黄芪属植物Astragalus elatus的生物活性成分分析及其抗宫颈癌、抗菌和抗糖尿病作用机制研究

本研究针对糖尿病治疗药物靶点α-Amylase/α-Glucosidase抑制和宫颈癌治疗需求，通过UHPLC-Orbitrap?-HRMS技术解析土耳其特有植物Astragalus elatus的生物活性成分，结合MTT法、分子对接和ADME/T预测，证实其具有显著抗HeLa细胞活性（IC50 89.2 μg/mL）及抗菌作用（对革兰氏阳性菌抑制更强），为天然药物开发提供新思路。

　　

在传统医学与现代药理学交叉领域，植物活性成分的发掘始终是突破性疾病治疗的重要突破口。随着糖尿病全球发病率持续攀升（国际糖尿病联盟2023年数据显示患者超5.37亿），以及宫颈癌（全球女性第四大恶性肿瘤）现有疗法存在严重副作用，寻找高效低毒的天然药物成为迫切需求。土耳其特有植物Astragalus elatus作为豆科黄芪属成员，其此前未被开发的药用潜力引起了Harran University（土耳其哈兰大学）研究团队的高度关注。

研究人员在《Bioorganic Chemistry》发表的最新研究中，创新性地采用超高效液相色谱-轨道阱高分辨质谱(UHPLC-Orbitrap^?-HRMS)技术解析植物化学成分，结合体外酶抑制实验（α-Amylase/α-Glucosidase）、MTT细胞毒性检测（针对HeLa细胞）及计算化学方法（密度泛函理论DFT计算和分子对接），系统评估了该植物的治疗潜力。研究特别关注了从土耳其开塞利省(Kayseri)野外采集的植物样本（标本保存于HARRAN标本馆），由植物分类学专家Hasan Akan教授完成物种鉴定。

【主要技术方法】

研究团队通过UHPLC-Orbitrap^?-HRMS鉴定22种酚类化合物，其中异槲皮苷(isoquercitrin)含量最高；采用纸片扩散法评估抗菌活性；通过MTT法测定对HeLa细胞的半数抑制浓度(IC₅₀)；借助Annexin V法检测细胞凋亡；结合分子对接模拟化合物与糖尿病靶标酶的相互作用；利用ADME/T预测药代动力学特性。

【研究结果】

1. 酚类成分分析

   色谱分析揭示A. elatus含22种特征性酚类物质，包括异鼠李素(isorhamnetin)、圣草酚(eriodictyol)等，其中异槲皮苷占比最高（每100g样本含12.64mg），为后续活性研究奠定物质基础。

2. 抗菌活性

   提取物对金黄色葡萄球菌(S. aureus)等革兰氏阳性菌抑制效果显著（抑菌圈直径达14.3mm），比对大肠杆菌(E. coli)等革兰氏阴性菌作用强2.1倍，提示其抗菌谱特异性。

3. 抗宫颈癌机制

   MTT实验显示提取物可剂量依赖性抑制HeLa细胞增殖（IC₅₀ 89.2 μg/mL），Annexin V检测证实其通过诱导早期凋亡（凋亡率61.4%）发挥抗癌作用，为天然抗宫颈癌药物开发提供新候选。

4. 抗糖尿病作用

   体外酶抑制实验显示提取物对α-Glucosidase抑制率(78.6%)显著高于阿卡波糖(62.3%)；分子对接揭示异槲皮苷与酶活性中心形成稳定氢键网络（结合能-8.9 kcal/mol），解释其高效抑制机制。

5. 计算化学分析

   DFT计算表明主要酚类化合物具有较低HOMO-LUMO能隙（平均4.3eV），预示良好化学反应活性；ADME/T预测显示部分成分具有类药性，但口服生物利用度需进一步优化。

【结论与意义】

Leyla Ercan团队的研究首次系统阐明了A. elatus的多重药理活性：其特有的异槲皮苷等酚类物质通过调控凋亡通路发挥抗癌作用；对α-Glucosidase的特异性抑制为开发新型降糖药物提供先导化合物；抗菌谱的差异性提示其可能含有针对革兰氏阳性菌的特效成分。尽管ADME/T预测显示部分成分存在口服吸收障碍，但通过结构修饰或剂型改良有望突破这一限制。该研究不仅为土耳其特有植物资源的药用开发提供科学依据，更为解决糖尿病并发症管理和宫颈癌靶向治疗这两大全球健康挑战提供了天然药物研究的新范式。