没药树脂提取物的抗菌与成纤维细胞伤口愈合活性研究:从传统药用植物到现代多功能治疗剂的开发

【字体: 时间:2025年08月30日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对抗生素耐药性和伤口愈合缓慢等临床难题,创新性地采用溶剂分级提取技术系统评估了没药(Commiphora myrrha)树脂提取物的生物活性。研究发现乙酸乙酯亚组分展现出显著抗菌活性(对肺炎克雷伯菌抑菌圈达23 mm)和抗氧化能力(DPPH IC50 0.92 mg/mL),并通过SEM首次揭示其对革兰阴性菌细胞膜的破坏机制。特别值得注意的是,粗提物在亚细胞毒性浓度(100 μg/mL)下可促进皮肤成纤维细胞伤口闭合率达98.4%,GC-MS鉴定出70种活性成分包括苯并呋喃(Benzofuran)和吉玛烷(Germacra)类化合物。该研究为开发兼具抗感染和促愈合功能的天然药物提供了科学依据。

  

在抗生素耐药性危机日益严峻的今天,寻找新型抗菌剂成为全球健康领域的迫切需求。与此同时,慢性伤口愈合障碍作为糖尿病等慢性病的常见并发症,其治疗也面临巨大挑战。没药(Commiphora myrrha)这种源自阿拉伯半岛和东非的树脂植物,在传统医学中已有数千年应用历史,但其科学机理始终未能完全阐明。正是基于这一背景,来自亚历山大大学的Rowena Mohamed Khalil、Nevine B.Ghanem和Heba Khairy研究团队在《Scientific Reports》发表了这项开创性研究,系统揭示了没药树脂提取物的多重生物活性及其分子基础。

研究团队采用多学科交叉方法开展实验。通过溶剂梯度提取获得甲醇、乙醇、正己烷和水提取物后,采用Kirby-Bauer纸片扩散法评估抗菌活性;对活性最强的乙醇提取物进一步分级获得正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯和水相等亚组分;使用扫描电镜(SEM)观察微生物形态学改变;采用DPPH法测定抗氧化活性;通过MTT法评估细胞毒性;运用划痕实验分析伤口愈合能力;最后通过GC-MS鉴定活性成分。所有实验均设置三重生物学重复,数据经ANOVA和Tukey's HSD检验。

Commiphora myrrha(C. myrrha)树脂提取及粗提物的抗菌活性

研究发现85%乙醇提取物展现出最优异的广谱抗菌活性,对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus ATCC 29213)抑菌圈达20.6±1.24 mm,对白色念珠菌(Candida albicans ATCC 10231)更达23.6±1.24 mm。相比之下,正己烷和水提取物几乎无活性。这一结果验证了乙醇作为两性溶剂的优越性,能同时提取极性和非极性活性成分。

没药乙醇提取物的分级

活性追踪导向的分级发现,乙酸乙酯亚组分表现出最强的抗菌效果,对肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae ATCC 700603)抑菌圈达23±1.63 mm,甚至超过粗提物。值得注意的是,该组分对革兰阴性菌(肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌)的活性优于革兰阳性菌,研究人员推测这与细菌细胞壁结构差异相关。

最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC/MFC)

定量分析显示,乙酸乙酯组分对肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌的MIC均为180 mg/mL,MBC/MFC在202-204 mg/mL范围。虽然这些数值高于常规抗生素,但考虑到这是半纯化组分,其活性成分浓度实际已相当可观。

扫描电镜(SEM)细胞形态学分析

SEM图像直观揭示了作用机制:处理后的肺炎克雷伯菌出现脂多糖层丢失和表面变形,铜绿假单胞菌细胞呈现不规则突起,白色念珠菌则出现细胞壁裂纹。而金黄色葡萄球菌形态保持完整,与其相对耐药性一致。这些发现首次在超微结构水平证实了没药成分对微生物细胞膜的破坏作用。

气相色谱-质谱(GC-MS)分析

乙酸乙酯组分鉴定出70种化合物,包括具有明确生物活性的苯并呋喃、榄香烯(Elemene)和吉玛烷-1(10),7,11-三烯-15-酸(Germacra-1(10),7,11-trien-15-oic acid)等倍半萜类物质。这些化合物独特的脂溶性特征可能解释了其对微生物膜的靶向作用。

生物学效应评估

在抗氧化方面,乙酸乙酯组分DPPH自由基清除率高达90.75±0.76%,IC50仅0.92 mg/mL。细胞实验显示粗提物IC50为24.53 μg/mL,而在亚毒性浓度(100 μg/mL)下,划痕实验惊人地显示98.4%的伤口闭合率,显著高于对照组的70.3%。

讨论部分强调,这项研究首次将没药乙酸乙酯组分与双重生物活性(抗菌和促愈合)相关联,破解了传统药用的科学基础。特别有价值的是发现该组分能同时解决伤口治疗中的两大难题——感染控制和组织再生。虽然MIC值较高,但考虑到植物提取物的多靶点协同作用,其实际治疗效果可能优于单一成分药物。研究还创新性地提出,溶剂极性显著影响活性成分提取效率,乙酸乙酯被证明是最佳折中选择。

这项研究的意义不仅在于验证传统药物的科学性,更开创性地提出了"抗菌-抗氧化-促愈合"三位一体的天然药物开发策略。在抗生素研发陷入瓶颈的当下,这类多靶点、低耐药性的天然复合制剂可能代表未来抗感染治疗的新方向。特别是对糖尿病足溃疡等难愈性伤口,没药提取物有望发展成为具有双重功能的局部治疗剂。研究团队建议下一步应开展活性成分的纯化与结构修饰,并探索其与传统抗生素的协同效应,为临床应用奠定基础。

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