基于质谱成像技术的远志干预阿尔茨海默病的组织特异性分布—脑代谢调控研究

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基本信息

  • 批准号：
    81773873
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    55.0万
  • 负责人：
    李彬
  • 依托单位：
    中国药科大学
  • 学科分类：
    H3203.中药药效物质
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Radix Polygalae (RP) a well-known traditional Chinese medicine has been used as a tonic, tranquillizer and antipsychotic agent. A few modern pharmacological trials suggest that RP and its active components can significantly alleviate Alzheimer syndrome. The pathological changes of Alzheimer's disease (AD) occur in different brain regions during disease progression. Therefore, it’s important to investigate the tissue-specific distribution of bioactive components derived from RP and their effects on brain metabolism in order to unravel the exact composition of effective components and their roles in the prevention of AD. First of all, we will focus on the screening of the bioactive components using cell and animal models of AD. Secondly, MALDI MSI (matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging) state of the art technology will be applied to visualize the tissue-specific distribution of RP components and/or their metabolites, as well as the spatial distribution of potential biomarkers associated with AD. MSI data will be analyzed by statistical analysis for the selection of biomarkers showing the significant change in AD mouse models treated with RP. Finally, the chemical and spatial information obtained in this work will be used to correlate the tissue-specific distribution of bioactive components and regulation of brain metabolism for understanding the effects of RP in the treatment of AD. The research strategy proposed here will provide a new tool and new thought for unraveling the effective components in anti-Alzheimer’s herbal medicines.
远志是一味常用益智安神良药，现代药理学研究表明远志具有干预阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）的作用。AD的发病过程具有时空特异性，随病程发展逐渐由海马区等边缘系统累及至新皮层。因此，明确远志药效成分和AD生物标记物的组织空间分布及含量变化，将为阐明远志干预AD的药效物质基础及其作用机制提供重要的科学依据。本项目将从远志干预AD的活性成分筛选及药效评价着手；在此基础上，运用基质辅助激光解吸电离质谱成像技术（MALDI MSI）识别和定位远志有效成分、远志体内代谢/转化产物和AD生物标记物在模型小鼠脑组织中的分布，并采用多元统计方法遴选出给予远志后发生显著变化的生物标记物，探索性的从药效成分“组织特异性分布—脑代谢调控”的角度研究远志益智安神的药效物质基础和作用机制。该项目的成功实施，将为快速发现抗AD中药的药效物质并可视化研究其组织分布提供新的技术手段和思路。

结项摘要

远志（Polygalae Radix）具有安神益智、交通心肾等功效，主要成分是皂苷类、糖酯类、Xanthone类等物质。本项目针对远志如何调控阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease，AD）模型小鼠脑功能区特异性代谢紊乱的科学问题，尝试从中枢-外周代谢紊乱调控的角度阐释远志改善AD的作用模式。项目完成了远志活性部位制备、化学成分表征及其药效学评价。在此基础上，建立了基质辅助激光解吸电离质谱成像新方法，原位分析AD模型小鼠不同脑功能区的代谢紊乱特征，以及远志调控AD小鼠脑代谢紊乱的作用模式。同时，采用液质联用技术表征远志干预前后AD小鼠血清、尿液、粪便的代谢物轮廓及特征代谢物的筛选。最后，通过整合分析脑功能区与血清、尿液、粪便中代谢物变化的相关性，全面探究远志对AD代谢紊乱的纠偏作用。研究结果表明，远志可通过纠偏AD小鼠中枢与外周的甘油磷脂代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、花生四烯酸代谢和亚油酸代谢等通路的紊乱，回调中枢与外周的牛磺酸、花生四烯酸和甘油磷脂类等水平异常的差异代谢物，多途径整体改善AD小鼠学习和记忆障碍的治疗作用。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Porous TiO(2) Film Immobilized with Gold Nanoparticles for Dual-Polarity SALDI MS Detection and Imaging.
固定有金纳米颗粒的多孔 TiO(2) 薄膜，用于双极性 SALDI MS 检测和成像。
  • DOI：
    10.1021/acsami.0c12949
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    ACS Appl Mater Interfaces
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Wang XN;Tang W;Gordon A;Wang HY;Xu L;Li P;Li B
  • 通讯作者：
    Li B
Interrogation of spatial metabolome of Ginkgo biloba with high-resolution matrix-assisted laser desorption/ionization and laser desorption/ionization mass spectrometry imaging
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  • DOI：
    10.1111/pce.13395
  • 发表时间：
    2018-11-01
  • 期刊：
    PLANT CELL AND ENVIRONMENT
  • 影响因子：
    7.3
  • 作者：
    Li, Bin;Neumann, Elizabeth K.;Sweedler, Jonathan V.
  • 通讯作者：
    Sweedler, Jonathan V.
Sample preparation for mass spectrometry imaging of leaf tissues: a case study on analyte delocalization
叶组织质谱成像的样品制备：分析物离域案例研究
  • DOI：
    10.1007/s00216-018-1355-5
  • 发表时间：
    2018-11-01
  • 期刊：
    ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Li, Bin;Zhang, Ying;Li, Ping
  • 通讯作者：
    Li, Ping
MALDI质谱成像技术在药用植物研究中的应用
  • DOI：
    10.16438/j.0513-4870.2019-0233
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    药学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    葛均悦;胡德俊;张颖;李萍;李彬
  • 通讯作者：
    李彬
Unraveling metabolic alterations in transgenic mouse model of Alzheimer's disease using MALDI MS imaging with 4-aminocinnoline-3-carboxamide matrix
使用 4-aminocinnoline-3-carboxamide 基质的 MALDI MS 成像揭示阿尔茨海默病转基因小鼠模型中的代谢变化。
  • DOI：
    10.1016/j.aca.2021.339337
  • 发表时间：
    2022-01-17
  • 期刊：
    ANALYTICA CHIMICA ACTA
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Chen, Yanwen;Hu, Dejun;Li, Bin
  • 通讯作者：
    Li, Bin

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    10.16003/j.cnki.issn1672-5190.2018.07.012
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    畜牧与饲料科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曾泽堂;罗永忠;柳佳;伏星舟;许延昭;景全全;杨鹏;李彬;慕宗杰
  • 通讯作者：
    慕宗杰

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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