天芥菜碱的季节性与器官特异性分布：Heliotropium sarmentosum中吡咯里西啶生物碱的动态防御策略与药用风险

为解决传统草药Heliotropium sarmentosum中吡咯里西啶生物碱（PAs）的毒性风险与分布规律问题，研究人员通过GC-MS和1H NMR技术，首次鉴定18种PAs（16种为新发现），揭示其季节性（13.4–251.5 μg/g）与器官特异性（根>果实>茎叶）积累特征，为药用安全性与植物防御机制研究提供关键数据。

　　

研究背景与意义
吡咯里西啶生物碱（PAs）是广泛存在于Boraginaceae等植物中的天然毒素，具有肝毒性、致癌性及致畸性。尽管Heliotropium sarmentosum（天芥菜属）在东南亚被用作解毒和抗炎草药，但其PAs成分的分布规律与毒性风险长期未被系统研究。此前仅知叶片含supinine等少量PAs，而植物如何动态调控PAs以应对环境威胁仍是未解之谜。

研究设计与方法
中国台湾的研究团队采集了18份H. sarmentosum样本（包括四季全株及根、茎、叶、花、果实），通过酸性提取结合强阳离子交换固相萃取（SCX-SPE）纯化，利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）和核磁共振氢谱（¹H NMR）技术，定量分析了PAs的组成与含量动态。

研究结果

1. PAs鉴定与结构特征：共鉴定18种PAs，其中16种为首次报道。9-Angeloylretronecine（6）通过¹H NMR确认为主要成分（δ 6.17 ppm为H-13特征峰），其开放链单酯结构（m/z 237，基峰93）与7位异构体（基峰80）形成鲜明对比。
2. 季节性波动：总PAs含量在根中最高（冬季160.5 μg/g，春季达251.5 μg/g），而果实从秋季至冬季激增至186.3 μg/g，显示根部作为PAs“储备库”的季节性调配功能。
3. 器官特异性分布：根中富集7-angeloylretronecine（5）和isohemijunceine（15），茎以intermedine（16）和lycopsamine（17）为主，果实则兼具5、6、15-17，表明针对不同器官的差异化防御策略。

结论与意义
该研究揭示了H. sarmentosum通过动态分配PAs（如冬季将根部PAs转运至果实）抵御植食性威胁的生态策略，同时警示其1,2-不饱和PAs含量远超欧盟标准（400 μg/kg）。成果发表于《Biochemical Systematics and Ecology》，为传统草药安全性评估与植物化学防御研究提供了范式。