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为解决合成抗炎药耐药及副作用问题,研究人员开展垂序马缨丹(Duranta erecta Linn.)叶抗炎成分的生物活性导向分离及分子模拟研究。结果发现其提取物对 5-LOX 和 COX-2 有双重抑制作用,这为开发新型 COX-2 抑制剂提供了可能,具有重要意义。
在人体这个奇妙的 “小宇宙” 里,炎症就像一个不安分的 “捣蛋鬼”。要是它一直不消停,像炎症性肠病、动脉粥样硬化、关节炎、癌症还有支气管哮喘这些麻烦事儿就会找上门来。目前,主流的非甾体抗炎药(NSAIDs)虽然能抑制环氧化酶(COX),减少炎症介质的产生,但 COX - 1 抑制剂容易引发胃肠道不适和肾损伤等副作用,像罗非昔布(Rofecoxib ,商品名 Vioxx?)这种选择性 COX - 2 抑制剂,也因为会增加心脏病发作风险而退市。而且,抑制 COX 可能会让花生四烯酸代谢途径转向,使促炎的白三烯(LTs)生成增加,抵消抗炎效果。所以,寻找能同时抑制 COX - 2 和 5 - 脂氧合酶(5 - LOX)的天然化合物就成了科研人员的重要目标。
埃及多个大学的研究人员对垂序马缨丹(Duranta erecta Linn.)展开了深入研究,相关成果发表在《BMC Complementary Medicine and Therapies》上。这项研究意义重大,它为开发新型、有效的 COX - 2 抑制剂提供了新方向,有望减少传统抗炎药的副作用,为炎症相关疾病的治疗带来新希望。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:一是生物活性导向分离技术,从垂序马缨丹叶中分离活性成分;二是光谱技术,利用 ESI - MS、1H - NMR 和 13C - NMR 等确定化合物结构;三是体外抗炎实验,检测提取物及化合物对 COX - 1、COX - 2 和 5 - LOX 的抑制活性;四是计算机模拟技术,进行分子对接、动力学模拟和 ADME 性质建模分析。
研究结果
- COX - 1、2 和 5 - LOX 抑制实验:垂序马缨丹叶粗提物及部分组分对 COX 有抑制作用,且对 COX - 2 的抑制更强。生物活性导向分离得到了 Duranterectoside A(1)、lamiide(2)和 apigenin 4’,7 - 二甲基醚(3)。这三种化合物对 COX - 2 和 5 - LOX 均有抑制活性,表明它们具有潜在的抗炎作用。
- 分离化合物的光谱数据:通过光谱分析确定了三种化合物的结构。Compound 2 为白色粉末,是一种环烯醚萜苷类化合物;Compound 1 也是环烯醚萜苷类,是 lamiide 的 7 - O - 反式异阿魏酸酯;Compound 3 为黄色粉末,是一种黄酮类化合物。
- 体外抗炎实验:研究发现,Iridoids 类化合物(如 Duranterectoside A 和 lamiide)具有多种药理活性,包括抗炎等。Apigenin 4’,7 - 二甲基醚也有较强的抗炎能力。这三种化合物的抗炎活性主要通过选择性抑制 COX - 2,同时对 5 - LOX 也有潜在抑制作用来实现。
- 计算机模拟研究
- 分子对接:利用 Discovery Studio 4.0 软件进行分子对接研究,以塞来昔布(celecoxib)和没食子儿茶素(gallocatechin)为参考化合物。结果显示,Compound 1 与 COX - 2 的关键氨基酸形成多个氢键,且其对接分数高于参考化合物,这解释了它较强的抑制作用。
- 标准动态模拟:对 COX - 2 进行分子动力学模拟,发现与 Compound 1 结合后,COX - 2 的 RMSD(均方根偏差)波动减小,RMSF(均方根波动)降低,总能量更稳定,表明 Compound 1 能稳定 COX - 2 的结构,增强其抑制作用。
- 计算机预测 ADME 研究:运用 Discovery Studio 4.0 软件计算化合物的 ADME 参数。结果表明,Compound 1 和 2 不能穿过血脑屏障,肠道吸收有限,但具有良好的水溶性,且预测不会抑制 CYP2D6 酶;Compound 3 能穿过血脑屏障,具有高吸收性。
研究结论和讨论部分指出,垂序马缨丹植物提取物对 5 - LOX 和 COX - 2 有显著的双重抑制作用,这不仅有望提升其抗炎效果,还可能减少 NSAIDs 常见的胃肠道副作用。然而,要全面评估 Compound 1 和 2 的抗炎潜力,还需要进一步开展体内疗效试验和药代动力学评估。这些化合物展现出了良好的生物利用度,且无中枢神经系统(CNS)副作用,为开发新型、有效的 COX - 2 抑制剂提供了有力支持。未来的研究将聚焦于这些化合物在炎症相关疾病治疗中的实际效果,比如控制肺部炎症或作为抗关节炎药物的潜力,有望为相关疾病的治疗开辟新的道路,为患者带来更多的治疗选择和希望。