《Journal of Ethnopharmacology》：Flavonoid-rich
Phyla nodiflora fraction promotes Keap1 degradation and Nrf2/HO-1 activation to attenuate particulate matter–induced oxidative stress in human keratinocytes
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本研究评估了Phyla nodiflora黄酮类化合物提取物PN Fr.5对PM诱导角质形成细胞氧化损伤的保护作用，发现其通过激活Keap1-Nrf2/HO-1通路减少ROS并上调AQP3，验证了PN的传统护肤应用价值。
林嘉萱|吴金叶|顾安德里亚|吴宏成|陈逸峰|柯宏慧
台湾高雄医学大学药学院天然产物研究生研究所，高雄80708
摘要
民族药理学意义
Phyla nodiflora (L.) Greene（简称PN）在亚洲传统上被用于治疗炎症和皮肤疾病。其药理活性主要归因于具有抗氧化和抗黑色素生成作用的黄酮类化合物。鉴于这些传统和药理特性，PN有可能保护皮肤细胞免受空气中的有害物质（如颗粒物（PM）的侵害。
研究目的
评估通过无溶剂微波水扩散和重力萃取法获得的富含黄酮的PN组分（PN Fr. 5）对PM诱导的氧化损伤的保护作用。
材料与方法
人类角质形成细胞（HaCaT细胞）暴露于城市粉尘PM（NIST? SRM? 1649b）中。通过测量PM诱导的细胞内活性氧（ROS）来评估PN的抗氧化活性，并利用Western blotting、RT-qPCR和环己亚胺追踪实验研究Keap1–Nrf2/HO-1信号通路的相关机制。通过基于特征的分子网络分析和对接技术筛选潜在的活性化合物。
结果
在所有样品中，PN Fr. 5表现出最强的抗氧化活性，能够降低PM诱导的ROS并上调AQP3表达，且无细胞毒性。机制研究表明，PN Fr. 5通过加速Keap1降解、稳定Nrf2并上调下游抗氧化蛋白（包括HO-1）发挥作用。分子网络分析确定jaceosidin、isokaempferide、eupafolin和chrysosplenol D为主要黄酮类化合物，对接实验表明这些化合物，尤其是jaceosidin，可能通过非亲电方式调节Keap1–Nrf2蛋白-蛋白相互作用，从而增强Nrf2/HO-1信号通路。
结论
富含黄酮的P. nodiflora组分（PN Fr. 5）通过激活Keap1–Nrf2/HO-1信号通路表现出强大的抗氧化活性，这支持了其在传统医学中用于治疗皮肤疾病的用途，并表明其具有作为植物基保护剂对抗PM诱导的角质形成细胞氧化损伤的潜力。
引言
颗粒物（PM）是由空气中的固体和液体颗粒组成的复杂混合物，对健康构成严重威胁（Le Gall-Lanotto等，2024；Sekhavati和Yengejeh，2023）。PM的许多有害作用是通过活性氧（ROS）和氧化应激介导的（Melzi等，2024）。PM中的过渡金属会发生氧化还原循环，消耗抗氧化防御系统，而多环芳烃（PAHs）会激活芳烃受体（AhR）及其下游蛋白细胞色素P450 1A1（CYP1A1），进一步增加ROS的产生（Pardo等，2020）。在皮肤中，这些机制会引发炎症、细胞因子释放和免疫细胞浸润，加重包括特应性皮炎在内的皮肤炎症性疾病（Chao等，2023；Weslock等，2025）。此外，PM还会通过下调对皮肤水分和完整性至关重要的蛋白质来破坏表皮屏障。值得注意的是，颗粒物暴露会导致水通道蛋白AQP3的表达减少（Park等，2023），从而导致皮肤脱水和屏障功能障碍。
皮肤的天然抗氧化防御主要由核因子红系相关因子2（Nrf2）通路调节（Dinkova-Kostova和Copple，2023）。在基础状态下，Keap1通过结合Nrf2 Neh2结构域内的高亲和力ETGE基序和低亲和力DLG基序，使Nrf2发生泛素化并通过蛋白酶体降解。Nrf2可以通过关键半胱氨酸残基（C151、C273、C288）的氧化或亲电修饰，或通过小分子Keap1–Nrf2蛋白-蛋白相互作用调节剂（PPI）被激活（Abed等，2015）。激活后，新合成的Nrf2与小分子sMAF转录因子形成异二聚体，结合抗氧化响应元件（AREs），并诱导细胞保护基因如血红素加氧酶-1（HO-1）的表达（Kim和Jeon，2022）。然而，仅靠内源性Nrf2的激活不足以对抗PM产生的过量ROS。因此，具有抗氧化和抗炎活性的富含黄酮的植物提取物是保护皮肤免受PM诱导的氧化应激的有希望的候选物质（Jeayeng等，2025；Lu等，2022）。
Phyla nodiflora（L.） Greene（属于马鞭草科）是一种生长迅速的多年生草本植物，分布于热带和亚热带地区。在阿育吠陀、乌纳尼等传统医学体系中，P. nodiflora被用于治疗炎症和皮肤疾病，如粉刺、疖子、溃疡和皮疹（Abbasi等，2010；Loganathan等，2021；Sharma和Singh，2013）。这些民族医学应用表明，该植物长期以来被用于维护皮肤健康和缓解皮肤炎症。其药理活性主要归因于黄酮类化合物，这是其中最丰富且最具生物活性的成分（Khdera和Saad，2024）。P. nodiflora的甲醇提取物具有抗氧化活性，能抑制酪氨酸酶、乙酰胆碱酯酶/丁酰胆碱酯酶和α-淀粉酶/α-葡萄糖苷酶，从而可能改善色素沉着、神经退行性疾病和糖尿病（Alafnan等，2023）。先前的研究表明，P. nodiflora的甲醇提取物可通过抑制CREB磷酸化和MITF表达来抑制黑色素生成（Yen等，2012）。从P. nodiflora中分离出的黄酮eupafolin可降低小鼠黑色素瘤细胞中的黑色素水平和酪氨酸酶活性（Ko等，2014），并在PM暴露的人类角质形成细胞中通过ROS/MAPKs通路抑制COX-2和PGE2（Lee等，2016），显示出其作为化妆品成分的潜力。基于其传统的皮肤应用和已证实的抗氧化特性，本研究在PM暴露的角质形成细胞模型中评估了PN的作用，以阐明传统民族医学用途与现代PM诱导的皮肤损伤问题之间的机制联系。
从植物材料中有效提取生物活性化合物至关重要。传统的溶剂萃取方法存在健康风险、环境影响和残留溶剂污染等问题（Bhadange等，2024）。相比之下，无溶剂微波水扩散和重力萃取（SFMHG）技术利用植物自身的水分，在微波照射下使水分蒸发，破坏植物细胞并释放植物化学物质，这些物质通过重力收集（Zill-e-Huma等，2009）。这种环保方法消除了有机溶剂的使用，减少了能耗，并获得了富含黄酮的提取物（Périno-Issartier等，2010）。我们优化了P. nodiflora的SFMHG提取条件，在无细胞系统中获得了最高的黄酮含量以及抗氧化和抗酪氨酸酶活性（Liu等，2025）。然而，该提取物是否能够保护角质形成细胞免受PM诱导的氧化损伤尚待研究。因此，我们的目标是：(a) 评估P. nodiflora的SFMHG提取物及其组分在PM诱导的角质形成细胞损伤模型中的保护作用；(b) 阐明其背后的分子机制，重点关注ROS、AQP3和Keap1–Nrf2/HO-1信号通路；(c) 通过分子网络分析和对接技术筛选潜在的活性化合物。
部分内容
植物材料
P. nodiflora（PN）购自台湾高雄市同一家授权的草本植物商店（2023年8月购买），由柯宏慧教授鉴定。一份凭证标本（23-08-PNAP）保存在台湾高雄医学大学药学院标本馆。甲醇提取物的制备过程包括将风干并粉碎的P. nodiflora地上部分用甲醇室温下提取三次，然后合并提取物并浓缩。
P. nodiflora (PN)制剂对HaCaT细胞中PM诱导的氧化损伤的保护作用及AQP3的上调
使用城市粉尘SRM1649b诱导HaCaT角质形成细胞的氧化损伤。在30 μg/mL浓度下，包括甲醇提取物（M）、SFMHG提取物（S）及其五个组分（PN Fr. 1–PN Fr. 5）在内的所有PN制剂均未降低细胞活力（图1A）。为完整性起见，100 μg/mL浓度下的细胞毒性数据见补充图S1。在PM（200 μg/mL）暴露下，细胞内ROS增加，而预先用PN Fr. 4尤其是PN Fr. 5处理后，ROS显著减少
主要发现与意义总结
尽管Phyla nodiflora（PN）显示出抗氧化和抗黑色素生成活性，但其保护表皮屏障免受空气中有害物质影响的潜力仍不明确。在本研究中，我们评估了富含黄酮的SFMHG提取物（PN Fr. 5）对PM诱导的氧化损伤的保护作用。主要发现有三点：(a) PN Fr. 5通过上调AQP3表达保护角质形成细胞免受PM诱导的氧化损伤；(b) PN Fr. 5激活了Nrf2信号通路
结论
本研究证明，富含黄酮的SFMHG提取物（PN Fr. 5）通过激活Keap1–Nrf2/HO-1信号通路有效缓解了PM诱导的氧化损伤。具体表现为：(a) PN Fr. 5在所有PN制剂中表现出最强的抗氧化潜力；(b) PN Fr. 5通过干扰Keap1–Nrf2蛋白-蛋白相互作用并加速Keap1降解，从而稳定Nrf2并上调下游抗氧化蛋白
CRediT作者贡献声明
吴宏成：软件、方法学。陈逸峰：写作–审稿与编辑、可视化、监督、资源管理、项目协调、方法学、资金申请、数据分析、概念构建。吴金叶：验证、方法学、数据管理。顾安德里亚：验证、方法学、数据管理。林嘉萱：写作–初稿撰写、可视化、验证、方法学、实验设计、数据分析。柯宏慧：写作–审稿与编辑
未引用参考文献
Zill-e-Huma等，2009。
资助致谢
本研究得到了台湾国家科学技术委员会（NSTC 111-2320-B-037-014-MY3、NSTC 112-2320-B-037-022-MY3和NSTC 114-2320-B-037-014）的资助，同时也得到了高雄科技大学和高雄医学大学联合研究项目（NKUSTKMU-111-KK-021）的部分支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢台湾国立大学关键技术与仪器中心以及中央研究院农业生物技术研究中心提供的质谱技术研究支持。特别感谢台湾高雄医学大学药学院天然产物研究生研究所的Chia-Hung Yen教授在RT-qPCR实验方面提供的宝贵帮助和指导。
