使用LC-QTOF-MS分析方法，对高胆固醇Wistar-Kyoto大鼠体内来自Schizophyllum commune Fries的生物活性成分进行代谢谱分析
《Psychiatry Research Case Reports》：Metabolic profiling of bioactive components from
Schizophyllum commune Fries in hypercholesterolemic Wistar-Kyoto rats using LC-QTOF-MS analysis
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动脉粥样硬化是炎症相关疾病，研究通过LC-QTOF-MS分析麦角菌提取物（SPPSC）对高胆固醇血症大鼠的代谢影响，发现其可抑制胆固醇、LDL升高，促进HDL和肝抗氧化酶活性，并通过色氨酸、鞘脂等代谢通路发挥抗动脉粥样硬化作用。
摘要
动脉粥样硬化是一种炎症性疾病，会引发心肌梗死、心脏骤停和中风。目前对于蘑菇代谢组学在动脉粥样硬化中的作用了解仍然不足。因此，需要进一步研究其潜在的代谢途径并表征相关代谢物，以建立早期诊断动脉粥样硬化的有效机制。本研究采用了标准的Schizophyllum commune（SPPSC）制备方法，将其给予高胆固醇诱导的大鼠。通过液相色谱-四极杆飞行时间质谱（LC-QTOF-MS）技术评估了血清中的脂质谱参数、肝脏标志酶以及代谢谱特征。结果表明，SPPSC能够抑制胆固醇、低密度脂蛋白（LDL）、甘油三酯和动脉粥样硬化系数的升高，同时提高高密度脂蛋白（HDL）浓度，并恢复肝脏抗氧化酶的功能。偏最小二乘判别分析（PLS-DA）显示，正常组、未处理组、橄榄油处理组以及SPPSC处理组之间的代谢特征存在明显差异。对具有抗动脉粥样硬化和心脏保护作用的关键代谢物进行途径分析后发现，涉及色氨酸代谢、鞘脂代谢、β-丙氨酸代谢、牛磺酸和低牛磺酸代谢、谷胱甘肽代谢、苯丙氨酸代谢、初级胆汁酸生物合成、组氨酸代谢、泛酸和辅酶A生物合成以及半胱氨酸和甲硫氨酸代谢等途径。
引言
动脉粥样硬化是全球死亡率的主要因素之一[1]。血清中低密度脂蛋白（LDL）水平的升高会引发其在大动脉壁内的积聚。炎症反应会促进细胞因子（如肿瘤坏死因子TNF-α）、白细胞（ILs）、单核细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞和血管平滑肌细胞（VSMCs）向内皮细胞的迁移，这一过程被认为是动脉粥样硬化发展的关键阶段[2]。这些炎症反应会引发斑块形成，随着时间的推移，斑块容易破裂，导致心脏和脑组织缺血，最终引发心肌梗死和中风[1]。
LC-QTOF-MS是一种将液相色谱与四极杆飞行时间质谱结合的分析方法，因其稳定性、有效性、灵敏度和准确性而在代谢物鉴定和评估方面具有优势[3]、[4]、[5]、[6]、[7]。代谢组学结合了分析化学和统计方法，是识别代谢物的有效工具，在疾病相关代谢物的初步诊断、预后及治疗策略制定中发挥着重要作用[8]、[9]、[10]。脂质、氨基酸、核酸和糖类衍生的代谢物分子量通常小于1500道尔顿（Dalton），在细胞、器官和生物流体中参与多种生理活动、生长和修复过程[11]。
裂褶蘑菇（S. commune）是一种可食用蘑菇，因其能在多种环境中生长而具有全球分布。这种担子菌因其丰富的营养成分（纤维0.044%、脂质1.28%、碳水化合物81.59%、蛋白质99.63%）而被广泛食用[12]。研究表明，该蘑菇中含有多种具有治疗和药理活性的次级代谢物，如萜类化合物、麦角甾醇、酚类化合物、β-葡聚糖和裂褶多糖。此外，还发现了多种抗氧化代谢物，如生育酚、羟基苯甲酸和原儿茶酸[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]。裂褶多糖作为一种多糖，具有抗肿瘤、抗炎和免疫调节作用[19]、[20]；β-葡聚糖则对皮肤损伤和伤口愈合有显著效果[21]。某些咪诺内酯类化合物也被发现能够抑制癌细胞增殖[22]。
近年来，多种他汀类药物被广泛用于治疗高胆固醇[23]、[24]。然而，长期使用这些药物可能会产生副作用，包括血清肌酸激酶（CK）轻度升高、肌痛、横纹肌溶解症和肌炎[25]。为了减少副作用并改善疾病状况，人们开始关注更安全的替代疗法[26]。本研究旨在识别经S. commune预处理的高胆固醇大鼠中与动脉粥样硬化相关的代谢物及其代谢途径，并探讨其对血脂谱和肝脏抗氧化酶的影响。代谢组学分析有助于了解不同处理组之间的代谢差异，从而揭示动脉粥样硬化的基本机制，为预防或干预该疾病提供理论基础。
S. commune的标准制备方法（SPPSC）
从马来西亚森美兰州Jelebu的Biotechnology Research Center获取的S. commune（KLU-M1390）新鲜子实体，经干燥后研磨成粉。采用超声波辅助提取（UAE）方法：将蘑菇粉与乙醇（95%）按1:10的比例混合，在25 kHz、50°C条件下，使用SB-300 DTY超声波萃取仪（Scientz Biotechnology Co., Ltd., Ningbo, China）提取50分钟。随后通过离心分离上清液和不溶性残渣。
SPPSC的抗高胆固醇作用
在第8天、第15天和第21天，各组大鼠的体重差异不显著（p > 0.05）（表1）。但在整个21天周期内，每组每7天的体重均有显著增加（p < 0.05）。Triton处理后，除G1组外，所有组的血清胆固醇、甘油三酯、LDL和动脉粥样硬化系数在6小时和24小时后均显著升高（p < 0.05）；相反，所有组的血清HDL水平均显著下降（p < 0.05），仅G1组除外。
讨论
Triton处理会抑制大鼠生理系统中的脂蛋白脂肪酶活性，导致血清中胆固醇、甘油三酯和LDL水平显著升高[32]。然而，这种处理也会在生理系统中产生不良环境，生成自由基并抑制内在的抗氧化机制[33]。SPPSC的施用有效抑制了血清胆固醇、甘油三酯和LDL水平的升高。
结论
本研究通过药理学评估、代谢组学分析和实验验证，揭示了S. commune对抗动脉粥样硬化的生物活性化合物、作用靶点和代谢途径。研究发现，SPPSC通过调节血脂谱和肝脏抗氧化酶水平表现出潜在的治疗效果。通过LC-QTOF-MS代谢组学技术鉴定出的代谢物为预防动脉粥样硬化提供了新的候选物质。
资金来源
本研究由Universiti Malaya Research资助（项目编号：PG155–2014B）。
CRediT作者贡献声明
Rushitha Sadasevevam：负责写作、审稿与编辑、原始稿撰写、数据可视化、结果验证、软件使用、实验设计、资金申请、数据分析、概念构建。Norhaniza Aminudin：负责写作、审稿与编辑、数据可视化、结果验证、项目监督、资源管理、实验设计、资金申请、数据分析、概念构建。Noorlidah Abdullah：负责写作、审稿与编辑、数据可视化。
利益冲突声明
所有参与本研究的研究人员声明不存在利益冲突。
