Metabolomics Analysis of Plasma at Different Stages Based on UPLC-Q-TOF/MS： Modeling of Spleen Deficiency with Dampness Retention-ulcerative Colitis Rats and Administration of Shenling Baizhusan

Xia XU; Weiwei WANG; Wentong ZHANG; Yanling XIONG; Bingtao LI; Qiyun ZHANG; Guoliang XU; Li JIANG

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20211870

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Metabolomics Analysis of Plasma at Different Stages Based on UPLC-Q-TOF/MS： Modeling of Spleen Deficiency with Dampness Retention-ulcerative Colitis Rats and Administration of Shenling Baizhusan

更新时间：2022-06-28

- Metabolomics Analysis of Plasma at Different Stages Based on UPLC-Q-TOF/MS： Modeling of Spleen Deficiency with Dampness Retention-ulcerative Colitis Rats and Administration of Shenling Baizhusan
  增强出版
- Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae Vol. 28, Issue 15, Pages: 111-119(2022)
- 作者机构：
  
  1.江西中医药大学中医基础理论分化发展研究中心，江西省中医病因生物学重点实验室，江西省中药药理学重点实验室，南昌 330004
  2.井冈山大学附属医院，江西吉安 343000
  3.中南大学湘雅医院临床药理研究所，长沙 410008
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20211870
  CLC： R22;R28;R96;O657
- Received：27 July 2021，
  
  Published Online：23 September 2021，
  
  Published：05 August 2022
- 稿件说明：
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徐霞,王玮玮,张文彤等.基于UPLC-Q-TOF/MS的脾虚湿困型溃疡性结肠炎大鼠造模及参苓白术散给药不同阶段的血浆代谢组学分析[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(15):111-119.

XU Xia,WANG Weiwei,ZHANG Wentong,et al.Metabolomics Analysis of Plasma at Different Stages Based on UPLC-Q-TOF/MS： Modeling of Spleen Deficiency with Dampness Retention-ulcerative Colitis Rats and Administration of Shenling Baizhusan[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(15):111-119.
徐霞,王玮玮,张文彤等.基于UPLC-Q-TOF/MS的脾虚湿困型溃疡性结肠炎大鼠造模及参苓白术散给药不同阶段的血浆代谢组学分析[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(15):111-119. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20211870.

XU Xia,WANG Weiwei,ZHANG Wentong,et al.Metabolomics Analysis of Plasma at Different Stages Based on UPLC-Q-TOF/MS： Modeling of Spleen Deficiency with Dampness Retention-ulcerative Colitis Rats and Administration of Shenling Baizhusan[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(15):111-119. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20211870.

摘要

目的

探讨脾虚湿困型溃疡性结肠炎（SDDR-UC）造模和给药不同阶段大鼠血浆中差异代谢物的变化，以及参苓白术散治疗UC的作用机制。

方法

造模阶段将大鼠随机分为正常组、SDDR-UC组和单纯UC（P-UC）组。在给药阶段，对上述2个不同模型给予参苓白术散治疗。采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱法（UPLC-Q-TOF/MS）对造模及给药结束后大鼠血浆进行检测，流动相为0.1%甲酸水溶液（A）-乙腈（B）梯度洗脱（正离子模式：0~2 min，99%A；2~9 min，99%~73%A；9~10 min，73%~44%A；10~13 min，44%~38%A；13~19 min，38%~28%A；19~21 min，28%~2%A；21~23 min，2%A；23~25 min，2%~10%A；25~27 min，10%~99%A。负离子模式：0~2 min，85%A；2~3 min，85%~65%A；3~5.5 min，65%~44%A；5.5~8 min，44%~25%A；8~10 min，25%~2%A；10~16 min，2%~85%A）；电喷雾离子源，正、负离子模式检测，采集范围

50~1 000。通过偏最小二乘法-判别分析探索2个UC模型组大鼠在不同阶段潜在生物标志物的变化，对已鉴定的代谢物通过MetaboAnalyst 5.0进行代谢通路分析。

结果

造模阶段鉴定出了16个潜在生物标志物，其中2个模型组大鼠共有11个潜在生物标志物，主要影响了初级胆汁酸生物合成通路。给药阶段筛选鉴定出23个潜在生物标志物，其中2个模型组共有3个潜在生物标志物，此外，SDDR-UC和P-UC模型大鼠中发生显著变化的潜在生物标志物还分别有11、9个，主要影响了嘌呤代谢、磷酸戊糖途径、嘧啶代谢、视黄醇代谢、初级胆汁酸生物合成、类固醇激素合成6条通路。

结论

大鼠造模和给药阶段均出现了初级胆汁酸生物合成通路，呈现出动态变化过程，且参苓白术散对SDDR-UC大鼠的治疗作用可能与抑制核转录因子-

B（NF-

B）信号通路的表达、激活法尼醇X受体（FXR）、增强细胞色素P450的表达有关。

Abstract

Objective

Based on ultra performance liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry （UPLC-Q-TOF/MS）， the changes of endogenous markers in rat plasma at the different stage， namely modeling and administration of Shenling Baizhusan （SLBZS）， and the mechanism of SLBZS in the treatment of ulcerative colitis （UC） were studied.

Method

In the modeling stage， rats were randomly divided into normal group， spleen deficiency with dampness retention-UC （SDDR-UC） and pure-UC （P-UC） model group. In the administration stage， SLBZS was given to the above two different model groups. After modeling and administration， rat plasma was collected and determined by UPLC-Q-TOF/MS. The mobile phase was 0.1% formic acid aqueous solution （A）-acetonitrile （B） for gradient elution （in positive ion mode：0-2 min， 99%A； 2-9 min， 99%-73%A； 9-10 min， 73%-44%A； 10-13 min， 44%-38%A； 13-19 min， 38%-28%A； 19-21 min， 28%-2%A； 21-23 min， 2%A； 23-25 min， 2%-10%A； 25-27 min， 10%-99%A； in negative ion mode：0-2 min， 85%A； 2-3 min， 85%-65%A； 3-5.5 min， 65%-44%A； 5.5-8 min， 44%-25%A； 8-10 min， 25%-2%A； 10-16 min， 2%-85%A）. The electrospray ionization （ESI） temperature was 120 ℃ under the positive and negative ion modes， and the acquisition range was 50-1 000. Partial least squares-discriminant analysis （PLS-DA） was used to analyze the changes of endogenous metabolites in the above two different model rats from the different stage. MetaboAnalyst 5.0 was used to analyze the metabolic pathways of these identified metabolites.

Result

Sixteen potential biomarkers were screened and identified in the modeling stage， among which 11 potential biomarkers were common in the two model rats， which mainly affected the primary bile acid biosynthesis pathway. Twenty-three potential biomarkers were screened and identified during the administration stage， among which 3 potential biomarkers were shared by the two model rats， and SDDR-UC and P-UC model rats had 11 and 9 potential biomarkers， respectively. It mainly affected 6 pathways such as purine metabolism， pentose phosphate pathway， pyrimidine metabolism， retinol metabolism， primary bile acid biosynthesis and steroid hormone synthesis.

Conclusion

The primary bile acid biosynthesis pathway appears in the different stage of modeling and administration of UC， showing a dynamic change process. The therapeutic effect of SLBZS on SDDR-UC rats may be related to inhibiting the expression of nuclear transcription factor -

B （NF-

B） signaling pathway， activating farnesoid X receptor （FXR） and enhancing the expression of cytochrome P450.

关键词

Keywords

references

SHAPIRO J M ， ZOEGA H ， SHAH S A ， et al . Incidence of Crohn's disease and ulcerative colitis in rhode island：Report from the Ocean State Crohn's and Colitis Area Registry ［J］. Inflamm Bowel Dis ， 2016 ， 22 （ 6 ）： 1456 - 1461 .

HOIVIK M L ， MOUM B ， SOLBERG I C ， et al . Work disability in inflammatory bowel disease patients 10 years after disease onset：Results from the IBSEN study ［J］. Gut ， 2013 ， 62 （ 3 ）： 368 - 375 .

吴笑，夏俊东，方珂，等 . 溃疡性结肠炎中西医治疗临床研究进展［J］. 中西医结合研究， 2021 ， 13 （ 2 ）： 118 - 121 .

张声生，沈洪，郑凯，等 . 溃疡性结肠炎中医诊疗专家共识意见（2017）［J］. 中华中医药杂志， 2017 ， 32 （ 8 ）： 3585 - 3589 .

李姿慧，蔡荣林，孙娟，等 . 参苓白术散对脾虚湿困型溃疡性结肠炎大鼠结肠组织NF- κ B p65，I κ B α ，I κ K β 蛋白及mRNA表达的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2020 ， 26 （ 19 ）： 108 - 113 .

PSYCHOGIOS N ， HAU D D ， PENG J ， et al . The human serum metabolome ［J］. PLoS One ， 2011 ， 6 （ 2 ）： e16957 .

ZHAO H ， LIU Y J ， LI Z ， et al . Identification of essential hypertension biomarkers in human urine by non-targeted metabolomics based on UPLC-QTOF/MS ［J］. Clin Chim Acta ， 2018 ， 486 ： 192 - 198 .

CHU H ， ZHANG A H ， HAN Y ， et al . Metabolomics approach to explore the effects of Kai-Xin-San on Alzheimer's disease using UPLC/ESI-Q-TOF mass spectrometry ［J］. J Chromatogr B ， 2016 ， 1015-1016 ： 50 - 61 .

张爱华，王喜军 . 中医药的代谢组学研究［J］. 世界科学技术—中医药现代化， 2013 ， 15 （ 4 ）： 643 - 647 .

熊艳玲，钟薏文，陈雅茜，等 . 基于抗炎和氧化应激角度研究参苓白术颗粒对脾虚湿困溃疡性结肠炎大鼠的作用机制［J］. 中药新药与临床药理， 2021 ， 32 （ 2 ）： 149 - 157 .

李姿慧，王键，蔡荣林，等 . 脾虚湿困型溃疡性结肠炎大鼠模型的建立与评价［J］. 中西医结合学报， 2012 ， 10 （ 8 ）： 918 - 924 .

中华人民共和国卫生部药政局 . 中药治疗脾虚证的临床研究指导原则［J］. 中国医药学报， 1988 ， 3 （ 5 ）： 71 - 72 .

陈小野，周永生，樊雅莉，等 . 脾气虚证动物模型规范化的初步研究［J］. 中华中医药杂志， 2001 ， 16 （ 4 ）： 52 - 58 .

SÁNSHEZ-FIDALGO S ， CÁRDENO A ， SÁNCHEZ-HIDALGO M ， et al . Dietary extra virgin olive oil polyphenols supplementation modulates DSS-induced chronic colitis in mice ［J］. J Nutr Biochem ， 2013 ， 24 （ 7 ）： 1401 - 1413 .

CHONG J ， WISHART D S ， XIA J G . Using MetaboAnalyst 4.0 for comprehensive and integrative metabolomics data analysis ［J］. Curr Protoc Bioinformatics ， 2019 ， 68 （ 1 ）： e86

GOYAL N ， RANA A ， BIJJEM K R V ， et al . Effect of chenodeoxycholic acid and sodium hydrogen sulfide in dinitro benzene sulfonic acid （DNBS）-induced ulcerative colitis in rats ［J］. Pharmacol Rep ， 2015 ， 67 （ 3 ）： 616 - 623 .

EDWARDS D P . Regulation of signal transduction pathways by estrogen and progesterone ［J］. Annu Rev Physiol ， 2005 ， 67 ： 335 - 376 .

TOWNSEND E A ， MILLER V M ， PRAKASH Y S . Sex differences and sex steroids in lung health and disease ［J］. Endocr Rev ， 2012 ， 33 （ 1 ）： 1 - 47 .

GARCÍA-GÓMEZ E ， GONZÁLEZ-PEDRAJO B ， CAMACHO-ARROYO I . Role of sex steroid hormones in bacterial-host interactions ［J］. Biomed Res Int ， 2013 ， 2013 ： 928290 .

PERES R S ， SANTOS G B ， CECILIO N T ， et al . Lapachol a compound targeting pyrimidine metabolism，ameliorates experimental autoimmune arthritis ［J］. Arthritis Res Ther ， 2017 ， 19 （ 1 ）： 47 .

VINCENZETTI S ， POLZOMETTI V ， MICOZZI D ， et al . Enzymology of pyrimidine metabolism and neurodegeneration ［J］. Curr Med Chem ， 2016 ， 23 （ 14 ）： 1408 - 1431 .

AMORINI A M ， PETZOLD A ， TAVAZZI B ， et al . Increase of uric acid and purine compounds in biological fluids of multiple sclerosis patients ［J］. Clin Biochem ， 2009 ， 42 （ 10/11 ）： 1001 - 1006 .

SNYDER J M ， ZHONG G ， HOGARTH C ， et al . Knockout of CYP26A1 and CYP26B1 during postnatal life causes reduced lifespan，dermatitis，splenomegaly，and systemic inflammation in mice ［J］. FASEB J ， 2020 ， 34 （ 12 ）： 15788 - 15804 .

VAZ F M ， FERDINANDUSSE S . Bile acid analysis in human disorders of bile acid biosynthesis ［J］. Mol Aspect Med ， 2017 ， 56 ： 10 - 24 .

XIAO Y T ， YAN W H ， ZHOU K J ， et al . Glucocorticoid treatment alters systemic bile acid homeostasis by regulating the biosynthesis and transport of bile salts ［J］. Dig Liver Dis ， 2016 ， 48 （ 7 ）： 771 - 779 .

WONG B S ， CAMILLERI M ， CARLSON P ， et al . Increased bile acid biosynthesis is associated with irritable bowel syndrome with diarrhea ［J］. Clin Gastroenterol Hepatol ， 2012 ， 10 （ 9 ）： 1009 - 1015 .

GADALETA R M ， VAN ERPECUM K J ， OLDEBBURG B ， et al . Farnesoid X receptor activation inhibits inflammation and preserves the intestinal barrier in inflammatory bowel disease ［J］. Gut ， 2011 ， 60 （ 4 ）： 463 - 472 .

GADALETA R M ， OLDENBURG B ， WILLEMSEN E C ， et al . Activation of bile salt nuclear receptor FXR is repressed by pro-inflammatory cytokines activating NF- κ B signaling in the intestine ［J］. Biochim Biophys Acta ， 2011 ， 1812 （ 8 ）： 851 - 858 .

LIN B C ， WANG M ， BLACKMORE C ， et al . Liver-specific activities of FGF19 require Klotho beta ［J］. J Biol Chem ， 2007 ， 282 （ 37 ）： 27277 - 27284 .

杨修利，田思聪，庞博，等 . 以FXR为核心的胆汁酸代谢机制研究进展［J］. 生物医学， 2018 ， 8 （ 4 ）： 62 - 68 .

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