超声辅助提取三叶崖爬藤多糖ADHP1的结构表征及其靶向免疫代谢调控的退热机制研究

本研究针对传统中药三叶崖爬藤(Tetrastigma hemsleyanum Diels)多糖提取效率低、结构不明和退热机制不清等关键问题，通过集成Box-Behnken设计、GA-ACO-BP神经网络和多重光谱技术，优化获得高产率(19.11%)中性多糖ADHP1，解析其(1→4)-α-Glcp主链与C-6分支的三维结构，并揭示其通过抑制TNF-α/IL-1β/cAMP/PGE2通路及靶向CTSG/LTF/MPO/PRTN3的退热机制，为开发植物源退热剂提供新策略。

　　

在传统中医药宝库中，三叶崖爬藤(Tetrastigma hemsleyanum Diels)作为具有千年应用历史的珍稀药材，其退热功效早在《本草纲目》中就有记载。然而，这种"天然退热剂"的核心活性成分——多糖的提取效率低下、分子结构模糊不清，特别是其退热的分子机制如同蒙着面纱，严重制约了其现代化开发。更令人困扰的是，现代医学常用的退热药往往伴随胃肠道损伤等副作用，开发高效低毒的植物源退热剂成为当务之急。

浙江中医药大学的研究团队在《Ultrasonics Sonochemistry》发表的研究中，通过多学科交叉策略破解了这一难题。他们创新性地将人工智能与传统提取技术融合，采用超声辅助提取结合遗传算法-蚁群优化反向传播(GA-ACO-BP)神经网络，将多糖提取得率提升至19.11%，较传统方法提高近20%。通过综合运用核磁共振(NMR)、甲基化分析和X射线衍射(XRD)等先进技术，首次解析出ADHP1的精细结构：这是一个分子量156.42 kDa的α-葡聚糖，具有(1→4)-α-Glc_p主链和C-6位甘露糖分支的三螺旋结构。动物实验显示，该多糖能显著抑制酵母诱导的小鼠发热反应，其机制是通过双重阻断炎症因子(TNF-α、IL-1β)和发热介质(cAMP、PGE₂)的产生。更有突破性的是，通过整合GEO数据库挖掘、蛋白互作网络(PPI)和分子对接技术，首次发现ADHP1能与中性粒细胞关键靶点CTSG、LTF、MPO和PRTN3强力结合，结合能达-7.5至-9.4 kcal/mol，这为理解植物多糖的免疫代谢调控提供了新视角。

研究采用了四项关键技术：1) 采用GA-ACO-BP神经网络优化超声提取参数；2) 通过DEAE-52阴离子交换层析和Sephadex G-200凝胶过滤纯化多糖；3) 运用甲基化分析和600 MHz核磁共振仪解析多糖结构；4) 基于GSE185576/GSE101702数据集进行生物信息学分析，结合AutoDock进行分子对接。

在"提取优化"部分，研究发现GA-ACO-BP模型的预测精度(R²=0.9446)显著优于传统Box-Behnken设计，将提取温度、液固比等参数精准优化至100°C和30:1 mL/g。"ADHP1表征"结果显示，该多糖含85.92 mol%葡萄糖和8.03 mol%半乳糖，FT-IR光谱在3397 cm^-1处显示典型O-H伸缩振动， Congo red实验证实其三螺旋构象。"体内退热活性"实验表明，400 mg/kg ADHP1可使发热小鼠体温降低1.2°C，同时血清TNF-α和IL-1β水平分别下降47.3%和52.6%。"分子对接"分析揭示ADHP1与CTSG形成13个氢键，结合位点涉及Ser195和His57等催化三联体残基。

这项研究的意义在于：首次建立了"结构-提取-活性"的全链条研究范式，不仅为三叶崖爬藤的深度开发提供科学依据，更开创了人工智能辅助优化中药提取工艺的新路径。发现的CTSG/LTF/MPO/PRTN3新靶点，突破了传统非甾体抗炎药的单一作用靶点局限，为开发多靶点退热药物提供了创新思路。特别值得注意的是，ADHP1作为分子量超过150 kDa的大分子物质，能有效穿越血脑屏障调控下丘脑体温调定点，这一发现为多糖类物质的体内转运机制研究开辟了新方向。该成果的转化应用，有望推动我国传统中药从经验用药向精准医疗的跨越式发展。