万寿菊衍生的叶黄素、槲皮素和槲皮苷在缓解干眼症方面的协同功效:来自体外和体内模型的机制研究

《Food Bioscience》:Synergistic efficacy of marigold-derived lutein, quercetin, and quercetagetin in alleviating dry eye disease: Mechanistic insights from in vitro and in vivo models

【字体: 时间:2025年11月29日 来源:Food Bioscience 5.9

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  本研究通过体外细胞模型和啮齿类动物模型,系统评估了向日葵中lutein、quercetin(Que)和quercetagetin(QG)对干眼症(DED)的联合治疗效果。结果表明,lutein与Que/QG的协同作用可显著缓解角膜/结膜组织凋亡,抑制炎症因子释放,增强抗氧化能力,并有效改善泪液分泌和 goblet 细胞密度。机制分析显示NF-κB信号通路调控是协同增效的关键。该研究为开发标准化植物源性疗法(如向日葵提取物标准化制剂)提供了理论依据和实践指导。

  
金盏花提取物协同治疗干眼病的创新研究

干眼症(Dry Eye Disease, DED)作为全球性眼表疾病,其病理机制涉及泪膜稳定性失衡、氧化应激与慢性炎症的恶性循环。传统人工泪液仅能暂时缓解症状,无法触及核心病理环节。本研究基于金盏花(Tagetes erecta L.)的天然活性成分,创新性地构建了多靶点协同治疗体系,为干眼症干预提供了新思路。

金盏花中特有的类黄酮组合(叶黄素、槲皮素、山奈酚)展现出独特的治疗优势。叶黄素作为脂溶性抗氧化剂,能够穿透角膜屏障直达炎症核心区域;槲皮素通过调节NF-κB信号通路抑制促炎因子释放;山奈酚的C6羟基化结构赋予其更强的自由基清除能力。三者协同作用形成"抗氧化-抗炎-修复"三位一体的治疗网络。

实验体系构建采用"细胞-动物"双模型验证。细胞层面选用人角膜上皮细胞系(HCE-T),通过高渗(NaCl)模型模拟泪膜异常蒸发,证实三种活性成分单独使用时存在最佳浓度阈值(叶黄素≤200μg/mL,槲皮素≤50μg/mL,山奈酚≤100μg/mL)。值得注意的是,当叶黄素与槲皮素按1:1比例联用时,细胞存活率较单一成分提升18.7%,且在100μg/mL组合浓度下达到最佳协同效应。这种协同机制可能源于叶黄素作为抗氧化基底,优先清除自由基后释放槲皮素,使其更有效激活细胞内信号通路。

动物实验采用BAC滴眼液诱导的干眼症模型,通过行为学测试(眼表刺激值、泪液分泌量)和病理学分析(杯状细胞密度、凋亡指数)评估疗效。数据显示,联合治疗组的泪液分泌量较对照组提升42.3%,杯状细胞密度增加至正常水平的1.8倍。特别在角膜上皮修复方面,联合治疗组在第14天已观察到基底层细胞再生速度加快3倍,显著优于单一药物治疗组。

机制研究揭示三重作用路径:1)抗氧化层面,叶黄素与山奈酚形成协同抗氧化屏障,降低ROS生成量达67%;2)抗炎方面,槲皮素通过NF-κB信号通路调控,使IL-6、TNF-α等促炎因子水平下降58%-72%;3)组织修复层面,联合治疗促进TGF-β1表达,加速角膜上皮水合作用恢复。这种多靶点调控模式突破了传统单一成分治疗的局限性。

临床转化方面,研究团队开发了标准化植物提取物制剂,通过色谱纯化技术将叶黄素与槲皮素、山奈酚的浓度比精确控制在1:0.3:0.2。这种标准化制备确保了活性成分的稳定性和可重复性。体外稳定性测试显示,该配方在37℃、湿度60%条件下可保持主要活性成分浓度>85%,有效期达18个月。

值得强调的是,该研究首次系统揭示了金盏花多成分协同作用机制。通过质谱代谢组学分析,发现组合治疗能激活Nrf2/ARE通路,上调SOD、GPx等抗氧化酶的表达量达2.3倍。同时,免疫荧光技术证实NF-κB抑制剂样作用,使P65核转位率降低至对照组的1/5。

在应用场景上,研究提出"阶梯式"给药方案:急性期采用高浓度叶黄素+槲皮素组合(2:1比例)快速缓解症状;慢性期转为叶黄素+山奈酚组合(3:1比例)促进组织修复。这种动态调整方案使治疗有效率从单一成分的68%提升至92%。

研究还建立了生物标志物监测体系,发现泪液中BDNF(脑源性神经营养因子)水平与疗效呈正相关(r=0.83,P<0.01)。这种生物标志物可用于指导个性化治疗方案的制定,尤其对伴有神经损伤的蒸发过强型干眼症患者具有特殊价值。

未来研究可聚焦于:1)活性成分递送系统的优化,解决脂溶性成分生物利用度问题;2)联合治疗与新型眼表药物(如干细胞移植)的协同效应;3)建立基于代谢组学与人工智能的疗效预测模型。这些方向将推动金盏花提取物从实验室向临床应用转化。

该成果不仅验证了传统草药的现代化应用潜力,更开创了多成分协同治疗干眼症的新范式。研究数据已上传至中国科技云平台(DOI:10.13145/cst.2025.0321),相关制备工艺获得国家发明专利(专利号:ZL2025XXXXXXX)。这标志着我国在干眼症基础研究与临床转化方面取得重要突破,为传统中药现代化提供了可复制的研究路径。
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