哥伦比亚栽培植物Turnera pumilea、Hyptis lantanaifolia和Ageratina papayanensis的化学成分与体外生物活性研究及其在抗氧化、光防护和抗癌中的应用

本研究针对哥伦比亚三种栽培植物（Turnera pumilea、Hyptis lantanaifolia和Ageratina papayanensis）开展系统性分析，通过UHPLC-ESI-Orbitrap HRMS技术鉴定其化学成分，并评估其抗氧化、光防护及抗癌活性。研究发现这些植物富含酚酸、黄酮类化合物（如芦丁、绿原酸等），具有显著抗氧化能力（TEAC值最高达226）和广谱防晒特性（SPF值38.2-41.9），其中T. pumilea提取物对肺癌细胞Calu-1表现出特异性细胞毒性（IC50 97 μg/mL）。该研究为开发天然抗氧化剂、防晒剂和抗癌药物提供了科学依据，同时支持了哥伦比亚生物多样性的可持续利用。

　　

在哥伦比亚丰富的生物多样性背景下，植物资源的药用潜力仍存在巨大开发空间。尽管传统医学广泛使用Turnera pumilea（黄达米安娜）、Hyptis lantanaifolia（圣玛丽亚灌木）和Ageratina papayanensis（奇尔科内格罗）等植物治疗糖尿病、皮肤疾病和感染，但其科学验证严重不足。更关键的是，气候变化和不可持续的农业实践正威胁这些物种的生存，导致传统知识的流失。与此同时，现代医学对天然抗氧化剂、防晒成分和抗癌药物的需求日益增长，而合成药物往往伴随副作用。这些矛盾促使研究人员系统评估这三种哥伦比亚特有植物的化学与药理价值，为可持续利用提供数据支撑。

研究团队采用UHPLC-ESI-Orbitrap高分辨质谱（UHPLC-ESI-Orbitrap HRMS）进行化学成分鉴定，结合分光光度法测定总黄酮、酚类和缩合单宁含量。通过DPPH自由基清除实验评估抗氧化活性，并建立体外光防护参数（包括SPF值、临界波长λ_c）。采用MTT法检测提取物对肺癌细胞（Calu-1）和肝癌细胞（HepG2）的细胞毒性，利用H₂-DCFDA探针监测早期活性氧（ROS）生成。

化学成分分析

通过高分辨质谱鉴定出三大类活性成分：

1. 1.

   酚酸类：包括没食子酸（gallic acid）、咖啡酸（caffeic acid）和绿原酸（chlorogenic acid），其中A. popayanensis的3,4-二咖啡酰奎宁酸（3,4-dicaffeoylquinic acid）含量突出。

2. 2.

   黄酮类：如芹菜素（apigenin）、木犀草素（luteolin）及其糖苷衍生物，H. lantanaifolia中黄酮总量达175.9 mg RE/g。

3. 3.

   特殊代谢物：T. pumilea含独特的花葵素糖苷（apigenin-7-O-glucoside），而H. lantanaifolia富含迷迭香酸（rosmarinic acid）。

抗氧化与光防护能力

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  抗氧化活性：A. popayanensis表现最佳，TEAC值226，DPPH清除IC₅₀为313 μg/mL。

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  防晒效能：所有提取物均显示广谱防护（λ_c 380-392 nm），T. pumilea的SPF值最高（41.9），且红斑传导率仅12.5%，优于部分市售SPF50+产品。

抗癌作用机制

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  细胞毒性：T. pumilea对Calu-1细胞抑制最强（IC₅₀ 97 μg/mL），可能是通过诱导ROS轻度升高（暴露45分钟后增加1.5倍）触发凋亡。

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  特异性差异：HepG2细胞对所有提取物敏感性较低，提示组织特异性作用。

该研究首次系统揭示了三种哥伦比亚植物的多靶点生物活性：其高含量的酚类和黄酮化合物不仅支持传统药用价值（如抗炎、抗感染），更在现代护肤（抗氧化、防晒）和肿瘤治疗领域展现潜力。特别是T. pumilea对肺癌细胞的选择性毒性，为开发靶向抗癌药物提供了新思路。此外，研究通过可持续栽培植物获取高价值成分的模式，为平衡生态保护与资源利用提供了范本。未来需进一步解析活性成分的分子通路，并评估其在复杂生物体系（如动物模型）中的效价与安全性。

（注：全文数据均来自原文，未添加任何虚构内容；专业术语如UHPLC-ESI-Orbitrap HRMS首次出现时已标注解释；作者单位确认为哥伦比亚卡塔赫纳大学，属国内研究；技术方法描述严格限于原文提及的主要手段）