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一种检测洋甘菊提取物代谢效应的代谢组学策略

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A Metabonomic Strategy for the Detection of the Metabolic Effects of Chamomile (Matricaria recutita L.) Ingestion. 一种检测洋甘菊提取物代谢效应的代谢组学策略. 理学院 生物系 2007 杨培奎. 引言. 数个世纪以来,在世界范围内,天然产物如洋甘菊被用作药物或功能食品。洋甘菊是一个常见的温和饮料,用作抗炎症,温和的止痛剂和抗溃疡药。从洋甘菊花提取的“香精油”具有抗微生物活性,迄今为止大多数针对洋甘菊的研究都是集中于对其提取物成分生物活性的描述和评估。

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Presentation Transcript
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A Metabonomic Strategy for the Detection of the Metabolic Effects of Chamomile (Matricaria recutita L.) Ingestion

一种检测洋甘菊提取物代谢效应的代谢组学策略

理学院

生物系

2007

杨培奎

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引言
  • 数个世纪以来,在世界范围内,天然产物如洋甘菊被用作药物或功能食品。洋甘菊是一个常见的温和饮料,用作抗炎症,温和的止痛剂和抗溃疡药。从洋甘菊花提取的“香精油”具有抗微生物活性,迄今为止大多数针对洋甘菊的研究都是集中于对其提取物成分生物活性的描述和评估。
  • 然而很少有关于人这一生物体系对洋甘菊生物反应的报道。
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1H-NMR(氢谱核磁共振)光谱法可在广泛范围内敏感检测到来自组织或生物体液如尿液和血浆中低分子量代谢物。通常,病理条件,治疗干扰或基因修正以及这些信号进行调节的结果都会对有机体的代谢反应产生相应关联,从而产生数千个共振信号。而这些共振信号会产生高密度的光谱数据,通过利用多元数据统计分析如主成分分析(PCA)和隐结构投影基本法(PLS,偏最小二乘)贝叶斯概率方法,神经网络,可以研究生物系统对药物或异源生物的应答。1H-NMR(氢谱核磁共振)光谱法可在广泛范围内敏感检测到来自组织或生物体液如尿液和血浆中低分子量代谢物。通常,病理条件,治疗干扰或基因修正以及这些信号进行调节的结果都会对有机体的代谢反应产生相应关联,从而产生数千个共振信号。而这些共振信号会产生高密度的光谱数据,通过利用多元数据统计分析如主成分分析(PCA)和隐结构投影基本法(PLS,偏最小二乘)贝叶斯概率方法,神经网络,可以研究生物系统对药物或异源生物的应答。
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虽然,药物和疾病会引起强烈的干扰,当是此时生物体液对于食物和生理变化如昼夜循环,荷尔蒙水平以及性别差异等变化更加敏感。另外,肠道菌群对全部代谢物的图谱也会产生影响,而微生物群落的改变可在光谱上清楚地观察到。同时在研究新陈代谢对营养干扰的应答时,饮食和当地环境变化会引起微妙的变化。这就需要采取数据过滤的方法,排除不相干的数据提取有用的信息。虽然,药物和疾病会引起强烈的干扰,当是此时生物体液对于食物和生理变化如昼夜循环,荷尔蒙水平以及性别差异等变化更加敏感。另外,肠道菌群对全部代谢物的图谱也会产生影响,而微生物群落的改变可在光谱上清楚地观察到。同时在研究新陈代谢对营养干扰的应答时,饮食和当地环境变化会引起微妙的变化。这就需要采取数据过滤的方法,排除不相干的数据提取有用的信息。
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材料和方法
  • 材料.从斯洛伐克购入一批洋甘菊花,质量达到欧盟药典的要求。将4Kg洋甘菊花混合制成均质的样品,取出1Kg作为代表,研成细粉用2mm筛过筛。洋甘菊茶的制备是将5g粉末放入200ml沸水中煮沸10min,每天服用5杯。
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尿液样品采集细节
  • 14名志愿者其中7名男性7名女性。
  • 时间安排:6周。(第1,2周为给药前期;第3,4周为给药期;第5,6周为给药后期)
  • 收集尿液时间:每天11:30—11:50 a.m.收集尿液。
  • 给药时间:第3,4周每天的10:00 a.m. ,饮入200ml 洋甘菊茶。
  • 收集尿样的总数:420份尿液样品,140份来自给药前期,140份来自给药期,140份来自给药后期。
  • 另外,不限制饮食,但是要记录收集尿液的前一天晚上和当天早上的食谱。
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尿液样品1H-NMR(氢谱核磁共振)光谱. 尿液用Bruker DRX 600 NMR光谱仪在600.13MHz下分析1H-NMR光谱。
  • 数据筛选和模式识别. 利用Simca-P8.0软件进行PCA,PLC和OSC等多元数据分析。
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结果和讨论
  • 人尿样的1H-NMR(氢谱核磁共振)光谱
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服用洋甘菊前后尿液中主要代谢物的变化。甘氨酸,马尿酸盐以及未知化合物出现增加,而肌酐减少。服用洋甘菊前后尿液中主要代谢物的变化。甘氨酸,马尿酸盐以及未知化合物出现增加,而肌酐减少。

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摄入洋甘菊的影响

PLS散点分布图的轨迹

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小结:
  • 在摄入洋甘菊提取物后,尿液中代谢物的变化是肌酐减少而马尿酸盐,甘氨酸和未知物质增加。而且药效延长到给药后两周。
  • 摄食洋甘菊茶后尿液中肌酐水平的下降可能是洋甘菊中抗氧化剂活性作用的结果。
  • 摄食洋甘菊提取物后尿液中马尿酸盐的排泄增加可能是洋甘菊多酚引起的效应。
  • 洋甘菊所包含的抗微生物活性破坏了肠道微生物菌落,造成代谢图谱混乱。而肠道微生物群落的恢复需要一定的时间
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参考文献:
  • YULAN WANG, HUIRU TANG, JEREMY K.NICHOLSON, PETER J. HYLANDS, J. SAMPSON, AND ELAINE HOLMES. A Metabonomic Strategy for the Detection of the Metabolic Effects of Chamomile (Matricaria recutita L.) Ingestion. Agric. Food Chem. 2005, 53, 191-196