Majoon Sarakhs复方尤纳尼制剂的酚类与黄酮类成分、体外抗氧化活性及计算机分子建模药物发现研究

《Letters in Drug Design & Discovery》：Majoon Sarakhs: A polyherbal Unani formulation with total phenolics, flavonoids, in vitro antioxidant activity, and in silico molecular modeling insights for drug discovery

　　

Majoon Sarakhs是一种尤纳尼复方草药制剂，可能作为天然抗氧化剂，其较高的酚类和黄酮类含量为此提供依据。研究人员采用高效液相色谱（HPLC）以embelin及E & Z guggulsterones为对照品鉴定关键标志物。通过铁还原抗氧化能力（FRAP）和2,2-二苯基-1-苦基肼（DPPH）自由基清除能力法初步评价其体外抗氧化潜力。通过髓过氧化物酶（myeloperoxidase, MPO）和NADPH氧化酶（NADPH oxidase）结合中心内的分子对接进一步支持其抗氧化潜力。ADME/TOPKAT预测和类药性分析显示，部分受试化合物具有合理性质，另一些则表现出不利性质。

研究背景方面，原文指出自由基可导致癌症、糖尿病、炎症及神经系统疾病等多种退行性疾病；自由基为含未配对电子的分子，是多种生化过程的中间产物，过量产生可造成DNA、蛋白质和脂质氧化损伤。抗氧化剂可清除自由基并阻止氧化链式反应，天然抗氧化剂摄入与退行性疾病发生之间在流行病学研究中存在密切关系。合成抗氧化剂如丁基羟基茴香醚和丁基羟基甲苯虽曾用于加工食品防腐，但报道对人体健康不利而受限，因此需要寻找植物来源、高效且未见毒性的天然抗氧化剂。Majoon Sarakhs为尤纳尼药典复方，主要用作驱虫药，含Sarakhs（Dryopteris filix mas L.）、Baobarang（Embelia ribes；研究中以Embelia tsjeriam cottam即Embelia robusta替代）、Muqil（Commiphora mukul）和Turbud（Ipomoea turpethum）等药材。原文认为其中多种次级代谢产物可能协同发挥作用。该研究针对Majoon Sarakhs乙醇提取物，首次评价其抗氧化及自由基清除潜力，并结合计算机方法研究其代表性次级代谢产物对活性氧（ROS, reactive oxygen species）生成相关NADPH氧化酶和髓过氧化物酶的作用，同时评估药效学、药代动力学、毒性和药物性质。

关键技术方法方面，所用药材购自West Bengal及Aligarh, U.P.当地市场，经Dr. S. Noorunnisa Begum鉴定（证书No. Drug Authentication/FRLHT Acc. No 4570–4573, 14/12/2017）。研究人员按尤纳尼药典制备Majoon Sarakhs并制备乙醇提取物；用HPLC以embelin和E & Z guggulsterones为对照品鉴定标志物；用Folin-Ciocalteu法测定总酚、氯化铝比色法测定总黄酮；用DPPH法和铁氰化钾-三氯乙酸-氯化铁还原力法（Oyaizu法）评价体外抗氧化活性；用Discovery Studio 2.5的C-Docker方案对NADPH氧化酶（PDB ID: 8WEJ; 2.79 ?）和髓过氧化物酶（PDB ID: 5WDJ; 2.40 ?）进行分子对接并以RMSD验证，用GROMACS进行100 ns分子动力学（MD）模拟；用ADME/TOPKAT预测吸收、分布、代谢、排泄、毒性和类药性。

结果部分如下。3.1. Key markers identification in the ethanol extract of Majoon Sarakhs (MS) using HPLC：通过HPLC标准化提取物，embelin在26.702 min出现峰面积为1102205的峰，占所测总峰面积100%；E-和Z-guggulsterones分别在14.943和21.207 min出现峰面积4992和17952，Z-guggulsterone浓度高于E-guggulsterone，二者相对百分比分别为21.757%和78.243%。原文说明该HPLC标志物鉴定此前已由作者完成。3.2. Determination of total phenolic and flavonoid content：通过Folin-Ciocalteu法测得总酚为13.55 ± 0.249 μg GAE equivalents/mL，通过氯化铝比色法测得总黄酮为11.472 ± 0.418 μg QE equivalents/mL；没食子酸和槲皮素标准曲线R²分别为0.994和0.9896。3.3. In vitro antioxidant activity determination of Majoon Sarakhs extract：3.3.1. DPPH radical scavenging capacity assay：通过DPPH法发现提取物和抗坏血酸均呈浓度依赖性抑制，IC₅₀分别为212和447 μg/mL。3.3.2. Potassium ferricyanide–trichloroacetic acid–ferric chloride reducing power assay (Oyaizu’s method)：通过Oyaizu法发现提取物吸光度随浓度增加而升高，但低于抗坏血酸；提取物和抗坏血酸的R²分别为0.968和0.989，提示还原能力与浓度间良好相关。3.4. Functional substances predominating Majoon Sarakhs extract：通过归纳制剂各药材代表性成分，指出Dryopteris filix-mas主要含filixic acid，Ipomoea turpethum含scopoletin、betulinic acid、betulin和lupeol，Embelia tsjeriam-cottam主要含embelin，Commiphora mukul含E-和Z-guggulsterones、myrrhanone A、myrrhanol A、mansumbinoic acid和mansumbinone。3.5. In silico studies：3.5.1. Molecular docking：通过C-Docker对接发现，对NADPH氧化酶，embelin和scopoletin的C-Docker能量分别为?37.08和?18.36 kcal/mol，接近tocopherol的?38.80 kcal/mol，并优于ellagic acid（?15.44 kcal/mol）和ascorbic acid（?11.06 kcal/mol）；对髓过氧化物酶，embelin和scopoletin分别为?28.45和?15.61 kcal/mol，接近tocopherol的?23.93 kcal/mol，并优于ellagic acid（?13.16 kcal/mol）和ascorbic acid（?2.66 kcal/mol）。多种其他化合物呈正C-Docker能量，原文归因于范德华排斥、配体应变、静电排斥、刚性活性位点和庞配体基团等不利相互作用。3.5.2. Validation of the molecular docking：通过重新对接共结晶配体并计算RMSD验证对接，NADPH氧化酶和髓过氧化物酶相应RMSD分别为1.94和2.04 ?，支持对接结果有效性。3.5.3. Molecular dynamic simulations：通过100 ns MD模拟发现embelin与两种酶形成的复合物总体稳定；与髓过氧化物酶相比，embelin与NADPH氧化酶结合时波动略少；两种酶的回旋半径（Rg）保持相对恒定，低RMSF支持结构完整性，配体SASA相似，未显示溶剂分子导致明显结合丧失，两种结合位点均能容纳embelin，NADPH氧化酶结合口袋中embelin运动动力学略更明确。3.5.4. ADME/TOPKAT and drug likeness prediction：通过ADME/TOPKAT和类药性预测发现，embelin、mansumbinoic acid、scopoletin、Z-guggulsterone和mansumbinone人肠道吸收良好，betulin、ellagic acid和ascorbic acid中等，其余低至极低；多数化合物溶解度极低至低，embelin和ascorbic acid溶解良好；embelin、betulin、E-guggulsterone、mansumbinoic acid、Z-guggulsterone和mansumbinone血脑屏障穿透很高至高；filixic acid、scopoletin和ascorbic acid血浆蛋白结合低于90%，其余高于90%；受试化合物均不抑制CYP2D6；除filixic acid、scopoletin和ellagic acid外均未见肝毒性。TOPKAT显示所有受试化合物Ames预测为非致突变；多数对雌鼠有致癌性，filixic acid和myrrhanol A除外；对雄鼠非致癌的包括filixic acid、embelin、myrrhanol A、mansumbinone、myrrhanone A、ellagic acid、tocopherol和ascorbic acid；大鼠口服LD₅₀为0.43至11.52 g/kg体重，慢性LOAEL为0.004至0.46 kg体重；多数有轻至中度皮肤刺激，ellagic acid和ascorbic acid无刺激；多数为轻度至无眼刺激，betulin和betulinic acid为重度刺激。总体而言，部分化合物尤其embelin显示最佳生物活性及较合理性质。

讨论部分总结：原文讨论认为自由基和氧化应激参与癌症、糖尿病、肺损伤、心血管疾病、动脉粥样硬化、衰老、寄生虫和细菌感染、炎症、肿瘤性疾病及类风湿关节炎等；抗氧化剂可通过抑制脂质过氧化、对抗自由基或保护抗氧化防御机制发挥作用。天然抗氧化剂和草药补充剂被认为是合成抗氧化剂的替代方案。Majoon Sarakhs各组成药材具有抗氧化作用，复方混合可改变单味药药效，其抗氧化活性可解释为成分协同作用。酚类可直接抗氧化，通过吸附和中和自由基、分解过氧化物及淬灭ROS发挥作用，其羟基与链断裂和抗氧化能力相关；黄酮类因酚羟基而具有多种活性并作为强抗氧化剂。DPPH法灵敏、直接、可靠，适用于初步评价植物提取物自由基清除潜力；还原力法通过铁氰化物还原为亚铁形式并形成普鲁士蓝，在700 nm测定，较高吸光度提示较强还原力。原文还引用既往研究支持各组成药材的抗氧化潜力。该研究结果提示Majoon Sarakhs抗氧化活性呈浓度依赖；其显著抗氧化能力可推测为全方协同效应。对接结果中embelin和scopoletin与NADPH氧化酶及髓过氧化物酶结合较好，接近tocopherol并优于ellagic acid和ascorbic acid；MD显示embelin与两种酶结合总体稳定。ADME/TOPKAT和类药性显示部分化合物性质合理、部分不利。原文建议Majoon Sarakhs可开发为多种药物制剂和草药茶以对抗氧化应激，但需对全方进行额外安全性评价，因为单个化合物的安全性预测不能确立完整草药制剂的药代动力学或安全性；建议进一步开展体内研究，例如通过控制免疫反应改善非酒精性脂肪性肝炎，或开展与抗氧化潜力相关的其他研究。Limitations部分强调，单个化合物的分子对接和ADME/毒性预测不能确立全方安全性和药理性质，结论严格限于所呈现的实验和计算证据；应进一步开展细胞实验、体内研究及随后临床前研究，并测定非酶和酶抗氧化剂。多草药尤纳尼复方如Majoon Sarakhs对环境因素、采集时间、气候、地理来源和传统制备方法敏感，可导致植物化学成分变异；建议采用LC-MS/MS等高分辨率谱分析鉴定可能协同作用的全部化合物并减少批次间变异。

研究结论部分翻译：当前结果揭示了Majoon Sarakhs的还原能力和自由基清除特性，反映其抗氧化潜力；这可推测为各成分间的协同作用。此外，对Majoon Sarakhs不同成分中代表性化合物的计算机研究显示，embelin在NADPH氧化酶和髓过氧化物酶结合中心内具有最佳契合。ADME/TOPKAT预测和类药性显示，部分受试化合物具有合理的药效学、药代动力学、毒性和药物性质，而另一些则发现不利结果。因此，Majoon Sarakhs可能通过作为抗氧化剂对抗氧化应激，如无细胞体系初步抗氧化活性所示。然而，强烈建议进一步开展细胞实验、体内研究并随后进行临床前研究，同时测定非酶和酶抗氧化剂，以进一步支持所得结果。