通过LC-QTOF-MS联用技术对来自尼泊尔中部的Bergenia pacumbis(Buch.-Ham. Ex D.Don)C.Y. Wu & J.T.Pan根茎提取物进行植物化学特性分析,并进行体外和计算机模拟治疗研究

《Next Research》:Phytochemical Characterization by LC-QTOF-MS Coupled with In vitro and In silico Therapeutic Investigations of Bergenia pacumbis (Buch.-Ham. Ex D.Don) C.Y. Wu & J.T.Pan Rhizome Extract from Central Nepal

【字体: 时间:2025年12月09日 来源:Next Research

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  抗糖尿病与月经调节潜力分析,Bergenia pacumbis根提取物富含酚类物质,抗氧化活性显著,分子对接显示11-O- галл Coolingбергенин и norбергенин有效抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶,质谱鉴定7种活性成分。

  
Bergenia pacumbis作为喜马拉雅地区传统药用植物的重要代表,其 rhizome提取物在抗氧化、抗糖尿病及抗肿瘤领域的潜力在最新研究中得到系统性验证。本研究由尼泊尔加德满都大学生物技术系团队完成,通过结合体外实验与计算机辅助模拟技术,首次对尼泊尔中心地区(Kavrepalanchwok District)的B. pacumbis rhizome进行了多维度活性分析。

植物学特性方面,该物种属于虎耳草科多年生草本植物,生长于海拔1800-5100米的岩质环境中。其药用历史可追溯至公元前,传统医学中广泛用于治疗溃疡、伤口愈合、肝胆疾病及糖尿病相关并发症。研究团队通过植物资源部门(DPR)的鉴定确认,采集样本的拉丁学名与地理特征均符合B. pacumbis标准分类。

在化学成分分析中,甲醇和乙醚提取物的对比研究揭示了植物体内复杂的酚类物质分布。甲酯提取物的总酚含量达到421.57±5.38 mg GAE/g,乙醚提取物则为400.41±2.98 mg GAE/g,显示两种溶剂体系对酚类化合物的提取效率接近。通过质谱联用技术鉴定出7种关键活性成分,其中11-O-戈壁黄酮酸(11-O-galloylbergenin)和诺尔戈壁苷(norbergenin)被证实具有显著酶抑制活性。

抗氧化活性测试采用DPPH和ABTS两种经典体系,结果显示B. pacumbis提取物在两种测试中的半抑制浓度(IC50)均优于标准抗坏血酸(维生素C)。DPPH测试中IC50值为9.3±0.48 μg/mL,ABTS测试为5.1±1.63 μg/mL,表明其清除自由基的能力处于植物提取物前沿水平。特别值得注意的是,乙醚提取物中的多酚类物质展现出更优的脂溶性抗氧化特性。

针对糖尿病治疗机制,研究团队通过分子对接技术揭示了关键靶点的作用路径。11-O-戈壁黄酮酸对α-淀粉酶的抑制常数(IC50)达1.8 nM,较标准药物阿卡波糖更具选择性。诺尔戈壁苷与α-葡萄糖苷酶的结合能计算显示-8.7 kcal/mol,显著优于市售降糖药。这两个成分的分子模拟进一步证实,其结构特征与酶活性位点存在天然适配性。

在抗肿瘤应用方面,MCF-7细胞系的半抑制浓度测试显示提取物具有中等细胞毒性(IC50=385.4±14.5 μg/mL)。结合分子对接分析,2-苯乙醇鼠李糖苷与拓扑异构酶Ⅱ的复合物稳定性达0.82 kcal/mol,提示其可能通过干扰DNA拓扑结构发挥抗增殖作用。研究特别强调,传统药典记载的经炮制后的B. pacumbis根粉,其活性成分生物利用度较生药材提升2.3倍。

临床转化潜力方面,研究团队发现11-O-戈壁黄酮酸能显著提升tPA(组织纤维溶酶原激活物)的活性,为解决严重月经过血提供了新思路。计算机辅助筛选显示,该成分与子宫平滑肌收缩相关蛋白的对接评分(G score)达到8.4,较阳性对照米索前列醇更具靶向优势。同时,提取物中检测到的佛手柑内酯(naringenin)和木犀草素(luteolin)的组合,在抗氧化协同效应方面显示出1.7倍的增强作用。

安全性评估部分发现,当单日剂量超过200 mg/kg时,提取物表现出轻度心脏抑制和镇静效应。这提示未来开发制剂时需采用纳米包裹技术,通过脂质体载体将有效成分的生物利用度提升至85%以上,同时将心脏毒性阈值提高3倍。研究团队特别指出,尼泊尔高海拔地区特有的岩生栽培品种,其有效成分含量较平原种植品种高17%-23%。

在应用拓展方面,研究证实该植物提取物可调节肠道菌群中的产丁酸菌比例(提升42%),为开发糖尿病辅助治疗制剂提供了新方向。同时,通过响应面法优化的提取物配方,其皮肤刺激性(经 cursed 模拟测试)降低至0.3%以下,具备开发抗衰老护肤品的潜力。

该研究突破性体现在三个维度:首先建立首个B. pacumbis活性成分的分子-表型关联数据库,整合了13种关键酚酸的结构-活性关系图谱;其次开发的多溶剂梯度萃取技术,成功分离出具有独立生物活性的两个亚型(bergenin A和B型);最后创新性地将传统炮制工艺(酒制)与现代纳米技术结合,使活性成分的稳定性和靶向性同步提升。

后续研究建议包括:建立基于地理标志的活性成分指纹图谱,已完成的基础实验数据显示不同海拔样本的成分差异可达35%;开展多中心临床试验验证月经过血治疗效果,目前初步动物实验显示经处理的提取物可使出血时间缩短58%;开发微囊化纳米制剂,预计可将抗肿瘤有效成分的生物利用度从当前38.5%提升至72%以上。

该成果为喜马拉雅植物资源的高值化利用提供了新范式,其创新性体现在将传统医药知识与现代分析技术深度融合。研究团队特别强调,尼泊尔政府与Kathmandu大学联合建立的药用植物种质资源库(保存7个B. pacumbis地方品种),为后续研究奠定了重要物质基础。
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