索科特拉树叶提取物的生物活性、UHPLC-MS植物化学谱及计算研究揭示其抗炎与抗癌潜力

《Scientific Reports》：Biological activity, UHPLC-MS phytochemical profiling, and computational studies of the leaf extract of Acridocarpus socotranus

本研究针对传统药用植物Acridocarpus socotranus开展系统研究，通过UHPLC-MS分析首次鉴定出25种植物化学成分，发现其甲醇提取物对乙二醛酶I(Glo-I)具有显著抑制活性(IC500.27μg/mL)，对结直肠癌细胞展现特异性细胞毒性，并通过分子对接揭示了其与炎症介质tablysin-15的结合机制，为开发多靶点抗炎抗癌药物提供了新思路。

　　

在也门索科特拉岛这片生物多样性热点区域，生长着一种名为Acridocarpus socotranus Oliv.的特有植物，当地居民传统上使用其干燥叶片治疗风湿病和皮肤疾病。然而，这种植物的科学价值长期以来未被充分挖掘。随着现代医学对天然产物研究的深入，科学家开始关注这类传统药用植物中蕴含的治疗潜力。

酶抑制剂开发是药物发现的关键环节，特别是在治疗糖尿病、癌症、炎症和皮肤疾病等领域。酪氨酸酶(TYR)是黑色素合成的关键酶，其过度活性会导致色素沉着 disorders；黄嘌呤氧化酶(XO)在嘌呤代谢中催化尿酸生成，是痛风治疗的重要靶点；而乙二醛酶I(Glo-I)作为甲基乙二醛 detoxification 的关键酶，在多种癌症中过度表达。现有抑制剂虽然有效，但常伴随不良反应，迫切需要开发新型高效低毒的抑制剂。

在这项发表于《Scientific Reports》的研究中，来自也门、沙特阿拉伯、马来西亚和约旦的研究团队对A. socotranus叶片提取物进行了系统研究。他们采用UHPLC-MS技术进行植物化学成分分析，通过酶抑制实验评估生物活性，并利用计算生物学方法探索分子机制。

研究人员主要运用了几项关键技术：采用索氏提取法获得甲醇提取物；通过UHPLC-MS技术在负离子模式下进行植物化学成分鉴定；使用酶抑制实验测定对酪氨酸酶(包括单酚酶和双酚酶)、黄嘌呤氧化酶和乙二醛酶I的抑制活性；通过MTT法评估对结直肠癌(HCT116、SW480)、乳腺癌(MCF7、MDA-MB-231)和前列腺癌(PC3)细胞系的细胞毒性；利用分子对接技术研究植物化学成分与Glo-I(PDB ID: 3VW9)和tablysin-15(PDB ID: 3U3U)的相互作用。

Phytochemical composition

研究首次通过UHPLC-MS分析鉴定了25种化合物，涵盖生物碱、萜类、黄酮类、香豆素、苷类、甾体等七大类。总酚含量测定显示为95.6±4.90 mg GAE/g。特别值得注意的是，研究人员首次在该植物中发现了nigrifactin生物碱，该化合物此前仅从链霉菌属中分离得到。

Biological activity

酶抑制实验结果显示，提取物对Glo-I抑制活性最强(IC₅₀0.27μg/mL)，优于阳性对照myricetin(IC₅₀0.84μg/mL)。对酪氨酸酶单酚酶和双酚酶的IC₅₀值分别为125μg/mL和191.07μg/mL，对XO的IC₅₀为127.8μg/mL。细胞毒性实验表明，提取物对结直肠癌细胞SW480和HCT116的抑制作用显著(IC₅₀分别为146.3±10.9和259.7±12.1μg/mL)，而对乳腺癌和前列腺癌细胞系活性较低(IC₅₀>350μg/mL)。

Computational study

分子对接研究揭示了植物化学成分与靶点的相互作用机制。在Glo-I抑制方面，肉桂醛表现出最强结合力(-10.16 kcal/mol)，与活性位点的锌离子配位。研究发现，fluorenes、harmala生物碱和蛋氨酸衍生物也表现出较强的锌结合能力。

在抗炎机制研究中，研究人员发现植物化学成分能够与tablysin-15的类二十烷酸结合口袋相互作用，表现出 antagonist-like 活性。化合物Cpd6和Cpd23与His-130和His-53形成氢键和水介导接触，Cpd18靶向His-53，Cpd25与Lys-133结合，这些相互作用与已知拮抗剂相似。

Conclusion

本研究首次全面揭示了A. socotranus叶片提取物的化学组成和生物活性，证实其具有显著的Glo-I抑制活性和结直肠癌细胞毒性。分子对接结果表明，植物化学成分能够通过锌离子配位与Glo-I活性位点有效结合，同时通过拮抗剂样机制与炎症介质相互作用。这种双靶点作用机制使A. socotranus成为开发抗癌抗炎药物的潜在候选资源。特别是其对结直肠癌细胞的特异性毒性，与Glo-I抑制活性相呼应，为结直肠癌治疗提供了新思路。未来通过活性导向分离和结构优化，有望从中发现先导化合物，推动其向临床应用发展。