植物酚酸生理活性構效關係的代謝組學研究

《植物酚酸生理活性構效關係的代謝組學研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由唐惠儒擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：植物酚酸生理活性構效關係的代謝組學研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：唐惠儒
• 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院

項目摘要

本項目擬結合核磁共振波譜與色譜-質譜的優勢，發展上述技術相結合的代謝組分析方法，研究中長期食用植物酚酸對齧齒動物內源性代謝的影響規律及其構效關係。植物酚酸是植物通過莽草酸途徑合成的一類次生代謝物，是植物食品和許多中藥的重要化學成份，具有抗炎、抗突變、抗腫瘤和抗病毒等生理活性。但長期攝入酚酸影響健康的本質尚不清楚。為此，我們擬發展NMR與LC-MS相結合的代謝組分析技術，系統研究小劑量中長期食用香草酸、沒食子酸、咖啡酸、阿魏酸和薑黃素等典型酚酸對大鼠（體液及組織）代謝組的影響規律，回答諸如長期食用酚酸對體內代謝產生怎樣的影響、該影響與其生理活性有何關係、該影響與酚酸的結構有何關係等重要科學問題。研究結果將為認識酚酸物質在功能食品和藥物中生理活性的分子基礎提供基礎數據，為植物藥和功能食品的作用機制研究提供新思路。此課題屬於基金委分析化學學科支持的波譜、原位和生物分析等的交叉領域。

結題摘要

沒食子酸等多酚酸及其衍生物是人類日常生活中攝入量較高的一類植物多酚類次生代謝物。研究其對機體內源性代謝的影響規律有助於認識多酚類物質攝入與人類健康的關係。本項目針對植物粉酸類物質影響動物代謝組的構效關係這一科學問題，建立了模型動物研究需要的微量體液及組織代謝組分析技術及最佳化型體液代謝組分析技術，解決了體液代謝組核磁共振分析中存在的樣品間化學位移不一致問題，進而建立了動物血漿、組織及大鼠與小鼠和人類尿樣中鈣鎂離子濃度的同步定量測量技術、多重單變數統計分析（MUDA）技術。進而選用沒食子酸、香草酸、阿魏酸、咖啡酸及薑黃素五種代表性植物多酚酸，使用代謝組學及發展的系統生物學技術系統研究了上述植物酚酸影響大鼠體液及組織（5000多個樣本）代謝組的規律。研究發現，當攝入劑量遠低於臨床化學及組織學可檢測到變化的劑量時，上述植物酚酸均可對動物多個器官組織的系統代謝產生顯著影響，涉及代謝途徑包括三羧酸循環、糖脂代謝、核酸代謝及腸道菌群功能、氧化應激相關的炎症反應等多個方面，並且多酚酸的影響存在明顯的構效關係。為了明確代謝網路、腸道菌群對酚酸攝入應答規律及炎症的相關性，課題進一步開展了一系列方法學方面的研究。發展了核磁共振與質譜技術結合型的代謝組分析、代謝組與基於定量PCR的轉錄組相結合的代謝網路分析、代謝組與轉錄組及蛋白質組相結合的系統生物學分析、宿主代謝組與腸道菌群相互作用等一系列研究技術、轉基因動物及潛在動物模型的代謝組研究分析。使用多個相關模型對此系列技術進行了套用性驗證與完善，並對未來的代謝科學與技術研究提出了新的需求。上述工作的成果已發表24篇SCI論文，被引用190餘次（最高單篇引用25次），其中8篇引用超過8次、7篇年均引用超過5次。尚有6篇論文正處於撰寫中。