Udforskning af ældningsmekanismen i tørret mandarinskal baseret på omfattende målrettet metabolomik-teknologi og high-throughput-sekventeringsteknologi
Chenpi er den tørrede og modne frugtskal af Citrus reticulata Blanco og dens dyrkede sorter i Rutaceae-familien. Den virker ved at regulere qi og styrke milten, udtørre fugt og opløse slim og er en typisk repræsentant for ældre traditionel kinesisk medicin. Navnet Chenpi dukkede først op i "Dietary Therapy Materia Medica", og i litteraturen står der, at ældningstiden varierer. I "Lei Gong Pao Zhi Lun" står der: "Den ældste er den mest vidunderlige"; "Daily Materia Medica" fortæller, at "ældre mandarinskræl er endnu bedre". I bogen "Explanation of the Medicinal Properties of Lei Gong's Cannon Burning" står der: "Hvis de indsamles og lagres i lang tid, vil mange blommeblomster passere gennem sommeren, og den stærke qi vil være helt elimineret, temperaturen vil være moderat uden risiko for tørhed og spredning, og qi vil flyde uden fare for skarpe snit; The "Medicinal Mirror" registrerer: "Chenpi bør ældes hvert andet år; "Yitang Sanshi" skriver: "Den nye appelsinskal har en stærk aura og kræver omfattende produktion. Det tager to til tre år, før den anses for at være overlegen.
Aldring af traditionel kinesisk medicin refererer til omdannelsen af kinesisk medicin fra et nyt lægemiddel til en ældre medicin efter passende opbevaringsmetoder, hvilket resulterer i ændringer i dens ydeevne og effektivitet for bedre at kunne opfylde de kliniske behov for traditionel kinesisk medicin. Gennem historien har der været diskussioner om ældning af traditionel kinesisk medicin. I "Shennong Bencao Jing" står der, at "der er sande og falske lægemidler samt nye og gamle lægemidler, og hver har sin egen metode", hvilket indikerer, at "nye" og "gamle" hver har deres egne karakteristika og handlingsregler. Denne Jing registrerer appelsinskal, men nævner ikke, om den er ældet. I "Annotations on the Classic of Materia Medica of Shennong" blev der først foreslået seks vigtige gamle lægemidler: "Alle ulvebær, citrusfrugter, appelsinskal, pinellia ternata, ephedra og wuzhuyu, som kræver langvarig ældning, er gode. I senere generationer fortsatte medicinske eksperter med at udvide omfanget af traditionel kinesisk medicin. I Compendium of Materia Medica står der: "Rabarber, trætyve, katteurt, korianderblomster, johannesbrødblomster osv. er også velegnede til ældning i lang tid, ikke kun til de seks typer; Indtil Qing-dynastiet stod der i bogen "Bencao Congxin": "Det er bedst at bruge gamle urter, enten for at reducere deres styrke eller for at fjerne deres ildenergi." Den indeholder næsten 40 varianter af gamle urter. I dag understreger traditionel kinesisk medicin også, at visse kinesiske lægemidler bør ældes for at kunne bruges optimalt. Man kan se, at ældning af traditionel kinesisk medicin er baseret på en sammenfatning af klinisk praksis. Der er dog ingen dybdegående forklaring på aldringsmekanismen i litteraturregistrene.

Der er mange forskningsrapporter om aldringsmekanismen i traditionel kinesisk medicin, såsom Wu Zhu Yu, Qi Ai Ye, Ma Huang, Chen Pi osv., der hovedsageligt fokuserer på sammenligningen af kemisk sammensætning og farmakologiske virkninger på forskellige aldringstidspunkter. Kvalitetsforskningen er ikke dybtgående, og konklusionerne er inkonsekvente. Forskerteamet brugte ideen om aldring og kvalitetsrelaterede mikroorganismer i røgtobak, te og Baijiu som reference. Den tidligere forskning viste, at væksten og metabolismen af mikroorganismer, der sidder på mandarinskallen under ældning, var tæt forbundet med ændringerne af flavonoider og andre aktive ingredienser. Det blev antaget, at metabolismen af Aspergillus niger, den dominerende mikroorganisme på mandarinskallen, fremmede stigningen af flavonoider. Liu undersøgte mekanismen for mikrobiel metabolisme og omdannelse af aktive ingredienser i ældre mandarinskræl, og resultaterne viste, at mikroorganismer er involveret i aldringsprocessen af mandarinskræl og kan omdanne forbindelser i mandarinskræl for at øge indholdet af aktive stoffer. Desuden varierer mangfoldigheden af bakterier og svampe på overfladen af ældede mandarinskaller med forskellige ældningstider. Man mener, at mikroorganismer under ældningsprocessen af mandarinskræl kan forårsage ændringer i det farmakologiske stofgrundlag. Et stort antal undersøgelser har bekræftet sammenhængen mellem mikroorganismer og kemiske komponenter under aldringsprocessen af mandarinskræl, men der er ingen rapport om den overordnede analyse af samspillet mellem tilknyttede mikroorganismer og sekundære metabolitter i mandarinskræl baseret på metabolomics og high-throughput sekventering. Denne artikel er den første, der bruger UPLC-ESI-MS/MS bredt målrettet metabolomics-teknologi til at analysere de sekundære metabolitter i ældre mandarinskaller efter 1 års og 3 års opbevaring, hvilket omfattende afslører de sekundære metabolitter, almindelige metabolitter og differentierede metabolitter i de sammenlignende gruppeprøver; Baseret på high-throughput-sekventeringsteknologi blev samfundsstrukturen og ændringer af tilknyttede mikroorganismer i prøvesammenligningsgruppen grundigt afsløret, og differentierede mikroorganismer blev screenet; Udfør korrelationsanalyse mellem differentierede metabolitter påvist ved metabolomics og differentierede mikroorganismer identificeret ved high-throughput-sekventeringssammenligning. Forskningsresultaterne giver et teoretisk grundlag for en dybtgående undersøgelse af mandarinskallens aldringsmekanisme.

Indsamling af prøver. De eksperimentelle prøver, der blev brugt i dette eksperiment, er standardopbevarede mandarinskaller fra samme oprindelse, parti og forskellige opbevaringsår. Standardopbevaring er in situ-opbevaring på oprindelsesstedet med regelmæssig sæsonstyring og registrering af temperatur- og fugtighedsændringer. Det er en god metode til sporbarhed og indsamling af prøver, som kan undgå indflydelse fra unøjagtige omgivelser og år.

Analyse af sekundære metabolitter. Metabolomics-teknologi kan omfattende og videnskabeligt analysere den overordnede kemiske sammensætning af traditionel kinesisk medicin og er blevet brugt i vid udstrækning til kvalitetsevaluering af kinesiske medicinsorter, såsom ginseng, Scutellaria baicalensis, Angelica dahurica, Paeonia lactiflora og Paeonia lactiflora. Denne artikel bruger omfattende målrettede metabolomics-teknikker til at påvise sekundære metabolitter i ældre mandarinskræl efter 1 års og 3 års opbevaring. PCA-analyse, OPLS-DA-analyse og heatmap-analyse kan tydeligt skelne mellem prøver fra forskellige år. Ved at integrere forbindelsens retentionstid og karakteristiske ioner (Q1 og Q3) blev der hentet i alt 386 sekundære metabolitter fra databasen, herunder 79 phenolsyrer, 143 flavonoider, 4 anthraquinoner, 17 lignaner og coumariner, 3 tanniner, 47 alkaloider, 6 terpener og 87 andre klasser. Sammenlignet med traditionelle teknikker til højtydende væskekromatografi (HPLC) og væskekromatografi-massespektrometri (LC-MS) har den den fordel, at den identificerer et stort antal forbindelser og kan afspejle det samlede spektrum af sekundære metabolitter i tørret mandarinskal. For at sikre nøjagtigheden af det relative indhold af hver forbindelse fik dette eksperiment metabolitmassespektrometrianalysedata fra forskellige prøver, integrerede topområdet for alle stofmassespektrometritoppe og integrerede og korrigerede massespektrometritoppene for den samme metabolit i forskellige prøver. Dette eksperiment refererer til designmetoderne for kliniske og farmakologiske eksperimenter. Et års opbevaring af tørret mandarinskal blev brugt som kontrolgruppe, og tre års opbevaring af tørrede mandarinskalprøver blev brugt som forsøgsgruppe. Differentielle metabolitter med foldændring ≥ 2 eller foldændring ≤ 0,5 og VIP ≥ 1 blev udvalgt. Hvis forskellen i metabolitter mellem grupper er mere end 2 gange eller mindre end 0,5 gange og VIP ≥ 1, betragtes forskellen som signifikant. Som et resultat blev i alt 79 forskellige metabolitter screenet, blandt hvilke forbindelserne med opregulerede forskelle og høj relativ indholdsrangering kan betragtes som kvalitetsrelaterede metabolitter af tørret mandarinskal. Blandt de 20 bedste forbindelser med forskellige ændringer i sekundære metabolitter i ældre mandarinskaller efter 1 års og 3 års ældning er de opregulerede forbindelser: 3,5-dihydroxy-3-methylvalerinsyre, 5,7-dihydroxy-1(3H)-isobenzofuran-on, sinapin, p-hydroxybenzoylvinsyre, 3', 4', 7-trihydroxyflavon, catechin, limonin, dihydrobaibei alkaloid B, quercetin-O-rutinosin-hexose og C-hexosyl-aureosin-O-sinapyrylhexose. Blandt dem har catechin, limonin, 3', 4', 7-trihydroxyflavon antibakterielle, antiinflammatoriske, antioxidante, anticancer og andre effekter, som alle kan bruges som potentielle kvalitetsevalueringer. Ikoniske forbindelser. Behandlingen af sygdomme med traditionel kinesisk medicin har karakter af flere komponenter, mål og veje. Hvordan man screener målkomponenterne til behandling af sygdomme blandt de mange komponenter, er nøglen til kvalitetsevaluering og kvalitetskontrol af traditionel kinesisk medicin. Blandt dem er metoder som forudsigelse af data for små molekyler, serummedicinsk kemi og plantemetabolomik meget udbredte. Resultaterne af dette eksperiment viser, at brugen af UPLC-ESI-MS/MS bred målrettet metabolomik-teknologi under forudsætning af en rimelig gruppering effektivt kan screene for metabolitter relateret til kvaliteten af tørret mandarinskal. Aktiviteten af de screenede forbindelser skal dog stadig verificeres yderligere ved at kombinere dem med de traditionelle funktioner af tørret mandarinskal.
Mandarinskallens aldringsmekanisme. Traditionelt mener man, at ældre mandarinskaller er gode. Det er dog blevet rapporteret, at den metaboliske transformation af mikroorganismer under aldringsprocessen af mandarinskræl påvirker de kemiske komponenter i skrællen og derved fremmer ophobningen af aktive ingredienser og opnår målet om god ældet mandarinskræl. Dette resultat stemmer overens med den rapporterede stigning i det samlede indhold af flavonoider i ældre mandarinskaller. I denne artikel udføres en korrelationsanalyse mellem de forskellige metabolitter, der er påvist ved metabolomics, og de forskellige mikroorganismer, der er identificeret ved high-throughput-sekventering. Resultaterne bekræfter også, at dominerende bakterieslægter som Aspergillus, Penicillium og Penicillium kan påvirke de aktive ingredienser i tørret mandarinskræl betydeligt, hvilket stemmer overens med litteraturrapporter. Forskergruppens foreløbige forskning viste, at de dominerende mikrobielle grupper, der sidder fast på overfladen, konstant udvikler sig under ældningsprocessen af tørret mandarinskal. Efterhånden som ældningstiden øges, skifter de dominerende mikroorganismer fra Zasmidium, Cladosporium, Symmetrospora og Fusarium til Cladosporium, Aureobasidium, Aspergillus og Xeromyces. Xeromyces bisporus, en forskellig mikroorganisme mellem prøver opbevaret i 1 år og 3 år, er en art, der er mere tolerant over for tør skimmel. Mikroorganismer, der kan overleve under forhold med lav vandaktivitet, kan tilpasse sig levende miljøer med ekstremt lav vandaktivitet (0,61), hvilket er i overensstemmelse med den ekstremt tørre tilstand i ældre mandarinskaller. Samtidig viste forsøgsresultaterne, at differentierede mikroorganismer som Fusarium, Aspergillus og Fusarium samtidig kan påvirke det relative indhold af forskellige aktive ingredienser og aromakomponenter, såsom hesperidin, vanillinsyre, puerarin og syrekomponenter. Derfor viser en omfattende vurdering, at de forskellige mikroorganismer i prøverne af tørret mandarinskal kan fremme den relative stigning i aktive ingredienser som hesperidin og andre flavonoider, samtidig med at de ændrer den relative stigning eller fald i aromakomponenter for at regulere lugten af tørret mandarinskal. Derfor kan den videnskabelige konnotation af "alderen på alderen mandarinskal er god" være tæt forbundet med indflydelsen fra forskellige mikroorganismer på det relative indhold af sekundære metabolitter.