四种蕨类植物的次生代谢产物特征与抗菌活性研究:揭示传统药用蕨类的现代科学价值

【字体: 时间:2025年07月13日 来源:BMC Complementary Medicine and Therapies 3.3

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  本研究针对蕨类植物抗菌成分研究不足的现状,系统评估了Menisorus pauciflorus等四种乌干达蕨类的植物化学特征与抗菌活性。通过紫外分光光度法(UV-VIS)和琼脂扩散法(Agar well diffusion)发现,这些蕨类富含酚类(TPCs)和皂苷(TSCs),其乙醇提取物对大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)的抑制效果显著,其中Conniogramme africana提取物对S. aureus的抑制效果甚至优于环丙沙星(32.67±0.58 mm)。该研究为开发新型抗菌药物提供了植物资源基础,对解决抗生素耐药性问题具有重要意义。

  

在抗生素耐药性日益严峻的全球背景下,传统药用植物正成为新型抗菌药物开发的重要资源。蕨类植物作为最古老的陆生植物之一,虽在传统医学中被广泛用于治疗胃肠道感染等疾病,但其活性成分和作用机制的研究远落后于高等植物。乌干达Kalinzu中央森林保护区的居民长期使用Antrophyum mannianum等蕨类治疗食物中毒,但科学验证的缺失阻碍了这些传统知识的现代应用。

针对这一研究空白,乌干达科技大学(Mbarara University of Science and Technology)的研究团队对四种代表性蕨类——Menisorus pauciflorus、Pteris catoptera、Conniogramme africana和Antrophyum mannianum——进行了系统的植物化学分析和抗菌活性评价。该研究近期发表在《BMC Complementary Medicine and Therapies》期刊,首次揭示了这些蕨类提取物对抗多重耐药菌株的潜力。

研究采用冷浸法(cold maceration)和浸渍法(infusion)分别制备水提物和70%乙醇提取物,通过紫外-可见分光光度法(UV-VIS-spectrophotometer)定量酚类(TPCs)、黄酮(TFCs)和皂苷(TSCs)含量;采用琼脂扩散法(Agar well diffusion)测定抑菌圈直径(ZOIs),并通过微孔板稀释法(micro-broth dilution)确定最小抑菌浓度(MICs)和最小杀菌浓度(MBCs/MFCs)。

Phytochemical profile分析显示:所有蕨类均富含酚类(90.242±0.070μg/mg GAE)、黄酮(35.455±0.206μg/mg QE)和皂苷(11.821±0.175μg/mg DE),其中水提物的酚类含量显著高于乙醇提取物(p<0.05)。初步定性筛查还检出生物碱、蒽醌和单宁等活性成分(表1)。

Antimicrobial activity测试结果

  1. 乙醇提取物对革兰阴性菌E. coli的抑制效果最佳,A. mannianum提取物的MIC低至3.91 mg/mL,MBC为7.81 mg/mL(表6);
  2. C. africana乙醇提取物对S. aureus的抑制效果超越临床标准药物环丙沙星(32.67±0.58 mm vs 20.77±0.21 mm)(表3);
  3. 抗真菌活性较弱,仅M. pauciflorus和A. mannianum提取物对白色念珠菌(C. albicans)表现出抑制(MFC=125 mg/mL)。

讨论与意义:该研究首次证实乌干达蕨类提取物具有剂量依赖性的抗菌活性,其作用机制可能与酚类物质破坏微生物细胞膜、黄酮干扰DNA复制有关。特别值得注意的是,C. africana提取物对S. aureus的卓越抑制效果,为开发抗MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)的植物源药物提供了新思路。然而,研究者也指出当前提取物的活性浓度仍高于临床抗生素标准,建议通过分离纯化特定化合物(如没食子酸衍生物)来提高效价。

这项研究不仅验证了传统药用蕨类的科学价值,更为解决日益严峻的抗生素耐药性问题提供了新的资源选择。未来研究可进一步探索这些蕨类提取物与现有抗生素的协同作用,以及其对多重耐药菌株的抑制潜力,为开发新型抗菌组合药物奠定基础。

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