科研 | 质谱分析三七皂苷在肠道菌群作用下的代谢物质
一 导读
人参皂苷、三七皂苷等皂苷类成分是传统中药三七发挥疗效的主要物质。三七皂苷（PNS）在体内外具有抗炎，抗氧化，保护心脏，神经保护，抗高血糖和抗肿瘤等多种药理作用。然而，大多数三七皂苷在人体内吸收很少，生物利用度很低。因此，大部分三七皂苷需要经过体内转化，才可能具有生物活性。
近年来，越来越多的研究集中在外源物质的生物转化和肠道微生物参与的药物代谢。肠道微生物能够水解难以吸收的皂苷。口服三七皂苷后，肠道微生物参与其代谢，改变了皂苷的化学结构与药理活性。部分肠道微生物群通过改变皂苷的药代动力学特性，以提高其生物利用度。
本研究采用高灵敏度，高选择性的高效液相色谱串联飞行时间质谱（HPLC-DAD-Q-TOF-MS/MS）来鉴定皂苷代谢产物。从PNS代谢谱中分离鉴定了45个代谢产物，主要包括人参皂苷F1，原人参三醇（PPT），人参皂苷Rh2，人参皂苷K（GCK）和原人参二醇（PPD）。
二 论文ID
原名：Metabolic analysis of Panax notoginseng saponins with gut microbiota-mediated biotransformation by HPLC-DAD-Q-TOF-MS/MS
译名：基于高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱分析三七皂苷在肠道菌群作用下的代谢物质
期刊：Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis
IF：3.255
发表时间：2017年
通讯作者： Wei-Hua Huang
作者单位：中南大学
三 实验设计
四 实验结果
1 三七皂苷和人参皂苷的结构表征
结果显示，共鉴定出代谢物45种，人参皂苷F1、原人参三醇、人参皂苷Rh2、人参皂苷化合物K和原人参二醇含量最高。
图1（A）中式饮食组受试者服用PNS后在肠道微生物作用下的紫外特征光谱；（B）西式饮食组受试者服用PNS后在肠道微生物作用下的紫外特征光谱；（C、D）3个中式饮食受试者和3个西式饮食受试者的主要代谢产物（包括人参皂苷F1，PPT，DH-PPT，GCK+ Rh2和PPD）。主要代谢产物的峰面积强度；（E）中西式饮食受试者主要代谢物的平均峰面积强度
2 PNS代谢产物的鉴定
结果显示，在正离子模式下检测到34个新的代谢产物。在负正离子模式下检测到22个新的代谢产物。中式饮食组的主要代谢产物，人参F1和DH-PPT的相对含量高于西式饮食组（图3C和4D）。在同一个群体中，每个主体之间也存在合理的差异。中式饮食组一名受试者的GCK+Rh2峰面积与其他受试者相比要小得多。人参皂苷F1和DH-PPT的峰面积在中西式饮食组之间存在显著差异（图3E）。
图3 37℃下，来自LF-PF(A)和HF-HP(B)组PNS在肠道菌群作用72小时后的转化特征紫外光谱图； 3例LF-PF饮食组(第1、2、3组)和3例HF-HP饮食组(第4、5、6组)主要代谢物(包括人参皂苷F1、PPT、DH-PPT、GCK、RH2和PPD) 的峰值面积强度；LF-PF饮食组和HF-HP组主要代谢物的平均峰面积强度(E)。均值：± SEM (n=3)，* p＜0.05，**＜0.01，LF-PF 饮食组vs HF-HP饮食组
3 肠道菌群作用下PNS代谢产物的研究
结果显示，去糖基化反应是生物转化代谢主要途径。人参皂苷RH1、F1和PPT是PPT型人参皂苷(图4A)的主要代谢产物，而GCK、RH2和PPD是PPD型人参皂苷的主要代谢化合物(图4B)。此外，已有研究发现糖基数和C-6位阻对这些代谢产物的药理活性有影响。西式饮食组容易发生脱氢和羟基化反应。西式饮食组的代谢物中发现中更多的M43。M43推断其分子式为C30H50O4，根据表征的碎片离子信息鉴定M43为双脱氢-原人参三醇（DH-PPT）。
图4 （A）PPT型皂苷在人体肠道微生物菌群作用下的生物转化途径。（B）PPD型皂苷在人体肠道微生物菌群作用下的生物转化途径。
五 研究结论
本研究使用HPLC-DAD-Q-TOF-MS/MS方法分析PNS在肠道微生物介导下的代谢产物及其生物转化过程。共鉴定了45个代谢物，主要包括人参皂苷F1，人参皂苷Rh2，人参皂苷K，原人参二醇的去糖基化代谢产物和原人参三醇的去糖基化代谢产物。去糖基化反应是肠道微生物介导的主要代谢途径，并且受到饮食结构的影响。
六 点评
本研究使用HPLC-DAD-Q-TOF-MS/MS方法，鉴定三七有效成分在人体内转化的方式。从肠道菌群和代谢的角度对中药三七如何发挥疗效提供了科学依据，有助于理解传统中医药如何发挥疗效，起到治疗疾病的作用。
本文由李红霞编译，殷继忠、江舜尧编辑。