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土耳其产欧亚槲寄生亚种(Viscum album subsp. austriacum)的植物化学成分分析、分子对接及抗肿瘤活性研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月22日 来源:Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 3.4
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本研究针对槲寄生(Viscum album)的药用价值开展系统性探究,通过LC-ESI-MS/MS技术鉴定其甲醇提取物(VAA)中氯原酸(155.681 mg/100g)为主要活性成分,结合分子对接(MD模拟与MM/PBSA计算)揭示其对钠-葡萄糖转运蛋白(SGLT)和人雄激素受体的高结合能(8.20 kcal/mol与-40.69 kcal/mol),体外实验证实其对LNCaP(EC50:53.075 μg/mL)和Caco-2(EC50:68.88 μg/mL)细胞的显著细胞毒性,同时展现α-葡萄糖苷酶抑制和抗氧化(ABTS˙+/DPPH˙)活性,为开发抗糖尿病和抗肿瘤药物提供新思路。
在传统医学中,槲寄生(Viscum album)因其半寄生特性常被视为有害植物,但鲜为人知的是,这种生长在松树、冷杉等乔木上的常绿灌木,早在古希腊时期就被用作治疗关节炎和癫痫的草药。现代研究更发现其提取物对高血压、糖尿病乃至癌症具有潜在疗效,然而关于其亚种Viscum album subsp. austriacum (VAA)的系统性药理研究仍属空白。特别是在土耳其特定生态环境下生长的VAA,其活性成分组成、分子作用机制与临床应用潜力亟待阐明。
针对这一科学问题,来自伊尔迪兹大学的研究团队在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》发表了一项突破性研究。该工作采用LC-ESI-MS/MS(液相色谱-电喷雾串联质谱)进行植物化学成分鉴定,通过ABTS˙+和DPPH˙自由基清除实验评估抗氧化活性,结合α-淀粉酶/α-葡萄糖苷酶抑制实验检测降糖潜力。为阐明分子机制,研究团队运用分子对接技术模拟活性成分与SGLT(钠-葡萄糖共转运蛋白)及人雄激素受体的相互作用,并通过分子动力学(MD)模拟与MM/PBSA(分子力学/泊松-玻尔兹曼表面积)结合能计算验证复合物稳定性。细胞实验采用MTT法测定对LNCaP(人前列腺癌细胞)、Caco-2(人结肠癌细胞)和HEK293(人胚胎肾细胞)的细胞毒性。
Phytochemical content results
LC-ESI-MS/MS分析揭示VAA甲醇提取物中含有16种生物活性成分,其中氯原酸(chlorogenic acid)以155.681 mg/100g的绝对优势成为主要成分,其次是表儿茶素(35.224 mg/100g)和芦丁(29.153 mg/100g)。这种独特的酚酸组成为其后续生物活性奠定了化学基础。
Enzyme inhibitory and antioxidant activities
在降糖活性方面,VAA对α-葡萄糖苷酶的抑制效果显著优于阿卡波糖标准品,而对α-淀粉酶的抑制活性略低于标准。抗氧化实验显示,虽然VAA的ABTS˙+(IC50:12.34 μg/mL)和DPPH˙(IC50:15.67 μg/mL)自由基清除能力弱于抗坏血酸,但仍表现出剂量依赖性的显著活性。
Molecular docking studies
分子对接发现氯原酸与SGLT蛋白的结合能高达8.20 kcal/mol,其苯丙素骨架通过氢键与蛋白活性中心的ASP294、GLY272等关键氨基酸残基形成稳定相互作用。更令人振奋的是,MD模拟证实氯原酸-雄激素受体复合物在100 ns模拟时间内保持稳定,MM/PBSA计算结合能达-40.69 kcal/mol,提示其可能通过阻断雄激素信号通路抑制前列腺癌进展。
Cytotoxic activity
MTT实验数据证实VAA对LNCaP和Caco-2细胞具有选择性毒性,EC50分别为53.075 μg/mL和68.88 μg/mL,而对正常HEK293细胞的毒性较低(EC50>100 μg/mL),这种癌细胞特异性杀伤特性使其具备良好的药物开发前景。
这项研究首次系统阐明了土耳其产VAA的化学组成与多靶点药理机制:其富含的氯原酸通过双重作用机制——抑制SGLT蛋白调控血糖代谢,同时阻断雄激素受体信号通路发挥抗癌效应。这种"一石二鸟"的作用特点,为开发兼具抗糖尿病和抗前列腺癌功能的天然药物提供了理论依据。特别值得注意的是,研究采用的整合策略——从植物化学分析到分子模拟再到细胞验证,为天然产物研究建立了标准化范式。未来研究可进一步优化提取工艺,开展动物模型验证,并探索氯原酸与其他活性成分的协同效应。
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