枸杞多糖作用于2型糖尿病大鼠的血清代謝組學研究

唐華麗，夏 惠，王 鋒，孫桂菊,*（.東南大學公共衛生學院，教育部環境醫學工程重點實驗室，江蘇 南京 20009；2.重慶三峽學院生命科學與工程學院，重慶 404000）

枸杞多糖作用于2型糖尿病大鼠的血清代謝組學研究

唐華麗1,2，夏 惠1，王 鋒1，孫桂菊1,*
（1.東南大學公共衛生學院，教育部環境醫學工程重點實驗室，江蘇 南京 210009；2.重慶三峽學院生命科學與工程學院，重慶 404000）

建立適用于血清代謝物譜研究的氣相色譜-飛行時間質譜技術，并用于對照組（NC組）、2型糖尿病模型組（type 2 diabetic model group，DM組）及枸杞多糖干預DM大鼠組（Lycium barbarum polysaccharides，LBP組）大鼠血清代謝物譜的分析。采用主成分分析、正交偏最小二乘判別法等模式識別方法對NC組、DM組及LBP組大鼠血清代謝物譜進行分類，并從血清中尋找與2型糖尿病相關結果部分并未出現顯著性分析的潛在生物標志物。結果表明，所建立的方法能將3 組大鼠血清代謝物譜分離，DM組大鼠血清中丙氨酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸相對于NC組大鼠降低；LBP干預DM大鼠1 個月后，LBP組大鼠血清中丙氨酸、胸腺嘧啶核苷酸含量有所上升。血清中這丙氨酸、胸腺嘧啶核苷酸可能與氨基酸代謝和核苷酸代謝有關，LBP組與DM組大鼠血清中丙氨酸和胸腺嘧啶核苷酸水平的變化體現了大鼠體內氨基酸和核苷酸代謝的改變。本實驗可為進一步研究LBP的降糖作用機制提供參考。

枸杞多糖；2型糖尿病；代謝組學；生物標志物

代謝組學（metabonomics）是研究生物體受基因改變或環境變化等因素干擾后，其內源性代謝物質種類、數量及其變化規律的一門新興學科。發展于20世紀90年代中期。重點討論的是某組織、器官或生物整體的內源性代謝產物的代謝途徑及它們在內外因素的影響下隨時間變化的規律[1-2]。氣相色譜-質譜聯用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術作為代謝組學研究最常見的分析方法之一，具有靈敏度高、分辨率強、重現性好以及高通量的優點[3-4]；適用于對生物樣本中氨基酸、有機酸和核苷酸等小分子代謝物質的分析。在代謝組學的分析策略中，不同類型的樣品通過不同提取方法及衍生化反應獲得相應的GC-MS總離子流圖，建立數學模型，從而獲得生物體內內源性代謝產物的變量，然后利用MS中強大的譜圖解析功能或圖譜庫檢索系統進行識別分析，最后對引起這些代謝物變化的生物學意義進行解釋[5-9]。

枸杞子是我國國家公布的藥食同源品種之一，作為保健佳品被人類廣泛食用或者飲用已有上千年的歷史[10]。枸杞多糖（Lycium barbarum polysaccharides，LBP）作為枸杞發揮功效作用的重要活性成分而成為近年來研究的熱點，體內外實驗均已證實LBP的降糖活性[11-14]。但是與藥效學相比，LBP進入機體后代謝生成何種成分，如何影響導致機體血糖波動的代謝途徑從而發揮其降糖作用等問題的研究鮮見報道。基于此，本實驗利用氣相色譜-飛行時間質譜（gas chromatography-time of flight mass spectrography，GC-TOF MS）技術分析2型糖尿病模型大鼠血清代謝譜的變化，研究LBP的血清代謝組學及與其密切相關的小分子生物代謝產物，為LBP的降血糖作用機理研究提供一種新的思路和依據。

1 材料與方法

1.1 動物、材料與試劑

SPF級SD雄性大鼠30 只，體質量（180±20） g，動物許可證號：SCXK（滬）2012-0006，購自上海思捷實驗動物有限公司。

LBP樣品（色譜級，純度＞90%，Mw＜6 000 D）上海善力鍵生物有限公司；鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ，分子式C8H15N3O7） 美國Sigma公司；L-2-氯苯丙氨酸 上海恒柏生物科技有限公司；N,O-（三甲基硅基）三氟乙酰胺（bis-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide，BSTFA）、三甲基氯硅烷（chlorotrimethysilane，TMCS） 美國Regis科技有限公司；甲氧胺鹽酸鹽瑞士Fluka公司；甲醇、吡啶、氯仿、檸檬酸、檸檬酸鈉（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司；葡萄糖氧化酶試劑盒、大鼠胰島素（insulin，INS）檢測試劑盒南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設備

7890A氣相色譜儀 美國Agilent公司；Chroma TOF PEGASUS HT質譜儀 美國LECO公司；色譜柱 美國Restek公司；RE52CS旋轉蒸發儀、SHZ-Ⅲ循環水真空泵 上海亞榮生化儀器廠；BSA124S分析天平德國賽多利斯公司；5424R小型臺式高速冷凍離心機、加樣器 德國Eppendorf公司；Synergy超純水系統上海百維生物科技有限公司；SHA-B恒溫振蕩器 金壇市恒豐儀器廠；大鼠代謝籠 蘇州新區楓橋實驗動物籠具廠。

1.3 方法

1.3.1 2型糖尿病大鼠模型的建立

健康雄性SD大鼠，體質量（180±20） g，適應性喂養7 d。將30 只大鼠隨機分為正常對照組（NC組）10 只和糖尿病模型組（DM組）20只。所有大鼠12 h光照，每籠5 只。NC組以普通飼料喂養，DM組喂以高脂飼料（豬油10%、蔗糖10%、蛋黃粉5%、膽固醇0.5%、基礎飼料74.5%（均為質量分數），由上海思捷實驗動物有限公司提供），持續喂養28 d。于第28天晚禁食過夜（禁食12 h），在第29天上午取尾血測定空腹血糖（葡萄糖氧化酶法）。取樣后給予DM組大鼠一次性腹腔注射STZ 35 mg/kg（用0.1 mol/L檸檬酸緩沖液新鮮配制成1%的STZ無菌溶液），NC組僅注射等體積檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液。1 d后再次一次性腹腔注射STZ 30 mg/kg，NC組注射等體積檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液。一周后，全部大鼠禁食不禁水，12 h后尾部采血測定空腹血糖（葡萄糖氧化酶法）；再過2 d復測其空腹血糖值，以葡萄糖（2 g/kg）負荷2 h時的血清葡萄糖濃度大于11.1 mmol/L為成模指標判斷其成模率。

1.3.2 LBP對2型糖尿病模型大鼠的干預

將DM組造模成功的大鼠隨機分為模型對照組（DM組）和LBP干預組（LBP組），每組6 只。第6周起開始干預實驗，每天上午9：00開始灌胃，LBP組按照200 mg/kg劑量[15]灌胃LBP（以體質量計），灌胃體積2 mL，NC和DM組同時灌胃等量蒸餾水，每天1 次，連續給藥1 個月。實驗期間大鼠自由攝食，飲水，保持動物房溫度（22±1） ℃，每天對大鼠行為活動、飲水量、尿量和大便等進行觀察。

1.3.3 樣本采集與預處理

實驗第31天分別對各組大鼠麻醉后股動脈取血，靜置30 min血液凝固分層，然后于4 000 r/min離心10 min，取上清液分裝至凍存管中，每管0.5 mL，存放于－80 ℃超低溫冰箱凍存待測。

1.3.4 大鼠血清樣本的GC-TOF MS代謝組學檢測

1.3.4.1 代謝物萃取

取血清樣品100 μL，先后加入0.35 mL甲醇和20 μL L-2-氯苯丙氨酸，漩渦混勻后于4 ℃，12 000 r/min冷凍離心15 min，小心取0.4 mL上清液于2 mL進樣瓶中，同時，取相同體積約20 μL樣本于新的2 mL進樣瓶中，混勻，混合樣品作為質控樣本。

1.3.4.2 代謝物衍生化

將盛裝樣品的進樣瓶置于37 ℃真空濃縮器中干燥提取2 h，向干燥后的進樣瓶中加入60 μL甲氧胺鹽試劑（甲氧胺鹽酸鹽、吡啶混合物），輕輕混勻后，置于80 ℃烘箱中孵育20 min，然后向各進樣瓶中快速加入80 μL BSTFA試劑（含體積分數1%的TMCS），混合物70 ℃孵育1 h，冷卻至室溫后向混樣中加入飽和脂肪酸甲酯標準混合液（FAMEs，溶于氯仿，C8～C16：1 mg/mL；C18～C24：0.5 mg/mL）試劑10 μL，混勻后上機檢測。

1.3.5 GC-TOF MS數據采集與分析

1.3.5.1 色譜條件

色譜柱：Rxi-5Sil MS毛細管柱（30 m×250 μm，0.25 μm）；前進樣口吹掃流量3 mL/min，進樣室溫度280 ℃，程序升溫：初溫50 ℃保留1 min，以10 ℃/min升至330 ℃，保留5 min。載氣為高純氦氣，流量1 mL/min，不分流進樣，進樣量體積1.0 μL。

1.3.5.2 質譜條件

EI源，電子能量70 eV，離子源溫度250 ℃，溶劑延遲時間366 s，掃描范圍30～600 u，掃描速率20 spectra/s，全掃描方式。

1.3.5.3 數據處理及標記物確定

利用Chroma TOF4.3X軟件和LECO-Fiehn Rtx5數據庫進行數學處理。其處理過程包括基線矯正、峰判別和匹配、消除噪音等。然后獲得由樣本、保留時間-質荷比和歸一化的峰面積組成的三維矩陣圖。最后將數學矩陣導入到SIMCA-P＋軟件包（V14.0，Umetrics AB，Ume?，Sweden）對歸一化后的數據進行多元變量模式識別分析。經過數據中心化和Pareto均一化處理后獲得具有顯著性差異的OPLS-DA圖。通過分析找到差異變量，然后利用GC-MS的譜庫檢索（Fiehn database）和譜圖解析以及相應的標準品，結合京都基因與基因組百科全書KEGG（http://www.genome.jp/kegg/）確定變化的代謝途徑，從而理解與疾病發生發展相關的生物學信息。

2 結果與分析

2.1 2型糖尿病大鼠模型的建立

由表1可知，STZ注射前，經高脂高糖喂養4 周以后DM組大鼠的體質量、甘油三酯含量以及總膽固醇含量與NC組大鼠相比均有顯著升高（P＜0.05），表明高脂高糖飲食能導致大鼠體質量增加以及血脂升高；高脂高糖與普通飼料喂養的大鼠空腹血糖含量沒有明顯變化，而DM組大鼠血清胰島素水平有所增加，但未見統計學差異，表明高脂高糖飲食可在大鼠體內引起胰島素抵抗。STZ給予大鼠以后，DM組大鼠的空腹血糖水平極顯著高于普通飼料組（P＜0.01），說明高脂高糖飲食不僅可引起脂肪的堆積，還會導致胰島素敏感性下降，通過STZ的作用，最終可使血糖和胰島素水平升高，符合2型糖尿病的特征，但是造模過程中，有2 只大鼠死亡，造模成功率為90%。

表1 STZ給予前后NC組和DM組大鼠各項指標的變化（s）Table 1 Changes in body weight and blood parameters of rats in the control and model groups before and after STZ injection ()

表1 STZ給予前后NC組和DM組大鼠各項指標的變化（s）Table 1 Changes in body weight and blood parameters of rats in the control and model groups before and after STZ injection ()

注：*.與NC組比較差異顯著（P＜0.05）；**.與NC組比較差異極顯著（P＜0.01）。

?

2.2 大鼠血清GC-TOF MS分析結果

圖1 各組血清的GC-TOF MS總離子流圖Fig. 1 GC-TOF MS total ion chromatograms of serum samples in each group

研究中為獲得大鼠血清中小分子代謝物的信息，采用GC-TOF MS對血清樣本進行分析，各組代表樣本的分析結果如圖1所示，首先，將經過預處理的GC-MS數據進行PCA，獲得各個大鼠血清樣本在空間上的分布情況（圖2），NC組各樣本與DM組和LBP組各樣本明顯分離，表明NC組與DM組和LBP組的代謝狀態明顯不同，說明大鼠經高脂高糖膳食與腹腔注射STZ造模后，其血液中正常生理代謝受到嚴重干擾，認為糖尿病模型成功建立。LBP組各樣本點顯示出不同程度地向NC組靠近的趨勢，說明LBP對2型糖尿病大鼠體內代謝產生了有效的干預作用。而DM組與LBP組各樣本分離不顯著，而且還存在少量離群樣本點，這主要是因為PCA是無監督的模式識別分析技術，分類判別能力較弱，但3大組血清樣本都分布在置信區間（95%）內。離群樣本點的存在會嚴重影響聚類結果和生物標志物的尋找結果，然而在代謝組學獲得的數據中，由于實驗的操作因素或樣本本身的原因，經常會有離群樣本點存在的現象。為了進一步驗證NC、DM和LBP組大鼠血清樣本的分離情況，最大化組間分離，并從中識別有效的標志物，對各數據組進行OPLS-DA分析，對樣本的代謝全譜進行區分，其得分見圖3B。圖4中R2代表Y變量的可解釋性，Q2代表模型的可預測性，二者越接近1說明OPLS-DA模型越能很好地解釋兩組樣本之間的差異，圖4的截距R2=0.944，Q2=－0.058 8，可以很好地體現模型的穩健性。OPLS-DA分析明顯提高了數據分類聚合能力，各組樣本沿著第1主分分離效果提高，表明與LBP影響有關的分類能力得到提高。載荷圖5中距離原點越遠說明此因子對分類的貢獻系數越大，為潛在的差異標志物。

圖2 總體血清樣本的PCA得分圖Fig. 2 PCA score plots of total serum samples

圖3 基于糖尿病和正常大鼠血清的PCA和OPLS-DA得分圖Fig. 3 PCA and OPLS-DA score plots of rat serum between DM and NC groups

圖4 LBP組和DM組血清樣本的置換檢驗圖Fig. 4 Permutation test charts for OPLS-DA model of serum samples between LBP and DM groups

圖5 LBP組-DM組血清樣本的OPLS-DA載荷圖Fig. 5 OPLS-DA loading plots of serum samples between LBP and DM groups

2.3 差異代謝物的篩選及鑒定

通過OPLS-DA分析過濾掉不相關的正交信號，因而獲得的差異性代謝物更加可靠。采用OPLS-DA模型第一主成分的VIP（variable importance in the projection）值（閾值＞1），并結合學生氏t檢驗的P值（閾值0.05）來尋找差異性表達代謝物。

表2 DM組與NC組差異化合物篩選Table 2 Screening of differentially expressed metabolites between DM and NC groups

表3 LBP組與DM組差異化合物篩選Table 3 Screening of differentially expressed metabolites between LBP and DM groups

從OPLS-DA結果中篩選出VIP值大于1的變量，并根據載荷分布確定變化方向，對DM組與NC組、LBP組與DM模型組血清樣本分別進行比較，差異變量及其變化方向見表2、3。表中相似度為定性出的物質與標準庫中物質的匹配程度，滿分為1 000，越接近1 000說明定性出的物質越準確。

由表2可知，經STZ造模后，DM組與NC組共發現和鑒定出了20 種特征差異代謝物，DM組大鼠血清中木糖醇、膽固醇、蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸等11 種潛在生物標記物的代謝水平上升；丙氨酸、花生四烯酸、甘氨酸、賴氨酸等9 種潛在生物標記物的代謝水平下調。由表3可知，DM組大鼠灌胃LBP 一個月后，出現了丙氨酸、谷氨酸水平回調升高，這些氨基酸都是糖異生的前體氨基酸，其水平升高表明大鼠體內蛋白質分解水平增加，糖異生途徑水平增高。

糖異生主要是由非糖前體物質生成糖的過程，主要意義在于保證某些依賴葡萄糖供能的組織的功能發揮，比如肌肉組織、大腦等。給DM組大鼠灌胃LBP一個月后導致糖異生的生糖氨基酸水平增加，表明為了滿足機體正常需求，大鼠機體糖異生水平增加，這與課題組前期研究中LBP能導致機體血糖水平降低的觀點一致[16]。因為LBP能使大鼠機體胰島素敏感性增加，從而導致其血糖水平降低，可是，欲使大鼠大腦與肌肉組織仍然保持正常的血糖水平，那么，其機體的糖異生水平就會增加。

此外，在LBP組有些代謝產物消失，包括一些氨基酸和磷酸葡萄糖酸等，表明LBP組能提高機體的抗氧化能力。其中葡萄糖水平的降低能很好地說明LBP有一定的降血糖效果，而草酰乙酸為三羧酸循環以及檸檬酸-丙酮酸循環的重要中間產物，其濃度降低表明體內糖脂代謝發生紊亂。胸腺嘧啶核苷酸是核苷酸代謝產物，參與嘌呤嘧啶代謝循環，此代謝循環與糖尿病腎病的發病機理十分相關，胸腺嘧啶核苷酸濃度升高可能會引起腎內血管的內皮細胞損傷，造成腎血流動力學異常，從而有引起糖尿病和糖尿病腎病的風險。同時，胸腺嘧啶核苷酸為DNA的合成前體物，其水平升高表明其受體內自由基氧化損傷程度降低[17]，說明LBP能有效清除2型糖尿病大鼠體內氧自由基，從而降低胰島β細胞氧化損傷的風險。

3 討 論

LBP是提取自我國傳統中草藥枸杞子中的一種水溶性蛋白復合多糖[18-19]。已有研究表明LBP具有很好的降低血糖和血脂、促進胰島素分泌、改善胰島素抵抗、增加胰島素敏感性；改善超氧化物歧化酶、丙二醛、一氧化氮等氧化應激指標的作用[16,20-22]，其作用機制可能與上調胰島素受體底物-1、調節糖代謝相關基因等糖尿病靶器官胰島功能有關。與其藥效學研究相比，LBP被吸收后以何種方式存在、機體受LBP刺激后體內各小分子代謝產物如何變化進而間接影響胰島素受體底物、調節糖代謝相關基因等問題尚不清楚。

代謝組學是研究生物體受外界因素干擾后，所產生的各種代謝產物的質和量及其變化規律，對生物體代謝過程中的樣本進行篩選，檢測和分析分子質量在1 000 D以下的小分子化合物組成的方法，較常見的生物樣本包括血樣、尿樣和組織液等。血清常被作為代謝組學分析的一種生物樣本，小分子物質含量豐富，其中不僅含有代謝產物，也包括很多代謝中間產物[23-24]。所以本研究選取血清作為實驗樣本，開展LBP作用于糖尿病大鼠的代謝組學分析研究。Bao Yuqian等[25]利用基于GC-MS聯用分析的代謝組學方法分析了82 例新診斷的臨床2型糖尿病患者的血清代謝物組的異常，以及在服用二甲雙胍、羅格列酮和瑞格列奈3 種臨床一線用藥隨訪24 周和48 周的結果，通過與常用的臨床指標（FPG、2hPG、HbAlc）對比，發現雖然這3 種藥物對血糖以及臨床指標的改善相似，但其對血清小分子代謝物的改善作用卻各不相同，總體來說以羅格列酮的影響最為顯著，從而說明代謝組學的方法不僅可用于臨床疾病的診斷和分型，也可以為監測臨床藥物的效果提供一個全新的視角。由此可見，代謝組學技術對于了解2型糖尿病發病機制、2型糖尿病的早期診斷以及降糖藥物的藥效學評價方面具有舉足輕重的地位。

氨基酸是蛋白質的最終代謝產物，研究表明，糖尿病患者氨基酸譜發生了特征性改變[26-29]。也有研究指出，血液中異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸5 種氨基酸水平在2型糖尿病早期就會出現異常升高的現象[30]。本實驗結果顯示，與NC組相比，DM組大鼠血清異亮氨酸和纈氨酸水平上升，說明糖尿病大鼠血糖利用不足，蛋白質分解代謝增強而合成代謝減弱，生糖氨基酸被大量消耗，含量降低。

本研究表明，高脂高糖飲食聯合兩次小劑量STZ腹腔注射可成功建立2型糖尿病動物模型。多元統計分析發現DM組大鼠血清中眾多代謝物濃度與NC組相比均發生了較大變化。其中DM組大鼠血清丙氨酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸水平降低，說明DM組大鼠體內可能存在氨基酸、核苷酸和三羧酸循環代謝的異常。LBP干預DM組大鼠一個月后，在大鼠血清中既有相同標記物，也有不同標記物被發現，LBP可以使得DM大鼠血清中相同的生物標記物向正常水平變化，表明LBP有利于DM組大鼠氨基酸、核苷酸以及三羧酸循環代謝的恢復。

[1] 賈偉, 蔣健, 劉平, 等. 代謝組學在中醫藥復雜理論體系研究中的應用[J]. 中國中藥雜志, 2006, 31(8): 621-624. DOI:10.3321/ j.issn:1001-5302.2006.08.001.

[2] 賈偉. 醫學代謝組學[M]. 上海: 上海科學技術出版社, 2011: 1-16.

[3] JIYE A, TRYGG J, GULLBERG J, et al. Extraction and GC/MS analysis of the human blood plasma metabolome[J]. Analytical Chemistry, 2005, 77(24): 8086-8094. DOI:10.1021/ac051211v.

[4] XIAO Y P, WU T X, HONG Q H, et al. Response to weaning and dietary l-glutamine supplementation: metabolomic analysis in piglets by gas chromatography/mass spectrometry[J]. Journal of Zhejiang University: Science B, 2012, 13(7): 567-578. DOI:10.1631/jzus. B1100343.

[5] BIRKEMEYER C, KOLASA A, KOPKA J. Comprehensive chemical derivatization for gas chromatography-mass spectrometry-based multi-targeted profiling of the major phytohormones[J]. Journal of Chromatography A, 2003, 993(1/2): 89-102. DOI:10.1016/S0021-9673(03)00356-X.

[6] SCHMELZ E A, ENGELBERTH J, ALBORN H T, et al. Simultaneous analysis of phytohormones, phytotoxins, and volatile organic compounds in plants[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2003, 100(18): 10552-10557. DOI:10.1073/ pnas.1633615100.

[7] CHI A P, ZHANG Y, KANG Y J, et al. Metabolic mechanism of a polysaccharide from Schisandra chinensis to relieve chronic fatigue syndrome[J]. Journal of Biological Macromolecules, 2016, 93: 322-332. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2016.08.042.

[8] NI Y, SU M M, QU Y P, et al. ADAP-GC 3.0: improved peak detection and deconvolution of co-eluting metabolites from GC/TOF-MS data for metabolomics studies[J]. Analytical Chemistry, 2016, 88(17): 8802-8811. DOI:10.1021/acs.analchem.6b02222.

[9] WANG G M, SHI D D, PENG Z X, et al. Study on mechanism of costunolide-induced apoptosis in breast cancer MCF-7 cells[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2015, 43(5): 682-688.

[10] 郭琦. 枸杞多糖的提取、分離純化、溶液性質及其結構的初步研究[D]. 西安: 陜西師范大學, 2012: 1-10.

[11] 孫桂菊, 張勇, 黃杰, 等. 枸杞多糖對Ⅱ型糖尿病大鼠腎臟保護作用及其機制研究[J]. 營養學報, 2006, 28(1): 47-50. DOI:10.3321/ j.issn:0512-7955.2006.01.013.

[12] ZOU S, ZHANG X, YAO W B, et al. Structure characterization and hypoglycemic activity of a polysaccharide isolated from the fruit of Lycium barbarum L.[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 80: 1161-1167. DOI:10.1016/j.carbpol.2010.01.038.

[13] 孫桂菊, 王少康, 張勇, 等. 枸杞多糖、茶葉多糖混合物對Ⅱ型糖尿病大鼠降血糖作用及對糖尿病并發癥相關指標的影[J]．食品研究與開發, 2003, 24(2): 75-78. DOI:10.3969/ j.issn.1005-6521.2003.02.033.

[14] LUO Q, CAI Y, YAN J, et al. Hypoglycemic and hypolipidemic effects and antioxidant activity of fruit extracts from Lycium barbarum[J]. Life Science, 2004, 76(2): 137-149. DOI:10.1016/j.lfs.2004.04.056.

[15] LI X M. Protective effect of Lycium barbarum polysaccharides on streptozotocin-induced oxidative stress in rats[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2007, 40: 461-465. DOI:10.1016/ j.ijbiomac.2006.11.002.

[16] 蔡慧珍, 劉福康, 盧慧霞, 等. 枸杞多糖對2型糖尿病病人的短期干預[J]. 食品科學, 2012, 33(13): 259-262.

[17] 田曉華, 叢建波, 孫存普, 等. 氧化苦參堿清除·OH自由基作用及對胸腺嘧啶核苷酸輻射防護作用的ESR研究[J]. 解放軍預防醫學雜志, 1996, 14(6): 412-415.

[18] 陳忱, 蔡慧珍, 唐華麗, 等. 枸杞多糖的組成分析及其熒光標記研究[J]. 時珍國醫國藥, 2014, 25(10): 2312-2315. DOI:10.3969/ j.issn.1008-0805.

[19] 劉源才, 孫細珍, 許銀, 等. 枸杞多糖組成及含量測定方法的改進[J].食品科學, 2013, 34(12): 292-295. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201312060.

[20] 蔡慧珍. 枸杞多糖對人胰島素抵抗及血脂的干預作用及其機制[D].南京: 東南大學, 2012: 38-42.

[21] 宗燦華, 田麗梅. 枸杞多糖對2型糖尿病大鼠胰島素抵抗及脂聯素基因表達的影響[J]. 中國康復理論與實踐, 2008, 14(6): 531-532. DOI:10.3969/j.issn.1006-9771.2008.06.014.

[22] TANG H L, CHEN C, WANG S K, et al. Biochemical analysis and hypoglycemic activity of a polysaccharide isolated from the fruit of Lycium barbarum L.[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2015, 77: 235-242. DOI:10.1016/ j.ijbiomac.2015.03.026.

[23] JIA W P. Diabetes: a challenge for China in the 21st Century[J]. Lancet Diabetes Endocrinol, 2014, 2(4): 6-7. DOI:10.1016/S2213-8587(14)70027-0.

[24] ZIMMET P Z, MAGLIANO D J, HERMAN W H, et al. Diabetes: a 21st Century challenge[J]. Lancet Diabetes Endocrinol, 2014, 2(1): 56-64. DOI:10.1016/S2213-8587(13)70112-8.

[25] BAO Yuqian, ZHAO Tie, WANG Xiaoyan, et al. Metabonomic variations in the drug-treated type 2 diabetes mellitus patients and healthy volunteers[J]. Journal of Proteome Research, 2009, 8(4): 1623-1630. DOI:10.1021/pr800643w.

[26] 郭準霄, 張俊清, 董愛梅. 2型糖尿病患者血漿氨基酸濃度的變化及其與血糖和胰島素的關系[C]//北京醫學會糖尿病暨內分泌學會學術年會. 北京: 北京大學第一醫院內分泌科, 2012: 292-293.

[27] 皮子鳳, 門麗慧, 張靜, 等. 五味子治療大鼠糖尿病腎病作用機制的血清代謝組學研究[J]. 分析化學, 2015, 43(2): 169-175. DOI:10.11895/j.issn.0253-3820.140564.

[28] 張啟云, 湯喜蘭, 李冰濤, 等. 黃連總生物堿對糖尿病大鼠的血漿代謝組學研究[J]. 中藥藥理與臨床, 2013, 29(6): 42-44.

[29] 寧萌, 李田樂, 段大為, 等. 2型糖尿病早期大鼠血清代謝組學分析[J].生物醫學工程與臨床, 2016, 20(2): 131-135.

[30] NEWGARD C B, AN J, BAIN J R, et al. A branched-chain amino acid-related metabolic signature that differentiates obese and lean humans and contributes to insulin resistance[J]. Cell Metabolism, 2009, 9(4): 311-326. DOI:10.1016/j.cmet.2009.02.002.

Serum Metabonomics Study of Type 2 Diabetic Rats Administrated with Lycium barbarum Polysaccharides

TANG Huali1,2, XIA Hui1, WANG Feng1, SUN Guiju1,*
(1. Key Laboratory of Environmental Medicine and Engineering, Ministry of Education, School of Public Health, Southeast University, Nanjing 210009, China; 2. School of Life Science and Engineering, Chongqing Three Gorges University, Chongqing 404000, China)

Gas chromatography-time of flight-mass spectrometry (GC-TOF-MS) was employed for serum metabolite profiling of rats in the control group (NC), type 2 diabetic model group (DM) and Lycium barbarum polysaccharides (LBP group) treatment groups. Principal component analysis (PCA) and orthogonal partial least squares discriminant analysis (OPLS-DA) were used for clustering serum metabolite profiles and finding potential biomarkers. The results demonstrated that the three groups were successfully separated and serum alanine and thymidine were decreased in the DM group as compared to the NC group. One-month intervention with LBP could increase the levels of alanine and thymidine in serum of type 2 diabetic rats, which may be associated with their amino acid and nucleotide metabolism. These results can provide a reference for further study of the hypoglycemic mechanism of LBP.

Lycium barbarum polysaccharides; type 2 diabetes mellitus; metabonomics; biomarker

10.7506/spkx1002-6630-201713027

TS201.4

A

1002-6630（2017）13-0160-07

唐華麗, 夏惠, 王鋒, 等. 枸杞多糖作用于2型糖尿病大鼠的血清代謝組學研究[J]. 食品科學, 2017, 38(13): 160-166.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201713027. http://www.spkx.net.cn

TANG Huali, XIA Hui, WANG Feng, et al. Serum metabonomics study of type 2 diabetic rats administrated with Lycium barbarum polysaccharides[J]. Food Science, 2017, 38(13): 160-166. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201713027. http://www.spkx.net.cn

2016-05-31

國家自然科學基金面上項目（81273069）；江蘇省普通高校研究生科研創新計劃資助項目（KYLX_0205）；重慶市基礎與前沿研究計劃項目（cstc2016jcyjA0522）；重慶市教委項目（KJ1601008）

唐華麗（1982—），男，副教授，博士研究生，研究方向為植物化學物與食品功效。E-mail：tanghuali58@163.com

*通信作者：孫桂菊（1963—），女，教授，博士，研究方向為植物化學物與食品功效。E-mail：gjsun@seu.edu.cn