PLoS ONE: Metabolomics kombinert med multivariat data og Pathway Analysis på Potensielle Biomarkører i magesår og intervensjonseffekter av Corydalis yanhusuo Alkaloid

Abstract

Metabolomics, systematisk analyse av mulige metabolitter i en biologisk prøve, har blitt stadig brukes til å oppdage biomarkører, identifisere forstyrrede veier, måle terapeutiske mål, og oppdage nye legemidler. Ved å analysere og verifisere den betydelige forskjellen i metabolske profiler og endringer av metabolitten biomarkører, gjør metabolomics oss til bedre å forstå stoffet metabolske veier som kan avklare mekanisme av tradisjonell kinesisk medisin (TCM). Corydalis yanhusuo
alkaloid (CA) er en viktig komponent i Qizhiweitong (QZWT) resept som har blitt brukt for å behandle magesår i århundrer, og dens mekanisme er fortsatt uklart helt. Metabolittprofilering ble utført ved væskekromatografi kombinert med time-of-flight massespektrometri (HPLC /ESI-TOF-MS) og i forbindelse med multivariat dataanalyse og sti analyse. Statistikken programvare Mass PROFILLER Prossional (MPP) og statistikk metode inkludert ANOVA og prinsipal komponent analyse (PCA) ble brukt for å oppdage nye potensielle biomarkører for å avklare mekanisme av CA i behandling av syre injisert rotter med magesår. Endringene i metabolsk profilering ble tilbakeført til sine grunnlinjeverdier etter CA behandling i henhold til PCA resultater plott. Ti forskjellige potensielle biomarkører og syv metabolske veier bidrar til behandling av magesår ble oppdaget og identifisert. Blant trasé, sphingophospholipid metabolisme og fettsyremetabolisme relaterte nettverk var akutt sier Bondevik. Kvantitativ sanntid polymerasekjedereaksjon (RT-PCR-analyse) ble utført for å vurdere ekspresjonen av gener relatert til de to banene for å bekrefte de ovenfor angitte resultater. Resultatene viser at endrede biomarkører og veier kan gi bevis til innsikt i stoffet virkningsmekanismer og gjøre oss i stand til å øke forsknings produktiviteten mot metabolomics medisiner

Citation. Tianjiao L, Shuai W, Xiansheng M, Yongrui B, Shanshan G, Bo L, et al. (2014) Metabolomics kombinert med multivariat data og Pathway Analysis på Potensielle Biomarkører i magesår og intervensjonseffekter av 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

mottatt: May 15, 2013; Godkjent: 24 oktober 2013; Publisert: 15 januar 2014

Copyright: © 2014 Tianjiao et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres

Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet med tilskudd fra Key Program of Science Foundation Natural av staten (nr 81241111). Den Aglient og finansiører hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet

Konkurrerende interesser:. Forfatterne hevder at deres manuskript har ingen relasjoner med Agilent Technologies Co, Ltd, knyttet til sysselsetting, rådgivning, patenter, produkter under utvikling eller markedsført produkter etc. Dette er en del av en master~s prosjektet og står bortsett fra noen internt prosjekt. En av de tilsvarende forfatterne, Xiaorong Ran, er ansatt i Agilent Technologies Co Ltd, som hjalp i studiedesign, eksperimenter og /eller analyser. Lei Wang er også ansatt ved Agilent Technologies Co Ltd, som har veiledet studien og hjulpet i å endre grammatiske feil i manuskriptet. Forfatterne bekrefter at sysselsettingen med Agilent Technologoies ikke endrer sin tilslutning til noen av PLoS ONE politikk på deling av data og materialer.

Innledning

Magesår er en utbredt sykdom som rammer mange mennesker over hele verden på grunn av sin høyere og høyere sykelighet. Ifølge statistikken for 2005 var forekomsten av magesår var opp til 80%, spesielt vestlige verden. Den har 40-80% av tilbakevendende frekvens over hele verden. Magesår hos mennesker oppstår ofte på grunn av ulike endogene og eksogene faktorer som stress, røyking, ernæringsmessige mangler, saltsyre, pepsin, Helicobacter pylori
, ikke-steroide anti-inflammatorisk narkotika (NSAIDs), alkohol og infeksjon [1]. Selv om disse faktorer er antatt å være involvert i patogenesen av magesår, er mekanismen for sår dannelse ennå ikke nøyaktig forstått [2], [3]. TCM har fått økende aksept over hele verden i de siste årene, og er generelt ansett for å være naturlig og ufarlig [4], [5]. Terapi kollektivt kalt TCM blir ofte brukt til å behandle magesår, som inkluderer kinesisk urtemedisin og resept etc.

QZWT resept består av Corydalis yanhusuo
, Radix Glycyrrhizae Hotell og Radix Bupleuri
ect. har vært i utstrakt bruk for å herde magesår i århundrer i Kina, på grunn av sin betydelige terapeutiske resultater i kliniske programmet [8] - [10]. Vi renset CA fra planter "Corydalis yanhusuo W.T. Wang" med renhet på 92%. De kjemiske bestanddeler av Corydalis yanhusuo
har blitt undersøkt i vår forrige undersøkelse. Tetrahydropalmatine, corydaline, protopine et al var de biologiske aktiviteter av Corydalis yanhusuo
. Strukturene til bestanddelene ble undersøkt. CA er anerkjent for å være den viktigste aktive komponent i Corydalis yanhusuo product: [6], og vist å ha antiulcus-virkning blir brukt i kinesisk klinisk praksis i mange år [7]. Det har også blitt rapportert at CA besittelse av anti-inflammatorisk effekt [8], [9]. Imidlertid er den detaljerte molekylære mekanismen av CA i behandling av magesår ikke godt forstått.

For å forklare mekanismen av narkotika, metabolomics metodikk har blitt mye brukt [10]. Metabolomics er en viktig komponent i systemer biologi, spesielt for å bestemme den globale metabolsk profil ved å registrere tusenvis av små og store molekyler i ulike medier som strekker seg fra cellekulturer i humane biologiske fluider slik som urin, spytt og blod [11], [12] , [1. 3]. Den har en stor innvirkning på etterforskningen av å oppdage biomarkører, og identifisere forstyrrede veier på grunn av sykdom eller behandling [14]. Ved å analysere og verifisere de spesifikke tidlige biomarkører av en sykdom, gjør metabolomics oss til bedre å forstå stoffet metabolske veier som kan avklare virkningsmekanismen [15].

Nylige fremskritt av instrumentering og beregning har aktivert samtidig analyse av et stort antall av metabolitter. HPLC kombinert med MS har vist seg å være en effektiv kombinasjon for metabolitter identifikasjoner og kvantifisering grunn av sin utmerkede oppløsning og følsomhet. Hensikten med denne studien var å oppnå en systematisk sikte på å dissekere mekanisme CA som en effektiv behandling for magesår. De spesifikke og unike biokjemiske mekanismer av legemidlets effekt kan identifiseres, når kombinert med multivariat dataanalyseteknikker. Hensikten med denne studien er å identifisere flere metabolitter som kan rette forståelsen av handlingen mekanismen av CA og hjelpe deres innlemmelse i fremtidige forbedringer av TCM terapi.

Materialer og metoder

2.1 Etisk Statement

Alle forsøkene ble utført i samsvar med godkjente dyre protokoller og retningslinjer fastsatt av Medisin Etikk Review Committee for dyreforsøk av Liaoning Universitetet i tradisjonell kinesisk medisin.

2,2 Animal Håndtering og Prøvepreparering

Seven-uker gamle SD hannrotter som veide 200-250 g, ble levert av forsøksdyr sentrum av Dalian Medical University. Omsorg og behandling av rottene var i samsvar med standarden på Specific Patogen Free. Magesår ble indusert i rotter i henhold til metoden i en tidligere rapport med en liten endring [16], [17]. Tre dager etter at produksjonen av magesår, ble rottene randomisert inn i fem grupper: kontroll, modell, CA høy dose (32,4 mg /ml), CA midten dose (10,8 mg /ml) og CA lav dose gruppen (3,6 mg /ml). Alle rottene i grupper ble administrert oralt i den aktive gruppe oppløsningen 1,5 ml en gang daglig (modell og kontrollgrupper med saltoppløsning) i 7 dager. Rottene ble forbudt noe mat i 12 timer før forsøkene, men fikk tilgang til vann fritt.

På den siste dagen, rotter var dypt bedøvet og deretter ofret. Blod ble oppsamlet, plasma og serum ble separert via sentrifugering ved 3000 rpm i 15 minutter ved 4 ° C. Plasmaprøver ble oppsamlet og lagret ved -80 ° C flash-frosset i flytende nitrogen inntil metabolomikk analyse ble utført. Deretter ble magene kuttet langs den store kurvatur, vasket med saltløsning. Arealet av ulcus ble målt ved hjelp av et kompass for å måle sårindeks. Arealet av ulcus tilsvarer bredden av sår ganger lengden av sår. For histologisk evaluering, ble gastrisk vevsprøver fiksert i nøytral bufret formalin i 24 timer. Mage deler var dehydrert med gradert etanol, gått gjennom xylen, og i parafin. Parafinsnitt (5 mm tykkelse) ble farget med hematoxylin /eosin (HE). De andre gastrisk sårdannelse vev ble hurtig fjernet og frosset i flytende nitrogen inntil ekstraksjonen av total RNA vev.

2,3 Metabolic Profiling

2.3.1 Kromatografi.

Kromatografi ble utført ved hjelp av en Agilent 1100-serien HPLC-system utstyrt med kvartære pumpe, online gassutskiller, autosampler, og termostat kolonne rommet. Injeksjonsvolumet ble satt til 4 ul. Alle prøvene ble holdt ved 4 ° C i løpet av analysen. Separasjonen ble utført på en 4,6 x 100 mm, ZORBAX SB-C18-kolonne (Agilent, USA). Kolonnetemperaturen ble innstilt på 45 ° C. De mobile fasene var sammensatt av 0,1% maursyre i vann (oppløsningsmiddel B) og 0,1% maursyre i acetonitril (løsningsmiddel A), ble strømningshastigheten innstilt som 1 ml /min med deleforhold 01:03, ble anvendt som gradient på følgende måte: en lineær gradient på 70- 33% B i løpet av initial 5,0 min, 33 -98% B over 5,0 til 12,0 min. Elueringsmidlet ble introdusert til den massespektrometer direkte. Etter hver 10 sampler injisering, ble en samleprøve som QC prøven, etterfulgt av en blank injiseres for å sikre stabilitet og repeterbarhet av LC-MS-system.

2.3.2 massespektrometri.

For massespektrometri ble Agilent 6220 TOF-MS med en elektrospray ionisering kilde (ESI) i negativ modus anvendes. Strømningshastigheten for dø gass (N2) ble innstilt på 9 l /min. Forstøveren ble satt til 45 psi. De andre optimale betingelser var som følger: døende gasstemperatur på 350 ° C, fragment spenning på 120 V. Data ble oppsamlet i full-scan mode fra m /z 50-1050 amu i løpet av 0-12 min. MS-data ble samlet inn i tyngdepunktmodus.

2.3.3 multivariat dataanalyse.

Dataanalyse prosedyre er vist i fig. 1. Molecular Feature Extractor (MFE) algoritme i Mass Hunter Kvalitativ analyse programmet ble brukt til å trekke molekylære funksjoner-uidentifiserte, vilkårlige forbindelser - i hver av dataene. MFE algoritmen ser for masse signaler (ioner) som er covariant i tid, anser mulige kjemiske relasjoner (isotoper, addukter, dimerer, flere ladetilstander), og genererer en ekstrahert sammensatte kromatogram og sammensatte massespekteret for hver molekylær funksjonen. Den ekstraherte sammensatt liste for hver fil ble eksportert som Forbindelse utvekslingsformat (CEF.) Fil for videre Mass Profiler Professional (versjon B.2.00, Agilent) statistisk analyse. De resulterende funksjonen filer for hver prøve ble behandlet ved ANOVA og PCA-analyse anvendelse av MPP-programvare, som justert, normalisert, visualisert og filtrert de molekylære egenskaper (MFS), for videre behandling [18], [19], [20], [ ,,,0],21]. Deretter ble hierarkisk clustering (tilstand treet) brukes på datafiler. Hierarkisk klyngeanalyse er en statistisk metode for å gruppere prøvene uten tilsyn i ulike klynger eller grener av hierarkisk tre. På denne måte blir forholdet mellom de forskjellige gruppene er vist. Tilstanden treet ble vist som et varmekart. Identiteten av biomarkører med vesentlige endringer i gruppene ble bestemt av ID Browser funksjoner i MPP.

2.3.4 biomarkers Identifikasjon.

Identifisering av potensielle biomarkører ble bestemt av Q-TOF (Xevo G2). MS kollisjonsenergien er 35ev, og dataene ble oppnådd i den negative ion-modus, er x (V4. MassLn1) programvare som brukes for dataanalyse. Identiteten til de spesifikke metabolitter ble bekreftet av elementene informasjon sammenlikning av massespektra bruker elementsammensetningen informasjon fra programvaren.

2.3.5 Nettverk og Pathway Analysis.

MPP programvare ble ansatt til alle vesentlige (mappe endring > 2) opp regulerte og ned regulert metabolitter og relaterte biologiske veier. De potensielle markører identifisert ble sammenlignet med den nøyaktige masse kostnad ratio i noen databaser, herunder HMDB, KEGG, METLIN, lipid MAPS og pubchem, for å oppdage relaterte veier. T-test og fold-alter ble anvendt for å bestemme den statistiske signifikans i banene. P-verdi < 0,05 og mappe endring > 2 ble ansett å være kriterier for statistisk signifikant, og vil bli valgt

2,6 molekylære data

Total RNA ble ekstrahert fra magen vev, inkludert kontroll, modell og CA. grupper som bruker et TRIZOL reagens (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) i henhold til produsentens instruksjoner. cDNA ble syntetisert fra total RNA (1 mikrogram) med TransScript First-Strand cDNA Synthesis SuperMix kit (Beijing TransGen Biotech, Kina). Kvantitativ real time PCR (CFX96, BIO-RAD, USA) ble utført ved hjelp av en TransStart ™ Topp Green qPCR SuperMix kit (Beijing TransGen Biotech, Kina). Primere som brukes til å forsterke S1Pr1, S1Pr3, SphK1, Got2 og Fabp1 var fra Invitrogen (S1Pr1: GenBank acc ingen NM_017301, S1Pr3:.. GenBank acc ingen XM_225216, SphK1:.. GenBank acc ingen NM_133386, Got2:... GenBank acc Ingen . NM_013177.2, Fabp1:.. GenBank acc ingen NM_012556.2) og ekspresjon av disse transkriptene ble kvantifisert mot husholdningsgenet β-aktin, som ble amplifisert ved anvendelse av primerne 5'-TGGCACCACACTTTCTACAATGA-3 'og 5'-AGGGACAACACAGCCTGGAT- 3 '. Ekspresjonsnivåene av målgener ble analysert ved hjelp av CFX behandlingssystemet (Bio-Rad, USA).

2.7 Statistisk analyse

Data er uttrykt som gjennomsnitt ± SEM. SPSS 19.0 for Windows ble brukt for statistisk analyse. Dataene ble analysert ved hjelp av ANOVA, med p < 0,05 satt som nivået av statistisk signifikans

Resultat

3,1 Effekt av CA på eddiksyre injisert-indusert magesår modell
.

eksperimentell modell av eddiksyre injisert gastrisk mucosal skade i rotter blir ofte anvendt for å screene forbindelser for anti-ulcer-aktivitet ved at den virker som den ledende årsaken til magesår hos mennesker [22]. Eddiksyre-indusert injisert intens gastrisk mucosal skade i dannelsen av sår i modellgruppen (fig. 2A) rotter som har en vesentlig forskjell sammenlignet med (fig. 2B) kontrollgruppen. Patologisk observasjonen ble brukt til å confirme skade av eddiksyre-indusert i overfladiske lag av gastrisk mucosa ulteriorly. Eddiksyre-indusert magesår (fig. 2C) har en erosjonseffekt på mukosa, som ble fulgt av muskel brudd og inflammatorisk celleinfiltrasjon i lag, sammenlignet med kontrollen (Fig. 2D). Resultatene viste at modellen av magesår ble vellykket gjengitt. Resultatene av tidsforløpet viste i fig. 2E viser at området av sår hos rotter behandlet med CA forble betydelig mindre i forhold til de respektive verdiene i modell rotter ved syvende dag, så vi choosed den syvende dagen prøvene for analyse. For å evaluere effekten av CA, som vist i fig. 2F, arealet av magesår i CA dosegruppene ble betydelig redusert sammenlignet med modellen (p < 0,01). Våre eksperimentelle resultatene tyder på at CA effektivt kan kurere magesår, spesielt midt dosegruppe. Det virker som det er en markant overlapping mellom nerve patogenetiske trasé som er involvert i sår tilblivelse og depresjon. Derfor er det ikke overraskende at legemidler for behandling av depressive episoder kan også utøve kraftig beskyttende virkning mot magesår [23]. Grunnen til at CA midten dosegruppe har en bedre terapeutisk effekt enn gruppen med høy dose kan være CA høy dosegruppe har en rolle å hemme nerve. Effekten av CA ble undersøkt for å ytterligere undersøke mekanismen.

3,2 Metabolomic Study

3.2.1 kjøp og behandling av metabolske profildata.

De representative totale ionekromatogrammer ( TIC) av plasmaprøvene avledet fra kontroll, modell, og CA-dosegruppene i negativ modus er presentert i fig. 3 ved å bruke de optimale LC-MS-betingelser som er beskrevet ovenfor. Med lav molekylmasse metabolitter kan skilles godt i kort tid av 15 min. For bedre å visualisere de små likheter og forskjeller mellom disse komplekse datasett, ble flere mønstergjenkjenningsmetoder som anvendes for å fenotype plasma metabolomet av rotter. Her ble hierarkisk klyngeanalyse og PCA brukes til å klassifisere de metabolske fenotyper og identifisere differenting metabolitter. Hierarkisk clustering analyse av metabolomics data viste distinkt segregering mellom styre, modell gruppe og CA dosegruppe (fig. 4). I PCA score, hvert punkt representerer en enkelt prøve. PCA resultatene vises som rille plott som viser spredning av prøvene, som viser lignende metabolomics komposisjoner når gruppert sammen og sammensetning er forskjellig metabolomes når spredt. PCA score tomten kunne dele de forskjellige plasmaprøver i ulike blokker, henholdsvis, noe som tyder på at de metabolske profilene har endret seg. Med hensyn til informasjon analytiker av PCA i vårt eksperiment viste i fig. 5, kontroll- og modell grupper ble signifikant delt inn i to klasser, noe som indikerer at modellen av eddiksyre-induserte magesår ble med hell gjengitt. Mer subtile endringer kan bli funnet av mønstergjenkjenning tilnærming poeng plott av PCA. PCA resultatene viser at modellen gruppen var langt borte fra de resterende fire grupper, noe som indikerer at endrede stoffskifte mønster resulterte fra eddiksyre-indusert kan være vesentlig forskjellig fra andre. Posisjonen til behandlingsgruppe var nær lignet med kontrollgruppen, noe som tyder på at endret metabolsk mønster ble forårsaket av CA. Resultatene manifest at CA kan endre unormal metabolske status og kan ha en annen behandling mekanisme av eddiksyre-indusert magesår.

3.2.2 Identifisering av potensielle biomarkører.

De små-molekyl metabolitter av signifikante forskjeller (T-test, p < 0,05) ble gjennomsøkt av programvaren til MPP. De potensielle markører ble identifisert ved hjelp av "ID-browser" for å søke i Metlin database (http://metlin.scripps.edu/) og sammenlignet med den nøyaktige masse kostnad ratio i noen 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 vite sannsynlige navnet på potensielle biomarkører gjennom det første skrittet. I denne studien ble 10 potensielle biomarkører identifisert (tabell 1). Den nøyaktige molekylmasse på forbindelser med betydelige endringer i gruppene ble bestemt i løpet av målefeil (mindre enn 5 ppm) av Waters Xevo G2 QTOF, og i mellomtiden, potensialet elementsammensetningen grad av umettethet og fraksjonert isotop overflod av forbindelser ble erholdt. Den antatte molekylformel ble søkt i Chemspider (http://www.chemspider.com/), HMDB og andre databaser for å identifisere mulige kjemiske grunnlover, og MS /MS-data ble undersøkt for å bestemme mulige strukturer av ioner. Sfingosin-1-fosfat (S1P) og stearinsyre ble tatt som eksempler for å illustrere fragmenter av strukturen og evalueringsprosessen. Den primære og sekundære massespektrometri informasjon ble analysert ved Mass MassLynx (visjon 4,1, vann) programvare, sammenlignet med database, og ion fragmenter av 379,2488 (C _{18H 38NO 5P) ble vist i fig. 6 A. De viktigste fragmentioner analysert ved MS /MS screening var m /z 224,080, 165,1254 og 82,0238, noe som kan tilsvare tapt C 7H 15NO 5P, C 11H 17O, C 4H 4NO hhv. Til slutt ble det spekulert S1P etter henvise og i henhold til deres polaritet størrelse. I mellomtiden ion fragmenter av stearinsyre 284.2715 (C 18H 36o 2) (Fig. 6 B) var 212,2419 (C 15H 32), 143,1359 (C 9H 19O) 117,0962 (C 6 H 13O 2) og 83,0962 (C 6 H 11).}

biomarkører som er beskrevet ovenfor ble bevist ha nær forhold med dannelse og behandling av magesår. Den betydelig opp regulert D-glukose, lysin, urinsyre, pyrodruesyre, kortikosteron, sfingosin-1-fosfat og ned regulert tryptofan, glykokolat, hexadecanedioic syre, ble det observert stearinsyre i modellen gruppen sammenlignet med kontrollgruppen (Fig. 7 ). Denne forskjellen av metabolitter kan betegne sitt potensial som målrettede biomarkører for å differensiere magesår og normale tilstander. Å overvåke endringer i disse metabolitter kan forutsi utvikling av magesår. Biomarkører 1, 2, 3, 4, 7, 8 ble redusert etter behandling av CA, i motsetning ble de andre biomarkører økt. I tillegg, for å karakterisere mot ulcus virkninger av CA mer tydelig, forandringer i de relative konsentrasjoner av mål-metabolitter som er identifisert i forskjellige grupper ble analysert, har vi funnet at innholdet av disse viktige markører for nærmere normal gruppe. Resultatene tyder på at mekanismen for behandling av magesår kan oppnås gjennom regulering av disse markørene betydelig og deres interaksjon som tilsvarer fig. 8. For eksempel, stearinsyre, som kalles 17FA, har relasjon med thapsinsyre syre skjønt proteinet Fabp1 (fettsyre-bindende protein 1). Nettverket ikke bare viser samspillet mellom biomarkører, men gir også informasjon om potensielle protein, gener, enzymer og biologiske prosesser. Det bidrar til oppdagelsen av målet om forekomst og behandling av magesår og er ledende i utviklingen av nye medisiner for å kurere magesår.

3.3 Fastsettelse av mRNA nivåer for å bekrefte biomarkører

for å bekrefte våre metabolomics funn, trenger vi noen molekylære data, så vi identifisert 5 mRNA som er relatert til de 4 potensielle biomarkører og 2 metabolske veier med RT-PCR. Sphingolipid metabolisme, inkludert S1Pr1, S1Pr3 og SphK1 ble undersøkt som viste i fig. 8. Resultatene er oppsummert i fig. 9. mRNA nivå av S1Pr1, SIPr3 og SphK1 var signifikant oppregulert i modellgruppen, uttrykket nivåer var 5,21, 2,54, 6,57 ganger sammenlignet med kontrollgruppen, som var i overensstemmelse med våre tidligere funn og data. Etter CA behandling, uttrykket nivåer av S1Pr1, S1Pr3 og SphK1 var tilbake til basalnivået. S1P er dannet av to kinaser, sfingosin kinase 1 og 2 (SphK1 og SphK2), men ble ikke observert noen forskjeller i SphK2 uttrykk i alle gruppene (data ikke vist), resultatet var forenlig med vårt nettverk funn. Her kan vi forklare en mulig mekanisme for CA i behandling av magesår ved å blokkere S1P økende. Vi har også funnet en redusert uttrykk for Fabp1 og Got2 i modellgruppe (Fig. 9), sammenlignet med kontrollgruppen. Men CA gjør grupper var nær lignet med kontrollgruppen, noe som bekreftet at den terapeutiske effekten til CA var relatert til fettsyremetabolisme fra molekylært nivå.

3,4 hovedbane Analyse

Mer detaljert analyse av reaksjonsveier og nettverk påvirket av magesår ble utført av MPP. Trasé innhentet viser i tabell 2. Vi bruker høy kvalitet KEGG metabolske veier som backend kunnskapsbase for å identifisere de mest relevante trasé som sphingolipid metabolisme, tricarboxylicacidcycle syresyklusen, biotin stoffskifte og så videre, der 7 unike pathways ( oppført i tabell 1) for modellen gruppen ble identifisert. Potensielle biomarkører knyttet til folic acid metabolism, fettsyremetabolisme, og sphingolipid metabolisme trasé ble også dannet. Av de 6 forskjellige metabolitter er identifisert fra disse banene, mange er i ulike stadier av fremdriften av magesår. Noen vesentlig endret metabolitter som glykokolat, hexadecanedioic syre, og stearinsyre er blitt funnet og anvendt til å forklare fettsyre mekanisme. Disse resultatene tyder på at de nevnte trasé viser merkede forstyrrelsene over dannelsen av magesår og kan bidra til utvikling av magesår.

Diskusjoner

magesår hos mennesker gjentas ofte, og vanskelig i behandling av dem er angitt med adage "Nok et sår, alltid en ulcer" [24]. Mange faktorer kan øke forekomsten av magesår, men mekanismen er ikke blitt forstått tydelig. Derfor er effektiviteten av medikamentbehandling er ikke bare avhengig reduksjon av skadelige faktorer, men også på de endrede metabolitter som regulerer forbrenningen pathway. Spesielt vil oppdagelsen av biomarkører som forutsi risikoen for magesår gi en mulighet til å diagnostisere og tillate farmakologisk behandling betimelig. QZWT ble brukt til å kurere magesår i mange år i Asia selv om mekanismen er fortsatt uklart. Metabolomics kombinert med multivariat dataverktøy som samtidig kvantifisere tusenvis av metabolitter i en levende organisme ble brukt til å analysere biomarkører i magesår [25]. I tillegg har forståelse av biomarkører utløste ny interesse innen legemiddelforskning programmer og sykdom overvåking, gir verdifull i-sights om komplekse sykdomsmekanismer [26]. Denne studien ble derfor utformet for å ytterligere belyse den underliggende mekanismen av CA på magesår regulering fra de metabolske baner i et globalt perspektiv.

Modellen av magesår hos rotter ble vellykket gjengitt. Plasmaprøver ble analysert ved hjelp av HPLC /ESI-TOF-MS og multivariat statistisk analyse. Resultatene viste at det området av sår og dynamiske metabolske profiler etter CA behandling ble lukket med kontrollgruppen, noe som viser at CA hadde terapeutisk effekt. Ifølge metabolomics analyse ble 10 potensielle biomarkører og 7 tilhørende metabolske veier identifisert i vår studie. Den betydelig nedregulert D-glukose, lysin, urinsyre, pyrodruesyre, kortikosteron, sfingosin-1-fosfat og opp regulert tryptofan, glykokolat, hexadecanedioic syre, ble det observert stearinsyre i CA-gruppen sammenlignet med modellgruppe. I tillegg ble folic acid metabolism, fettsyremetabolisme, og sphingolipid stoffskiftet og mange andre metabolisme bekreftet å ha en innvirkning på magesår. Vi har bestemme ekspresjonen av mRNA forbundet med sfingolipid metabolisme og fettsyremetabolisme å validere mekanismen. Mange andre potensielle proteiner, gener, enzymer og bioteknologi stengt for andre veier må fremtidige eksperimenter for å validere.

Ved å analysere og verifisere de spesifikke tidlige biomarkører av en sykdom, gjør metabolomics oss å bedre forstå sykdomsprosesser og substans metabolske veier . Vi tror at biomarkør og sti-analyser har stort potensial til å utforske og klargjøre den terapeutiske virkningen av TCM. I denne studien, har vi karakterisert biomarkør interaksjon nettverk omfatter proteiner, gener, enzymer og bioteknologi, som vist i fig. 8. S1P handling ekstracellulært som en ligand til dens spesifikke reseptorer-S1PRs, er nå anerkjent som regulator av mange fysiologiske og patofysiologiske prosesser, inklusive inflammatoriske sykdommer, slik som reumatoid artritt, inflammatorisk tarmsykdom, sepsis og [27], [28]. Inflammasjon som oppstår i slimhinne i mage-tarmkanalen, og derved forårsaker gastrointestinale sår [29]. Våre resultater viser at CA kan redusere ekspresjonen av S1P og dets reseptorer, inkludert S1Pr1 og S1Pr3, for å lindre betennelser problemer å avlaste dannelsen av magesår [30]. S1P er dannet av SphK1 og SphK2 [31]. SphK1 kan aktiv NF-kB sti som initieres av hoved inflammatoriske signalmolekyl TNF-α. I korte trekk, er NF-kB og TNF-α nært knyttet til form og helbrede magesår [32], [33]. Vi fant også at mangel på SphK1 (ikke SphK2) hemmer magesår betydelig, noe som indikerer at SphK1 kan spille en sentral rolle i magesår. Således kan sfingolipid metabolismen være et levedyktig mål for behandling av magesår.

Stearinsyre, glykokolat og hexadecanedioic syre endret føre til fettsyremetabolisme uorden lukke til forekomsten og rehabilitering av magesår [34], [35] . Fettsyrer, inkludert stearinsyre etc, ofte så som energikilde, har tiltrukket seg interesse for forskning og offentlig helse, på grunn av deres virkninger på menneskers helse og sykdommer. Fettsyrer er gunstig for helsefremmende. Stearinsyre, glykokolat og hexadecanedioic er regulert av Fabp1, enzymet av fettsyre-bindende protein 1. I analysen av RT-PCR, den lave ekspresjon av Fabp1 i modellgruppen antyder at Fabp1 aktivitet inhiberende kan redusere stearinsyre, glykokolat og hexadecanedioic syre , og føre til fettsyremetabolisme uorden. Derfor økt inflammatorisk respons og mitokondriell dysfunksjon og fremme sår dannelse. Imidlertid kan CA balansere denne lidelsen gjennom å øke ekspresjonen av Fabp1 [36]. Glutamin-aminotransferase 2 (Got2) er et viktig enzym i tricarboxylicacidcycle syresyklusen (TCA syklus). Den alvorlig inhibering av TCA forårsaket av redusert av Got2 vil bidra til dannelsen av magesår. Metabolitter av aminosyrer så som tryptofan og dens metabolitter in vivo har en omfattende rolle i metabolismen tryptofan. Det viktigste er at tryptofan metabolisme lidelser kan føre til TCA lidelse. TCA spille en rolle i healing magesår [37]. Nedregulering av Got2 mRNA-ekspresjon i modellgruppe og opp-regulering i CA grupper ble tidligere demonstrert i vårt resultat. Alle disse dataene viser tydelig at den molekylære mekanismen for CA behandle magesår var nært korrelert med sine balanser effekter på TCA. Disse resultater impliserer de CA effekter kan være mediert gjennom proteiner, enzymer, og metabolisme pathway.

• PLoS ONE: Den Redusert uttrykk for Proangiogenic vekstfaktorer og deres reseptorer i magesår av cirrhosepasienter
• PLoS ONE: In Vivo Antioksidant og antiulcusaktvitet av Parkia speciosa Etanolisk Leaf Extract mot Etanol-indusert magesår i rotter