应用亲和-超滤-色谱-质谱联用技术对玛咖抗衰老成分及其靶向调控NEI网络机制研究

Maca (Lepidium meyennii Walp.), a introducted plants in China,which uses as a food or medicine plants. Modern research has shown that it can enhance human immunity，regulate endocrine and anti-aging actions. Our workgroup discovered Maca (Lepidium meyennii Walp.) could regulate three axis ( hypothalamus - pituitary - target gland axis) hormone levels of the aging model rats on the whole，make its function back to normal. Therefore, we hold the view that the effects of Maca(Lepidium meyennii Walp.) anti-aging ingredients are targeting on different target organs and controlling different link key hormone secretion by targeting the NEI network triaxial in aging model rats. Thus it can treat anti-aging by making hormone disorder returned to normal . To make clear each particular effective components of maca(Lepidium meyennii Walp.)in each target organs, we took the method to enrich and purify its anti-aging components by two-dimensional chromatographic system, and then co-incubate with normal or building cells in vitro culture of the hypothalamus, pituitary, thyroid, adrenal gland and testis. Application of ultrafiltration-chromatography-mass spectrometry technology to analysis the affinity components of each target cell, and contrast its drug-containing serum and cerebrospinal fluid.Finally rapidlly determination the active ingredient structure and composition of different target organs adjustment key hormone secretion.And then examine specific affinity Maca (Lepidium meyennii Walp.) on the impact of neuroendocrine immune (NEI) network each key hormone secretion and its receptor mRNA expression, and ultimately clarified its molecular mechanism of regulation NEI network function of anti-aging actions. The project of maca (Lepidium meyennii Walp.) offer a scientific basis for reasonable development and application.

玛咖为引种的药食物两用植物，研究表明其可以调节内分泌、增强免疫和抗衰老。项目组发现玛咖能从整体上调节衰老模型大鼠下丘脑-垂体-靶腺轴的激素分泌水平,使模型大鼠神经内分泌免疫（NEI）网络功能恢复正常。故认为玛咖抗衰老成分是通过靶向作用于模型大鼠NEI网络中不同靶器官，控制不同环节关键激素分泌，促使激素紊乱恢复正常而抗衰老的。为明确玛咖作用于各靶器官的具体有效成分，通过二维色谱系统富集纯化抗衰老组分，将其与下丘脑、垂体、甲状腺、肾上腺和睾丸体外培养的正常或造模细胞共同孵育，应用超滤-色谱-质谱联用技术分析能与各靶细胞亲和的成分，并与其含药血清和脑脊液对照，快速确定针对不同靶器官调节关键激素分泌的活性成分结构和组成。进而考察特异性亲和成分对NEI网络中各关键激素的分泌及其受体mRNA表达的影响，最终阐明玛咖抗衰老有效成分及其靶向调控NEI网络功能的分子机制。该项目为玛咖合理开发提供了科学依据。

为明确玛咖具体抗衰老有效成分，本项目应用二维色谱-质谱技术建立玛咖抗衰老活性组分化学成分数据库，并建立了10个纯化组分的高效液相色谱指纹图谱，结合偏最小二乘法筛选并解析出3个具有睾丸间质细胞增殖活性玛咖酰胺的结构；进而将纯化组分的含药血清和含药脑脊液中的化学成分进行对比分析，含药血清和脑脊液中均发现5个玛咖酰胺的存在，经与能够与下丘脑、垂体、甲状腺、肾上腺、睾丸体外培养靶细胞特异性亲和的成分对照，确定N-苄基十六碳酰胺为玛咖主要抗衰老活性成分之一。通过考察N-苄基十六碳酰胺（NBH）对衰老模型大鼠系列关键激素分泌的影响，发现NBH高剂量组能使模型大鼠血清中与下丘脑-垂体-靶腺（肾上腺、甲状腺、性腺）三轴相关的GnRH、CRH、TRH、LH、FSH、ACTH、TSH、T3、T4、CORT和T含量显著性升高，说明NBH抗衰老作用与调节这些关键激素密切相关。且NBH可以通过显著增加大鼠睾丸组织中P450scc的相对表达量而促进睾酮合成，结合NBH与胆固醇运输通道调节蛋白亲环素D（CypD）的分子对接分析结果，初步说明了NBH靶向抑制CypD进而促进模型大鼠睾酮分泌的抗衰老分子机制。. 此外为了提升该项目研究的后续深度，基于中医“整体观”本项目应用网络药理学融合NMR代谢组学技术对NBH抗衰老整体机制进行了研究。通过NBH理论上抗衰老靶点与其代谢组学分析出差异代谢物反推出与三轴相关靶点进行蛋白互作分析（PPI），形成了“活性成分-关键靶点-差异代谢物”的网络，从而从整体上揭示了玛咖抗衰老的网络机制。同时，项目组基于“七情和合”中医理论，应用均匀设计开展了玛咖与鹿茸配伍规律及抗衰老活性相关研究；基于“肾主骨生髓，髓通脑海”中医理论，应用超滤亲和与分子对接技术研究了玛咖抗阿尔兹海默病（AD）的物质基础及作用机制，为玛咖抗AD的新用途提供科学依据；应用电喷雾串联质谱法（ESI-MS/MS）对云南和秘鲁产玛咖样品进行鉴别，结合灰色关联度分析筛选出2个具有睾丸间质细胞增殖活性的玛咖酰胺成分。为了鉴别玛咖粉的品质，应用1H NMR代谢组学技术对不同色型玛咖的初级代谢产物与抗AD活性的相关性进行了研究。 . 通过以上研究，最终阐明玛咖抗衰老有效成分及其靶向调控NEI网络功能的分子机制，为玛咖合理开发提供了科学依据。