Nesli tükenmekte olan Moğol ilacı Ophiopogon japonicus'un tüylü köklerinin metabolomik analizi
Moğol çobanpüskülü olarak da bilinen Ammopiptanthus mongolicus (Maxim. ex kon) Cheng f, Fabaceae alt familyasına ve Ammopiptanthus cinsine aittir. Çin'in çöl bölgelerindeki tek süper kuraklığa toleranslı yaprak dökmeyen geniş yapraklı çalı türüdür ve devlet tarafından nadir ve tehlike altındaki koruma altındaki bitkilerin ilk grubunda listelenmiştir. Sha Dongqing, "Menghe Harigane" olarak adlandırılan geleneksel bir etnik şifalı bitkidir (Moğol tıbbı). Dalları ve yaprakları, rüzgarı ve rutubeti giderme, kan dolaşımını teşvik etme, kan stazını dağıtma ve ağrıyı hafifletme etkileri ile ilaç olarak kullanılabilir. Ayrıca, özellikle romatoid artrit tedavisinde önemli etkileri olan donma tedavisinde topikal olarak kullanılabilir. Vücudunda, kan şekerini düşürme, anti-tümör, antiviral, bakterisidal, antioksidan, böcek öldürücü vb. etkileri olan alkaloidler, flavonoidler ve izoflavonlar, organik asitler, stilbenler, steroller ve monoterpenler vb. dahil olmak üzere bol miktarda biyoaktif madde içerir.
Saçlı köklerin büyük ölçekte çoğaltılması ve yetiştirilmesi büyük miktarda ideal tıbbi madde elde edilmesini sağlayabilir. Şimdiye kadar, saçak kök yetiştiriciliği yoluyla üretilen ikincil metabolitler alkaloidler, glikozitler, flavonoidler, kinonlar, polisakkaritler vb. gibi çeşitli maddeleri kapsamıştır. Liu ve arkadaşları bir ginseng saçak kök kültür sistemi kurmuş ve saçak köklerdeki toplam saponin içeriği 2.468%'ye ulaşmıştır ki bu da orijinal ginseng tıbbi materyalinin içeriğinin neredeyse iki katıdır. Bir başka çalışmada meyan kökü eksplantlarının Agrobacterium tumefaciens LBA9402 ve R1601 ile enfeksiyonunun tüylü köklerle sonuçlandığı bulunmuştur. Beş flavonoidin toplam miktarı kallus dokusundakinden 1,5 kat daha yüksekti ve meyan kökü kalkonu içeriği kallus dokusundakinden 15,5 kat daha yüksekti. Yang ve arkadaşları, Eucommia ulmoides tüylü köklerinin yetiştirilmesini teşvik etmiş ve ikincil metabolit aucubin'in kütle fraksiyonu doğal kök ve kabuktan daha yüksek olup 30.105 mg/g'a ulaşmıştır. Şu anda, yerli ve yabancı akademisyenlerin Moğol çobanpüskülü üzerine araştırmaları esas olarak toprak üstü tıbbi kısımlarına ve tohumlardaki kimyasal bileşenlere ve farmakolojik aktivitelere odaklanmaktadır ve tüylü kök dokularının metabolik birikimi hakkında herhangi bir rapor bulunmamaktadır. Bu çalışmada Moğol çobanpüskülünün iyi büyüme gösteren saçak kök sistemi seçilmiş ve doğal kökleriyle karşılaştırılmıştır. UHPLC-QTOF-MS deneysel tekniği, örnekler üzerinde hedeflenmemiş metabolomik analiz yapmak için kullanılmış ve tüylü kök dokularındaki metabolitlerin ve metabolik yolakların diferansiyel birikimi ilk olarak anlaşılmıştır. Bu, Moğol çobanpüskülü saçak köklerinde metabolitlerin birikimi ve yol analizi için teorik bir temel sağlar ve daha sonraki aşamada saçak kök yolu aracılığıyla Moğol çobanpüskülünde aktif metabolitlerin üretimi için bir referans sağlar.

 

Bu çalışmada, Moğol çobanpüskülünün tüylü kökleri ve doğal kökleri üzerinde metabolomik analiz gerçekleştirmek için UHPLC-Q-TOF-MS teknolojisi kullanılmıştır. Pozitif ve negatif iyon modlarında sırasıyla 1706 ve 1639 farklı şekilde ifade edilen metabolit taranmıştır. Bunlar arasında 1455 ve 1095 metabolit yukarı regüle edilmiştir. İkisi arasındaki diferansiyel metabolitler esas olarak amino asit metabolizması ve sekonder metabolit biyosentez yollarında zenginleşmiştir. Sekonder metabolit biyosentez yolları arasında flavonoid/flavonoid biyosentezi, alkaloid biyosentezi, β-laktam biyosentezi ve glukozinolat biyosentezi dahil olmak üzere 11 metabolik yol bulunmaktadır. Flavonoid/flavonoid biyosentez yolu, 34% ile en farklı metabolitleri içerir ve bunların 88.2%'si yukarı regülasyon gösterir. Flavonoidler, iskeletlerine göre kalkonlar, flavanonlar, flavonoidler, flavonoller, izoflavonlar, antosiyaninler ve gül ağacı pigmentlerine ayrılabilen bir 2-fenilkromenon bileşikleri sınıfıdır. Glikozilasyon, malonilasyon, hidroksilasyon, izopentenil, asetilasyon modifikasyonları ve polimerizasyon reaksiyonları sonuçta bu bileşik ailesinin çeşitliliğine yol açar. Bu kimyasal modifikasyonların flavonoidlerin çözünürlüğü, hareketliliği ve parçalanabilirliği üzerinde önemli etkileri vardır. Flavonoidlerin yapı ve moleküler özelliklerinin çeşitliliği, çeşitli hücre altı hedeflerle etkileşime girmelerini ve böylece bitkilerin, mikroorganizmaların ve hayvanların biyolojik aktivitelerini etkilemelerini sağlar. Bitkilerin kimyasal ekolojik işlevlerini yerine getirmeleri için önemli taşıyıcılardan biridir. Araştırmalar, Moğol çobanpüskülü tohumlarından ekstrakte edilen toplam flavonoidlerin çeşitli biyolojik aktivitelere ve iyi bağışıklık geliştirme etkilerine sahip olduğunu bulmuştur. Farelerde immün aktif hücrelerin çoğalması, ilgili immün sitokinlerin ve antikorların üretimi ve salınımı üzerinde önemli teşvik edici etkileri vardır. Moğol çobanpüskülü tohumlarındaki toplam flavonoidlerin ana aktif bileşeni, toplam flavonoid içeriğinin 52.48%'sini oluşturan mangiferindir. Bu çalışmanın analizi sayesinde, Moğol çobanpüskülünün tüylü köklerinin flavonoidleri/flavonoid maddeleri sentezleme ve biriktirme konusunda güçlü bir yeteneğe sahip olduğu ön yargısına varılmıştır. Bu, bilim insanlarının Moğol çobanpüskülünün fonksiyonel bileşenlerine ilişkin araştırma sonuçlarına benzerdir ve tüylü kök dokusunun potansiyel geliştirme değerine sahip olduğunu göstermektedir. Bu metabolomik analiz temelinde, gelecekte flavonoid/flavonoid biyosentez yolunun hedefli metabolomik analizine ihtiyaç duyulmaktadır ve Moğol çobanpüskülü tüylü köklerinin Moğol ilaç çobanpüskülü için aktif metabolit üretim dokuları olarak kullanılıp kullanılamayacağına dair referans sağlamak için tüylü kök dokularının kimyasal bileşen izolasyonu, ekstraksiyonu ve aktivite tanımlaması gibi ilgili çalışmaların yapılması gerekmektedir.