PLoS ONE: Metabolomics Koblet med Multivariate Data og Pathway analyse om potentielle biomarkører i mavesår og Intervention Virkninger af Corydalis yanhusuo Alkaloid

Abstrakt

Metabolomics, systematisk analyse af potentielle metabolitter i en biologisk prøve, har været stigende anvendes til at opdage biomarkører, identificere forstyrrede veje, måle terapeutiske mål, og opdage nye lægemidler. Ved at analysere og kontrollere signifikant forskel i metaboliske profiler og ændringer i metabolit biomarkører, metabolomics gør os til bedre at forstå stoffet metaboliske veje, som kan afklare den mekanisme af traditionel kinesisk medicin (TCM). Corydalis yanhusuo
alkaloid (CA) er en vigtig del af Qizhiweitong (QZWT) recept, som har været anvendt til behandling af mavesår i århundreder, og dens mekanisme er stadig uklar helt. Metabolit profilering blev udført ved højtydende væskekromatografi kombineret med time-of-flight massespektrometri (HPLC /ESI-TOF-MS) og i forbindelse med analyse multivariate data og pathway-analyse. Den statistik software Mass ProFiller Prossional (MPP) og statistik metode, herunder ANOVA og principal komponent analyse (PCA) blev anvendt til at opdage nye potentielle biomarkører til at afklare mekanisme CA i behandling syre injicerede rotter med mavesår. Ændringerne i metabolisk profilering blev gendannet til deres basisværdier efter CA behandling i henhold til PCA score plots. Ti forskellige potentielle biomarkører og syv centrale metaboliske veje, der bidrager til behandling af mavesår blev opdaget og identificeret. Blandt de veje, sphingophospholipid metabolisme og fedtsyre stofskiftet relaterede netværk var akut urolig. Kvantitativ real time polymerasekædereaktion (RT-PCR) analyse blev udført for at evaluere ekspressionen af ​​gener relateret til de to veje for at kontrollere de ovenstående resultater. Resultaterne viser, at ændrede biomarkører og veje kan give bevis for indsigt i mekanismerne narkotika handling og gøre os i stand til at øge forskningen produktiviteten mod metabolomics lægemiddelforskning

Henvisning:. Tianjiao L, Shuai W, Xiansheng M, Yongrui B, Shanshan G, Bo L, et al. (2014) Metabolomics Koblet med Multivariate Data og Pathway analyse om potentielle biomarkører i mavesår og Intervention Effekter af Corydalis yanhusuo
Alkaloid. PLoS ONE 9 (1): e82499. doi: 10,1371 /journal.pone.0082499

Redaktør: Rakesh K. Srivastava, The University of Kansas Medical Center, USA

Modtaget: 15. maj 2013; Accepteret: 24 Oktober 2013; Udgivet: 15 januar 2014

Copyright: © 2014 Tianjiao et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Finansiering:. Dette arbejde blev støttet af tilskud fra Key Program for Natural Science Foundation i den stat (nr 81.241.111). Den Aglient og finansieringskilderne havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:. Forfatterne erklærer, at deres manuskript har ingen relationer til Agilent Technologies Co, Ltd, vedrørende beskæftigelse, rådgivning, patenter, produkter i udvikling eller markedsførte produkter etc. Dette er en del af et master~s projekt og skiller sig ud fra alle interne projekt. En af de tilsvarende forfattere, Xiaorong Ran, er ansat af Agilent Technologies Co, Ltd, der hjalp i undersøgelsen design, eksperimenter og /eller analyser. Lei Wang er også ansat af Agilent Technologies Co, Ltd, der har overvåget undersøgelsen og hjulpet i at modificere de grammatiske fejl i manuskriptet. Forfatterne bekræfter, at beskæftigelsen ved Agilent Technologoies ikke ændrer deres tilslutning til nogen af ​​de PLoS ONE politikker på datadeling og materialer.

Introduktion

Mavesår er en udbredt sygdom, der rammer mange mennesker alle over hele verden på grund af sin højere og højere sygelighed. Ifølge statistikkerne fra 2005 var forekomsten af ​​mavesår var op til 80%, især vestlige verden. Det har 40-80% af de faste frekvens over hele verden. Mavesår hos mennesker forekommer hyppigt på grund af forskellige endogene og eksogene faktorer såsom stress, rygning, ernæringsmæssige mangler, saltsyre, pepsin, Helicobacter pylori
, ikke-steroide lægemidler brug anti-inflammatoriske (NSAID), alkohol og infektion [1]. Selv om disse faktorer er blevet anset for at være involveret i patogenesen af ​​mavesår, mekanismen for sårdannelse er endnu ikke præcist forstået [2], [3]. TCM har vundet stigende accept i hele verden i de seneste år og er generelt anses for at være naturlig og harmløs [4], [5]. Terapier samlet kaldes TCM er almindeligt anvendt til behandling af mavesår, som omfatter kinesisk urtemedicin og recept mv

QZWT recept bestående af Corydalis yanhusuo
, Radix Glycyrrhizae
Radix Bupleuri
ect. er blevet grundigt anvendt til at helbrede mavesår i århundreder i Kina, på grund af sin betydelige terapeutiske resultater i klinisk anvendelse [8] - [10]. Vi oprensede CA fra planter "Corydalis yanhusuo W.T. Wang" med renheden af ​​92%. De kemiske bestanddele af corydalis yanhusuo
er blevet undersøgt i vores tidligere undersøgelse. Tetrahydropalmatine, corydaline, protopine et al var de biologiske aktiviteter af corydalis yanhusuo
. Strukturerne af bestanddele blev undersøgt. CA er anerkendt for at være den væsentligste aktive bestanddel i Corydalis yanhusuo
[6], og påvist at have antiulcus effekt anvendes i kinesisk klinisk praksis i mange år [7]. Det er også blevet rapporteret, at CA besidder antiinflammatorisk virkning [8], [9]. Imidlertid er den detaljerede molekylære mekanisme for CA i behandling mavesår ikke godt forstået.

For at forklare handlingen mekanisme af narkotika, metabolomics metoden har været meget anvendt [10]. Metabolomics er en vigtig komponent af systemer biologi, især i fastsættelsen af ​​globale metaboliske profil ved at detektere tusindvis af små og store molekyler i forskellige medier strækker sig fra cellekulturer til humane biologiske væsker, såsom urin, spyt, og blod [11], [12] , [13]. Det har en stor betydning i efterforskning opdage biomarkører, og identificere forstyrrede veje på grund af sygdom eller medicinsk behandling [14]. Ved at analysere og kontrollere de specifikke tidlige biomarkører for en sygdom, metabolomics gør os til bedre at forstå stoffet metaboliske veje, som kan afklare virkningsmekanismen [15].

Nylige fremskridt af instrumentering og beregning har aktiveret den samtidige analyse af et stort antal metabolitter. HPLC kombineret med MS har vist sig at være en effektiv kombination for metabolitter identifikationer og kvantificering på grund af sin fremragende opløsning og følsomhed. Formålet med aktuelle undersøgelse var at opnå en systematisk at dissekere mekanismen af ​​CA som en effektiv behandling for mavesår. De specifikke og unikke biokemiske veje af narkotika effekt kan identificeres, når kombineret med multivariate dataanalyse teknikker. Formålet med denne undersøgelse er at identificere flere metabolitter, der kunne lette forståelsen af ​​handlingen mekanisme CA og hjælpe deres inkorporering i fremtidige forbedringer af TCM terapi.

Materialer og metoder

2.1 Etisk Statement

Alle forsøg blev udført i overensstemmelse med de godkendte dyr protokoller og retningslinjer fastlagt af Medicine etiske komité Review for dyreforsøg i Liaoning University of traditionel kinesisk medicin.

2.2 Animal Håndtering og Sample Preparation

Seven uger gamle SD-hanrotter, der vejer 200-250 g, blev leveret af forsøgsdyr centrum af Dalian Medical University. Pleje og håndtering af rotter var i overensstemmelse med standarden for SPF. Mavesår blev induceret i rotterne ifølge fremgangsmåden i en tidligere rapport med en mindre ændring [16], [17]. Tre dage efter produktionen af ​​mavesår blev rotterne randomiseret i fem grupper: kontrol, model, CA højdosisgruppen (32,4 mg /ml), CA midterste dosisgruppe (10,8 mg /ml) og CA gruppe lavdosis (3,6 mg /ml). Alle rotterne, i grupper blev indgivet oralt i den aktive gruppe opløsning 1,5 ml en gang dagligt (model og kontrolgrupper med saltvand) i 7 dage. Rotterne blev forbudt noget mad i 12 timer før forsøgene, men fik lov adgang til vand frit.

På den sidste dag, rotterne var dybt bedøvede og derefter ofret. Blod blev opsamlet, plasma og serum blev separeret via centrifugering ved 3000 rpm i 15 minutter ved 4 ° C. Plasmaprøverne blev opsamlet og opbevaret ved -80 ° C lynfryses i flydende nitrogen indtil metabolomics analyse blev udført. Derefter blev maverne skåret langs den største krumning, vasket med saltvand. Arealet af ulcus blev målt med et kompas til at måle ulcus-indeks. Arealet af ulcus er lig med bredden af ​​ulcus gange længden af ​​såret. Til histologisk evaluering, blev gastrisk vævsprøver fikseret i neutral bufret formalin i 24 timer. Mave sektioner var dehydreret med gradueret ethanol, passeret gennem xylen, og indlejret i paraffin. Paraffinsnit (5 mm tykkelse) blev farvet med hematoxylin /eosin (HE). De andre gastriske sår væv blev hurtigt fjernet og frosset i flydende nitrogen indtil ekstraktion af totalt væv RNA.

2.3 stofskifteprofil

2.3.1 Chromatografi.

Kromatografi blev udført anvendelse af en Agilent 1100 series HPLC-system udstyret med kvaternær pumpe, online afgasser, autosampler, og termostateret kolonne rum. Injektionen volumen blev fastsat til 4 uL. Alle prøver blev holdt ved 4 ° C under analysen. Adskillelsen blev udført på en 4,6 * 100 mm, ZORBAX SB-C18-søjle (Agilent, USA). Søjlen blev indstillet ved 45 ° C. De mobile faser var sammensat af 0,1% myresyre i vand (opløsningsmiddel B) og 0,1% myresyre i acetonitril (opløsningsmiddel A), blev strømningshastigheden sat som 1 ml /min med delingsforholdet 01:03, blev gradienten anvendt som følger: en lineær gradient af 70- 33% B i initialisering 5,0 minutter, 33 -98% B i løbet af 5,0 til 12,0 min. Eluenten blev introduceret til massespektrometeret direkte. Efter hver 10 prøver injektion blev en samleprøve som QC prøve efterfulgt af en blank indsprøjtes for at sikre stabilitet og gentagelsesnøjagtighed af LC-MS-systemer.

2.3.2 massespektrometri.

for massespektrometri blev Agilent 6220 TOF-MS med en elektrospray ionisering kilde (ESI) i negativ tilstand anvendes. Strømningshastigheden for at dø gas (N2) blev sat til 9 l /min. Forstøveren blev sat ved 45 psi. De andre optimale betingelser var som følger: døende gastemperatur på 350 ° C, fragment spænding på 120 V. Data blev opsamlet i fuld scanning fra m /z 50 til 1050 amu løbet 0-12 min. De MS-data blev indsamlet i tyngdepunkt tilstand.

2.3.3 Multivariat dataanalyse.

Dataanalyse procedure er vist i fig. 1. Molekylær Feature Extractor (MFE) algoritme i Mass Hunter Kvalitativ analyse software blev brugt til at udtrække molekylære funktioner-uidentificerede, målrettede forbindelser - i hvert af dataene. Den MFE algoritme ser for masse signaler (ioner), der er covariant i tiden, finder mulige kemiske relationer (isotoper, addukter, dimerer, flere opladningstilstand), og genererer en ekstraheret sammensatte kromatogram og sammensatte massespektrum for hver molekylær funktion. Den udvundne sammensatte liste for hver fil blev eksporteret som Compound Exchange Format (. CEF) fil for yderligere Mass Profiler Professional (version B.2.00, Agilent) statistisk analyse. De resulterende funktion filer for hver prøve blev behandlet ved ANOVA og PCA-analyse under anvendelse af MPP software, som justeret, normaliseret, visualiseret og filtreret de molekylære funktioner (MFS), til yderligere forarbejdning [18], [19], [20], [ ,,,0],21]. Efterfølgende blev hierarkisk klyngedannelse (betingelse træ) anvendes på datafilerne. Hierarkisk klyngeanalyse er en statistisk metode til at gruppere prøver uden opsyn i forskellige klynger eller grene af hierarkiske træ. På denne måde er forholdet mellem de forskellige grupper vist. Betingelsen Træet blev vist som et zonekort. Identiteten af ​​biomarkører med væsentlige ændringer i grupperne blev bestemt ved ID Browser funktioner i MPP.

2.3.4 Biomarkører Identification.

identifikation af potentielle biomarkører blev bestemt af Q-TOF (Xevo G2). MS kollision energi er 35ev, og data blev opnået i negativ ion-mode, blev (MassLn1 V4.) Software x anvendt til dataanalyse. Identiteten af ​​de specifikke metabolitter blev bekræftet af elementer information sammenligning af deres masse spektre ved hjælp af oplysninger grundstofsammensætning leveres af softwaren.

2.3.5 Netværk og Pathway Analysis.

MPP software blev anvendt til alle væsentlige (mappe ændring > 2) op regulerede og ned regulerede metabolitter og relaterede biologiske veje. De potentielle markører identificeret blev sammenlignet med den nøjagtige masse ladningsforhold i nogle databaser, herunder HMDB, Kegg, METLIN, lipid MAPS og pubchem, at opdage relaterede veje. T-test og fold-alter blev anvendt til at bestemme den statistiske signifikans i de veje. P-værdi < 0,05 og mappe forandring > 2 blev anset for at være kriterier for statistisk signifikant og vil blive valgt

2.6 Molekylær data

Total RNA blev ekstraheret fra mave væv, herunder kontrol, model og CA. grupper bruger TRIZOL-reagens (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) ifølge producentens instruktioner. cDNA blev syntetiseret ud fra total RNA (1 ug) ved anvendelse TransScript First-Strand cDNA Synthesis SuperMix kit (Beijing transgen Biotech, Kina). Kvantitativ real time PCR (CFX96, BIO-RAD, USA) blev udført under anvendelse af en TransStart ™ Top Green qPCR SuperMix kit (Beijing transgen Biotech, Kina). Primere bruges til at forstærke S1Pr1, S1Pr3, SphK1, Got2 og Fabp1 var fra Invitrogen (S1Pr1: GenBank acc nr NM_017301, S1Pr3:.. GenBank acc nr XM_225216, SphK1:.. GenBank acc nr NM_133386, Got2:... GenBank acc Nej . NM_013177.2, Fabp1:.. GenBank acc nej NM_012556.2) og ekspression af disse transkripter blev kvantificeret mod husholdning gen β-actin, der blev amplificeret under anvendelse af primerne 5'-TGGCACCACACTTTCTACAATGA-3 'og 5'-AGGGACAACACAGCCTGGAT- 3 '. Ekspressionsniveauer af målgener blev analyseret under anvendelse af CFX manager systemet (Bio-Rad, USA).

2.7 Statistisk analyse

Data er udtrykt som middelværdi ± SEM. SPSS 19.0 for Windows blev anvendt til den statistiske analyse. Data blev analyseret ved hjælp af ANOVA, med p < 0,05 indstillet som den grad af statistisk signifikans

Resultat

3.1 Effekt af CA på eddikesyre indsprøjtet-induceret mavesår model
.

den eksperimentelle model af eddikesyre injiceret-induceret gastrisk mucosal beskadigelse i rotter anvendes ofte til at screene forbindelser til anti-ulcus aktivitet i, at det tjener som den førende årsag til mavesår hos mennesker [22]. Eddikesyre injiceret-induceret intens maveslimhinden skader i dannelsen af ​​ulcus i modellen gruppen (fig. 2A) rotter, der har en signifikant forskel sammenlignet med kontrolgruppen (fig. 2B). Patologisk observation blev anvendt til confirme skaden af ​​eddikesyre-induceret i de overfladiske lag af maveslimhinden ulteriorly. Eddikesyreinducerede induceret mavesår (fig. 2C) har en udhuling virkning til slimhinden, som blev ledsaget af muskel fraktur og inflammatorisk celleinfiltration i lagene i forhold til kontrol (fig. 2D). Resultaterne viste, at modellen af ​​mavesår lykkedes reproduceret. Resultaterne af tidsforløbet viste i fig. 2E illustrerer, at området med ulcus hos rotter behandlet med CA forblev væsentligt mindre sammenlignet med de respektive værdier i rotterne modellen på syvende dag, så vi choosed den syvende dags prøver til analyse. For at vurdere virkningerne af CA, som vist i fig. 2F, området mavesår i CA dosisgrupper var signifikant faldt sammenlignet med den model (p < 0,01). Vores eksperimentelle resultater antyder, at CA effektivt kan kurere mavesår, især den midterste dosisgruppe. Det ser ud til, at der er en markant overlap blandt de neuronale patogenetiske involverede veje i mavesår tilblivelse og depression. Derfor er det ikke overraskende, at medicin til behandling af depressive episoder også kan udøve potent beskyttende virkning mod mavesår [23]. Grunden Californien midterste dosisgruppe har en bedre terapeutisk effekt end den høje dosis gruppe kan være CA højdosisgruppen har en rolle at hæmme nerve. Effekten af ​​CA blev undersøgt for yderligere at undersøge mekanismen.

3.2 metabolomiske Study

3.2.1 erhvervelse og behandling af metaboliske profildata.

De repræsentative samlede ion kromatogrammer ( TIC) i plasmaprøver afledt af kontrol, model, og CA dosisgrupper i negative tilstande er vist i fig. 3 ved anvendelse af de optimale LC-MS ovenfor beskrevne betingelser. molekylære lav masse metabolitter kunne adskilles godt i den korte tid på 15 minutter. For bedre at visualisere de subtile ligheder og forskelle blandt disse komplekse datasæt, blev flere metoder mønstergenkendelse anvendes til fænotype plasma metabolomet af rotter. Her blev hierarkisk klyngedannelse analyse og PCA anvendes til at klassificere de metaboliske fænotyper og identificere de differenting metabolitter. Hierarkisk klyngedannelse analyse af metabolomics data viste tydelig adskillelse mellem kontrolgruppen, model gruppe og CA dosisgruppe (fig. 4). I PCA scores, hvert punkt repræsenterer en individuel prøve. De PCA Resultaterne vises som score plots angiver scatter af prøverne, som viser lignende metabolomik kompositioner når grupperet sammen og deres sammensætning forskellige metabolomes når spredt. PCA scoringer plot kunne opdele de forskellige plasmaprøver i forskellige blokke, henholdsvis, hvilket tyder på, at de metaboliske profiler har ændret sig. Med hensyn til information analytiker af PCA i vores eksperiment viste i fig. 5, kontrol- og model grupper var signifikant opdelt i to klasser, hvilket indikerer, at modellen af ​​eddikesyre-induceret mavesår lykkedes reproduceret. Mere subtile ændringer kan findes ved de mønstergenkendelse tilgang-score plots af PCA. PCA resultater viser, at modellen gruppen var langt væk fra de resterende fire grupper, hvilket indikerer, at ændrede metaboliske mønster skyldes eddikesyre-induceret kan være betydeligt anderledes end andre. Positionen af ​​behandlingsgruppe var nær til kontrolgruppen, hvilket antyder, at ændrede metabolisk mønster var forårsaget af CA. Resultaterne åbenbart, at CA kunne ændre den unormale metaboliske status og kan have en anden behandling mekanisme af eddikesyre-induceret mavesår.

3.2.2 Identifikation af potentielle biomarkører.

Det lille-molekyle metabolitter af signifikante forskelle (T-test, p < 0,05) blev ransaget af softwaren af ​​MPP. De potentielle markører blev identificeret ved hjælp af "ID browser" for at søge i Metlin database (http://metlin.scripps.edu/) og sammenlignes med den nøjagtige masse ladningsforhold i nogle databaser, herunder HMDB (http: //www. hmdb.org/), Kegg (http://www.genome.jp/kegg/), lipid MAPS (http://dev.lipidmaps.org:25424/), og pubchem (http: //pubchem.ncbi. nlm.nih.gov/). Vi kan kende den sandsynlige navn af potentielle biomarkører gennem det første skridt. I den foreliggende undersøgelse blev 10 potentielle biomarkører identificeret (tabel 1). Den præcise molekylære masse af forbindelser med væsentlige ændringer i grupperne blev bestemt inden for målefejl (< 5 ppm) ved Waters Xevo G2 QTOF, og i mellemtiden, den potentielle grundstofsammensætning blev opnået grad af umættethed og fraktioneret isotop overflod af forbindelser. Den formodede molekylære formel blev søgt i Chemspider (http://www.chemspider.com/), HMDB og andre databaser for at identificere de mulige kemiske forfatninger, og MS /MS-data blev screenet for at bestemme de potentielle strukturer ionerne. Sphingosin-1-phosphat (S1P) og stearinsyre blev taget som eksempler for at illustrere fragmenter af strukturen og vurderingsprocessen. Den primære og sekundære massespektrometri oplysninger blev analyseret ved Masslynx (vision 4.1, farvande) software, sammenlignet med database, og ion-fragmenter af 379,2488 (C _{18H 38NO 5P) blev vist i fig. 6 A. De vigtigste Fragmentionerne analyseret af MS /MS screeningen var m /z 224,080, 165,1254 og 82,0238, hvilket kunne svare til tabt C 7H 15NO 5P, C 11H 17O, C 4H 4NO hhv. Endelig blev det spekuleret S1P efter refererer og i henhold til deres polaritet størrelse. I mellemtiden, ion-fragmenter af stearinsyre 284.2715 (C 18H 36o 2) (fig. 6 B) var 212,2419 (C 15H 32), 143,1359 (C 9H 19o), 117,0962 (C 6H 13o 2) og 83,0962 (C 6H 11).}

De ovenfor beskrevne blev bevist biomarkører har tæt forhold til dannelse og behandling af mavesår. Den signifikant opreguleret D-glucose, lysin, Urinsyre, pyrodruesyre, corticosteron, sphingosin-1-phosphat og nedreguleres tryptophan, glycocholat, hexadecandisyre blev stearinsyre observeret i modellen sammenlignet med kontrolgruppen (fig. 7 ). Denne forskel af metabolitter kan betegne deres potentiale som målrettede biomarkører for at differentiere mavesår og normale tilstande. At overvåge ændringer af disse metabolitter kan forudsige udviklingen af ​​mavesår. De biomarkører 1, 2, 3, 4, 7, 8 blev nedsat efter behandlingen af ​​CA, i modsætning, blev de øvrige biomarkører steget. Derudover for at karakterisere ulcusbekæmpende virkningerne af CA mere klart, ændringer i de relative koncentrationer af mål-metabolitter er identificeret i forskellige grupper blev analyseret, har vi fundet, at indholdet af disse centrale markører tættere til normal gruppe. Resultaterne indikerer kan opnås den mekanisme til behandling af mavesår gennem regulering af disse betydeligt markører og deres samspil som fig. 8. For eksempel stearinsyre som kaldes 17FA, har forbindelser med thapsinsyre selvom proteinet Fabp1 (fedtsyre-bindende protein 1). Netværket ikke kun indikerer interaktionen mellem biomarkører, men giver også oplysninger om potentielle protein, gener, enzymer og biologiske processer. Det bidrager til opdagelsen af ​​målet i løbet af forekomst og behandling af mavesår og er ledende for udviklingen af ​​ny medicin til at helbrede mavesår.

3.3 Bestemmelse af mRNA-niveauer til at bekræfte de biomarkører

for at bekræfte vores metabolomik fund, vi har brug for nogle molekylære data, så vi identificeret 5 mRNA som er relateret til de 4 potentielle biomarkører og 2 metaboliske veje med RT-PCR. Sphingolipid stofskifte, herunder S1Pr1, S1Pr3 og SphK1 blev undersøgt som vist i fig. 8. Resultaterne er opsummeret i fig. 9. mRNA niveau af S1Pr1, SIPr3 og SphK1 var signifikant opreguleret i modellen gruppen, ekspressionsniveauerne var 5,21, 2,54, 6,57 gange sammenlignet med kontrolgruppen, hvilket var i overensstemmelse med vores tidligere resultater og data. Efter CA behandling, ekspressionsniveauerne af S1Pr1, S1Pr3 og SphK1 var tilbage til basal niveau. S1P er dannet af to kinaser, sphingosin kinase 1 og 2 (SphK1 og SphK2), men der blev observeret nogen forskelle i SphK2 ekspression blandt alle grupperne (data ikke vist), det resultat var i overensstemmelse med vores netværk fund. Her kan vi forklare en potentiel mekanisme for CA i behandling mavesår ved at blokere S1P stigende. Vi fandt også en nedsat udtryk for Fabp1 og Got2 i model gruppen (fig. 9), sammenlignet med kontrolgruppen. Men CA gør grupper var nær til kontrolgruppen, som bekræftede, at den terapeutiske virkning af CA var relateret til fedtsyre stofskiftet fra molekylære niveau.

3.4 Pathway Analyse

Mere detaljeret analyse af veje og netværk påvirket af mavesår blev udført ved MPP. De veje opnåede shows i tabel 2. Vi bruger høj kvalitet Kegg metaboliske veje som backend vidensgrundlag til at identificere de mest relevante veje, såsom sphingolipid stofskifte, tricarboxylicacidcycle syre cyklus, biotin stofskiftet og så videre, hvor 7 unikke veje ( anført i tabel 1) for modellen gruppe blev identificeret. Potentielle biomarkører relateret til folinsyre metabolisme, fedtsyremetabolisme og sphingolipid stofskifte veje blev også formet. Af de 6 forskellige metabolitter er identificeret fra disse veje, mange er i forskellige stadier af forløbet af mavesår. Nogle signifikant ændrede metabolitter såsom glycocholat, hexadecandisyre og stearinsyre er der fundet og anvendt til at forklare fedtsyre mekanisme. Disse resultater antyder, at disse mål-pathways viser de markerede perturbationer over dannelsen af ​​mavesår og kan bidrage til udviklingen af ​​mavesår.

Discussion Salg

mavesår hos mennesker tilbagevendende karakter, og vanskeligheden i at behandle dem er angivet med talemåden "Når et sår, altid et sår" [24]. Mange faktorer kan øge hyppigheden af ​​mavesår, men mekanismen er ikke klart forstået. Derfor er effektiviteten af ​​lægemiddelbehandling afhænger ikke kun af faldet i skadelige faktorer, men også på de ændrede metabolitter, der regulerer stofskiftet pathway. Især vil opdagelsen af ​​biomarkører, der forudsige risikoen for mavesår give mulighed for at diagnosticere og tillade farmakologisk behandling rettidig. QZWT blev anvendt til at helbrede mavesår i mange år i Asien selv om dens mekanisme er stadig uklar. Metabolomics kombineret med multivariate dataværktøjer der samtidig kvantificerer tusindvis af metabolitter i en levende organisme blev anvendt til at analysere biomarkører i mavesår [25]. Derudover har forståelse for biomarkører udløst ny interesse inden for lægemiddelforskning programmer og overvågning af sygdomme, der giver værdifulde i-sights om komplekse sygdomsmekanismer [26]. Denne undersøgelse blev derfor designet til yderligere at belyse den underliggende mekanisme for CA på mavesår regulering fra de metaboliske veje i et samlet overblik.

Modellen af ​​mavesår hos rotter blev succesfuldt gengivet. Plasmaprøver blev analyseret ved HPLC /ESI-TOF-MS og multivariat statistisk analyse. Resultaterne viste, at området af såret og dynamiske metaboliske profiler, efter CA behandling blev lukket med kontrolgruppen, hvilket viser, at CA havde terapeutisk virkning. Ifølge metabolomics analyse blev 10 potentielle biomarkører og 7 relaterede metaboliske veje er identificeret i vores undersøgelse. Den signifikant nedregulerede D-glucose, lysin, urinsyre, pyrodruesyre, corticosteron, sphingosin-1-phosphat og opreguleret tryptophan, glycocholat, hexadecandisyre blev stearinsyre observeret i CA-gruppen sammenlignet med model gruppe. Desuden blev folinsyre metabolisme, fedtsyre metabolisme og sphingolipid metabolisme og mange andre metabolisme bekræftet at have en indvirkning på mavesår. Vi har bestemme ekspressionen af ​​mRNA'er relateret til sphingolipid metabolisme og fedtsyre stofskiftet at validere mekanismen. Mange andre potentielle proteiner, gener, enzymer og bioproces lukket for andre veje har brug for fremtidige eksperimenter til validering.

Ved at analysere og kontrollere de specifikke tidlige biomarkører for en sygdom, metabolomics gør os til bedre at forstå patologiske processer og stof metaboliske veje . Vi mener, at biomarkør og sti analyser har et stort potentiale til at udforske og afklare den terapeutiske virkning af TCM. I aktuelle undersøgelse har vi karakteriseret biomarkør interaktion net medfører proteiner, gener, enzymer og biologisk proces som vist i fig. 8. S1P handle ekstracellulært som en ligand for dets specifikke receptorer-S1PRs, er nu anerkendt som regulator af mange fysiologiske og patofysiologiske processer, herunder inflammatoriske lidelser, såsom rheumatoid arthritis, inflammatorisk tarmsygdom og sepsis [27], [28]. Betændelse, der opstår i det mucosale af mavetarmkanalen og derved forårsager mavesår [29]. Vores resultater viser, at CA kan formindske ekspressionen af ​​S1P og dets receptorer, herunder S1Pr1 og S1Pr3, til at lindre inflammation problemer at lette dannelsen af ​​mavesår [30]. S1P er dannet af SphK1 og SphK2 [31]. SphK1 kan aktiv NF-KB-vejen, som initieres af store inflammatoriske signalmolekyle TNF-α. Kort fortalt er NF-KB og TNF-α tæt forbundet med dannelse og helbrede mavesår [32], [33]. Vi fandt også, at mangel på SphK1 (ikke SphK2) signifikant inhiberer gastrisk ulcus, hvilket indikerer, at SphK1 kan spille en central rolle i mavesår. Således kan sphingolipid metabolisme være en levedygtig target ved behandling af mavesår.

stearinsyre, glycocholat og hexadecandisyre ændret forårsage fedtsyremetabolisme lidelse lukning til incidensen og rehabilitering af mavesår [34], [35] . Fedtsyrer, herunder stearinsyre etc, almindeligvis set som kilde til energi, har tiltrukket interesse for forskning og offentlig sundhed, på grund af deres virkninger på menneskers sundhed og sygdomme. Fedtsyrer er til gavn for den sundhedsfremmende. Stearinsyre, glycocholat og hexadecandisyre reguleres af Fabp1, enzymet af fedtsyre-bindende protein 1. I analysen af ​​RT-PCR, den lave udtryk for Fabp1 i model gruppe tyder på, at Fabp1 aktivitet hæmmende kan reducere stearinsyre, glycocholat og hexadecandisyre og føre til fedtsyrestofskiftet lidelse. Derfor øgede inflammatoriske respons og mitokondriel dysfunktion og fremme sårdannelse. Imidlertid kan CA afbalancere denne lidelse ved at øge ekspressionen af ​​Fabp1 [36]. Glutaminsyre-oxaloeddikesyretransaminase 2 (Got2) er en vigtig enzym i tricarboxylicacidcycle syre cyklus (TCA cyklus). De alvorligt inhibering af TCA forårsaget af faldet af Got2 vil bidrage til dannelsen af ​​mavesår. Metabolitterne af aminosyrer, såsom tryptophan og dets metabolitter in vivo har en omfattende rolle i tryptophan metabolisme. Det vigtigste er, at tryptofan forstyrrelser kan forårsage TCA lidelse. TCA spille en rolle i healing mavesår [37]. Nedregulering af Got2 mRNA-ekspression i model gruppe og opregulering i CA grupper tidligere vist i vores resultat. Alle disse data viser tydeligt, at den molekylære mekanisme for CA behandle mavesår var tæt korreleret med dens balance virkninger på TCA. Disse resultater implicerer CA virkninger kan medieres gennem protein, enzymer og metabolisme pathway.

• PLoS ONE: Den Formindsket Angivelse af proangiogen vækstfaktorer og deres receptorer i mavesår af cirrosepatienter
• PLoS ONE: In vivo Antioxidant og mavesårsmedicin aktivitet af Parkia speciosa Ethanolisk Leaf Extract mod Ethanol-induceret mavesår i rotter