基于UPLC-MS/MS代谢组学的不同成熟期藏橘(Citrus reticulata cv. Manau Gan)果皮代谢特征及生物活性变化研究

Insights into metabolic characteristics and biological activity changes in Zangju (Citrus reticulata cv. Manau Gan) peel at different maturity stages through UPLC-MS/MS-based metabolomics.

作者信息Peng Wang, Haifan Wang, Yang Xiao, Jialiang Zou, Hongping Chen, Lin Chen, Fu Wang, Yuan Hu, Youping Liu
PMID38357370
发布时间2024-02-05
DOI10.1016/j.fochx.2024.101197

实验完整度

包含代谢组学分析、抗氧化活性测定、脂肪酶抑制实验及3T3-L1细胞实验,但缺少体内动物实验验证。

主要模型

3T3-L1前脂肪细胞 藏橘果皮样本(不同成熟期)

重点核对

样本来自得荣县,四个成熟期,每月采样一次(2022年10月至2023年2月) UPLC-MS/MS条件:Agilent SB-C18色谱柱,流动相为0.1%甲酸水和乙腈,梯度洗脱 DPPH清除率测定:样品浓度和反应时间 脂肪酶抑制实验:猪胰腺脂肪酶浓度0.01 g/L,底物4-硝基苯基月桂酸酯0.8 mg/mL 3T3-L1细胞活力测定:CCK-8法,CRZP提取物浓度范围0-4 mg/mL

摘要

本研究利用全面的、系统的非靶向代谢组学分析方法,对四个不同成熟期的藏橘果皮(Citrus reticulata cv. Manau Gan,CRZP,在中国得荣县栽培超过400年)的代谢物进行了分析。共鉴定出1878种代谢物,其中黄酮类化合物最为丰富(62.04%),并鉴定出62种受成熟度显著影响的关键差异代谢物。基于生物活性测定,CRZP表现出较好的抗氧化活性、脂肪酶抑制能力、抑制3T3-L1细胞成脂分化及促进脂质代谢的作用,不同成熟期CRZP的生物活性与关键差异代谢物相关。因此,CRZP是天然抗氧化剂并具有抗肥胖潜力,工业生产需要考虑其采收的成熟期。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
不同成熟期藏橘果皮(CRZP)的代谢特征和生物活性如何变化,以及其作为天然功能食品来源的潜力?
核心机制
文中未明确说明具体机制,但提出成熟度影响代谢物谱,关键差异代谢物与抗氧化和降脂活性相关。
主要证据
通过UPLC-MS/MS鉴定出1878种代谢物,其中黄酮类最丰富;DPPH、ABTS、FRAP实验显示抗氧化活性先降后升;脂肪酶抑制实验显示抑制率先升后降,商业成熟期最高;3T3-L1细胞实验显示抑制分化、促进脂解。
研究意义
CRZP是天然抗氧化剂并具有抗肥胖潜力,工业生产需要考虑采收成熟期。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

代谢组学分析

表征CRZP在不同成熟期的代谢物组成和差异

使用UPLC-MS/MS对五个采收期(四个成熟阶段)的CRZP样本进行非靶向代谢组学分析,鉴定代谢物并进行PCA、OPLS-DA、KEGG富集分析。

2

关键差异代谢物筛选

筛选随成熟度显著变化的关键差异代谢物

通过OPLS-DA和Venn图分析,筛选出62种关键差异代谢物,并进行KEGG注释。

3

抗氧化活性测定

评估不同成熟期CRZP的抗氧化能力

使用DPPH、ABTS和FRAP法测定CRZP提取物的抗氧化活性。

4

胰腺脂肪酶抑制活性测定

评估CRZP对胰腺脂肪酶的抑制作用

采用比色法测定CRZP提取物对猪胰腺脂肪酶的抑制率。

5

细胞活力测定

确定CRZP提取物对3T3-L1前脂肪细胞的细胞毒性

使用CCK-8法测定不同浓度CRZP提取物处理24小时后的细胞活力。

6

3T3-L1细胞成脂分化及脂解实验

评估CRZP对脂肪细胞分化和脂质代谢的影响

诱导3T3-L1前脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞,同时加入CRZP提取物,通过油红O染色观察脂滴积累,测定甘油和游离脂肪酸释放。

7

细胞内氧化应激指标测定

评估CRZP对3T3-L1脂肪细胞氧化应激的影响

检测细胞内ROS、MDA、SOD和GSH含量。

8

相关性分析

分析关键差异代谢物与生物活性的相关性

使用Pearson相关分析评估关键差异代谢物与抗氧化活性和降脂活性指标之间的相关性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
MM 400研磨机Retsch--
ExionLC AD超高效液相色谱仪SCIEX--
SCIEX Triple Quad 6500+三重四极杆质谱仪SCIEX--
Agilent SB-C18色谱柱Agilent--
高糖DMEM培养基Procell--
胎牛血清Procell--
DPPH(2,2-二苯基-1-苦肼基)Macklin--
猪胰腺脂肪酶Yuanye--
胰岛素Macklin--
地塞米松Aladdin--
罗格列酮Aladdin--
吲哚美辛Aladdin--
异丁基甲基黄嘌呤Sigma--
三碘甲状腺原氨酸Aladdin--
活性氧检测试剂盒Beyotime--
丙二醛检测试剂盒Jiancheng--
超氧化物歧化酶检测试剂盒Jiancheng--
谷胱甘肽检测试剂盒Jiancheng--
游离脂肪酸检测试剂盒Jiancheng--
甘油检测试剂盒Jiancheng--
CCK-8试剂盒BOSTER--
油红OJiancheng--
BCA蛋白定量试剂盒Jiancheng--
总抗氧化能力检测试剂盒(FRAP法)Jiancheng--
甲醇Fisher Chemical--
甲酸MREDA--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本采集与处理
采样地点(得荣县)、采样时间(每月一次,2022年10月至2023年2月)、干燥条件(50℃热风干燥18小时)
阅读提示:参见2.1 Plant material
代谢组学分析
色谱柱型号(Agilent SB-C18)、流动相(0.1%甲酸水和乙腈)、梯度洗脱程序、流速(0.35 mL/min)、柱温(40℃)、进样量(2 μL)、质谱参数(ESI温度、电压、气体流速)
阅读提示:参见2.4 UPLC-MS/MS conditions
抗氧化活性测定
DPPH浓度(0.0404 mg/mL)、反应时间(1小时)、波长(517 nm);ABTS工作液配制、反应时间(40分钟)、波长(734 nm);FRAP标准曲线
阅读提示:参见2.6.1 Antioxidant activity
脂肪酶抑制实验
酶浓度(0.01 g/L)、底物浓度(0.8 mg/mL)、缓冲液(Tris-HCl pH 8.2)、反应时间(10分钟和20分钟)、终止方式(沸水10分钟)、波长(405 nm)
阅读提示:参见2.6.2 Pancreatic lipase inhibition rate
细胞实验
3T3-L1细胞系来源(Procell)、培养基(DMEM高糖+10%FBS+1%P/S)、分化诱导剂浓度(0.125 mM吲哚美辛、1 nM T3、20 nM胰岛素、5 mM地塞米松、1 mM罗格列酮等)、处理时间(24小时)、CCK-8浓度
阅读提示:参见2.6.3-2.6.7