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基于细胞膜包被磁性碳球-热位移分析平台的含羞草根双组分解热机制精准解析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月28日 来源:Bioorganic Chemistry 4.5
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本研究针对天然产物活性成分精准分离与机制解析难题,开发了细胞膜包被磁性碳球-热位移分析(CMMCS-TSA)技术平台,结合多组学分析揭示了含羞草根中5,7,4′-三甲氧基黄酮(TF)和对羟基苯甲酸(HA)通过协同调控TLR4/NF-κB通路、肠脑轴信号和代谢重编程发挥解热作用的多靶点机制,为植物源解热剂的开发提供了新思路。
在传统医学与现代科技交汇的今天,如何从复杂植物体系中精准捕捉活性成分并解析其作用机制,一直是天然药物研究的核心难题。含羞草(Mimosa pudica)作为一种具有解热功效的传统草药,其根部活性成分和作用机制却长期笼罩在迷雾中。更棘手的是,常规分离技术难以实现活性成分的精准捕获,而多组分协同作用的解析更是充满挑战。
广东药科大学的研究团队在《Bioorganic Chemistry》发表的研究中,构建了一套革命性的细胞膜包被磁性碳球-热位移分析(CMMCS-TSA)技术平台。这个平台如同分子世界的"智能渔网",通过模拟细胞膜环境与磁性分离技术的结合,成功从含羞草根乙酸乙酯部位(EA)中捕获到两个关键活性分子——5,7,4′-三甲氧基黄酮(TF)和对羟基苯甲酸(HA)。研究不仅揭示了它们通过TLR4/NF-κB信号通路抑制发热的分子机制,更首次阐明了这两种化合物如何通过"肠-脑轴"对话和代谢重编程实现多维度体温调控,为开发新一代植物源解热剂提供了科学依据。
研究采用了三大关键技术:CMMCS-TSA平台实现活性成分精准捕获;酵母和LPS诱导的发热大鼠模型结合RAW 264.7巨噬细胞炎症模型进行药效验证;整合血清代谢组学、下丘脑代谢分析和宏基因组测序揭示多靶点机制。
材料与方法
研究以含羞草根为原料,通过系统溶剂萃取获得不同极性部位。采用CCK-8法评估各部位对RAW264.7细胞的毒性,Griess法检测NO清除能力。通过酵母和LPS诱导的大鼠发热模型评估药效,ELISA检测IL-6、TNF-α等炎症因子水平。
Cytotoxicity of different parts of mimosa root to RAW264.7 cells and the ability to clear NO
实验发现含羞草根不同部位对RAW264.7细胞具有浓度依赖性毒性,其中乙酸乙酯部位(EA)在抑制LPS诱导的NO产生方面表现最优,IC50值为98 μg/mL,展现出最佳的抗炎潜力。
RMW and EA exerts an antipyretic effect
在酵母诱导的发热大鼠模型中,EA能显著降低体温,抑制下丘脑中PGE2、cAMP等发热介质的升高。Western blot显示EA通过下调TLR4、NF-κB p65和COX-2蛋白表达阻断TLR4/NF-κB信号通路。
Discussion
CMMCS-TSA技术的创新性在于将细胞膜仿生涂层与磁性分离相结合,实现了活性分子的"精准垂钓"。分子对接显示HA和TF能强力结合TLR4和COX-2的催化域,TAK抑制剂实验进一步验证了它们通过TLR4抑制发挥抗炎作用的机制。代谢组学发现两者能纠正发热相关的氨基酸和鞘脂代谢紊乱,宏基因组分析则揭示其对肠道菌群结构的调节作用。
Conclusion
该研究不仅建立了天然产物研究的新型技术平台,更首次系统阐明了含羞草根双组分解热的"多靶点-多通路"协同机制:TF和HA既能直接抑制TLR4/NF-κB信号传导,又能通过调节肠脑轴和宿主代谢发挥整体调节作用。这种纳米材料整合多组学的策略,为复杂植物体系的活性成分研究提供了范式转变,推动天然药物研究进入精准化时代。
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