【摘 要】
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目的:本研究建立基于GC-MS,UHPLC-Q-TOF-MS/MS技术的代谢组学对近缘性药材金银花和山银花中的挥发油和黄酮类成分进行鉴定,筛选出差异性成分,为临床能否替代用药提供参考;通过网络药理学初步探讨差异性成分木犀草素对非小细胞肺癌的作用机制,然后利用代谢组学的方法进一步研究该药物作用于肺癌A549细胞后其内源性代谢物的变化,阐明相关代谢通路,为木犀草素治疗非小细胞肺癌(NSCLC)提供数据
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目的:本研究建立基于GC-MS,UHPLC-Q-TOF-MS/MS技术的代谢组学对近缘性药材金银花和山银花中的挥发油和黄酮类成分进行鉴定,筛选出差异性成分,为临床能否替代用药提供参考;通过网络药理学初步探讨差异性成分木犀草素对非小细胞肺癌的作用机制,然后利用代谢组学的方法进一步研究该药物作用于肺癌A549细胞后其内源性代谢物的变化,阐明相关代谢通路,为木犀草素治疗非小细胞肺癌(NSCLC)提供数据支持。方法:首先采用GC-MS技术对水蒸气蒸馏法得到的金银花和山银花挥发油样品进行检测,将得到的原始数据用正构烷烃进行峰校正和峰对齐等预处理,然后根据物质的保留时间和m/z等参数在标准质谱数据库(NIST MS)中进行检索匹配,最后对差异性挥发油进行分析;然后采用UHPLC-Q-TOF-MS/MS技术对超声提取的金银花和山银花样品进行检测,将所得数据经Peakview软件与自建库中的二级碎片进行比对,根据总结的不同类型黄酮类化合物的裂解规律对成分进行定性分析,原始数据经Progenesis QI软件归一化处理后,导入SIMCA-P 14.1软件进行多元数据统计分析,筛选VIP>3且P<0.05的成分作为两种药材的差异性变量,将这些差异性变量与鉴定的黄酮进行匹配,筛选出差异性黄酮。采用网络药理学方法,利用多个数据库分别寻找木犀草素和NSCLC的作用靶点,并对其进行蛋白-蛋白相互作用网络构建,筛选核心靶点,使用Metascape数据库对核心靶点进行GO分析和KEGG代谢通路富集分析,并对受影响的信号通路进行分析;用不同浓度的木犀草素处理A549细胞,采用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)检测细胞存活率,确定50%存活率时的药物浓度并用于下一步研究,利用该浓度木犀草素作用A549细胞48h,获得分析样本。使用UHPLC-Q-TOF-MS/MS技术对样本进行数据采集,将采集的原始数据用Progenesis QI软件进行归一化处理,并导入SIMCA-P 14.1软件进行多元数据统计分析得到VIP值,同时采用t-检验获得P值。筛选VIP>1且P<0.05的代谢物作为差异代谢物,通过HMDB数据库匹配鉴定后得潜在生物标志物。最后利用在线平台Metabo Analyst 4.0和KEGG在线数据库分别进行热图分析和代谢通路筛选,采用受试者工作特征(ROC)曲线分析寻找潜在的诊断性生物标志物。结果:金银花和山银花挥发油经NIST MS库检索,共检测出40种挥发性成分,主要包括烃类、酯类、醛类、酮类、酚类、醇类以及苯胺类,其中共有成分24种,差异性挥发油16种;利用UHPLC-Q-TOF-MS/MS技术在金银花和山银花中共鉴定出47种黄酮类化合物,经VIP和P值筛选,共获得77种差异性变量,通过与鉴定的黄酮类化合物的碎片离子匹配,最后筛选出7种差异性黄酮。采用网络药理学方法,筛选出了木犀草素作用于NSCLC的核心靶点基因,通路富集分析共得到44条相关通路。细胞存活率实验表明A549细胞存活率为50%时,木犀草素的浓度为38μg/m L。以该浓度作用细胞后,数据经多元统计分析和在线数据库匹配鉴定,共筛选鉴定到45个潜在生物标志物,结果涉及20条通路,其中最重要的途径是酪氨酸代谢,谷胱甘肽代谢以及戊糖磷酸途径。通过ROC曲线分析发现4种诊断性生物标志物D-核糖,谷胱甘肽,L-谷氨酸,3-甲氧基酪胺在预测木犀草素治疗NSCLC方面具有良好准确性。结论:本研究建立了一种基于GC-MS和UHPLC-Q-TOF-MS/MS的代谢组学方法,对金银花和山银花中的挥发油和黄酮类成分进行了差异性成分的比较,为两种药材在临床用药方面提供了一些有效依据。采用网络药理学与细胞代谢组学两种方法分析了木犀草素治疗NSCLC的作用机制,找出了受木犀草素干扰较大的相关代谢代谢通路和诊断性生物标志物,研究结果对木犀草素治疗NSCLC提供了新思路。
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