超声辅助深度共晶溶剂萃取来自Anchusa italica retz.的生物活性黄酮类化合物:优化、表征及其抗抑郁潜能评估——针对氧化应激和神经营养通路的作用

《Ultrasonics Sonochemistry》:Ultrasound-assisted deep eutectic solvent extraction of bioactive flavonoids from Anchusa italica retz.: optimization, characterization, and evaluation of antidepressant potential ? targeting oxidative stress and neurotrophic pathways

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Ultrasonics Sonochemistry 9.7

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  超声辅助深共熔溶剂提取天蓝菌黄酮类化合物,优化参数为固液比32.97、温度68.74℃、时间101分钟、功率480.68W,显著提高提取率。体外实验显示其通过TLR4/NF-κB/GPX4通路抑制氧化应激和炎症反应,增强抗氧化酶活性;体内实验证明可改善CUMS小鼠抑郁样行为,提升血清5-HT、DA及BDNF水平,激活BDNF/TrkB/CREB通路,减轻海马神经元损伤。

  ### 一种基于超声辅助深共熔溶剂的高效提取方法及黄酮类化合物的抗抑郁作用研究

在现代科学研究中,植物提取物因其天然成分和多重生物活性而受到广泛关注。本研究聚焦于从植物 *Anchusa italica* Retz. 中提取黄酮类化合物,旨在优化提取方法,提高提取效率,并探讨其在治疗抑郁症方面的潜力。该植物,也被称为“Gav zaban”,在波斯语中具有特定的名称,并且在植物学分类中属于紫草科。在中国、叙利亚、伊朗、阿富汗等地区均有分布,传统上被 Kurdish 社区用于烹饪,而在中国的维吾尔族医学中则被视为心血管和脑血管疾病的常用草药。

黄酮类化合物是一类广泛存在于植物中的天然有机化合物,具有多种生理活性,包括抗氧化、抗炎、神经保护等。它们在许多水果、谷物和蔬菜中含量丰富,被认为可以通过多种机制防止或逆转压力对健康的影响。然而,传统的黄酮提取方法存在一些局限性,例如提取效率低、有机溶剂消耗大、资源浪费以及可能造成环境污染。因此,寻找一种更加高效、环保的提取方法成为当前研究的重点。

本研究采用了一种新的提取技术——超声辅助深共熔溶剂(DES)提取法。深共熔溶剂因其易合成、低成本、环境友好、低挥发性、高溶解能力和可回收性等特性,近年来受到越来越多的关注。超声波技术则利用声波的空化效应,增强细胞破裂,从而提高目标成分的释放效率。通过将这两种技术相结合,研究团队成功开发了一种新型的提取方法,不仅提高了黄酮类化合物的提取效率,还降低了对环境的影响。

研究团队首先通过单因素实验筛选出最佳的 DES 组合,其中 ChCl/BDO 以 1:5 的摩尔比,结合 10% 的水分含量,表现出最高的提取效率。随后,采用响应面法(RSM)进一步优化提取参数,包括固液比、温度、超声时间及超声功率。最终确定的最佳提取条件为:固液比 32.97、温度 68.74°C、提取时间 101 分钟、超声功率 480.68 W。这些参数使得黄酮提取量达到 5.938 mg/g,与预测值 5.919 mg/g 非常接近,说明该优化方法具有较高的准确性和可靠性。

在提取后的进一步处理中,研究团队使用 D101 大孔树脂进行纯化,最终获得总黄酮含量为 27.72% 的 TFAI 干粉,提取率达到了 2.2%。通过液相色谱-质谱联用技术(UPLC-Q-Exactive-MS/MS)和高效液相色谱(HPLC-DAD)对 TFAI 的化学成分进行了详细分析,鉴定出 17 种化合物,其中包括 9 种黄酮类物质,如 Nicotiflorin、Rutin、Kaempferol、Isorhamnetin、Quercetin 和 Astragalin,以及两种有机酸,如 Pinolenic acid 和 Caffeic acid。这些结果为后续的药理研究提供了重要的化学基础。

为了评估 TFAI 的抗抑郁效果,研究团队进行了体外和体内实验。在体外实验中,使用 LPS 刺激 BV2 小胶质细胞模型,评估了 TFAI 对炎症反应的影响。结果显示,TFAI 显著降低了 NO 的产生,同时提高了抗氧化防御标志物如 SOD、GSH 和 GSH-Px 的水平,并减少了氧化应激标志物如 MDA 和 ROS 的含量。此外,TFAI 还能够提升 BDNF 的表达,这一结果提示其可能通过调节 TLR4/NF-κB/GPX4 信号通路发挥神经保护作用。

在体内实验中,研究团队建立了慢性不可预测温和应激(CUMS)模型,以模拟抑郁症的病理特征。结果显示,TFAI 在 4 周的口服给药后,显著改善了 CUMS 小鼠的抑郁样行为,包括提升多巴胺和血清素水平,以及恢复海马区的 BDNF 表达。这些行为学测试和分子生物学分析表明,TFAI 具有显著的抗抑郁作用,并且其效果与传统抗抑郁药物如氟西汀相似,甚至在某些指标上表现出更好的恢复效果。

本研究还探讨了 TFAI 在抑郁症中的潜在机制。通过免疫组化分析,发现 TFAI 能够显著提升 MEK1 和 p-CREB 的表达,表明其可能通过激活 BDNF/TrkB/CREB 信号通路来发挥神经保护作用。同时,TFAI 还能够降低促炎因子如 NF-κB、IL-1β 和 TNF-α 的表达,从而减轻神经炎症反应。这些发现不仅为 TFAI 的抗抑郁作用提供了科学依据,也为其在抑郁症治疗中的应用提供了新的思路。

在讨论部分,研究团队指出,抑郁症的发病机制与氧化应激、神经炎症和神经可塑性损伤密切相关。黄酮类化合物通过调节这些关键通路,可能在抗抑郁治疗中发挥重要作用。本研究不仅验证了 TFAI 的抗抑郁潜力,还揭示了其通过抑制铁死亡和神经炎症,进而改善抑郁样行为的可能机制。这些结果为进一步研究黄酮类化合物在抑郁症治疗中的应用提供了重要的理论支持和实验依据。

研究的局限性也得到了充分讨论。虽然本研究在体外和体内均验证了 TFAI 的抗抑郁效果,但关于其在铁死亡和炎症信号通路中的具体作用机制仍需进一步深入研究。此外,TFAI 在实际应用中的安全性、长期效果以及与其他药物的协同作用也值得关注。

综上所述,本研究通过结合超声辅助深共熔溶剂提取技术,成功优化了 *Anchusa italica* Retz. 黄酮类化合物的提取方法,不仅提高了提取效率,还减少了对环境的影响。体外和体内实验均表明,TFAI 具有显著的抗抑郁作用,可能通过调节 TLR4/NF-κB/GPX4 和 BDNF/TrkB/CREB 信号通路实现。这些发现不仅为 TFAI 的药理研究提供了新的视角,也为开发天然抗抑郁药物提供了重要的参考价值。未来的研究应进一步探索 TFAI 在抑郁症治疗中的具体机制,以及其在临床应用中的潜力。
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