基于核磁共振的代谢组学分析
原产于马来西亚和其它东南亚地区的东革阿里（学名Eurycoma longifolia；马来语Tongkat Ali，TA）传统上一直被用作促进男性性冲动、性欲、精力和生育能力的药物。在不同类型的提取物中，水提取物是TA提取物中最常见的类型。男性不育症是导致不孕的主要原因之一，影响了世界各地的许多夫妇。精液分析是对男性生育状况的常规检查，通常是采用通过手淫获得的精液样本进行的。精子计数（一种对生育能力的定量测量）增加，可能与系统生物学中的代谢变化有关。代谢组学方法在动物生育研究中的应用可能带来潜在生物标志物的发现。
这项研究首先是为了对来自不同地域的TA根进行代谢组学鉴别，特别涉及到生物活性苦木素（1）。分析结果可以表明富含苦木素的TA植物的地理位置，因而具有一定价值。苦木素是来自苦木科家族植物的本地代谢产物，已并被证明是形成该种植物多种治疗特性的原因，特别是在有关提高男性生育能力方面。
随后，通过动物实验研究含不同苦木素水平的TA提取物对大鼠精子计数的影响，并检测相应的治疗后尿代谢变化（2）。该研究也是为了研究与大鼠精子计数增加相关的潜在血浆生物标志物（3）。由于通过手淫获得精液样本对患者来说可能有所不便，这种方法可以被认为是对男性生育状况评价的补充或替代途径。
a）植物研究（1）
通过1H-NMR波谱与正交偏最小二乘判别分析法（OPLS-DA）相结合的化学计量学数据分析技术，对来自霹雳州（30份）以及雪兰莪州、吉打州、登嘉楼州（各为5份）的TA根水提取物进行代谢鉴别。化学计量学模型能根据其来源对样品进行分选，因此，检测出胆碱、乳酸、琥珀酸、eurycomanol（东革阿里）以及eurycomanol-2-O-β-D-glucopyranoside（东革阿里-2-O-β-D-吡喃葡糖苷）为潜在的鉴别性代谢物。来自登嘉楼州和霹雳州的样品分别含有较高浓度的eurycomanol以及eurycomanol-2-O-β-D-glucopyranoside。
随后，将霹雳州的TA根水提物的1H-NMR波谱用作植物参照标准，以鉴定初级代谢物和苦木素。此外，定量NMR方法也被用于测量来自马来西亚不同州的TA根中的苦木素水平。
b）动物实验（2,3）
将24只雄性SD大鼠分为4组，每组6只，口服给药48天。分别给服：水（第1组，即对照组）；TA水提取物（第2组）；低苦木素含量TA提取物（第3组）；富含苦木素的TA提取物（第4组）。在完成48天处理后，处死动物进行精子计数分析。收集处理后的尿和血浆，并用NMR进行分析。根据精子计数水平对尿和血浆波谱进行分类。
结果表明，第2组和第4组的精子计数显著高于第1组和第3组。OPS-DA模型表明，有关精子计数水平在尿液图谱轮廓之间存在明显的间隔。据此，将大鼠分为正常精子计数组（第1组和第3组）和高精子计数组（第2组和第4组）。高精子计数组的1H-NMR波谱包含较高浓度的葫芦巴碱、丙氨酸、苯甲酸以及3.42ppm的较高强度信号，而正常精子计数组中的乙醇浓度较高。结果表明，苦木素对大鼠精子数量的增加具有一定的作用，并提供了可用于精子图谱和男性生育状况分析的尿液定量检测指标。
将Carr-Purcell-Meibum-Gill（CPMG）实验与OPS-DA相结合，用于评价正常和高精子计数大鼠血浆代谢组学变化。研究与精子计数增加相关的潜在生物标记物，通过捕获血浆的代谢组图谱来评估生育能力。结果表明，高精子计数组含有较高浓度的丙氨酸、乳酸和组氨酸，与血浆总图谱有关。然而，与高精子计数组相比，正常精子计数组中乙醇在血浆中的浓度更高。
参考文献：
- ForoughEbrahimi、Baharudin Ibrahim、Chin-Hoe The、Vikneswaran Murugaiyah和Kit-Lam Chan （2017）；“对经Eurycoma longifolia提取物处理的雄性大鼠生育能力进行基于NMR的血浆代谢组学鉴别”；Systems Biology in Reproductive Medicine 63 (3) 179–191。
- ForoughEbrahimi、Baharudin Ibrahim、Chin-Hoe The、VikneswaranMurugaiyah和Kit-Lam Chan （2017）；“对来自不同地区的Eurycoma longifolia进行基于1H NMR的鉴别性分析，并建立有关初级代谢物鉴别和苦木素定量分析的图谱”；Planta Medica；83:172-182。
- ForoughEbrahimi、Baharudin Ibrahim、Chin-Hoe The、VikneswaranMurugaiyah和Kit-Lam Chan （2016）；“对口服给药不同苦木素水平的Eurycoma longifolia提取物的大鼠的精子计数变量进行基于NMR的尿液代谢组学分析，”；Journal of Ethnopharmacology；182, 80-89。
本文由布鲁克核磁Chin-Hoe撰稿。Chin-Hoe在马来西亚塞恩大学获得了药物化学博士学位。他作为一名NMR应用科学家加入布鲁克马来西亚公司，负责东南亚地区支持，特别是为天然产物-植物代谢组学领域的新客户提供协助。
