J. Future Foods | 基于GC-TOF-MS代謝組學技術探究枸杞多糖對2型糖尿病患者血清代謝物的調控作用

本文系Journal of Future Foods原創編譯，歡迎分享，轉載請授權

Introduction

枸杞多糖（LBP）是從枸杞中提取的一種多糖，已被證明在調節2型糖尿病（T2D）患者的血糖和血脂方面具有潛在的益處。盡管在動物模型中已有廣泛研究，但在人類中的研究相對較少。本研究旨在通過代謝組學方法，利用氣相色譜-飛行時間質譜（GC-TOF-MS）技術，進一步探討LBP對T2D患者血清代謝物的調節作用。

Results

研究納入了20 名T2D患者，每天給予300 mg的LBP，實驗持續3 個月。在為期3 個月的干預周期始末，研究人員對血清生物標志物進行了動態監測（表1）。

表1 LBP干預T2D患者3個月后的基本情況

如圖1所示，經主成分分析后參與者血清樣本中的代謝物分布情況，其中第一主成分（PC1）方差貢獻率為14.6%，第二主成分（PC2）方差貢獻率為9.1%。LBP干預3個月后，代謝物分布與LBP干預前相比發生改變。

圖1 20 名T2D受試者服用LBP 3 個月前后的血清PCA得分圖

通過火山圖（圖2）對篩選代謝物進行可視化呈現。研究發現枸杞多糖顯著上調11 種血清代謝物，同時下調13 種血清代謝物。由表2可知，枸杞多糖共調控24 種血清代謝物。

圖2 服用LBP 3 個月后的火山圖

表2LBP干預3個月后血清中代謝物的篩選

如圖3所示，本研究證實攝入枸杞多糖可調控以下代謝通路：D-谷氨酰胺與D-谷氨酸代謝、維生素B6代謝、甘氨酸/絲氨酸/蘇氨酸代謝、丙氨酸/天冬氨酸/谷氨酸代謝、磷酸戊糖途徑、丁酸酯代謝、乙醛酸二甲酯代謝、半胱氨酸/蛋氨酸代謝、糖酵解途徑、丙酮酸代謝以及花生四烯酸代謝。

圖3基于KEGG數據庫的枸杞多糖干預通路效應分析

Conclusion

本研究表明，LBP具有降血糖的潛力，并能顯著改善T2D患者的血清IGFBP水平。通過代謝組學分析，LBP被證實能夠調節24 種血清代謝物，特別是谷氨酰胺和谷氨酸代謝途徑。這些發現為LBP在糖尿病管理中的應用提供了新的科學依據。

朱紫璇，東南大學公共衛生學院營養與食品衛生系，碩士研究生。

孫桂菊，東南大學公共衛生學院營養與食品衛生系，教授，博士生導師。2001年7月畢業于復旦大學公共衛生學院，獲醫學博士學位；曾在美國德克薩斯理工大學、德國聯邦食物中心營養與生化研究所、美國霍普金斯大學公共衛生學院做訪問學者。現任中國營養學會常務理事；中國營養學會營養與保健食品分會副主任委員；江蘇省營養學會副理事長；南京營養學會理事長；國家市場監督管理總局保健食品審評專家；衛生健康委員會新食品原料審評專家；全國學校食品安全與營養健康工作專家組專家。主持國多項國家級課題，“十四五”國家重點研發計劃“食品營養與安全關鍵技術研發”重點專項“老年人群營養健康食品創制與產業化示范”首席科學家。在國內外期刊雜志發表學術論文400余篇，其中SCI論文170余篇。

Lycium barbarum polysaccharide regulates serum metabolites in type 2 diabetic patients with the metabolomics-based approach of GC-TOF-MS

Zixuan Zhua1, Jing Suiab1, Huizhen Caiac, Beijia Zhoua, Bihuan Hua, Ying Wanga, Daochen Gonga, Shaokang Wanga, Ligang Yanga, Wang Liaoa, Yajie Zhoua, Guiju Suna*, Hui Xiaa*

aKey Laboratory of Environmental Medicine and Engineering, Ministry of Education, Department of Nutrition and Food Hygiene, School of Public Health, Southeast University, Nanjing 210009, China

bResearch Institute for Environment and Health, Nanjing University, Information Science and Technology, Nanjing 210044, China

cSchool of Public Health and Management, Ningxia Medical University, Yinchuan 750004, China

*Corresponding authors.

Abstract

Lycium barbarum polysaccharide (LBP) has displayed beneficial effects against type 2 diabetes (T2D), such as reducing blood glucose and lipids. We utilized a metabolomics method to explore the effects of LBP on the regulation of diabetes. Twenty T2D patients were included and provided with LBP (300 mg/day) for 3 months. The results showed that LBP reduced the fasting blood glucose levels of participants after 3 months (P = 0.057) and significantly improved serum insulin-like growth factor binding protein levels. In addition, LBP significantly regulated 24 serum metabolites, and the following KEGG pathway analysis indicated that LBP primarily affected glutamine and glutamate metabolism. Overall, LBP consumption influenced serum metabolites and displayed hypoglycemic effects by regulating the metabolic pathway modulating glutamine and glutamate.

Reference:

ZHU Z X, SUI J, CAI H Z, et al. Lycium barbarum polysaccharide regulates serum metabolites in type 2 diabetic patients with the metabolomics-based approach of GC-TOF-MS[J]. Journal of Future Foods, 2026, 6(3): 439-445. DOI:10.1016/j.jfutfo.2024.12.001.

文章翻譯由作者團隊提供

編輯：龔藝；責任編輯：梁安琪

封面圖片來源：攝圖網

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