两种Camelina sativa（L.）Crantz基因型种子提取物的分步化学表征、抗氧化、抗菌及抗结直肠癌活性与分子对接评价

《Journal of Agriculture and Food Research》：Systematic chemical and pharmacological evaluation of seed extracts from two Camelina sativa (L.) Crantz genotypes and estimation methods

　　

•对两种Camelina sativa NS基因型进行详细化学分析。
•鉴定出高水平芦丁（rutin）、儿茶素（catechin）和水杨酸（salicylic acid）。
•对福氏志贺菌（Shigella flexneri）和单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）显示强抗菌作用。
•提取物对人结直肠腺癌HT-29细胞显示细胞毒性作用。

研究背景：Camelina sativa（L.）Crantz（亚麻荠，Brassicaceae）是原产于东欧和西亚的一年生油料作物，具有生育期短、抗逆性较强、对病虫害相对不敏感及适配性广等特点。近年来，其种子提取物因富含酚酸和黄酮类成分而受到关注，这些成分具有潜在健康促进作用。塞尔维亚已培育出“NS Slatka”（CSS）和“NS Zlatka”（CSZ）两个基因型，既有研究仅涉及其矿物元素、叶绿素、蛋白质、总多酚、总黄酮及体外抗氧化活性；对于这两个基因型，尚未见将碱性水解、酸化、乙醚萃取等分步萃取与详细化学表征结合的研究，也尚未评价其抗食源性细菌及抗结直肠癌细胞活性。基于亚麻荠与食源性细菌代谢物及消化系统疾病、尤其结直肠癌的潜在关联，以及分子对接在生物活性成分预测中的作用，研究人员开展本研究，旨在比较分步萃取物与常规甲醇粗提物的化学组成，评价粗提物的抗氧化、抗菌和抗增殖作用，并以分子对接探索主要酚类成分与结直肠癌相关蛋白靶点的预测结合模式。该研究据原文为首次对两个塞尔维亚Camelina sativa基因型进行分步植物化学分析、粗提物与分步萃取物比较、抗氧化/抗菌/抗增殖实验及分子对接整合评价。

方法概要：种子材料为“NS Slatka”（CSS）和“NS Zlatka”（CSZ），由Institute of Field and Vegetable Crops培育，并在Institute for Medicinal Plant Research “Dr Josif Pan?i?”位于塞尔维亚Pan?evo的实验田进行种子生产，2024年3月13日直播，7月3日收获。关键技术包括：常规甲醇固液萃取制备粗提物；分步萃取获得游离酚类化合物（free phenolic compounds，FPC）、可溶性结合酚类化合物（soluble conjugated phenolic compounds，SC）和结合酚类化合物（bound phenolic compounds，BPC）；反相高效液相色谱-二极管阵列检测（RP-HPLC-DAD）定量酚类；UV-Vis分光光度法测定总酚、总黄酮和总黄烷酮；CUPRAC（cupric ion reducing antioxidant capacity，铜离子还原抗氧化能力）和DPPH（2,2-diphenylpicrylhydrazyl，2,2-二苯基-1-苦基肼基）评价抗氧化；肉汤微量稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）；XTT法评价HT-29细胞活力；AutoDock Vina进行分子对接并以重对接验证。

研究结果：3.1 化学组成：RP-HPLC-DAD显示两个基因型粗提物和分步萃取物均具有复杂酚类组成；酚酸为主要化学类别，在粗提物中占总鉴定酚类的45%–52%，在分步萃取物中占52%–94%；羟基肉桂酸衍生物占优势，在CSS和CSZ中分别占两类酚酸合计的90%和93%。粗提物中以芥子酸（sinapic acid）最多，约占两基因型酚酸合计的83.34%，其后为水杨酸、阿魏酸和迷迭香酸；黄酮糖苷及苷元在粗提物中占47.5%–54.6%，在分步萃取物中占5.88%–47.7%，其中芦丁占粗提物总黄酮的64%–65%，儿茶素约占32%–33.5%。分步萃取物中BPC较FPC和SC更占优势；CSZ的BPC中p-香豆酸、原儿茶酸和水杨酸较高，CSZ的迷迭香酸较CSS约高50倍。3.2 总酚、总黄酮和总黄烷酮：UV-Vis分析显示，与FPC相比SC总酚增加约15%–20%，BPC变化较小；CSZ总黄酮较CSS高3%–12%；总黄烷酮在CSZ中较CSS高20%–30%，BPC为优势组分，较FPC和SC高至多50%。原文同时指出不同当量及水解条件可能影响结果解释。3.3 抗氧化活性：CUPRAC中CSS活性约为CSZ的5–6倍，而DPPH中CSZ较CSS高约19%，提示两种方法反映的抗氧化特征不同。3.4 抗菌活性：肉汤微量稀释法显示两基因型具有相近抑菌潜力，MIC范围分别为CSS 3.42±1.92至28.42±9.94 mg/mL、CSZ 2.81±0.69至30±11.18 mg/mL，MBC范围分别为12.18–97.44 mg/mL和25–100 mg/mL；结果部分指出单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）和福氏志贺菌（Shigella flexneri）敏感性较高，讨论部分提及对粪肠球菌（Enterococcus faecalis）和S. flexneri也显示活性，整体呈菌株依赖性。3.5 细胞毒性：XTT法显示低浓度3.125和6.25 mg/mL可显著提高HT-29细胞活力，而12.5–100 mg/mL降低细胞存活，CSS在相同浓度下尤其12.5 mg/mL时抗增殖作用强于CSZ；IC₅₀分别为CSS 76.75 mg/mL和CSZ 77.37 mg/mL。3.6 分子对接：重对接验证的RMSD为0.14–2.02 ?；9种酚类对8个结直肠癌相关靶点的预测显示芦丁总体结合亲和力较强，并在CDK2、c-Met、PI3Kα等靶点呈现铰链区或ATP结合区相关相互作用；p53 Y220C结果仅作为突变特异性结构探索，不用于解释HT-29细胞反应，因为HT-29携带TP53 R273H而非Y220C。

讨论与结论：讨论指出两基因型化学组成存在差异，植物酚类更常以结合形式存在，粗提物中芥子酸、芦丁和儿茶素较丰富；抗氧化活性主要可归因于酚类，尤其黄酮苷元和羟基肉桂酸衍生物；抗菌活性可能与其多酚组成有关，并具有作为天然抗菌食品包装或功能成分的潜力；抗增殖作用呈剂量依赖，可能反映多种植物化学成分的综合作用，但各成分及分子靶点的贡献未通过实验确定。研究局限包括仅在单一结直肠癌细胞系中评价抗增殖作用、未在正常非恶性结肠细胞中评价选择性，分子对接结果仅为假设生成性证据，需实验验证。研究结论部分可译为：Camelina sativa种子是酚酸和黄酮的丰富来源；两个基因型中主要黄酮醇为芦丁和山奈酚-3-O-葡萄糖苷，并含黄烷-3-醇儿茶素；酚酸以羟基肉桂酸为主，CSZ中迷迭香酸高于CSS；反式肉桂酸及黄酮醇苷元（morin、quercetin、isorhamnetin）在两基因型中水平相当，观察到的变异主要呈基因型依赖。两基因型均显示有前景的药理活性，提示其作为感染性胃肠道疾病（如细菌性胃肠炎）功能成分的潜力；除对食源性病原菌的抗菌活性外，酚类成分对HT-29结直肠癌细胞显示抗增殖作用，仍需在其他结直肠癌细胞系及非恶性对照细胞中开展分子研究以确定选择性和作用机制。分子对接揭示主要酚类尤其芦丁的若干可能配体-靶点关联，但需实验验证后方可得出机制结论；食品级提取、残留溶剂控制、毒理学评价、稳定性和制剂化是推向功能食品产品及配料应用前需进一步开展的步骤。