整合UPLC-MS/MS与多组学技术揭示罗勒属生物碱多样性及其在功能性食品与药物开发中的药理潜力

本研究针对罗勒属(Ocimum)生物碱研究不足的现状，采用UPLC-MS/MS结合网络药理学、分子对接和转录组测序技术，系统分析了10个罗勒属种质的191种生物碱代谢谱。鉴定出以酚胺类和plumerane类为主的14种活性生物碱，发现N-p-香豆酰酪胺与N-顺式阿魏酰酪胺对阿尔茨海默病和心血管疾病核心靶点具有最强结合活性，揭示4-香豆酸-CoA连接酶(4CL)基因在生物碱合成中的关键作用。该研究为开发新型天然药物和功能性食品提供了理论依据和资源储备。

　　

作为兼具药用和食用价值的特色植物，罗勒属(Ocimum)在热带地区广泛分布，其丰富的次生代谢产物一直是研究热点。虽然该属植物的挥发油、脂类和酚类成分已有较深入的研究，但生物碱这类具有重要药理活性的化合物却长期被忽视。近年研究发现，罗勒属生物碱在抗菌、抗氧化甚至抗肿瘤方面展现出独特价值，然而其种类多样性、作用靶点及合成机制仍存在巨大认知空白。这种知识缺口严重制约了罗勒属资源在功能性食品和创新药物开发中的应用。

中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所的研究团队开展了系统性研究。通过整合超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)、网络药理学和转录组学等前沿技术，首次绘制了罗勒属生物碱的全景图谱，并深入解析其药理机制和合成通路。研究成果发表在《Food Research International》上，为天然药物开发提供了新思路。

研究采用多学科交叉的技术路线：从10个罗勒属种质中采集叶片样本进行UPLC-MS/MS代谢组分析；通过KEGG和GO富集分析筛选关键靶点通路；利用AutoDock软件进行分子对接验证；结合RNA-seq数据构建基因-代谢物关联网络。所有实验材料均来自海南儋州南药种质资源圃的标准化栽培样本。

植物材料
研究选取4个物种10个种质，包括罗勒(O. basilicum)、圣罗勒(O. tenuiflorum)等，在相同栽培条件下采集成熟叶片，液氮速冻后用于多组学分析。

罗勒属生物碱代谢物概览
UPLC-MS/MS共鉴定191种生物碱，分为8大类，其中酚胺类(如N-p-香豆酰酪胺)和plumerane类含量最丰富。不同种质间存在显著代谢差异，G085和G134表现出独特的生物碱积累模式。

讨论
网络药理学分析发现14个核心生物碱通过160个靶点作用于癌症和神经系统疾病通路。分子 docking显示N-p-香豆酰酪胺与乙酰胆碱酯酶(ACHE)结合能达-8.5 kcal/mol，提示其抗阿尔茨海默病潜力。转录组发现4CL基因表达与生物碱含量呈强正相关，可能是生物碱合成的限速酶。

结论
该研究首次系统阐明了罗勒属生物碱的化学多样性和药理机制，确定G085和G134为优质药用种质。发现4CL基因为生物碱合成的关键调控因子，为代谢工程改造提供了靶点。研究成果不仅丰富了植物次生代谢理论，更为开发抗阿尔茨海默病和心血管疾病的新型天然药物奠定了坚实基础。