同次生代谢物成分的变化趋势基本一致。本文采用的代谢组学和转录组学结合的方式,对款冬花的次生代谢物累积规律进行分析,为今后款冬花次生代谢物的生物合成调控研究奠定了基础。     

氨基酸型肠内营养制剂支持后克罗恩病患者肠道微生物和非靶向代谢组学指标的分析

探讨氨基酸型肠内营养制剂支持后克罗恩病患者的肠道微生物和非靶向代谢组学指标的变化,为该类患者的治疗提供参考。

选择我院收治的20例克罗恩病活动期患者作为研究对象,所有患者均采用氨基酸型肠内营养制剂进行支持治疗。比较患者治疗前后肠道菌群结构、菌群多样性以及非靶向代谢组学检测结果的差异。

治疗后,患者肠道乳杆菌属（t=5.200,P＜0.001）、大肠埃希菌（t=11.974,P＜0.001）、克雷伯菌属（t=15.033,P＜0.001）、糖单胞菌（t=12.166,P＜0.001）、恶臭假单胞菌（t=31.063,P＜0.001）、肠球菌属（t=28.867,P＜0.001）数量均显著升高;同时患者肠道菌群OUTs（t=40.435,P＜0.001）、Observed species（t=5.475,P＜0.001）、Chao1指数（t=12.348,P＜0.001）、Simpson指数（t=2.961,P=0.005）、Shannon指数（t=3.330,P=0.002）均显著升高。相比治疗前,治疗后患者血清以及粪便中的氨基酸、多肽、脂肪酸、胆固醇及碳水化合物水平均显著改善。

氨基酸型肠内营养制剂支持后,克罗恩病患者肠道菌群丰度提高,同时患者脂质代谢的改善可能与氧化应激反应通路相关联。