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超声辅助低共熔溶剂提取芍药根神经保护成分:工艺优化、成分表征及活性验证
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月29日 来源:Ultrasonics Sonochemistry 8.7
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本研究针对缺血性卒中(IS)治疗中神经保护剂提取效率低下的问题,开发了超声辅助低共熔溶剂(UADE)提取芍药根(RPL)神经保护成分的新方法。通过响应面法优化获得最佳提取条件,经AB-8树脂纯化后鉴定出50种活性成分,MCAO小鼠模型验证其显著减轻脑梗死面积26.7%至17.7%。该研究为天然产物神经保护剂开发提供了绿色高效的提取范式。
在全球每年725万人罹患卒中的严峻形势下,缺血性卒中(IS)因其占卒中病例62%的高发病率,以及现有静脉溶栓和机械取栓疗法存在的治疗时间窗限制、不可避免的脑缺血再灌注损伤(CIRI)等缺陷,成为公共卫生领域的重大挑战。天然产物在神经保护领域展现出独特优势,其中芍药(Paeonia lactiflora Pall.)根部(RPL)作为传统中药,虽已知含有单萜苷、二萜等神经保护成分,但传统提取方法存在耗时长、溶剂用量大、选择性差等瓶颈。
为解决这一难题,来自延边大学的研究团队在《Ultrasonics Sonochemistry》发表研究,创新性地将超声辅助提取(UAE)与低共熔溶剂(DESs)技术结合,开发出超声辅助低共熔溶剂提取(UADE)新工艺。研究采用PC12细胞氧糖剥夺/复氧(OGD/R)模型指导DESs筛选,通过响应面法(RSM)优化参数,经AB-8大孔树脂纯化获得神经保护组分(RNPE),最终通过中动脉闭塞(MCAO)小鼠模型验证疗效。关键技术包括:采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征DESs结构;UPLC-Q-TOF-MS鉴定50种活性成分;TTC染色和改良神经功能缺损评分(mNSS)评估神经保护效果。
在工艺优化部分,研究筛选出由L-脯氨酸-甘油(PDES)与甜菜碱-苯甲醇(HDES)以7:3比例组成的双相DESs体系,含60%水时提取物细胞活力达79.86±0.88%。单因素实验揭示250W超声功率、20min提取时间、40mL/g液料比为关键参数。通过Box-Behnken设计建立的二次模型(R2=0.9541)预测最优条件为:提取时间22min、液料比42mL/g、温度51°C、超声功率243W,验证实验获得81.44±0.18%的细胞活力,显著优于传统提取方法。
成分分析显示RNPE主要包含30种萜类(含12种三萜、5种特征性单萜)、8种酚类、7种甾醇等成分。其中3号化合物芍药苷(paeoniflorin)通过调节IGF-2促进血管新生;16号化合物金丝桃素(hyperforin)通过TRPC6通道激活发挥抗抑郁作用;35号化合物别孕烯醇酮(allopregnanolone)作为FDA批准的神经甾体,通过GABAA受体保护血脑屏障。这些成分的多靶点协同作用为解释RNPE的神经保护机制提供了物质基础。
动物实验证实RNPE能显著改善MCAO模型预后:TTC染色显示脑梗死面积减少33.7%,mNSS评分改善,步态轨迹测试表明运动功能恢复。值得注意的是,10mg/kg剂量组效果与阳性药依达拉奉相当,且未观察到明显毒性反应。
该研究首次建立从DESs筛选到超声参数优化的完整UADE技术体系,其创新性体现在:采用活性导向的DESs设计策略,突破传统"相似相溶"原则;将双相溶剂系统引入天然产物提取领域;通过体内外多模型验证形成"工艺-成分-活性"闭环证据链。研究成果不仅为RPL的临床应用提供标准化提取方案,更为其他药用植物的活性成分开发提供了可复制的技术模板,在绿色化学与中医药现代化交叉领域具有示范意义。未来研究可进一步解析关键成分的分子机制,并探索DESs对活性成分结构稳定性的影响规律。
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