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为探究海滨独行菜(Cakile maritima)提取物的药用价值,研究人员对其进行抗氧化、化学成分分析及分子对接研究。结果表明,提取物有显著抗氧化活性,含多种活性成分,部分成分对癌细胞有抑制作用。该研究为开发新的治疗药物提供了依据。
氧化在生物过程中至关重要,但过多的氧化反应会导致活性氧(ROS)产生过多,打破细胞内的氧化还原平衡。ROS 的过量积累会破坏细胞结构和 DNA,进而引发如糖尿病、癌症和心血管疾病等多种慢性疾病。目前,合成抗氧化剂虽能缓解氧化损伤,却存在潜在致癌风险,因此人们将目光投向天然抗氧化剂,而植物正是天然抗氧化剂的重要来源。海滨独行菜(Cakile maritima)作为一种生长在沿海环境的植物,对其进行研究有助于挖掘新的天然抗氧化剂和潜在药物。
来自土耳其、沙特阿拉伯、印度等多个国家研究机构的研究人员,对海滨独行菜地上部分的甲醇提取物展开研究。他们分析了提取物的抗氧化活性、植物化学成分,进行了分子对接研究,预测了化合物的吸收、分布、代谢、排泄(ADME)特性、类药性质以及对肿瘤和非肿瘤细胞系的细胞毒性。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:首先是植物提取技术,将海滨独行菜地上部分洗净、干燥、研磨后用甲醇提取;其次是利用气相色谱 - 质谱联用(GC-MS)和高效液相色谱(HPLC)技术对提取物的化学成分进行分析;再者通过分子对接技术研究化合物与 KEAP1-NRF2 蛋白 - 蛋白相互作用;最后使用相关软件预测 ADME 性质和细胞毒性。
研究结果
- 植物化学研究和抗氧化活性:通过实验测定了海滨独行菜甲醇提取物的抗氧化活性及植物化学成分含量。DPPH 自由基清除活性的 IC50值为 642.52 ± 29.68 mg/mL,FRAP 自由基清除活性为 1093.89 ± 17.68 mg/mL,亚铁离子螯合活性的 IC50值为 68.51 ± 1.53 mg/mL。总酚含量为 32.23 ± 1.97 mg GAE/g 提取物,总黄酮含量为 32.02 ± 5.64 mg QE/g 提取物,总黄烷醇化合物含量为 2.67 ± 0.94 mg QE/g 提取物。这些结果表明海滨独行菜提取物具有显著的抗氧化活性和植物化学潜力1。
- GC-MS 鉴定提取物成分:GC-MS 分析揭示了提取物中主要化合物的化学特征。含量最高的是 1H - 咪唑 - 4,5 - 二甲基,占 9.94%,其次是二脱水甘露醇,占 8.84%。此外,还鉴定出 3 - 呋喃甲醇、吡啶等多种化合物,这些化合物在制药、生物技术、有机合成等领域具有潜在应用价值2。
- HPLC 鉴定提取物成分:HPLC 分析显示提取物中含有丰富的酚类和黄酮类化合物。酚类中,没食子酸(407.93 mg/L)和焦性没食子酸(579.9 mg/L)含量最高;黄酮类中,芦丁(219.6 mg/L)和表儿茶素(86.3 mg/L)是主要成分。这些化合物为提取物的抗氧化能力和生物活性做出重要贡献3。
- 分子对接研究:对提取物中各种化合物与靶蛋白 6ZEZ 的结合相互作用进行分子对接研究。结果显示,芦丁的结合亲和力最强(ΔG = -9.1 kcal/mol),吡啶最弱(ΔG = -3.6 kcal/mol)。不同化合物的结合效率和疏水性因结构和理化性质而异,芦丁等多酚类化合物结合能力强,而吡啶等小分子结合亲和力较弱4。
- ADME 和类药性质预测:对提取物中植物化学成分的急性毒性进行多维度分析。LD50值表明不同成分毒性差异大,从低毒的芦丁(5000 mg/kg,毒性等级 5)到高毒的二脱水甘露醇(8 mg/kg,毒性等级 2)。同时发现不同化合物存在肝毒性、神经毒性、肾毒性等多种潜在毒性,部分化合物还具有致癌性等风险56。
- 细胞毒性预测:对提取物中化合物对肿瘤和非肿瘤细胞系的细胞毒性进行计算机模拟预测。结果显示,吡啶对 Hs 683 少突胶质细胞瘤细胞系(脑胶质瘤)具有高细胞毒性活性(PA = 0.809,PI = 0.004);二脱水甘露醇对多种癌细胞系如 HT - 29 结肠腺癌、A549 肺癌等都有较高活性。不同化合物对不同癌细胞系的细胞毒性表现出多样性78。
研究结论与讨论
该研究表明海滨独行菜提取物具有较强的抗氧化活性、丰富的植物化学成分和显著的生物潜力。芦丁作为 KEAP1 - NRF2 蛋白 - 蛋白相互作用的有效抑制剂,具有较高的结合亲和力,在调节与氧化应激相关疾病方面具有潜在价值。细胞毒性预测结果显示提取物中的部分化合物对胶质瘤和结肠腺癌等多种癌症具有显著的抗肿瘤潜力,这为癌症研究提供了新的方向。然而,研究也发现部分化合物存在一定毒性风险,在开发利用海滨独行菜提取物时需要谨慎评估。该研究为进一步探索海滨独行菜提取物作为生物活性化合物来源用于治疗相关疾病奠定了基础,未来可在此基础上开展更多深入研究,以充分挖掘其药用价值。