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        岛津合作研究:利用质谱仪发现由肠道菌群产生的新D-氨基酸

        2019-01-23

        ― 通过高灵敏度高通量手性氨基酸分析,在D-氨基酸研究方面拓展新空间 ―

          协同乳业株式会社的松本光晴主干研究员、株式会社岛津制作所、大阪大学?岛津分析创新联合研究讲座的饭田顺子特聘教授(岛津制作所分析计测事业部生命科学事业统筹部高级经理)等小组使用大阪大学工学研究科福崎英一郎教授与岛津制作所共同开发的“LC-MS/MS手性氨基酸高灵敏度同时分析法”※,开发出了高灵敏度检测肠道菌群产生的手性氨基酸的分析方法。在检测中,使用了岛津製作所的高速液相色谱-质谱联用仪(LC-MS/MS)。在本分析法中,发现了由肠道菌群产生的12种游离型D-氨基酸。并首次确认了其中9种D-氨基酸以游离态存在于肠腔内。近年来,D-氨基酸在生物体内的生理活性受到关注。通过使用本分析法,有助于推动通过D-氨基酸的肠道菌群功能研究。该成果公布在12月17日的英国科学杂志“Scientific Reports”上。

          ※大阪大学研究生院工学研究科?福崎研究室开发出了无需衍生化,使用手性柱,仅需10分钟便可对手性氨基酸进行高灵敏度同时分析的方法。该方法在大阪大学?岛津分析创新联合研究讲座中获得进一步发展,并实现产品化。

        概要

          近年来在肠内细菌研究领域,有报告称与各种生理活性、疾病的关联性受到关注的D-氨基酸在小肠内将来源于肠内细菌的D-氨基酸作为基质,由宿主生成过氧化氢,从而杀死病原菌。但是,报告只是在盲肠内确认了4种肠腔内的游离D-氨基酸,没有关于大肠腔内的报告案例。在本研究中,开发出了基于LC-MS/MS手性氨基酸高灵敏度同时分析法的、无需衍生化的预处理法以及检测方法,进行结肠内容物检测,并以无菌小白鼠以及普通菌群定植小白鼠的结肠内容物为样品,对来源于肠内菌群的D-氨基酸的检测进行了尝试。结果,检测出了14种游离D-氨基酸,关于其中的12种(D-Ala、D-Arg、D-Asp、D-Gln、D-Glu、D-allo-Ile、D-Leu、D-Lys、D-Met、D-Phe、D-Ser、D-Trp)浓度,已确认普通菌群定植小白鼠的浓度明显高于无菌小白鼠,由肠内菌群合成,并释放至肠腔内(下图)。其中,D-Arg、D-Gln、D-allo-Ile、D-Leu、D-Lys、D-Met、D-Phe、D-Ser、D-Trp是首次从肠腔内检测出的物质。此外,根据很可能与上述D-氨基酸生成相关的肠内细菌的探索结果,显示与Firmicutes门、特别是Lachnospiraceae科、Ruminococcaceae科、Erysipelotrichaceae科所属細菌相关。

          该结果表示,LC-MS/MS手性氨基酸高灵敏度同时分析法在结肠内容物的手性氨基酸检测中,可进行高精度的定性与定量分析,适用于痕量D-氨基酸的检测。此外,本分析法无需衍生化等复杂的样品处理,可实现省时的高通量检测。有助于推动来源于肠内菌群的新生理活性物质研究,以及对备受期待的D-氨基酸为对象的研究做出贡献。

        https://www.shimadzu.co.jp/sites/shimadzu.co.jp/files/news/press/images/press1221_06.jpg
        无菌小白鼠与肠内细菌定植小白鼠的结肠内容物中的游离D-氨基酸浓度的比较(摘要)

        蓝色:无菌小白鼠(GF)
        红色:普通细菌定植小白鼠(原无菌小白鼠)(Ex-GF)
        *由浓度引起的有益菌群差异(***p < 0.001)
        ? 由检测率引起的有益差( ??? p < 0.001、数字表示检查检体数/检体总数)
        多重比较通过False Discovery Rate进行了修正

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