槲寄生（Viscum album L.）果实分离组分的植物化学表征及其生物活性研究——以黑杨（Populus nigra L.）为寄主

《Applied Sciences》：Isolation, Phytochemical Characterization, and Biological Activities of Fractions from Viscum album L. Berries Harvested from Populus nigra L.

　　

尽管槲寄生的药用价值已被公认，但其果实在植物化学成分组成和生物学特性方面的研究仍相对不足。本研究评估了从黑杨（Populus nigra L.）上采集的槲寄生（Viscum album L.）果实甲醇提取物及其各组分的植物化学特征、抗氧化、抗糖尿病以及血管紧张素转化酶（ACE）抑制活性。组分F41–44和F45–49表现出最强的2,2-二苯基-1-苦肼基自由基（DPPH•）和2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸阳离子自由基（ABTS•+）清除能力（半数抑制浓度IC50分别为1.36和0.39 mg/mL，粗提物为8.09和1.31 mg/mL）以及α-淀粉酶抑制活性（7.37 mg阿卡波糖当量/g，粗提物为2.55 mg阿卡波糖当量/g）。最高的氧自由基吸收能力（ORAC）出现在F27–31组分（250.79 mg Trolox当量/g，粗提物为135.66 mg Trolox当量/g），而最强的ACE抑制作用则见于F32–40组分（IC50 = 1.98 mg/mL，粗提物为3.83 mg/mL）。活性最强的组分富含绿原酸、芹菜素、紫杉叶素、槲皮素、3-O-甲基槲皮素、鼠李秦素、异槲皮苷和异山柰酚，这些成分与自由基清除活性显著相关。此外，还检测到了三萜类化合物，包括熊果酸、齐墩果酸、白桦脂酸、羽扇豆醇、白桦脂醇和赤杨二醇。这些发现为槲寄生果实的植物化学组成及其生物潜力提供了新的见解，支持将其进一步研究用于针对氧化应激、糖尿病和心血管疾病的营养保健品或植物药制剂开发。

论文解读文章

1. 研究背景与目的

槲寄生（Viscum album L.）是一种半寄生植物，其地上部分的标准化提取物已在辅助癌症治疗中得到应用。然而，既往的植物化学与药理学研究主要集中在叶片和茎部，对其果实的研究相对匮乏。已有证据表明，槲寄生果实在酚类组成和碳水化合物谱方面与营养器官存在显著差异，可能代表一类独特的生物活性代谢产物来源。此外，寄主树对槲寄生的次生代谢产物积累具有重要影响，但目前关于寄生在黑杨（Populus nigra L.*）上的槲寄生果实的研究几乎空白。考虑到黑杨本身富含酚类物质，且是蜂胶的主要植物来源之一，这一寄主-器官组合可能赋予槲寄生果实独特的化学特征和生物活性。因此，本研究旨在通过对黑杨上采集的槲寄生果实进行系统的色谱分离、植物化学表征和体外活性评价，揭示其抗氧化、抗糖尿病及血管紧张素转化酶（ACE）抑制活性的物质基础。

2. 主要关键技术方法

研究人员采用超声辅助浸提法以80%甲醇制备槲寄生果实粗提物（MEVF）。随后利用Sephadex LH-20低压柱层析对粗提物进行分级分离，基于280 nm、320 nm和350 nm的吸光度图谱合并得到8个集体组分。采用分光光度法测定总酚含量（TPC）和总黄酮含量（TFC）。运用液相色谱-电喷雾串联质谱（LC-ESI-MS/MS）对酚酸和黄酮类化合物进行定量分析，采用液相色谱-大气压化学电离串联质谱（LC-APCI-MS/MS）对三萜类化合物进行轮廓分析。抗氧化活性通过DPPH^•自由基清除、ABTS^•+阳离子自由基脱色和氧自由基吸收能力（ORAC）三种互补方法评估。抗糖尿病活性通过α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制实验测定，ACE抑制活性使用商品化试剂盒检测。数据采用Spearman秩相关系数进行相关性分析，并运用层次聚类和K-means聚类进行化学计量学分析。

3. 研究结果

3.1 提取与分级分离

超声辅助提取获得14 g干燥甲醇提取物（MEVF），得率为35%（w/w）。经Sephadex LH-20柱层析，依据紫外吸收图谱合并得到8个集体组分（F2–7至F50–60），各组分收率介于1%至58%之间。

3.2 植物化学组成

3.2.1 多酚组成

各组分的总酚含量（TPC）范围为3.70至99.85 mg没食子酸当量（GAE）/g干重（DF），总黄酮含量（TFC）范围为0.99至50.60 mg槲皮素当量（QE）/g DF。晚期洗脱组分F41–44和F45–49含有高水平的5-咖啡酰奎宁酸（绿原酸）、芹菜素、圣草酚、异山柰酚、槲皮素、3-O-甲基槲皮素、鼠李秦素和异槲皮苷。

3.2.2 三萜类化合物轮廓

主要鉴定出的三萜类化合物包括齐墩果酸（OA）、熊果酸（UA）、白桦脂酸（BA）、羽扇豆醇、白桦脂醇和赤杨二醇/乌发醇。与酚类化合物不同，三萜类主要富集于中期洗脱组分（F20–26、F27–31）及最终组分F50–60（UA/OA总和高达4180.00 μg/g DF），而酚类和黄酮富集的组分F41–44和F45–49中三萜含量极低。

3.3 生物活性

3.3.1 抗氧化活性

在DPPH^•和ABTS^•+实验中，晚期洗脱组分活性最强，其中F45–49的IC₅₀值最低（1.36 mg/mL），F41–44的ABTS^•+清除活性最优（IC₅₀ = 0.39 mg/mL），均显著优于粗提物（IC₅₀分别为8.09和1.31 mg/mL）。而在ORAC实验中，中期组分F27–31（250.79 mg Trolox当量/g DF）和F32–40（247.29 mg Trolox当量/g DF）表现最佳，高于粗提物（135.66 mg Trolox当量/g DE）。

3.3.2 α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性

对于α-葡萄糖苷酶抑制，F45–49活性最高（0.373 mg阿卡波糖当量/g DF）。对于α-淀粉酶抑制，F41–44（7.338 mg阿卡波糖当量/g DF）和F45–49（7.366 mg阿卡波糖当量/g DF）活性最强，远高于粗提物（2.55 mg阿卡波糖当量/g DE）。值得注意的是，在DPPH^•和ABTS^•+实验中活性最强的组分同样显示出最强的酶抑制活性。

3.4 化学计量学与相关性分析

层次聚类分析将F41–44和F45–49明确划分为活性最优的独立组群。Spearman相关性分析显示，DPPH^•和ABTS^•+清除活性与总酚含量（R = -0.98和-0.90）、总黄酮含量（R = -0.90和-0.80）、绿原酸、异山柰酚、槲皮素、3-O-甲基槲皮素、鼠李秦素、芹菜素等呈强至中等程度的负相关。α-葡萄糖苷酶抑制与芹菜素、鼠李亭、异鼠李素、鼠李秦素等呈正相关。α-淀粉酶抑制与紫杉叶素（R = 0.73）和圣草酚（R = 0.55）呈正相关。三萜类化合物仅与ORAC实验呈现正相关。

3.5 选定样品的ACE抑制活性

基于化学计量学分析结果，研究人员选取粗提物及F32–40、F41–44、F45–49三个组分进行ACE抑制活性评价。结果显示，F32–40活性最强（IC₅₀ = 1.98 mg/mL），优于粗提物（3.83 mg/mL），而黄酮富集的F41–44（8.57 mg/mL）和F45–49（13.00 mg/mL）活性反而较弱。这表明ACE抑制活性可能与酚酸和三萜类化合物的协同作用有关，而非单一依赖于黄酮类成分。

4. 讨论与结论

讨论部分总结：本研究首次对寄生在黑杨上的槲寄生果实进行了系统的植物化学与药理学表征。通过柱层析分级分离，成功实现了酚类/黄酮类化合物与三萜类化合物的有效分离。活性最强的组分（F41–44和F45–49）富含芹菜素、槲皮素、3-O-甲基槲皮素、紫杉叶素和绿原酸，这些化合物已被文献证实具有显著的α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性，从而支持了槲寄生果实的抗糖尿病潜力。值得注意的是，不同生物活性所对应的化学物质基础存在差异：抗氧化和抗糖尿病活性主要归因于酚类和黄酮类化合物，而ACE抑制活性则可能与酚酸和三萜类的共同作用有关。这解释了为何在抗氧化和抗糖尿病实验中活性较弱的F32–40组分却在ACE抑制实验中表现最佳。此外，本研究首次在白槲寄生果实中报道了白桦脂醇、羽扇豆醇和赤杨二醇/乌发醇的存在，拓展了对该属植物化学分类学的认识。

研究结论翻译：本研究首次对从黑杨（Populus nigra L.）上采集的白槲寄生（Viscum album L.）果实进行了植物化学和药理学表征，这是一组此前未被研究的寄主-器官组合。本研究也是首次报道槲寄生果实的抗糖尿病（α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制）和ACE抑制活性，将该物种已知的药理潜力扩展至已被广泛研究的叶片和枝条之外。研究结果表明，柱层析所得组分的抗氧化和抗糖尿病活性显著高于粗提物，而F32–40组分是最强的ACE抑制剂，表明分离得到的组分是这些效应相关化合物的浓缩物。晚期洗脱的、富含酚类和黄酮的组分（F41–44和F45–49），特别是富含芹菜素、槲皮素、3-O-甲基槲皮素、紫杉叶素和绿原酸的组分，是抗氧化和抗糖尿病活性的主要贡献者，而ACE抑制活性则与同时含有酚酸和三萜类的F32–40组分关联最为密切，表明同一植物材料中不同的化学类别对应着不同的生物效应。值得注意的是，单个组分的生物活性并不总是与粗提物的活性一致——主要优势成分含量较低的组分往往表现出更强的活性，这提示起始混合物中存在协同或掩蔽效应，而这些效应在单独分析粗提物时无法被察觉。这些发现证实，柱层析分级分离是发现新型植物源生物活性化合物的关键策略，因为它简化了研究材料的化学组成，有助于识别负责观察到的活性的成分。综上所述，这些结果将槲寄生果实定位为一个此前被忽视的多功能生物活性化合物来源，对氧化应激相关和代谢性疾病的预防和管理具有潜在意义，值得进一步的体内和机制研究。