柠檬草提取物通过抑制卵泡闭锁及调节Ghrelin和Leptin改善大鼠多囊卵巢综合征的研究

《Biochemistry Research International》：Lemongrass (Cymbopogon citratus) Extracts Ameliorate Polycystic Ovary Syndrome in Rats by Inhibiting Follicular Atresia and Modulating Ghrelin and Leptin

本文研究了柠檬草（Cymbopogon citratus）水提物（AE）和氢乙醇提物（HEE）对来曲唑（LTZ）诱导的大鼠多囊卵巢综合征（PCOS）模型的治疗作用。结果表明，两种提取物均能显著降低血清睾酮水平（最高降低37.10%，p < 0.0001），提高雌二醇水平（最高提高56.15%，p < 0.0001），并调节ghrelin（GHRL）和leptin（LEP）的分泌。在卵巢组织中，提取物降低了Fe2+、caspase 3和氧化应激标志物MDA的水平，同时提高了抗氧化酶（如catalase和GSH）的活性。组织学分析显示，提取物处理减少了囊状和闭锁卵泡的数量，促进了卵泡生长和排卵。研究揭示柠檬草提取物通过其抗氧化、抗凋亡和抗铁死亡特性，以及调节生殖代谢激素的机制，有效改善PCOS相关的卵巢损伤，其中水提物因生物碱含量较低而更具应用潜力。本研究为PCOS的植物疗法提供了新的实验依据。

　　

引言

多囊卵巢综合征（PCOS）是一种常见的内分泌及代谢性疾病，全球约8%–10%的育龄女性受其影响，其主要特征包括高雄激素血症、排卵障碍及卵巢多囊样改变。PCOS导致的不孕与卵巢功能紊乱密切相关，尤其表现为卵泡加速耗竭 through 闭锁。当前常规治疗方法如克罗米芬（clomiphene citrate）、芳香化酶抑制剂（如letrozole, LTZ）、胰岛素增敏剂（如metformin）等虽有一定疗效，但存在不良反应及局限性。因此，开发高效低毒的替代疗法尤为迫切。具有抗氧化、抗炎特性的药用植物被认为是PCOS潜在的治疗选择。柠檬草（Cymbopogon citratus）是一种传统药用植物，既往研究显示其具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病等活性，但其对PCOS的作用机制尚待深入阐明。

材料与方法

本研究使用54只健康雌性Wistar大鼠（10–12周龄，平均体重152 g），通过每日口服来曲唑（1 mg/kg，持续21天）诱导PCOS模型。造模成功后，动物随机分为9组（每组6只），分别给予柠檬草水提物（AE）或氢乙醇提物（HEE）（100、200或400 mg/kg/天，连续20天），以蒸馏水为阴性对照，metformin（200 mg/kg）为阳性对照。实验期间监测体重变化，处死动物后收集血清及卵巢组织，用于激素水平测定、氧化应激指标分析及组织学检查。采用ELISA法检测血清睾酮、雌二醇、GHRL和LEP浓度；通过比色法测定卵巢组织中Fe²⁺、caspase 3、MDA、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）、过氧化氢酶（catalase）及二氧化硫（SO₂）水平；卵巢组织经石蜡包埋、H&E染色后，在光镜下计数各类卵泡（包括三级卵泡、格拉夫卵泡、囊状卵泡、闭锁卵泡及黄体）。数据以均值±标准误表示，采用GraphPad Prism 8.0进行单因素或双因素方差分析，以p < 0.05为差异有统计学意义。

化学成份与抗氧化活性分析

柠檬草提取物的植物化学筛查显示，HEE的总酚含量（12.40 ± 0.13 mg GAE/g提取物）高于AE（10.75 ± 1.01 mg GAE/g），总黄酮（HEE: 7.38 ± 0.12 mg QE/g; AE: 6.05 ± 0.24 mg QE/g）和总生物碱含量（HEE: 724 mg; AE: 144 mg）亦以HEE为高。DPPH自由基清除实验表明，AE与HEE的IC₅₀值相近（约174–176 μg/mL），但HEE的铁还原能力（68.30 ± 8.19 μmol FeSO₄/g）显著高于AE（56.70 ± 2.33 μmol FeSO₄/g）。这些结果提示柠檬草提取物富含多酚类与生物碱类成分，具备显著的抗氧化潜力。

对PCOS大鼠代谢与激素水平的影响

PCOS模型组（Neg）大鼠体重显著增加（p < 0.0001），血清睾酮水平升高45.97%（p < 0.0001），雌二醇水平降低38.95%（p < 0.0001），同时GHRL水平下降58.30%（p < 0.0001），而LEP水平升高145.28%（p < 0.0001）。经柠檬草提取物干预后，各剂量组均能剂量依赖性地逆转上述变化：AE400使睾酮降低32.65%（p < 0.0001），HEE100使雌二醇升高44.33%（p = 0.0017）；AE400显著提升GHRL水平129.40%（p < 0.0001），并降低LEP水平43.86%（p < 0.0001）。Metformin作为阳性对照，也表现出类似的调节作用。这些数据表明柠檬草提取物可通过调节生殖代谢轴关键激素，改善PCOS相关内分泌紊乱。

对卵巢氧化应激与细胞死亡标志物的影响

PCOS诱导后，卵巢组织内Fe²⁺浓度升高66.67%（p = 0.0007），caspase 3水平增加37.55%（p = 0.0046），MDA水平上升37.40%（p = 0.0033），而抗氧化酶如catalase与GSH活性下降，SO₂水平升高61.22%（p < 0.0001）。柠檬草提取物治疗显著改善这些参数：HEE200使Fe²⁺降低30%（p = 0.0011），HEE400使caspase 3降低24.48%（p = 0.0156）；AE100使MDA降低23.29%（p = 0.0192），HEE100使catalase活性提高29.98%（p = 0.0342）。此外，提取物还能提升GSH水平（如AE100使GSH升高40.96%, p = 0.0034）并降低SO₂浓度。以上结果提示，柠檬草提取物通过抑制铁死亡（ferroptosis）与凋亡（apoptosis），并增强卵巢抗氧化防御系统，减轻PCOS引起的卵巢氧化损伤。

对卵巢组织形态与卵泡动力学的作用

组织学分析显示，PCOS模型组卵巢中囊状卵泡（10.08 ± 0.47）与闭锁卵泡（15.33 ± 1.10）数量显著增多（p < 0.0001），而三级卵泡、格拉夫卵泡及黄体数量减少。柠檬草提取物干预后，卵泡发育得到促进：AE100使三级卵泡数量增加93%（p = 0.0339），HEE100使格拉夫卵泡数量增加3.79倍（p = 0.0947）；同时，囊状卵泡与闭锁卵泡数量显著下降，如HEE400使囊状卵泡减少61.61%（p < 0.0001），AE400使闭锁卵泡减少28.96%（p = 0.0010）。这些形态学改善表明提取物能有效恢复卵泡正常发育周期，促进排卵及黄体形成。

讨论

本研究系统评价了柠檬草提取物对PCOS大鼠模型的治疗作用及其潜在机制。PCOS发病与高雄激素血症、胰岛素抵抗及卵巢局部氧化应激密切相关，其中卵泡闭锁涉及粒细胞铁死亡与凋亡等程序性死亡途径。本研究首次发现柠檬草提取物可通过以下多重机制发挥保护效应：（1）调控血清生殖激素：降低睾酮、提升雌二醇，纠正激素失衡；（2）调节能量代谢激素：升高GHRL、降低LEP，改善代谢紊乱；（3）直接抗氧化：清除ROS，提升GSH、catalase等抗氧化酶活性；（4）抑制细胞死亡：降低卵巢Fe²⁺与caspase 3水平，阻断铁死亡与凋亡通路。化学分析提示，柠檬草中的多酚类与生物碱类成分可能是其药效物质基础。值得注意的是，水提物（AE）与氢乙醇提物（HEE）疗效相当，但AE生物碱含量较低，可能更具安全性优势。

结论

柠檬草（Cymbopogon citratus）水提物与氢乙醇提物均能有效改善PCOS大鼠的卵巢功能障碍，其作用机制与抑制卵泡闭锁、调节ghrelin/leptin平衡、拮抗氧化应激及细胞死亡密切相关。水提物因生物碱含量较低，更具备开发为植物药物的潜力。本研究为PCOS的植物疗法提供了实验依据，未来可进一步深入探讨其分子靶点及临床转化价值。