LC-MS/MSベースの分子ネットワーキングアプローチヒト尿中のココアフェノール代謝産物の同定

食事性フェノール化合物は、多くの場合、吸収前に腸内微生物叢によって形質転換されます。この変換により、それらの構造が変更され、多くの健康上の利点に関連する新しい腸内細菌叢の代謝産物が生成される可能性があります。ココテア（ココア、コーヒー、茶）製品の食事曝露を評価するための従来の質量分析（MS）ベースのアプローチは、主に複雑なサンプルの性質とそのデータ分析の制限により、摂取後の食事フェノリックの修飾と運命に関する情報をほとんど提供しませんでした。質量分析技術は、天然産物のハイスループット特性評価に適していますが、複雑な生物学的マトリックスのMSベースのデータを分析することは依然として課題と考えられています。このような制限を克服し、複雑なMSデータの分析を簡素化するために、MSベースの分子ネットワーキングアプローチが実施された場所でココテアベースのヒト試験が実施されました。特定のココテアダイエットの1つでこのアプローチの有用性を実証するために、48時間にわたってポリフェノールが豊富なココアを消費したヒト（n = 15）の尿サンプルの多様なコレクションに適用しました。このアプローチは、新しい戦略の力を示し、人間の消費後のココア代謝産物の新しい類似体の迅速な識別を可能にしました。ココア消費後のヒト尿サンプルの分析により（ネットワークの類似性に基づいて未知の代謝産物の割り当てにより）、単量体フラバノールが主に吸収され、グルクロニドおよび硫酸化部分に直接変換されていることが明らかになりました。その後、ヒドロキシおよびメトキシフェニル-G-ベレロラクトン、およびそれらの小代謝産物（ヒドロキシフェニルバレア酸、ヒドロキシ、メトキシフェニル酸、およびその誘導体など）は、ココア主要フラバノールの細菌代謝を示しています。我々の研究は、ヒトベースの研究における摂取されたココアフェノリックのさまざまな構造モチーフの追跡を示す際に、MSベースの分子ネットワーキングアプローチの実装を実証し、強調しています。

Dietary phenolic compounds are often transformed by gut microbiota prior to absorption. This transformation may modify their structures, producing novel gut flora metabolites associated with numerous health benefits. Traditional mass spectrometry (MS) based approaches for assessing dietary exposure of cocotea (cocoa, coffee and tea) products provided very little information about the modification and fate of dietary phenolics after ingestion, mainly due to limitation of complex sample nature and their data analyses. Mass spectrometry techniques are well-suited to a high-throughput characterization of natural products, however, analyzing MS based data of complex biological matrix is still considered a challenge. In order to overcome such limitations and simplify the analysis of complex MS data, a cocotea based human trial was conducted where MS based molecular networking approach was implemented. To demonstrate the utility of this approach in one of the specific cocotea diets, we have applied it to a diverse collection of human (n = 15) urine samples, who consumed cocoa rich in polyphenols over a 48-h period. This approach illustrated the power of the new strategy, allowing the rapid identification of new analogues of cocoa metabolites after human consumption. Analysis of human urine samples after cocoa consumption revealed (by assignment of unknown metabolites based on the network similarities) that monomeric flavanols are mainly absorbed and transformed directly into their glucuronide and sulfated moieties. Subsequently, the hydroxy and methoxy phenyl-g-velerolactone as well as their smaller metabolites (such as hydroxyphenyl valeric acids, hydroxy and methoxy phenyl propionic acids and their derivates) are indicative of bacterial metabolism of cocoa major flavanols. For the first time, our study exemplifies and highlight the implementation of MS based molecular networking approach in illustrating the tracking of various structural motifs of ingested cocoa phenolics in human based study.