基于组合LC-MS/MS技术的中药姜黄调节脂代谢紊乱活性及其成分姜黄素类化合物的全面表征和分离

本论文共分为四个部分。 第一章对以LC-MS/MS为指导,对姜黄(Curcuma longa L.)中姜黄素类成分进行分离和鉴定。第二章整合运用LC-MS/MS (QTOF)和LC-MS/MS (QTRAP)两种质谱技术,对姜黄素类化合物进行全面表征,建立了一种发现、识别和表征具有相似结构类型化合物的新型分析策略。第三章基于组合LC-MS/MS技术对姜黄的降血脂活性与血清溶血磷脂酰胆碱(LysoPC)水平进行了关联性研究,使用靶标性脂质组学方法筛选高脂血症的血清LysoPC类生物标记物。论文第四章对脂质组学的研究方法,及其在医药领域的应用进行了综述。 1.姜黄中姜黄素类化合物的分离和鉴定 姜黄是药食同源的常用中药,其中姜黄素类成分是其最主要的活性物质。姜黄素、去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素是姜黄中最主要的三种姜黄素类成分,其余均为微量姜黄素类化合物。由于三种含量较高的姜黄素其口服吸收差,生物利用度低,难以用于临床。因此,亟待分离出具有同等、或更好活性,且生物利用度高的微量姜黄素类成分。 本研究从姜黄中分离得到12个姜黄素类化合物,其中1个新化合物,以及3个首次从该植物中分离得到的化合物。通过1H NMR、13C NMR、DEPT、HSQC、 HMBC、1H-1HCOSY、HR-MS等波谱数据分析,并结合文献和数据库比对,最终确定其中11个化合物的化学结构,一个化合物结构正在鉴定。 2.基于组合LC-MS/MS技术的姜黄素类成分的全面表征和鉴定 单一质谱技术存在一定的局限性。高分辨质谱仪如Q-TOF质谱,虽然具有很好的分辨率,但却缺乏高灵敏度的靶标性扫描模式,进而容易遗漏一些含量极微的化合物;Q-TRAP具有很高的灵敏度,虽然众多的扫描模式对于微量成分的发现有很大作用,但是无法提供化合物的精确质量数。因此本研究整合运用LC-MS/MS (QTOF)和LC-MS/MS (QTRAP)对姜黄中姜黄素类化合物进行全面的表征和鉴定。 本研究根据姜黄素类成分的结构特点,首先利用LC-MS/MS (QTOF)对姜黄总提物样品进行全扫描模式分析,根据一级、二级高分辨精确分子量和保留时间(RT),总结裂解规律,确定姜黄素类化合物的庚烷母体结构骨架。再对每一个结构骨架的苯基上取代情况进行最大程度预测,根据裂解规律得出所有预测化合物典型的母离子／子离子。然后设置离子对,利用LC-MS/MS (QTRAP)灵敏度最高的多反应监测触发增强子离子扫描定性模式(MRM-IDA-EPI)对所有预测化合物进行扫描,得到每一个MRM离子对对应的二级裂解图和RT。最后综合比对LC-MS/MS (QTOF)和LC-MS/MS (QTRAP)每个姜黄素类化合物的RT、母离子和子离子裂解碎片,判断所预测化合物是否存在或匹配所推测裂解规律,最终完成姜黄素类成分的全面表征和鉴定。本研究利用该新型分析策略,共鉴定了96个姜黄素类化合物。 3.基于靶标性脂质组学的姜黄降血脂作用研究 溶血磷脂酰胆碱类(LysoPC)是一类具有生物学意义的细胞信号传导因子类磷脂成分。本研究应用靶标性脂质组学的方法,将姜黄降脂活性与高脂小鼠血清LysoPC水平进行关联性研究,应用于高脂血症的潜在生物标记物筛选和姜黄降血脂的药效学评价。 本研究利用LC-MS/MS (QTOF)技术鉴定了小鼠血清中74个LysoPCs成分；然后利用LC-MS/MS (QTRAP)的MRM模式靶标性的对正常组、模型组、阳性组、以及姜黄给药低和高剂量组,共五组小鼠血清中的59个LysoPCs进行相对定量分析；结果表明预防性食用姜黄能显著逆转高脂血症小鼠血清中的一些异常LysoPCs水平,防治高脂血症疾病的发展。这些显著变化的血清LysoPCs成分将为高脂血症潜在的生物标记物研究提供了新的科学依据。同时,本研究方法的构建过程,将为疾病生物标记物发现与筛选的提供了新的方法和经验借鉴。