为合成代谢途径选择宿主生物,并为合成代谢途径中的外源反应确定外源酶是合成生物学和代谢工程的两大挑战问题.自然界中存在成千上万种微生物和生物合成反应,仅通过生物实验来确定这些目标既昂贵又耗时.本文设计开发了一种名为RPS(recommend metabolic pathway's species)的新型生物推理软件系统,以辅助合成代谢途径的设计.RPS软件可根据竞争性内源反应的比例和途径末端代谢物的数量为合成代谢途径推荐合适的宿主生物,并通过酶的系统发育距离和反应动力学信息为宿主生物中的外源反应识别合适的外源酶.有别于已有的以宿主为中心的合成代谢途径设计工具,RPS软件以代谢途径为中心的特点可帮助研究人员以不同视角评估合成代谢途径设计.实验结果表明,RPS软件工具可准确识别合成代谢途径潜在的宿主生物,并为合成代谢途径中的外源反应发现合适的外源酶.用户可通过https://biolab.gxu.edu.cn/RPS在线使用RPS软件工具.

当植物遭受昆虫取食、极端天气及人为因素等导致的机械性损伤胁迫后,会迅速在转录及代谢水平上启动一系列的应答机制,引起植物内源激素及次生代谢物含量的变化.该研究以药用模式植物丹参为例,评估机械损伤对药用植物代谢的作用.运用qRT-PCR 及 LC-MS检测叶片损伤刺激下,胁迫响应的茉莉酸类物质(jasmonates,JAs)和丹参酮类成分生物合成基因以及含量的变化情况,得出处理后不同时序叶片与根部在转录和代谢水平上的相关规律,从而探讨丹参对机械损伤胁迫的响应机制.结果显示,机械损伤诱导能够瞬时提高JAs生物合成基因的表达,其中AOC与JAR在诱导后开始上升,在2 h达到最高,AOS与OPR3则在4 h达到最高,与之相应的OPDA、JA及JA-Ile的含量均在2 h达到最高.丹参酮生物合成中二萜合酶基因CPS1与KSL1均在2 h上升至最高,而后修饰CYP450s基因则均在4 h上升至最高,4种丹参酮的含量则均在8 h内呈现持续上升的趋势.该研究为揭示机械损伤对次生代谢积累的研究提供参考,为进一步了解机械损伤胁迫下JAs在增强植物抗性、促进活性成分积累和提高药材品质方面的作用奠定基础.

目的:研究中药黄芩的主要代谢产物在其根部切片中的空间分布.方法:通过构建基于激光解吸等离子体电离的大气压质谱成像技术,对黄芩切片中的代谢物进行质谱成像分析.结果:蒽醌类产物分布相似,它们大部分集中在根表皮,也有一部分集中在维管柱边缘.黄芩的主要活性成分黄芩素几乎分布于整个切片中.结论:本研究证明质谱成像技术能够实现对中药材切片中内源性分子的空间分布分析,为中药材种植和加工提供了新的研究技术.

儿茶酚胺包括多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素，其主要的代谢物有3-甲氧基酪胺、甲氧基去甲肾上腺素、甲氧基肾上腺素、高香草酸和香草扁桃酸。儿茶酚胺及其代谢物的检测是诊断来源于神经嵴的神经内分泌肿瘤如嗜铬细胞瘤、副神经节瘤及神经母细胞瘤的基石。液相色谱串联质谱法因其高灵敏度、高特异性等优点逐渐广泛用于儿茶酚胺及其代谢物的检测，但不同实验室间液相色谱串联质谱法的检测结果差异大，缺乏可比性。由于儿茶酚胺及其代谢物易氧化降解、存在众多干扰物及在血浆和尿液样品中浓度低，因此准确测定血浆及尿液中儿茶酚胺及其代谢物是当前临床检测领域的一项挑战。

目的:探究肠道代谢物紊乱在术后认知功能障碍的发生中的作用及其机制。方法:将18月龄的C57BL/6雄性小鼠，采用随机数字表法将动物分为空白对照组、麻醉/手术(1.5~2.0%异氟醚麻醉2 h持续3 d+腹腔探查术组)、油酸酰胺组[(5 mg/(kg·d)]。模拟临床过程建立麻醉/手术诱导的老年术后认知功能障碍模型。使用Morris水迷宫实验和旷场实验检测小鼠麻醉/手术前和麻醉/手术后3 d认知水平变化。对发生认知功能障碍的麻醉/手术组小鼠和空白对照组小鼠的结肠远端内容物进行非靶向代谢组学分析。将获得的代谢组学原始数据进行生物信息学分析比较麻醉/手术组与对照组之间的差异代谢物。选取内源性差异代谢物之一油酸酰胺进行补充。两组间比较采用非配对 t检验，多组间比较采用单因素方差分析(ANOVA)。 结果:Morris水迷宫实验结果显示麻醉/手术组小鼠逃避潜伏期较对照组明显延长[(24.3±3.0) s比(8.3±1.3) s， P<0.05]，靶向象限探索时间缩短[(24.1±4.6) s比(44.0±4.2) s， P<0.05]，两组小鼠平均游泳速度差异无统计学意义[(205.3±28.9) mm/s比(214.6±8.9) mm/s， P>0.05]。在旷场实验中麻醉/手术组小鼠相比于对照组总活动路程减少[(3 636.6±539.6) mm比(12 398.4±2 812.5) mm， P<0.05]，中央探索时间缩短[(11.7±2.7) s比(63.1±9.3) s， P<0.05]，平均速度减慢[(10.6±2.0) mm/s比(21.7±4.8) mm/s， P<0.05]，静止时间延长[(464.8±41.3) mm/s比(388.9±51.7) mm/s， P<0.05]。非靶向代谢组学分析结果显示麻醉/手术组与空白对照组之间存在35种差异代谢物(VIP>1， P<0.05)。老年小鼠接受油酸酰胺补充后学习记忆能力明显改善，在Morris水迷宫实验中油酸酰胺组小鼠逃避潜伏期相对于麻醉/手术组明显缩短[(14.9±2.8) s比(22.2±5.2) s， P<0.05]，对靶向象限的偏好性增强[(36.2±2.3) s比(20.0±3.8) s， P<0.05]。 结论:老年术后认知功能障碍的发生与肠道内源性代谢物紊乱有关。

目的:采用代谢组学技术，筛选可以用于预测曲妥珠单抗辅助治疗人类表皮生长因子受体-2（HER-2）阳性乳腺癌疗效的生物标志物。方法:收集2017年1月至2019年12月金华市人民医院治疗的乳腺癌患者60例的血清样本，分为化疗组（30例）和化疗+曲妥珠单抗治疗组（30例），分别采用超高效液相色谱-四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱（UHPLC-Q-Orbitrap HRMS）技术和SIMCA 14.1软件中的多元变量模式对样本及数据进行检测和分析。结果:两组代谢物构建的正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）模型稳健性良好，以 P<0.05且VIP>1.0为筛选条件，筛选并鉴定出8个差异代谢物，可用于预测曲妥珠单抗辅助治疗HER-2阳性乳腺癌的疗效。 结论:代谢组学技术可揭示化疗+曲妥珠单抗组治疗HER-2阳性乳腺癌血清中内源性代谢物的变化特点，筛选出的生物标志物可用于疗效预测，同时为研究曲妥珠单抗的疗效评价提供新思路。

尿苷是一种嘧啶核苷，参与细胞内多种生物大分子的合成，如遗传物质、糖原等。此外，尿苷及其衍生物可通过多种作用机制调节细胞内的生理过程。越来越多的研究结果显示，尿苷具有重要的抗炎和抗衰老作用。本文就尿苷的代谢、尿苷的作用机制以及其对急慢性炎症疾病的作用展开讨论，强调其作为一种内源性抗炎代谢物的作用，并为后续尿苷相关研究提供依据和参考。

氧化三甲胺（TMAO）是膳食中胆碱等物质经肠道微生物代谢后产生的一种生物活性分子，与诸多疾病如心血管疾病、慢性肾脏疾病（CKD）和2型糖尿病等密切相关。CKD患者的肠道微生态发生改变，参与代谢生成TMAO的菌群丰度明显升高，导致TMAO水平升高；由于TMAO主要通过肾脏排泄，肾脏功能障碍造成其在体内的进一步蓄积，导致CKD进一步恶化。本文主要阐述了TMAO与CKD的相互作用及相关机制的研究进展，提示TMAO可作为CKD疾病风险的新型生物标志物，且以TMAO为治疗靶点可减少TMAO的代谢生成，并降低循环中TMAO的水平，将为预测和改善CKD提供更多的防治思路。

脓毒症相关性急性肾损伤（SA-AKI）作为脓毒症常见的肾脏功能障碍，其发病率和病死率日益增加，已成为威胁人类健康的主要疾病之一。基于"肠-肾轴"理论，肠道和肾脏在脓毒症中具有双向协同的关系，肠道菌群失调、内源性代谢物失调和内皮屏障完整性受损等参与了肾脏损伤的过程，肾脏炎症介质水平的升高又干扰了肠道微生物的构成。因此，了解SA-AKI中肠-肾串扰的机制，有助于为制定新的SA-AKI治疗策略提供潜在依据。

神经酰胺作为结构骨架可构成各种复杂鞘脂，是脂毒性发挥作用的核心鞘脂代谢物。近年来多项研究表明，肠源神经酰胺在多种代谢性疾病进程中发挥重要作用，可以通过激活不同组织和细胞的线粒体氧化应激、内质网稳态失调及炎性反应机制等影响疾病进程。肠组织能够直接感知肠道微环境变化(如饮食结构变化、菌群结构及其代谢产物改变等)，响应多种不同的信号刺激(如胆汁酸、低氧和炎性反应信号等)，激活包括法尼酯衍生物X受体(FXR)、缺氧诱导因子-2α(HIF-2α)等信号调节通路，以直接或间接的方式调控神经酰胺代谢。因此，深入探究肠源神经酰胺对不同代谢性疾病发展过程的影响，将为预防和治疗相关疾病提供重要的理论和实践依据。