基于UHPLC-QTOF-MS和网络药理学解析旱金莲抗氧化作用机制及其活性成分筛选

推荐：本研究针对旱金莲(Tropaeolum majus L.)抗氧化机制不明的问题，采用UHPLC-QTOF-MS鉴定其70%乙醇提取物(TME)的56种成分，结合网络药理学筛选出44种活性成分与21个核心靶点（如EGFR、TNF），通过分子对接验证迷迭香酸与EGFR结合能达-9.7 kcal/mol，体外实验证实TME具有显著清除ABTS/DPPH自由基能力，为开发功能性食品提供理论依据。

　　

在植物王国中，旱金莲(Tropaeolum majus L.)以其鲜艳的花朵和广泛的药用价值闻名，传统上用于治疗高血压、尿路感染等疾病。现代研究发现，这些疾病的发生发展与氧化应激密切相关，而旱金莲可能通过多途径发挥抗氧化作用。然而，其70%乙醇提取物(TME)的化学成分谱尚未完全解析，抗氧化作用的活性成分、核心靶点和作用通路也缺乏系统研究。这些问题限制了旱金莲的深度开发和临床应用。

针对这一研究空白，新疆农业大学食品科学与药学学院的研究团队在《Journal of Agriculture and Food Research》发表论文，采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UHPLC-QTOF-MS)结合网络药理学和分子对接技术，系统解析了TME的化学成分及其抗氧化机制。研究人员首先通过UHPLC-QTOF-MS鉴定出56种化合物，包括15种黄酮类、5种香豆素类和6种苯丙素类化合物；随后基于Lipinski规则筛选44种活性成分，通过网络药理学预测21个核心靶点（如GAPDH、AKT1、TNF）和94条信号通路（如HIF-1、IL-17通路）；分子 docking 显示迷迭香酸与表皮生长因子受体(EGFR)结合能最低（-9.7 kcal/mol）；最后通过体外抗氧化实验证实TME具有显著的ABTS和DPPH自由基清除能力。

关键技术方法包括：UHPLC-QTOF-MS成分分析、网络药理学靶点预测、分子对接验证（AutoDock软件）以及体外抗氧化实验（FRAP法、ABTS/DPPH自由基清除实验）。样本来自上海农业科学院2022年3月采集的旱金莲茎叶。

研究结果具体表现为：

1. UHPLC-QTOF-MS成分鉴定：从TME中初步鉴定出56种化合物，峰面积较高的包括异槲皮苷(Isoquercitrin)、绿原酸(Chlorogenic acid)和迷迭香酸(Rosmarinic acid)等。
2. 网络药理学分析：筛选出44个活性成分与84个氧化损伤相关靶点交集，PPI网络分析确定GAPDH、TNF、EGFR等21个核心靶点，GO富集显示主要涉及MAP激酶活性调节等生物过程，KEGG通路富集到HIF-1、AGE-RAGE等94条通路。
3. 分子对接验证：迷迭香酸与EGFR结合能最低（-9.7 kcal/mol），氢键作用涉及THR-790等关键氨基酸残基；异槲皮苷与PTGS2通过TRP-323等残基形成稳定复合物。
4. 体外抗氧化实验：TME对ABTS和DPPH自由基的IC₅₀分别为66.29 μg/mL和111.7 μg/mL，虽低于VC但清除率均可超过90%，且ABTS清除能力优于DPPH。

这项研究首次系统阐明了旱金莲70%乙醇提取物的化学成分谱及其多靶点抗氧化机制，不仅为传统药用价值提供了科学依据，更为开发天然抗氧化剂和功能性食品指明了方向。特别是发现迷迭香酸与EGFR的强结合活性，为抗肿瘤药物研发提供了新线索。网络药理学与实验验证相结合的策略，也为其他药用植物的机制研究提供了范式。未来研究可进一步聚焦核心成分的体内药效评价和制剂开发，推动旱金莲从传统草药向现代医疗应用的转化。