大麦叶植物成分的抗癌潜能:前列腺癌(DU-145)和皮肤癌(B16-F10)细胞系的新希望

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences 2.5

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  为探究大麦(Hordeum vulgare L.)叶的药用价值,研究人员开展其抗氧化、抗炎及细胞毒性研究。结果显示,大麦叶氯仿提取物(HSC)对皮肤癌毒性突出,含 16 种化合物,其中十八烯酸抑制丝裂原活化蛋白激酶(MAPK),或可用于皮肤癌治疗。

  癌症,这个二十一世纪的重大挑战,正以惊人的速度蔓延。据统计,每天约有 5370 例新癌症病例出现,每年有 611,720 人因癌症离世。当前的癌症治疗手段,如化疗,虽然在一定程度上对抗癌症,但却伴随着巨大的副作用,给患者带来沉重的身心负担。因此,寻找更安全、有效的替代治疗方法成为了科学界的迫切任务。
在这样的背景下,大麦(Hordeum vulgare)这种古老而又常见的谷物进入了研究人员的视野。大麦不仅是许多国家的主食,还含有丰富的营养成分和植物化合物,具有多种潜在的药用价值。此前研究发现,大麦含有多种植物甾醇、多酚等成分,这些成分在调节胆固醇水平、抑制炎症反应、对抗癌症等方面可能发挥重要作用。然而,对于大麦叶在抗癌方面的具体功效和作用机制,还缺乏深入的研究。

为了填补这一空白,来自印度多所高校(Maharshi Dayanand University、Chitkara University、Pandit Bhagwat Dayal Sharma University of Health Sciences、Maharishi Markandeshwar (Deemed to be University))的研究人员开展了一项全面的研究。他们聚焦于大麦叶,深入探究其抗氧化、抗炎和细胞毒性特性,旨在揭示大麦叶中具有抗癌潜力的植物成分,为癌症治疗提供新的思路和方法 。该研究成果发表在《Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences》杂志上。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先,通过索氏提取法(Soxhlation)和浸渍法(maceration),使用石油醚、氯仿、水醇和水等不同溶剂,制备了 8 种大麦叶提取物。其次,采用 2,2 - 二苯基 - 1 - 苦基肼基(DPPH)法评估提取物的抗氧化活性;通过蛋白质变性、抗蛋白酶和抗脂氧合酶等实验测定其抗炎活性;利用磺基罗丹明 B(SRB)法检测提取物对前列腺癌(DU-145)和皮肤癌(B16-F10)细胞系的细胞毒性。此外,运用高效薄层色谱(HPTLC)和气相色谱 - 质谱联用(GC-MS)技术分析活性提取物中的植物成分,并借助分子对接和分子动力学模拟(MD simulation)研究化合物与靶点的相互作用。

下面来看具体的研究结果:

  • 抗氧化活性:研究人员利用 DPPH 法对 8 种提取物进行抗氧化活性检测。结果显示,在所有提取物中,大麦叶索氏提取水醇提取物(HSHA)表现出最强的抗氧化能力,且呈剂量依赖性。这表明 HSHA 可能含有较多能够有效清除自由基的成分,对保护细胞免受氧化损伤具有重要作用。
  • 抗炎活性:在蛋白质变性实验中,大麦叶索氏提取氯仿提取物(HSC)展现出最强的抑制蛋白质变性的能力,且随着浓度增加,抑制效果增强。在抗蛋白酶实验中,HSC 同样表现突出,能显著抑制蛋白酶的产生。抗脂氧合酶实验结果也表明,HSC 具有最强的抗脂氧合酶活性。综合这些实验结果,说明 HSC 在抑制炎症反应方面具有显著效果,可能是通过抑制蛋白质变性、减少蛋白酶产生以及降低脂氧合酶活性等多种途径来发挥抗炎作用。
  • 细胞毒性:研究人员使用 SRB 法检测提取物对前列腺癌和皮肤癌细胞系的细胞毒性。结果发现,HSC 对两种癌细胞系均表现出较高的细胞毒性,尤其对皮肤癌细胞系的抑制效果更为显著。与其他提取物相比,HSC 在较低浓度下就能有效抑制癌细胞生长。此外,通过计算选择性指数(SI)发现,氯仿提取物对皮肤癌和前列腺癌的治疗效果相对较好,具有较高的安全性和有效性。
  • 定性分析:通过 HPTLC 指纹图谱分析,发现 HSC 提取物含有 10 种主要成分,每个成分在特定的 Rf值处呈现出不同的斑点,代表了不同的植物成分。GC-MS 分析进一步鉴定出 HSC 提取物中存在 16 种化合物,其中非 adecane(18.63%)和 Dotriacontane(1.31%)的含量分别最高和最低。这些分析结果为后续研究 HSC 提取物中的活性成分奠定了基础。
  • 计算机模拟研究:研究人员对 GC-MS 和 HPTLC 鉴定出的 16 种化合物进行分子对接研究,以评估它们与丝裂原活化蛋白激酶 1(MAPK1)的结合能力。结果显示,十八烯酸的结合能最高(-8.16 kcal/mol),高于标准药物阿霉素(-6.95 kcal/mol),表明十八烯酸与 MAPK1 具有较强的结合亲和力。随后的 MD 模拟研究发现,十八烯酸与 MAPK1 形成的复合物在 100 ns 的模拟过程中保持高度稳定。通过对根均方偏差(RMSD)、根均方波动(RMSF)、氢键相互作用等指标的分析,证实了十八烯酸能够稳定地结合在 MAPK1 的活性位点,形成多个稳定的氢键,从而可能有效抑制 MAPK1 的活性。

综合研究结论和讨论部分:本研究全面评估了大麦叶的多种治疗潜力,发现其提取物具有显著的抗氧化、抗炎和细胞毒性特性。其中,HSC 提取物对皮肤癌的治疗效果尤为突出,其含有的十八烯酸可能是发挥抗癌作用的关键成分。十八烯酸通过与 MAPK1 紧密结合,抑制 MAPK 信号通路,进而阻碍癌细胞的增殖、侵袭和转移过程。这一发现为皮肤癌的治疗提供了新的潜在药物靶点和天然药物来源。然而,目前的研究仍处于基础阶段,未来还需要进一步开展动物实验和临床试验,深入探究十八烯酸的抗癌机制和安全性,以推动其在临床治疗中的应用,为广大癌症患者带来新的希望。

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