色氨酸代谢通路LC-MS/MS分析方法的建立文献综述

 2023-02-08 09:02

一．课题研究背景色氨酸是一种必需的芳香族氨基酸，其在人体内的代谢情况复杂，主要包括三种途径[2]：一是犬尿氨酸途径（KP），色氨酸通过相关代谢酶产生犬尿氨酸及下游产物，参与机体炎症和免疫反应；二是血清素途径，色氨酸在人体肠道嗜铬蛋白细胞处产生血清素（5-HT），参与调节肠道功能；三是吲哚途径，色氨酸被肠道微生物群直接转化为吲哚及吲哚衍生物，其中部分代谢物可作为芳香烃受体（AhR）的配体。

Shinde Rahul[3]等研究表明，AhR作为信号分子可参与机体内众多生理机能的调节，吲哚途径及犬尿氨酸途径产生的代谢物可通过与AhR结合发挥激活免疫系统、增强肠道上皮屏障、刺激胃肠道运动等生理作用，对肠道内稳态至关重要。

随着深入研究发现色氨酸代谢对机体的健康有着重要影响，研究色氨酸代谢途径之间的平衡将有助于了解疾病的发病机制并寻找可行的干预靶点。

鉴于色氨酸代谢通路较为复杂，本课题主要针对吲哚途径代谢物进行系统研究。

Roager H M[1]等人发现，在健康成年人血清中可以检测到吲哚、吲哚乙酸、吲哚丙酸和吲哚乳酸等多种吲哚及吲哚类代谢物，目前针对吲哚衍生物的检测大多借助代谢组学及以衍生化为基础的LC-MS/MS手段进行分析。

代谢组学是系统生物学的重要组成部分，可对特定条件下的所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析，优点是可以实现高通量和高覆盖率检测；而液相色谱-串联质谱技术（LC-MS/MS）以其高灵敏度和高选择性的特点，成为代谢产物分析最常用方法之一；至于衍生化则是通过化学反应把化合物转换成类似结构的可更好地用于量化或分离的化合物，在LC-MS/MS中主要是为了提高样品的色谱分离度或者质谱检测的灵敏度。

课题组前期研究发现[5]尽管化学衍生物的引入可以大大提高LC-MS/MS的质谱响应、改善LC的分离效果，但特定的衍生化试剂通常只能与一类物质进行反应，一次进样只能进行单一化学基团的代谢组分析，即以传统衍生化为基础的LC-MS/MS法检测到的代谢物覆盖范围有限。

为了克服传统衍生化方法所存在的问题，提高代谢组的覆盖率，课题组提出了一种可扩展的宽覆盖组合衍生化策略，即以5-二甲氨基萘-1-磺酰氯(Dns-Cl)/5-二乙氨基萘-1-磺酰氯(Dens-Cl)和5-二甲氨基萘-1-磺酰哌嗪(Dns-PP)/5-二乙氨基萘-1-磺酰哌嗪(Dens-PP)为双标记试剂，分别测定了氨基/苯酚和羧基类代谢物。

本课题在此基础上，采用组合衍生化技术完成色氨酸代谢通路中吲哚类物质的LC-MS/MS绝对定量分析方法的建立。

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