מחקר זה פיתח אסטרטגיה משולבת המשלבת UHPLC–MS/MS ו-HRMS לסינון תרכובות פוטנציאליות המכילות פוראן כבד ב-Dioscorea bulbifera L.
מאמר שיטה
מחקר זה פיתח אסטרטגיה משולבת המשלבת UHPLC–MS/MS ו-HRMS לסינון תרכובות פוטנציאליות המכילות פוראן כבד ב-Dioscorea bulbifera L.
Dioscorea bulbifera L. (DBL), תרופה צמחית מסורתית המשמשת לטיפול בהפרעות ובגידולים בבלוטת התריס, העלתה חששות בטיחותיים משמעותיים בשל השפעותיה הפוטנציאליות לכבד. מחקרים קודמים מצביעים על כך שפגיעת כבד זו עשויה להיות קשורה להפעלה מטבולית של תרכובות מכילות פוראן (FCCs) הקיימות ב-DBL. כאן, אפיינו באופן שיטתי את FCCs ואת המטבוליטים התגובתיים שלהם בתמצית DBL באמצעות גישה אנליטית משולבת המשלבת כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים במיוחד בשילוב עם ספקטרומטריית מסה טנדם (UHPLC-MS/MS) וכרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים במיוחד בשילוב עם ספקטרומטריית מסה ברזולוציה גבוהה טנדם (UHPLC-HRMS). באמצעות ניתוחים ספקטרומטריים ממוקדים ובלתי ממוקדים, זיהינו בסך הכל 849 רכיבים בתמצית המימית של DBL, כולל 10 פורנודיטרפנואידים ו-17 FCCs נוספים. כדי להבהיר את מסלולי ההפעלה המטבולית, השתמשנו בגלוטתיון (GSH) וב-4-ברומובנזילימין (BBA) כסוכני לכידה כפולים במערכת דגירה מיקרוזומלית של כבד העכבר (MLM). באמצעות מטבוליזם מתווך P450, שבעה תוספות תואמות שמקורן בדיוסבולבין B (DSB), C (DSC), D (DSD), E (DSE), L (DSL), N (DSN) ו-2-פנטילפורן נלכדו ואופינו בהצלחה. מחקר זה קובע גישה רגישה וספציפית לפרופיל מקיף של תרכובות פוראן פוטנציאליות להיות הפטוטוקסיות ב-DBL, ומספק תובנות חשובות לגבי היווצרות מטבוליטים תגובתיים ומנגנוני רעילות הקשורים לתרופות צמחיות המכילות פוראן.
חששות בטיחותיים הקשורים לרפואה הסינית המסורתית (TCM), במיוחד פגיעות כבד הנגרמות מתרופות (DILI), פוגעות בשימושן הקליני הנרחב ובמודרניזציה 1,2,3. עדויות הולכות וגדלות מצביעות על כך שרוב רכיבי ה-TCM אינם רעילים מטבעם; במקום זאת, הרעילות הכבדית שלהם נובעת מהפעלה מטבולית ב-vivo 1,4,5. תרכובות המכילות פוראן (FCCs) מוכרות היטב כקדם-טוקסים בולטים לכבד, ועוברות הפעלה מטבולית בתיווך P450 ליצירת ביניים אלקטרופיליים תגובתיים מאוד, במיוחד ציס-אנדיאלים, החיוניים להתחלת רעילות כבד. מטבוליטים אלקטרופיליים אלו יוצרים תוספות קוולנטיות עם ציסטאין תיולים וקבוצות אמינו של חלבונים חיוניים, ובכך מקלים על התקדמות ההשפעות הרעילות 6,7,8.
ב-TCM, Dioscorea bulbifera L. (DBL) שימש רבות לטיפול בהפרעות בלוטת התריס, גידולים ומחלות עור 9,10. בסך הכל בודדו ואופינו 152 רכיבים כימיים מ-DBL, כולל 41 פוראנודיטרפנואידים11. מתוכם, דיוסבולבין B (DSB), רכיב ביואקטיבי עיקרי, הוכח כמעורר פגיעה כבדית במודלים של עכברים, השפעה הקשורה קשר הדוק להיווצרות הסיס-אנדידיאל (DDE) שמקורו ב-DSB12,13. בהובלת התקדמות במכשור אנליטי, ספקטרומטריית מסה הפכה לכלי חשוב לניתוח רכיבים כימיים מורכבים ומטבוליטים של TCM14,15. באופן קונבנציונלי, אנדיאלים ציס-אנדיאלים המיוצרים על ידי מטבוליזם DSB מזוהים על ידי לכידת מינים אלקטרופיליים עם N-אצטיל-L-ליזין בשילוב עם גלוטתיון או N-אצטיל-L-ציסטאין, ולאחר מכן ניתוח LC-MS/MS של נגזרות פירולה כימית יציבות16,17. בהתבסס על גישה זו, פיתחנו בעבר אסטרטגיה משופרת הכוללת לכידה סימולטנית של ביניים מטבוליים שמקורם בפוראן עם GSH ו-BBA, בשילוב עם ניתוח LC-MS/MS באמצעות סריקת אובדן נייטרלית של 129 Da וסריקת יונים מקדימים של m/z 272 עבור אדדוקטים של GSH, יחד עם סריקת יונים מקדימים 1:1 של m/z 169 ו-171 שמקורה ב-BBA לגילוי פירולה (איור 1)18, 19. למרות שגישה זו יעילה עבור פוראנואידים ידועים, היא מציגה מגבלות ניכרות כאשר מיושמת על תערובות מורכבות, במיוחד עבור FCCs שחסרה מידע מבני מוקדם. לכן, נותר צורך דחוף באסטרטגיה אנליטית מקיפה המסוגלת לאפשר אפיון כימי יסודי של מטריצות מורכבות של TCM תוך תמיכה בסינון יעיל של קדומים רעילים בכבד.
כאן אנו מדווחים על אסטרטגיה משולבת לאפיון שיטתי של FCCs פוטנציאליים להיות הפטוטוקסיים ב-DBL (איור 2). האסטרטגיה כוללת שלושה שלבים מרכזיים: (i) פרופיל כימי מקיף של התמצית המימית של DBL באמצעות מטבולומיקה ממוקדת (WTM) המבוססת על UHPLC–MS/MS; (ii) לכידת מתווכים תגובתיים שנוצרו מ-FCCs עם GSH ו-BBA; ו-(iii) גילוי והבהרה מבנית של תוספות GSH/BBA שנוצרו באמצעות הפעלה מטבולית של רכיבים פוטנציאליים רעילים באמצעות HPLC–MS/MS ו-UHPLC–MS/MS. גישה משולבת זו מאפשרת זיהוי חד-משמעי של קודמים רעילים מרכזיים האחראים לרעילות כבדית הנגרמת על ידי DBL ממטריצות TCM מורכבות, ומספקת מסגרת רגישה וספציפית להערכת בטיחות ה-TCM.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: הריאגנטים והציוד ששימשו במחקר זה מופיעים בטבלת החומרים.
1. הכנת פתרון בדיקת DBL
2. אפיון כימי של DBL
3. אפיון של קונוגאטים של GSH/BBA שנוצרו בדגירות MLM
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
רשויות FCC מזוהות ב-DBL
כדי לאפיין את הפרופיל הכימי של ה-DBL, נעשה שימוש בשילוב של WTM מבוסס שלושה קוואדרופולים ופרופיל HRMS. גישה כפולה זו אפשרה ניתוח מקיף של זוגות יונים שהופקו, ויצרו כרומטוגרמות יונים שהופקו (EICs, איור 3A) וכרומטוגרמות יונים כוללות (TICs, איור 3B). בתנאי הכרומטוגרפיה והגילוי האופטימליים, זוהו סך הכל 849 תרכובות ב-20 מחלקות כימיות (איור 3C). ראוי לציין כי זוהו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקרים קודמים על רעילות כבד של DBL התמקדו בעיקר בביניים מטבוליים של FCCs בודדים באמצעות אסטרטגיות לכידה ממוקדת 9,22. למרות שגישות אלו מספקות תובנות מכניות חשובות, יעילותן במטריצות צמחיות מורכבות מוגבלת לעיתים קרובות בשל גילוי לקוי של ביניים ביואקטיביים בעלי שפע נמוך. במחקר הנוכחי, פיתחנו תהליך אנליטי משודרג לזיהוי שיטתי של FCCs הפטוטוקסיים ב-DBL. היתרון העיקרי של אסטרטגיה זו הוא השילוב של WTM, לכידת ביניים תגובתית ו-HRMS, המאפשרי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס' 82360759), קרן המדע הטבעי של מחוז גויז'ואו (מס' ZK [2024]406, ZK [2024] 397, תחנת פוסט-דוקטורט [2021]007, BSH [2024]005), ואוניברסיטת גויז'ואו לרפואה סינית מסורתית TD Hopes [2023]005.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 4-ברומובנזילאמין | ג'יודינג כימיקלים (שנחאי) טכנולוגיה בע"מ | X114214A | |
| אצטוניטריל | סיגמא-אלדריץ' (שנגחאי) מסחר בע"מ | 1000294000 | |
| צנטריפוגה | Wuxi BaiTaKe Biotechnology Co., Ltd | CR3180 | |
| כרומטוגרפיה דגימה בקבוקים | ג'ג'יאנג ALWSCI Technology Co., Ltd | C0000008 | |
| דיוסבולבין B | צ'נגדו פופיידה ביוטכנולוגיה בע"מ | 18022603 | |
| Dioscorea bulbifera L. | - | DBL-1; DBL-2; DBL-3 | החומרים הצמחיים אומתו על ידי פרופ' וייקה ג'יאנג (אוניברסיטת גוויג'ואו לרפואה סינית מסורתית, גואיאנג, סין), עם דגימות שוברים שהופקדו במעבדה המרכזית לפרמקולוגיה בסיסית במחוז גויג'ואו. |
| איזון אלקטרוני | מפעל המכשירים האלקטרוניים של שנגחאי אנטינג | FA1004B | |
| חומצה פורמית | תרמו פישר סיינטיפיק בע"מ | 195715 | |
| גלוטתיון | סיגמא-אלדריץ' (שנגחאי) מסחר בע"מ | SLBX5462 | |
| מהירות גבוהה מכתש | יונגקאנג ביאו מוצרי חומרה בע"מ | XC-2000Y | |
| עכברי קונמינג מיקרוסומי כבד (זכרים) | חברת דליאן מיילון ביוטכנולוגיה בע"מ. | MB12496-1 | |
| כלוריד מגנזיום | מדעי הסולארביולוגיה של בייג'ינג חברת טכנולוגיה בע"מ | M8161 | |
| מתנול | סיגמא-אלדריץ' (שנגחאי) מסחר בע"מ | 646377 | |
| מסנן מיליפור | חברת ציוד ניסיוני טיאנג'ין ג'ינטנג בע"מ | Nylon66 | |
| NADPH Na4 | מדעי הסולארביולוגיה של בייג'ינג חברת טכנולוגיה בע"מ | 102X022 | |
| תנור | כלי מעבדת טיאנג'ין & חברת ציוד בע"מ | GFL125 | |
| סליין מופעל בפוספט | Beyotime Biotechnology Co., Ltd | C0221B | |
| תרמוסטטיק מים Bath אוסצילטור | שנגחאי זיג'יה אינסטרומנט בע"מ | THZ-82A | |
| אולטרה-פריזר | תרמו פישר סיינטיפיק בע"מ | TDE60086FV-ULTS | |
| מנקה אולטרסוני | שנגחאי זיג'יה אינסטרומנט בע"מ | L10-250A | |
| מערבל מערבולת | מפעל כלי הציוד הרפואי של ג'יאנגסו היימן | VM-D |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה