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文檔簡(jiǎn)介
1、瑪咖是十字花科獨(dú)行菜屬草本植物,被盛譽(yù)為“秘魯人參”,目前我國(guó)云南,新疆,西藏等地區(qū)引種成功,市場(chǎng)瑪咖產(chǎn)品種類(lèi)繁多,由于其產(chǎn)地及品種的不同,且產(chǎn)品多圍繞其壯陽(yáng)功效予以夸大宣傳,導(dǎo)致市場(chǎng)混亂,魚(yú)龍混雜,長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,將會(huì)極大影響瑪咖產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。早期主要研究集中其初生代謝產(chǎn)物。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)瑪咖越來(lái)越多的其它生理作用,對(duì)其次生代謝產(chǎn)物如瑪咖酰胺、瑪咖烯、芥子油苷等及其藥理作用研究逐漸增多。本論文系統(tǒng)闡述了瑪咖的化學(xué)成分并對(duì)其體內(nèi)外神經(jīng)保護(hù)作用及
2、其作用機(jī)制進(jìn)行了初步探討。
一.瑪咖化學(xué)成分分離
本研究首先對(duì)瑪咖成分進(jìn)行了基本系統(tǒng)分離,分離鑒定了23個(gè)化合物,包括12個(gè)生物堿類(lèi)(7個(gè)瑪咖酰胺類(lèi)生物堿,2個(gè)吡啶類(lèi)生物堿,1個(gè)咔啉類(lèi)生物堿,2個(gè)普通酰胺類(lèi)生物堿),3個(gè)芥子油苷類(lèi),4個(gè)有機(jī)酸類(lèi),4個(gè)其他類(lèi)化合物,所分離鑒定的23個(gè)化合物中6個(gè)在本植物中為首次發(fā)現(xiàn)。
二.瑪咖化學(xué)成分分析
建立了用以分析瑪咖中次生代謝產(chǎn)物的UHPLC-ESI-Orb
3、itrap MS分析方法,總結(jié)了瑪咖酰胺,吡啶類(lèi)、咔啉類(lèi)、咪唑類(lèi)生物堿、芥子油苷、瑪咖烯的多級(jí)質(zhì)譜裂解規(guī)律(吡啶類(lèi)和咔啉類(lèi)生物堿的裂解規(guī)律是首次推導(dǎo)),并運(yùn)用上述裂解規(guī)律鑒定了瑪咖中的159個(gè)化合物。為使峰增加且不同類(lèi)有效成分富集,瑪咖甲醇提取物通過(guò)ODS柱分為6個(gè)組分(Fr1-Fr6)進(jìn)行鑒定和推導(dǎo),包括64個(gè)瑪咖酰胺類(lèi)、3個(gè)吡啶類(lèi)、38個(gè)咪唑類(lèi)、16個(gè)咔啉類(lèi)生物堿、14個(gè)芥子油苷類(lèi)、11個(gè)瑪咖烯類(lèi)、5個(gè)有機(jī)酸類(lèi)和8個(gè)其他類(lèi)化合物。<
4、br> 建立了利用液相串聯(lián)三重四級(jí)桿質(zhì)譜(UHPLC-ESI-QqQ MS)定量分析瑪咖中的活性成分,運(yùn)用動(dòng)態(tài)多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)(DMRM)技術(shù)定量17個(gè)不同產(chǎn)地,不同類(lèi)型和不同部位的瑪咖中14個(gè)代表性化合物(甲氧基芐基芥子油苷、芐基芥子油苷、對(duì)羥基芐基芥子油苷、N-(3-甲氧基芐基)-十六碳酰胺、N-芐基苯甲酰胺、N-芐基十六碳酰胺、甘草查爾酮、1,2-二氫-4-甲醛-3-苯甲基-N-羥基吡啶、4-甲醛-3-甲氧基芐基-N-吡啶、N-乙
5、酰芐胺、苯乙酰胺、煙酸、琥珀酸、(1R,3S)-1-甲基-β-咔啉-3-甲醛。芥子油苷類(lèi)(10.97~79.84 mg/g)和生物堿類(lèi)(0.54~2.99 mg/g)是瑪咖中的主要成分,并分析比較了國(guó)內(nèi)引種和國(guó)外秘魯原產(chǎn)地,國(guó)內(nèi)產(chǎn)地之間,不同品種及不同部位的差異,表明原產(chǎn)地和國(guó)內(nèi)引種產(chǎn)地的瑪咖有效成分含量是有差別的,芥子油苷類(lèi)和咔啉類(lèi)生物堿在秘魯瑪咖樣品中的含量高于在中國(guó)種植的瑪咖。然而,在中國(guó)種植的瑪咖中有機(jī)酸類(lèi),吡啶類(lèi)生物堿,普通酰
6、胺類(lèi)生物堿和瑪咖酰胺的含量是高于在秘魯原產(chǎn)地種植的。結(jié)果表明云南種植的瑪咖為成為秘魯原產(chǎn)地可能的替代品提供了依據(jù),國(guó)內(nèi)不同產(chǎn)地之間云南產(chǎn)的瑪咖次生代謝產(chǎn)物的含量較西藏和新疆地區(qū)的多;對(duì)于不同品種的瑪咖,經(jīng)過(guò)我們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)黃瑪咖和紫瑪咖的次生代謝產(chǎn)物含量類(lèi)似,遠(yuǎn)不及市場(chǎng)上宣傳的那樣質(zhì)量有顯著性差異,對(duì)于過(guò)度宣傳的質(zhì)量差異有待進(jìn)一步研究;對(duì)于植株不同部位的瑪咖,瑪咖根中的有效成分是顯著高于葉中的,這可能與瑪咖的生物合成途徑有關(guān),且葉中也有一
7、定含量的芥子油苷類(lèi)和瑪咖酰胺類(lèi)生物堿,為擴(kuò)大瑪咖資源利用奠定了基礎(chǔ)。
三.瑪咖神經(jīng)保護(hù)作用研究
本實(shí)驗(yàn)采用MPTP誘導(dǎo)斑馬魚(yú)神經(jīng)損傷模型研究不同組分及單體的神經(jīng)保護(hù)作用,總提取物顯示有神經(jīng)保護(hù)作用,F(xiàn)r4(普通酰胺生物堿,吡啶生物堿),F(xiàn)r5(咪唑生物堿,瑪卡酰胺,瑪咖烯),F(xiàn)r6(瑪咖酰胺)有不同程度的神經(jīng)保護(hù)作用且具有劑量依賴性,尤其是80%乙醇洗脫部位。結(jié)合瑪咖化學(xué)成分分析,F(xiàn)r5和Fr6部位都含有高含量的N-
8、芐基十六碳酰胺(A54)。N-芐基十六碳酰胺且作為單體化合物顯示有顯著地神經(jīng)保護(hù)作用且有劑量依賴性。采用乙酰膽堿酯酶和丁酰膽堿酯酶抑制實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了體外驗(yàn)證,這些發(fā)現(xiàn)表明瑪咖是通過(guò)多巴胺能系統(tǒng)和膽堿能系統(tǒng)之間的協(xié)同作用顯示神經(jīng)保護(hù)作用的?,斂窠?jīng)保護(hù)作用的機(jī)制之一可能是提高腦內(nèi)乙酰膽堿和丁酰膽堿的水平, N-芐基十六碳酰胺作為單體體內(nèi)體外均驗(yàn)證了具有神經(jīng)保護(hù)作用,說(shuō)明瑪咖酰胺類(lèi)化合物確實(shí)是瑪咖起神經(jīng)保護(hù)作用的主要化合物類(lèi)型。
為了
9、探討N-芐基十六碳酰胺作用于MPTP誘導(dǎo)的MN9D細(xì)胞的保護(hù)作用,本研究采用MPP+損傷MN9D細(xì)胞建立神經(jīng)損傷體外模型,研究N-芐基十六碳酰胺的保護(hù)作用,篩選MPP+作用于MN9D細(xì)胞的合適造模濃度為500μM,起到神經(jīng)保護(hù)作用的N-芐基十六碳酰胺的合適濃度范圍為50-100μM。500μMMPP+作用MN9D細(xì)胞24 h,細(xì)胞的存活率降低至約50%,從細(xì)胞顯微鏡下也可以看到細(xì)胞形態(tài)的變化,對(duì)照組MN9D細(xì)胞大部分貼壁,大部分細(xì)胞有突
10、起生長(zhǎng),且逐步向外延伸,模型組500μMMPP+作用MN9D細(xì)胞24h后,細(xì)胞貼壁數(shù)目較少,突起消失,因此選擇此濃度作為本研究的造模濃度; N-芐基十六碳酰胺濃度為100μM時(shí)可顯著減輕MPP+造成的MN9D神經(jīng)元細(xì)胞損傷,倒置顯微鏡下觀察與模型組比較,N-芐基十六碳酰胺給藥組顯示貼壁數(shù)目增多,大部分細(xì)胞有突起生長(zhǎng)恢復(fù),且逐步向外延伸。說(shuō)明N-芐基十六碳酰胺對(duì)MPTP誘導(dǎo)的MN9D小鼠多巴胺能神經(jīng)元損傷細(xì)胞具有保護(hù)作用。
利用
11、UHPLC-ESI-QqQ MS測(cè)定N-芐基十六碳酰胺作用于MPP+誘導(dǎo)的MN9D細(xì)胞損傷前后神經(jīng)遞質(zhì)的含量變化,分別絕對(duì)定量和相對(duì)定量了細(xì)胞上清液和細(xì)胞中的12種和17種神經(jīng)遞質(zhì),造模后下降,給予N-芐基十六碳酰胺48h后又回升的神經(jīng)遞質(zhì)細(xì)胞上清液中主要有谷氨酸,?;撬?,去甲腎上腺素,膽堿,乙酰膽堿,丁酰膽堿且這些氨基酸類(lèi)、單胺類(lèi)和膽堿類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)呈劑量依賴性關(guān)系。細(xì)胞中主要有谷氨酸,去甲腎上腺素,丁酰膽堿,天冬氨酸,高香草酸也呈劑量依
12、賴性關(guān)系。而對(duì)于細(xì)胞上清液中的5-羥色胺及細(xì)胞中的5-羥色胺和精氨酸呈現(xiàn)模型后上升給藥后又下降的趨勢(shì),而N-芐基十六碳酰胺對(duì)其余的神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)節(jié)作用則不明顯。由此可知細(xì)胞上清液和細(xì)胞中谷氨酸,去甲腎上腺素和丁酰膽堿在N-芐基十六碳酰胺給藥后同時(shí)都具有顯著性差異且具有劑量依賴性,尤其是膽堿類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì),推測(cè)機(jī)制N-芐基十六碳酰胺能升高乙酰膽堿和丁酰膽堿的水平與第二部分內(nèi)容結(jié)果相呼應(yīng),有可能通過(guò)膽堿能系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)多巴胺能系統(tǒng),從而起到神經(jīng)保護(hù)作用
13、。
運(yùn)用LTQ-Orbitrap MS分析了N-芐基十六碳酰胺干預(yù)MPP+損傷MN9D細(xì)胞中的差異表達(dá)蛋白。結(jié)果顯示給模型藥后降低給藥后升高且呈劑量依賴性關(guān)系的差異蛋白有142個(gè),給模型藥后升高給藥后降低且呈劑量依賴性關(guān)系的差異蛋白有209個(gè),且在Mev.4.9.0軟件分析后ANOVA統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)P小于0.01后,4組共有的差異蛋白60個(gè),使用uniprot數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其進(jìn)行功能注釋且根據(jù)豐度高的篩選出34個(gè)差異蛋白,參與細(xì)胞過(guò)程的蛋
14、白所占比例較大,KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)顯示其參與細(xì)胞自噬,NF-κB信號(hào)通路,Toll樣受體信號(hào)通路,MAPK信號(hào)通路,EGFR酪氨酸酶抑制劑抗性,p53信號(hào)通路,細(xì)胞程序性凋亡等信號(hào)通路,說(shuō)明N-芐基十六碳酰胺的神經(jīng)保護(hù)作用靶點(diǎn)通路與細(xì)胞過(guò)程炎癥相關(guān)。
基于UPLC-Q-TOF系統(tǒng)建立了N-芐基十六碳酰胺對(duì)MPP+神經(jīng)損傷的MN9D細(xì)胞的脂質(zhì)代謝組學(xué)研究方法,將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入SIMCA-P13.0軟件進(jìn)行正交偏最小二乘法判別分析(OP
15、LS-DA),根據(jù)每組數(shù)據(jù)的RSD值需大于30%,同時(shí)從中挑選出VIP>1.5的代謝物離子,并經(jīng)過(guò)t檢驗(yàn),P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,篩選出與MPP+神經(jīng)損傷相關(guān)且N-芐基十六碳酰胺藥物治療后的差異脂質(zhì)代謝物。正常組找出111個(gè)差異性脂質(zhì)分子,模型組組找出114個(gè)差異性脂質(zhì)分子,給藥組找出115個(gè)差異性脂質(zhì)分子,3組共有的差異性脂質(zhì)分子有108個(gè),結(jié)果顯示,MPP+神經(jīng)損傷可能與甘油磷脂酰膽堿(PC),磷脂酰乙醇胺(PE),鞘磷脂
16、(SM),磷脂酸(PA),甘油三酯類(lèi)(TG)代謝密切相關(guān)。
綜上所述,瑪咖次生代謝產(chǎn)物主要有瑪咖酰胺,吡啶類(lèi)生物堿,咔啉類(lèi)生物堿,咪唑類(lèi)生物堿,芥子油苷和瑪咖烯等。其中瑪咖酰胺是瑪咖起神經(jīng)保護(hù)作用的主要化合物類(lèi)型,一方面可能通過(guò)提高腦內(nèi)谷氨酸、乙酰膽堿、丁酰膽堿、去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)的水平,另一方面通過(guò)調(diào)節(jié)某些差異脂質(zhì)分子和蛋白質(zhì)發(fā)揮此作用,具有明顯生物學(xué)意義的差異蛋白質(zhì)和脂質(zhì)分子仍需進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證,找出N-芐基十六碳酰
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