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基于多平台计算的Mesembrine毒性特征预测:首次揭示传统精神活性物质的临床与法医毒理学风险
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月13日 来源:Chemico-Biological Interactions 4.7
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本研究针对传统精神活性物质Mesembrine的毒性数据空白,采用ADMETlab 3.0、ProTox 3.0等8种计算毒理学平台,首次系统预测其急性毒性(LD50 340-370 mg/kg)、器官特异性毒性及hERG抑制风险,为临床用药安全与法医鉴定提供关键理论依据。
在传统南非植物药Sceletium tortuosum(俗称kanna)日益风靡全球的背景下,其核心活性成分Mesembrine作为新型精神活性物质,既被用于抗焦虑膳食补充剂,又因潜在的滥用风险受到DEA(美国缉毒局)监管。尽管土著民族San人使用该植物已有数百年历史,但现代浓缩提取工艺可能改变其安全边际。更关键的是,这种具有独特八氢吲哚骨架(octahydroindole)的化合物虽被证实通过抑制5-羟色胺再摄取(SRI)和PDE-4发挥抗抑郁作用,但其系统毒性数据几乎空白——这正是波兰雅盖隆大学(Jagiellonian University)研究人员Kamil Jurowski团队在《Chemico-Biological Interactions》发表突破性研究的动因。
研究团队采用"定性→定量"的双轨策略,通过8大计算毒理学平台对Mesembrine进行全景扫描。定性阶段运用ADMETlab 3.0等工具识别毒性结构域(toxicophores),定量阶段采用VEGA QSAR 1.2.3等模型预测具体参数。所有分析基于PubChem提供的规范SMILES编码,确保分子表征准确性。
急性毒性预测
多平台共识显示大鼠口服LD50介于340-370 mg/kg,属GHS(全球化学品统一分类制度)4类中等毒性,显著高于传统使用剂量但低于常见抗抑郁药。
器官特异性风险
呼吸系统与肾脏被标记为高风险靶器官(概率>70%),肝脏毒性预测存在平台间分歧,反映其代谢路径的复杂性。
心脏安全警示
hERG(人类醚相关基因)通道抑制概率为30-45%,提示高浓度可能诱发QT间期延长,这与结构中的二甲氧基苯基团(3,4-dimethoxyphenyl)相关。
基因毒性争议
所有平台一致否定Ames试验(细菌回复突变试验)阳性结果,但计算机模拟无法完全排除表观遗传调控风险。
这项研究首次绘制Mesembrine的毒性热图,其创新性体现在三方面:建立天然生物碱的计算毒理学评估范式;揭示传统药物现代化提取后的潜在风险;为法医鉴定提供hERG抑制等关键参数。作者特别强调,八氢吲哚骨架的立体构型(cis-3aS,7aS)可能通过分子刚性增强靶点选择性,这解释了为何动物实验未发现成瘾性但计算模型提示器官毒性。随着kanna制品在电商平台泛滥,该研究为制定基于科学的监管政策提供了不可替代的基准数据。
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