利用体外和计算机模拟方法研究Osbeckia octandra的抗氧化、抗炎酶抑制、神经保护及抗神经炎症活性：一项初步研究

《ACS Omega》：Investigating the Antioxidant, Pro-Inflammatory Enzyme Inhibitory, Neuroprotective, and Antineuroinflammatory Bioactives of Osbeckia octandra Using In Vitro and In Silico Approaches: A Pilot Study

抗氧化、抗炎酶抑制、神经保护与抗神经炎症潜力研究。通过冷提取法分离不同溶剂提取物，发现乙醚提取物在LOX抑制（IC50:36.21 μg/mL）、DPPH清除（IC50:42.29 μg/mL）和ORAC值（470.33 mg TE/g）方面最高。生物导向色谱分离得到casuarinin和lupeol，其中casuarinin（IC50:33.94 μg/mL）对LOX抑制活性最强，且具有显著的神经保护作用（10.7 μM时细胞存活率73.74%），还能剂量依赖性抑制神经炎症（NO抑制>50%）。计算生物学验证casuarinin通过氢键与LOX活性位点结合，但其进入活性口袋动力学受限。研究首次报道Osbeckia octandra叶提取物及单体化合物的多靶点抗炎与神经保护机制。

　　Osbeckia octandra 是一种独特的植物，属于 Melastomataceae 家族，是斯里兰卡特有的可食用植物，传统上被用于肝脏健康。研究揭示了 Osbeckia octandra 叶片中生物活性成分的潜力，这些成分表现出抗氧化、抗炎酶抑制、神经保护以及抗神经炎症等多种功能。这种植物在传统医学中一直被认为具有治疗肝脏疾病的作用，而这项研究则首次系统地评估了其在炎症调控和神经保护方面的潜在作用，从而进一步支持其作为天然药物候选者的地位。

### 抗氧化与抗炎酶抑制

抗氧化活性是许多植物药效的基础，因为氧化应激是多种疾病的关键诱因之一。研究中通过 DPPH 自由基清除和 ORAC 测定法对 Osbeckia octandra 的不同溶剂提取物进行了评估。其中，乙酸乙酯提取物表现出了最强的抗氧化潜力，其 IC50 值为 42.29 ± 1.29 μg/mL，ORAC 值为 470.33 ± 3.16 mg TE/g。这表明乙酸乙酯提取物在清除自由基和吸收氧自由基方面具有显著优势，这可能与其富含多种生物活性化合物有关。此外，该提取物还显示出对 lipoxygenase（LOX）的强效抑制作用，其 IC50 值为 36.21 ± 1.09 μg/mL，表明其在抗炎方面具有重要价值。

LOX 是一种重要的炎症介质，其在肝脏炎症中扮演关键角色。研究表明，LOX 的抑制作用可能通过减少炎症因子的释放，降低炎症反应，从而缓解肝脏损伤。这种作用可能与植物中的一些特定化合物有关，如 casuarinin 和 lupeol，它们在 LOX 抑制方面表现出显著的潜力。通过生物活性引导的分级提取和分离，研究进一步确认了这些化合物的结构和生物活性，为理解其作用机制提供了基础。

### 神经保护与抗神经炎症

除了对肝脏的保护作用，Osbeckia octandra 的生物活性还可能扩展到神经系统。研究发现，casuarinin 在神经炎症模型中表现出显著的抗神经炎症作用，特别是在小鼠微胶质细胞中，其在 13.3–213.3 μM 浓度范围内显示出超过 50% 的抑制效果。这种作用可能是通过抑制 NO 的产生来实现的，而 NO 是神经炎症中的关键炎症介质之一。此外，casuarinin 在 H2O2 诱导的 SH-SY5Y 神经母细胞瘤细胞中表现出显著的神经保护作用，其细胞存活率在 10.7 μM 时达到 73.74 ± 2.04%，在 106.7 μM 时达到 99.07 ± 1.43%。这表明 casuarinin 不仅具有抗炎作用，还可能通过减少氧化应激和细胞凋亡来保护神经细胞。

在细胞层面，神经保护和抗神经炎症的作用机制可能涉及多种途径。首先，自由基清除是这些化合物发挥神经保护作用的重要机制之一。其次，通过减少 ROS 的产生和抑制细胞凋亡相关信号通路，也可能起到保护作用。此外，一些研究表明，抗氧化剂能够通过调节细胞内的氧化还原状态，间接影响神经元的生存能力，这可能也是 casuarinin 发挥作用的一个方面。

### 分子结构与活性关系

为了进一步揭示这些化合物的活性，研究使用了多种分子结构分析技术，包括核磁共振（NMR）和红外光谱（IR）。这些技术不仅帮助确认了 casuarinin 和 lupeol 的化学结构，还提供了它们与酶活性关系的线索。例如，casuarinin 含有多个酚羟基和糖基团，这可能与其强效的抗氧化和抗炎活性有关。而 lupeol 的结构较为简单，含有一个羟基和多个碳链，可能更倾向于通过与酶的活性位点结合来发挥其作用。

此外，研究还采用了计算模拟和分子对接技术，以评估这些化合物在酶活性位点的结合能力。结果表明，尽管 lupeol 在活性位点结合上表现更优，但 casuarinin 由于其结构的复杂性和多样的氢键形成能力，可能在某些情况下表现出更广泛的生物活性。这种分子结构的多样性可能是其在多种生物系统中发挥作用的原因之一。

### 毒性与代谢稳定性

在研究这些化合物的潜在应用时，其毒性和代谢稳定性也是重要的考量因素。研究显示，casuarinin 和 lupeol 在正常细胞中均未表现出显著的细胞毒性，且在特定浓度下对细胞的存活率保持较高水平。这一发现表明，它们在体内可能具有良好的安全性和生物相容性，这为它们在制药和保健品领域的应用提供了理论支持。

同时，代谢稳定性分析表明，lupeol 的分子量较低，且其结构中含有多个氢键供体和受体，这可能影响其在体内的代谢过程。相比之下，casuarinin 的分子量较大，且其结构中的多个官能团可能使其在消化道中吸收困难，从而影响其生物利用度。然而，由于其强效的抗氧化和抗炎活性，casuarinin 仍被认为具有较高的研究价值。

### 传统医学与现代科学的结合

Osbeckia octandra 在斯里兰卡的传统医学中被广泛使用，主要用于肝脏健康。现代科学研究则进一步验证了其在抗氧化、抗炎酶抑制、神经保护和抗神经炎症方面的潜力。这表明，传统医学中的一些经验可能已经指向了某些有效的生物活性成分，而现代科学则提供了对其作用机制的深入理解。

研究还指出，由于 Osbeckia octandra 的传统用途主要集中在肝脏健康方面，因此进一步探索其在神经疾病和炎症相关疾病中的应用，可能为开发新的治疗策略提供新的方向。这些发现不仅为 Osbeckia octandra 的药用价值提供了科学依据，也为未来开发基于天然来源的药物提供了重要的线索。

### 结论

Osbeckia octandra 及其提取物和分离出的生物活性化合物在抗氧化、抗炎酶抑制、神经保护和抗神经炎症方面表现出显著的潜力。这些发现不仅支持了其在传统医学中的应用，还为现代药物开发提供了新的思路。尽管研究主要集中在体外模型上，但这些化合物的生物活性表明，它们在体内可能具有广泛的治疗价值。未来的研究需要进一步探讨其作用机制，特别是在细胞和动物模型中的表现，以及其在临床中的应用潜力。同时，对这些化合物的代谢动力学和药代动力学特性进行更深入的研究，将有助于更好地理解其在人体内的行为和作用效果。总的来说，Osbeckia octandra 作为一种天然来源的药物，具有广阔的前景，值得进一步深入研究和开发。