A veszélyeztetett mongol orvosság, az Ophiopogon japonicus szőrös gyökereinek metabolizmus-elemzése
Az Ammopiptanthus mongolicus (Maxim. ex kon) Cheng f, más néven mongol magyal, a Fabaceae alcsaládba és az Ammopiptanthus nemzetségbe tartozik. Ez az egyetlen szuper szárazságtűrő, örökzöld, lombhullató cserjefaj Kína sivatagos területein, és az állam a ritka és veszélyeztetett védett növények első csoportjába sorolta. A Sha Dongqing egy hagyományos etnikai gyógynövény (mongol gyógyászat), amelyet "Menghe Harigane"-nak neveznek. Ágai és levelei gyógyszerként használhatók, hatása a szél és a nedvesség elűzése, a vérkeringés elősegítése, a vér pangásának feloldása és a fájdalom enyhítése. Helyileg is alkalmazható fagyás kezelésére, különösen a reumás ízületi gyulladás kezelésére, jelentős hatással. Testében rengeteg bioaktív anyagot tartalmaz, többek között alkaloidokat, flavonoidokat és izoflavonokat, szerves savakat, sztilbéneket, szterolokat és monoterpéneket stb., amelyek vércukorcsökkentő, daganatellenes, vírusellenes, baktériumölő, antioxidáns, rovarölő stb. hatással rendelkeznek.
A szőrös gyökerek nagymértékű szaporításával és termesztésével nagy mennyiségű ideális gyógyászati anyag nyerhető. Eddig a szőrös gyökerek termesztésével előállított másodlagos anyagcseretermékek különböző anyagokra terjedtek ki, mint például alkaloidok, glikozidok, flavonoidok, kinonok, poliszacharidok stb. Liu és munkatársai létrehoztak egy ginzeng szőrös gyökértenyésztési rendszert, és a szőrös gyökerek teljes szaponin tartalma elérte a 2,468%-t, ami közel kétszerese az eredeti ginzeng gyógyászati anyag tartalmának. Egy másik vizsgálat megállapította, hogy az édesgyökér-plántumok Agrobacterium tumefaciens LBA9402 és R1601-vel történő fertőzése szőrös gyökereket eredményezett. Az öt flavonoid teljes mennyisége 1,5-szer magasabb volt, mint a kalluszszövetben, az édesgyökér kalcon tartalma pedig 15,5-szer magasabb volt, mint a kalluszszövetben. Yang és munkatársai az Eucommia ulmoides szőrös gyökereit termesztették, és a másodlagos anyagcseretermék aucubin tömegfrakciója magasabb volt, mint a természetes gyökereké és a kéregé, elérve a 30,105 mg/g-ot. Jelenleg a mongol magyalról szóló hazai és külföldi kutatások elsősorban a föld feletti gyógyászati részekre és a magokban lévő kémiai komponensekre és farmakológiai aktivitásra összpontosítanak, és a szőrös gyökérszövetek metabolikus felhalmozódásáról nem készültek jelentések. Ebben a tanulmányban a mongol magyal jó növekedésű szőrös gyökérzetét választották ki, és összehasonlították a természetes gyökérzetével. Az UHPLC-QTOF-MS kísérleti technikát alkalmaztuk a minták nem célzott metabolizmus-analízisének elvégzésére, és előzetesen megértettük a metabolitok differenciált felhalmozódását és a metabolikus útvonalakat a szőrös gyökérszövetekben. Ez elméleti alapot nyújt a mongol magyal szőrös gyökerekben lévő metabolitok felhalmozódásának és útvonalainak elemzéséhez, és referenciát nyújt a mongol magyalban a szőrös gyökér útvonalán keresztül a későbbiekben az aktív metabolitok előállításához.

 

Ebben a tanulmányban az UHPLC-Q-TOF-MS technológiát alkalmazták a mongol magyal szőrös gyökerein és természetes gyökerein végzett metabolizmus-elemzéshez. Pozitív és negatív ionmódban 1706, illetve 1639 differenciálisan expresszálódó metabolitot vizsgáltunk. Közülük 1455 és 1095 metabolit volt felfelé szabályozva. A két anyagcseretípus közötti differenciális metabolitok főként az aminosav-metabolizmus és a másodlagos metabolitok bioszintézisének útvonalaiban gazdagodtak. A másodlagos metabolitok bioszintézisének útvonalai között 11 metabolikus útvonal található, köztük a flavonoid/flavonoid bioszintézis, az alkaloid bioszintézis, a β-laktám bioszintézis és a glükozinolát bioszintézis. A flavonoid/flavonoid bioszintézis útvonalon van a legtöbb differenciális metabolit, 34%, amelyből 88,2% upregulációt mutat. A flavonoidok a 2-fenil-kromenon vegyületek osztálya, amelyek vázuk szerint kalkonokra, flavanonokra, flavonoidokra, flavonolokra, izoflavonokra, antociánokra és rózsaszín pigmentekre oszthatók. A glikoziláció, malonyiláció, hidroxiláció, izopenteniláció, acetilációs módosítások és polimerizációs reakciók végül e vegyületcsalád sokféleségéhez vezetnek. Ezek a kémiai módosítások fontos hatással vannak a flavonoidok oldhatóságára, mobilitására és lebonthatóságára. A flavonoidok szerkezetének és molekuláris tulajdonságainak sokfélesége lehetővé teszi, hogy különböző szubcelluláris célpontokkal lépjenek kölcsönhatásba, ezáltal befolyásolva a növények, mikroorganizmusok és állatok biológiai aktivitását. A növények számára az egyik fontos hordozóanyagot jelentik kémiai ökológiai funkcióik gyakorlásához. A kutatások megállapították, hogy a mongol magyal magvakból kivont összes flavonoidok különböző biológiai aktivitásokkal és jó immunerősítő hatással rendelkeznek. Egerekben jelentősen elősegítik az immunaktív sejtek proliferációját, a kapcsolódó immuncitokinek és antitestek termelését és felszabadulását. A mongol magyalmagvak összes flavonoidjának fő aktív összetevője a mangiferin, amely az összes flavonoidtartalom 52,48%-jét teszi ki. E tanulmány elemzése révén előzetesen úgy ítélhető meg, hogy a mongol magyal szőrös gyökerei erős képességgel rendelkeznek a flavonoidok/flavonoid anyagok szintézisére és felhalmozására. Ez hasonló a mongol magyal funkcionális összetevőivel foglalkozó tudósok kutatási eredményeihez, ami azt jelzi, hogy a mongol magyal szőrös gyökérszövete potenciális fejlesztési értékkel bír. E metabolizmus-elemzés alapján a jövőben a flavonoid/flavonoid bioszintézis útvonalának célzott metabolizmus-elemzésére van szükség, és a kapcsolódó tanulmányokat, mint például a kémiai komponensek izolálása, extrakciója és a szőrös gyökérszövetek aktivitásának azonosítása, el kell végezni, hogy referenciát nyújtsanak arra vonatkozóan, hogy a mongol magyal szőrös gyökerei aktív metabolitokat termelő szövetként használhatók-e a mongol orvosi magyal számára.