云南玛咖活性成分药理作用的质谱学研究

Maca (Lepidium meyenii Walp., Brassicaceae) is a Peruvian tuberous crop cultivated in the Andes mountains at altitudes above 3,500 m. It is called South American ginseng due to its valuable nutritional ingredients. The climatic conditions of Jade Dragon Snow Mountain in Lijiang and Haba Snow Mountain in Shangri-la are near to the original area of maca. It was reported that the nutritional ingredients of maca cultivated in Lijiang rivals that grows in Perú. We know of no report on visual research of the effect of active constituents on living organisms and their metabolic pathways. .It is significant to study the effect of active constituents on living organisms and their metabolic pathways. .At first, the active constituents of Yunnan maca will be separated and analyzed by LC MS/MS and the distribution of them in the different parts (root, stem, leaf) of Yunnan maca will be gained. Then, the properties of matrix and interaction mechanism between matrix and metabolites of active constituents in maca will be investigated systematically, and the novel nano-matrix will be prepared. At last, pharmacological actions and metabolic pathways of active constituents in maca will be studied by matrix–assisted laser desorption/ionization (MALDI) imaging mass spectrometry (IMS). .The research will combine the research of maca and the development of Chinese herbal medicine, and bring forth a far-reaching influence on the field of the biomarker discovery, drug development and pathobiology by MALDI IMS.

原产于秘鲁海拔3500 m以上的安第斯山脉的玛咖营养成分丰富，被誉为“南美人参”。研究表明：丽江等地种植的玛咖质量能够与秘鲁玛咖质量相媲美。云南玛咖中活性成分对生物体的作用及代谢途径的可视化研究至今未见报道。.本项目拟采用质谱学研究云南引种玛咖中活性成分及其作用机理。首先采用LC MS/MS技术对玛咖中活性成分进行分离分析，获得这些活性成份在玛咖不同部位（根、茎、叶）的分布情况；进而开发出新型、绿色、环保的基质，研究基质与玛咖中活性成分及其代谢物的作用机理；最后采用可视化的MALDI质谱分子成像技术阐明这些活性成分的药理作用及其在生物体中的代谢途径。这种研究不仅把玛咖与我国传统中草药研究开发紧密结合，还将在生物标志物发现、药物研发、病理学研究等方面产生深远的影响。

采用甲醇及乙醇等作为提取溶剂分别从玛咖中提取分离出生物碱（包括玛咖酰胺、玛咖烯及咪唑类生物碱）、芥子油苷及其分解产物、甾醇等。采用超高效液相色谱质谱联用仪（UPLC MS/MS）、电喷雾电离质谱仪（ESI MS）、紫外-可见吸收光谱仪（UV-Vis）、红外光谱仪（FT-IR）等分析手段对提取的功效成分进行表征。根据玛咖中所含功效成分的差异采用主成分分析法、聚类分析法等统计分析方法对不同产地的玛咖进行了识别。结果表明：由于地理条件的不同，滇引种玛咖与秘鲁玛咖的功效成分无论在种类还是含量上都存在着明显的差异。此外，采用水提醇沉法和超声辅助法从玛咖中提取出了玛咖多糖，在此基础上制备了玛咖多糖-Fe(Ⅲ)配合物并采用UV-Vis、FT-IR对该配合物进行了分析。.采用ESI MS对云南东川玛咖的茎、叶及根的甲醇、乙醇及石油醚提取物中的成分——生物碱（咪唑类生物碱、玛咖酰胺和玛咖烯）、芥子油苷、甾醇、糖类等进行了分析。玛咖茎、叶及根中含有不同的活性成分，可以为充分、合理、科学地利用玛咖资源提供依据。.以单宁酸-柠檬酸钠还原氯金酸法合成了纳米金，采用UV-Vis和透射电镜（TEM）对其紫外吸收特性、粒径及形貌等进行表征。首先通过纳米金的激光解吸/电离质谱研究了纳米金作为基质辅助激光解吸/电离质谱法（MALDI MS） 基质的可行性；然后以氨基酸、寡糖、游离脂肪酸及天然产物等为分析物评价了纳米金作为基质分析玛咖中活性成分及其代谢产物等生物小分子化合物的可能性；最后以纳米金作为MALDI MS的基质，采用MALDI MSI（质谱成像技术）可视化的再现了玛咖中的氨基酸、生物碱及糖类等成分在不同部位的分布。这种研究为针对性的提取玛咖中的活性成分提供了参考。.构建了动物模型，研究了玛咖中活性成分——咪唑类生物碱的药理作用。基于MALDI MSI具有可视化的特点研究了给小鼠喂食咪唑类生物碱后，不同时间间隔，咪唑类生物碱在小鼠肝、肾、心、脾等器官中的分布情况及其在小鼠体中的药理作用及其代谢途径。这种方法可以为研究其它活性成分体内代谢机制提供依据。