论文部分内容阅读
选题依据:黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi）为唇形科多年生草本植物。根为传统药用部位,性苦味寒,临床应用悠久,主要的功效为清热解毒。而黄芩的非药用部位茎叶,作为别样茶有一千多年的应用历史,民间采摘当地产的黄芩茎叶代茶饮用,并称这种茶为黄芩叶茶、黄金茶等,认为其具有多种保健作用。目前在北京周边,内蒙古武川、牙克石,河北承德、赤城,山西陵川、临猗等地有许多生产企业开发生产黄芩叶茶。传统上,民间使用的黄芩叶茶茎叶不分,存在外观与适口性均较差的问题。近年来,为了改善外观及口感,同时,由于黄芩为多年生宿根草本,黄芩叶生长茂盛且产量较大,民间很多黄芩叶茶的生产企业只取黄芩叶并引进南方茶工艺将其加工成黄芩叶茶。制成的黄芩叶茶形似普通茶,在外观及口感上得到了很大的提升。但由于黄芩叶尚未批准成为新食品原料,所以目前黄芩叶茶主要在民间作为特产销售和使用,仍未得到充分的开发与利用。近期,本课题组围绕黄芩抗衰老作用开展了系列研究。研究结果显示,黄芩根提取物及其主要单体成分黄芩素、黄芩苷等在大鼠、小鼠、果蝇等不同的动物衰老模型上均表现出抗衰老活性。同时,基于D-半乳糖致衰老大鼠模型并结合代谢组学技术对黄芩根、茎、叶提取物进行抗衰老药效评价及比较,研究结果表明黄芩茎、叶醇提物亦具有抗衰老作用,并且黄芩叶在衰老标志物的调节方面优于黄芩根。然而,对于黄芩叶茶的抗衰老作用及机制研究尚不深入。因此,对黄芩叶茶的化学成分及抗衰老作用进行深入研究将有助于黄芩叶的进一步开发,并为后期扩大黄芩叶茶的应用和市场范围奠定基础。因此,本课题将对黄芩叶茶的化学成分进行分析。同时,由于果蝇作为模式生物,有体积小、易于操作、饲养简单、成本低廉、生命周期短等优点。在研究药物抗衰老作用中延长寿命方面有其独特优势。本课题将采用模式生物果蝇,对黄芩叶茶的抗衰老作用及机制展开研究,为黄芩叶茶的进一步开发奠定基础。目的:1.对黄芩叶茶的化学成分进行分析。2.基于果蝇衰老模型对黄芩叶茶提取物的抗衰老药效及机制进行研究。方法:1.采用LC-MS代谢组学技术对黄芩叶茶的化学成分进行分析。2.黄芩叶茶与原料黄芩叶(1g·L-1、3 g·L-1、5 g·L-1)分别喂养果蝇,考察不同组对过氧化氢损伤果蝇及自然衰老果蝇寿命的影响,同时结合不同组果蝇的摄食量与繁殖力,进行评价黄芩叶茶水提物的抗衰老作用。3.分别采用1H-NMR和LC-MS代谢组学结合多元统计分析,探讨黄芩叶茶可能的抗衰老代谢调节机制。4.采用转录组学技术对黄芩叶茶喂养的果蝇以及空白培养基喂养的果蝇进行转录组测序,对差异表达基因进行功能分析和通路分析,探索黄芩叶茶可能调控的机制。5.将黄芩叶茶调控的差异代谢物及差异基因采用Flyscape整合分析,探索黄芩叶茶调控的关键通路。结果:1.基于LC-MS代谢组学技术对黄芩叶茶的化学成分进行分析,总共指认出32个黄酮类化合物,其中黄芩叶茶与黄芩叶之间存在18个显著性差异的成分,但化学成分种类无明显变化。2.不同组对过氧化氢损伤模型果蝇寿命影响的结果显示,给予果蝇黄芩叶茶水提物后可延长果蝇寿命（P<0.05）;不同组对自然衰老模型果蝇寿命影响的结果显示,给予果蝇黄芩叶茶水提物后可显著延长果蝇寿命（P<0.05）;同时黄芩叶茶可显著提高果蝇的繁殖力（P<0.05）且对果蝇的摄食量没有影响。3.1H-NMR代谢组学与LC-MS代谢组学的结果显示,给予黄芩叶茶水提物后,对果蝇的衰老有明显改善作用。通过S-plot和VIP值寻找差异代谢物,结果显示,黄芩叶茶对谷氨酰胺、α-酮戊二酸、甘氨酸、肌氨酸等52个差异代谢物及苯丙氨酸,络氨酸和色氨酸的生物合成等12条代谢途径产生不同程度的调节作用。4.转录组学的结果显示,衰老组与空白组相比有371个差异基因,其中148个上调,233个下调;黄芩叶茶组与衰老组相比有366个差异基因数,其中244个上调,122个下调。所有的差异基因中共同的差异基因有71个。对黄芩叶茶组与衰老组的差异基因进行GO富集分析,按照分子功能MF、生物过程BP和细胞组分CC进行GO分类。结果显示,黄芩叶茶可显著调控277条途径（P<0.05）其中包括MF的93条途径、BP的165条途径和CC的19条途径。对黄芩叶茶组与衰老组的差异基因进行KEGG富集分析,结果显示,黄芩叶茶对半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、长寿调节途径-多种物种、叶酸生物合成、甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸的代谢和氮代谢等代谢通路产生不同程度的调节作用。5.Flyscape整合分析结果表明,部分代谢物和基因处于相同的代谢途径,包括醇降解、胺和多胺的生物合成、胺酸的生物合成、胺酸降解、碳水化合物的生物合成、碳水化合物降解和羧酸盐降解等通路。结论:黄芩叶茶水提物可延长果蝇寿命,通过调控氨基酸代谢和能量代谢等不同代谢途径改善机体代谢紊乱从而延缓机体衰老。