黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)的神经元树突复杂度以及对压力诱导的抑郁状态的抵抗力会因使用Withania somnifera中的生物碱而得到增强

《Journal of Ethnopharmacology》:Mouse neuronal dendritic complexity and resilience to stress-induced depression in Drosophila melanogaster are enhanced by Withania somnifera alkaloids.

【字体: 时间:2025年11月24日 来源:Journal of Ethnopharmacology 5.4

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  本研究通过分离阿育韦根(Withania somnifera)水提物,发现其极性分数能显著增强小鼠原代海马神经元树突复杂性,并缓解果蝇压力诱导的行为障碍。质谱分析证实乙酰托品(acetyltropine)是主要活性成分,而非传统认为的Withanolides。通过LC-HRMS/MS和LC-MRM-MS方法验证了乙酰托品在WS中的存在及其生物活性。分隔符

  本研究聚焦于一种传统草药——Withania somnifera(WS,俗称印度人参或Ashwagandha)的生物活性成分,探讨了其对小鼠神经元树突复杂度及果蝇压力相关行为的影响。尽管WS在传统医学中被广泛使用,并且其主要活性成分通常被认为是Withanolides类化合物,但本研究首次发现,其中的生物碱类化合物,特别是acetyltropine,可能在调节神经保护和抗压效应中发挥重要作用。研究结果表明,WS的水提取物及其极性部分显著提高了小鼠海马神经元的树突复杂度,并改善了果蝇在压力下的行为表现,而富含Withanolides的非极性部分则没有这种效果。这表明,除了已知的Withanolides之外,WS中的其他成分,如生物碱,可能在其中扮演重要角色。

WS作为Ayurvedic医学中的“rasayana”(延年益寿草药),其传统用途包括缓解失眠、改善记忆力、增强身体和神经系统功能等。近年来,随着人们对自然疗法和补充剂的兴趣增加,WS的商业化产品在欧美市场迅速增长。这些产品通常被宣传为适应原(adaptogen),能够帮助身体适应压力。然而,关于WS的生物活性成分,现有的研究主要集中在Withanolides上,而对其他可能的活性成分,如生物碱,了解有限。因此,本研究通过系统地分析WS的提取物和其不同组分,试图识别哪些成分在调节神经功能和抗压行为方面具有生物活性。

研究团队首先从WS的根部制备了两种提取物:一种是水提取物(WSAq),另一种是水-乙醇混合提取物(WSE)。随后,他们对这些提取物进行了分馏,得到极性、非极性和乙醇不溶性组分。通过使用液相色谱与高分辨率质谱(LC-HRMS/MS)技术,对这些组分的化学组成进行了分析。研究发现,WS的水提取物和其极性组分显著增强了小鼠海马神经元的树突复杂度,并改善了果蝇在压力下的行为表现,而富含Withanolides的非极性组分则没有类似效果。这表明,WS的极性组分可能含有其他具有生物活性的化合物,而不仅仅是Withanolides。

进一步的分析显示,极性组分中包含多种生物碱,其中acetyltropine被确认为WS根部的主要生物碱成分。通过2D-NMR和LC-MRM-MS等技术,研究团队能够区分acetyltropine与其同分异构体acetyl exotropine。这些技术的应用使得研究人员能够精确地识别和量化极性组分中的生物碱含量,为后续的生物活性研究提供了重要依据。

在果蝇的实验中,研究团队测试了不同组分对压力诱导行为的影响。他们发现,WS的水提取物和其极性组分在果蝇中表现出显著的抗压作用,而富含Withanolides的非极性组分则没有类似效果。此外,通过测试acetyltropine及其同分异构体,研究人员确认了acetyltropine在调节果蝇压力行为中的作用。这些发现进一步支持了WS中生物碱类化合物可能在抗压和神经保护方面发挥重要作用。

在小鼠神经元实验中,研究人员观察到WS的水提取物和极性组分显著增加了神经元的树突复杂度,而富含Withanolides的非极性组分则没有这种效果。这表明,WS的极性组分可能含有其他促进神经生长的活性成分。通过LC-HRMS/MS分析,研究团队发现这些极性组分中不含Withanolides,但含有大量生物碱类化合物。这一结果为WS的生物活性提供了新的视角,并提示了需要进一步研究其他可能的活性成分。

研究还指出,WS中的生物碱类化合物可能具有不同的生物活性机制。例如,acetyltropine在果蝇中表现出抗压作用,而在小鼠神经元中促进树突复杂度。这表明,生物碱可能通过不同的途径影响神经功能和行为。此外,研究团队发现,某些组分虽然含有较高的acetyltropine含量,但在生物活性测试中表现不佳,这可能意味着其他成分与acetyltropine之间存在相互作用,如协同或拮抗效应。

本研究的结果强调了WS中生物碱类化合物的重要性,并建议未来的研究应进一步探索这些成分的生物学作用。通过将化学分析与生物活性测试相结合,研究人员能够更准确地识别具有生物活性的成分,并为WS的标准化和药理学研究提供基础。此外,研究还指出,尽管WS的生物碱含量较低,但它们在调节神经功能和抗压行为方面可能具有显著的潜力。

WS的广泛使用也引发了对其安全性和有效性的关注。由于其作为补充剂的流行,研究其长期影响和潜在副作用变得尤为重要。研究团队提到,虽然一些生物碱如atropine和scopolamine具有抗胆碱能作用,但这些特性也可能导致不良反应,尤其是在高剂量或特定条件下。因此,在开发WS相关产品时,需要平衡其生物碱含量与潜在的副作用风险。

本研究不仅为WS的药理学研究提供了新的方向,也为天然产物的开发和应用提供了重要的参考。通过揭示WS中除了Withanolides之外的其他活性成分,如生物碱,研究人员为理解其传统医学应用的科学基础提供了依据。同时,研究结果也支持了对WS其他活性成分的进一步研究,以优化其在不同健康问题中的应用效果。

此外,研究团队还讨论了WS的地理分布和生长阶段对其化学组成的影响。WS的生物碱含量可能因生长环境和采集时间的不同而有所变化,这可能影响其药效。因此,在开发和使用WS产品时,需要考虑这些因素,以确保其成分的一致性和有效性。

综上所述,本研究通过系统的实验设计和先进的分析技术,揭示了WS中生物碱类化合物在调节神经功能和抗压行为中的潜在作用。这些发现不仅拓展了对WS生物活性成分的理解,也为未来的药理学研究和产品开发提供了新的思路。研究团队建议,未来的研究应进一步探索这些成分的具体作用机制,并评估其在人体中的应用潜力。
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