灯台树叶片提取物酚类特征及其通过Akt/mTOR蛋白稳态缓解地塞米松诱导骨骼肌萎缩的保护机制

《Antioxidants》:Phenolic Profiling of Cornus controversa Hemsl. Extract and Its Protective Effects Against Dexamethasone-Induced Skeletal Muscle Atrophy

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月12日 来源:Antioxidants 8.2

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  植物源酚类(phenolic compounds)化合物因对骨骼肌的潜在保护效应受到关注,然而灯台树(Cornus controversa Hemsl.)叶片提取物的酚类组成与抗肌萎缩潜力尚不明确。研究人员对该叶提取物(CCE)进行酚类表征并探究其对抗地塞米松

  
植物源酚类(phenolic compounds)化合物因对骨骼肌的潜在保护效应受到关注,然而灯台树(Cornus controversa Hemsl.)叶片提取物的酚类组成与抗肌萎缩潜力尚不明确。研究人员对该叶提取物(CCE)进行酚类表征并探究其对抗地塞米松(DEX)诱导的骨骼肌萎缩的作用。CCE总多酚含量为20±1.41 μg GAE/mg提取物;液相色谱-四极杆飞行时间质谱(LC–Q-TOF/MS)推测注释出9个酚类特征峰,主要包括没食子酰基己糖苷(galloyl hexoses)、黄酮醇(flavonol)苷类,以及槲皮素(quercetin)与山柰酚(kaempferol)苷元。研究人员进一步以结构明确的槲皮素和山柰酚为代表,与mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白,muscle protein synthesis关键调控因子)进行分子对接,结合能分别为?109.629与?204.518 kcal/mol,提示二者可能介入mTOR的ATP结合口袋。在DEX处理的C2C12细胞中,CCE提升细胞活力,缓解肌管厚度与长度下降,增强Akt/mTOR合成信号并抑制蛋白降解相关蛋白。在斑马鱼中,CCE显著改善DEX导致的运动能力损伤。结果表明,CCE可能通过调控肌肉蛋白稳态减轻DEX诱导的骨骼肌功能障碍,具备骨骼肌健康应用的自然源材料潜力。
研究背景与立题依据
骨骼肌是维持运动与代谢稳态的核心组织,其质量依赖肌肉蛋白合成与降解的平衡。老化、久坐、营养不良、慢病以及过量糖皮质激素暴露均可引发骨骼肌萎缩(skeletal muscle atrophy)。地塞米松(dexamethasone,DEX)作为合成糖皮质激素,可同时抑制合成信号并激活泛素蛋白酶体系统,是常用的肌萎缩建模工具。植物源酚类具有抗氧化、调节炎症与代谢信号的能力,其中黄酮醇(如槲皮素、山柰酚)已被报道可干预萎缩过程。灯台树(Cornus controversa Hemsl.)为东亚分布的山茱萸科落叶乔木,既往研究显示其叶具抗氧化与抗炎活性,但对其酚类全貌及对抗DEX诱导肌萎缩的保护作用长期缺乏系统证据。因此,研究人员从化学表征、计算对接与体外/体内功能验证三个层面,评估灯台树叶提取物(CCE)的肌保护潜力。
主要技术方法概览
研究人员采用50%乙醇制备灯台树叶提取物(样本由韩国湖南生物资源院提供,编号Hkim12697)。化学表征依托超高效液相串联高分辨质谱(LC–Q-TOF/MS,正离子模式)做推测注释,并以Folin–Ciocalteu法测总多酚;计算层面以Discovery Studio的CDOCKER模块,将槲皮素、山柰酚对接至mTOR激酶域(PDB 4JT5)ATP口袋。功能验证使用小鼠C2C12成肌细胞分化模型(DEX 100 μM,CCE 25–100 μg/mL),结合CCK-8活力检测、MyHC免疫荧光定量肌管形态、Western blot分析Akt/mTOR与萎缩标志蛋白;体内采用12月龄雄性斑马鱼队列(对照组、DEX组及DEX+CCE 25/50/100 μg/mL组,n=10/组),通过视频轨迹追踪定量游泳总距离。
研究结果
3.1 基于LC–Q-TOF/MS的CCE酚类表征
研究人员通过保留时间、精确质量数(误差<6 ppm)与碎片规律,推测注释9类酚性特征:三没食子酰己糖、两个四没食子酰己糖异构体、槲皮素/山柰酚的己糖苷与己糖-脱氧己糖苷,以及苷元槲皮素与山柰酚。槲皮素为丰度最高特征,但源内裂解可能使苷类贡献游离苷元信号,故该化学轮廓属“推测注释”而非标准品确证。
3.2 槲皮素与山柰酚对mTOR的分子对接
以mTOR为靶标,山柰酚计算结合能?204.518 kcal/mol,槲皮素?109.629 kcal/mol。山柰酚与LYS2187、ASN2343形成氢键,与ARG2251静电吸引,并与ALE2248、ILE2356产生π–烷基作用;槲皮素与LYS2187有π–阳离子作用、与ASP2357碳氢键及疏水接触。结果仅说明黄酮醇可定位于mTOR ATP口袋,不直接证明激活mTOR。
3.3 CCE在DEX处理C2C12细胞中的保护作用
CCK-8显示CCE本身无毒性且促活力;DEX显著降低活力,CCE(尤其100 μg/mL)可恢复至近对照水平,提示提取物缓冲了糖皮质激素的细胞损伤。
3.4 CCE对肌管厚度与长度的影响
MyHC免疫荧光表明,DEX使肌管变细变短;CCE剂量依赖性地恢复肌管直径与长度,证实其缓解形态学萎缩。
3.5 CCE对肌肉蛋白稳态的调控
Western blot显示,DEX抑制Akt/mTOR合成信号并下调MyoD、myogenin等成肌蛋白,同时上调MuRF1、Atrogin-1/MAFbx降解标志。CCE处理逆转上述趋势:合成端信号回升,降解端E3连接酶表达受抑,说明其通过“促合成+抑降解”双路径维稳。
3.6 CCE改善斑马鱼运动障碍
DEX组游泳轨迹收缩、总距离下降;CCE各剂量部分恢复游动范围,高剂量效果最明显,与细胞实验的形态/信号改善相互印证。
讨论与结论翻译
讨论指出,CCE总多酚水平可观,酚类以槲皮素/山柰酚苷与没食子酰酯为主,与同属植物化学规律一致;对接仅为力场能量估计,且LC–MS缺标准品、存在源内裂解,故个体成分贡献尚不能归因。细胞与斑马鱼结果一致指向CCE可调节Akt/mTOR与泛素化降解平衡,但整体活性可能来自多组分协同。局限包括:化合物未用标准品锁定、mTOR无直接结合实验、缺哺乳动物在体验证。
结论部分翻译:
本研究对灯台树叶提取物(CCE)的酚类组成进行表征,并探索其对抗骨骼肌萎缩的潜力。LC–Q-TOF/MS推测注释出9个酚类特征,涵盖没食子酰己糖、黄酮醇苷及槲皮素、山柰酚苷元。分子对接提示槲皮素与山柰酚可能介入mTOR的ATP结合口袋。在DEX诱导萎缩模型中,CCE于C2C12细胞提升活力、恢复肌管厚长、增强Akt/mTOR合成信号并抑制降解蛋白;于斑马鱼改善运动缺陷。结果表明,CCE可通过维护肌肉蛋白稳态,潜在缓解DEX诱导的骨骼肌功能障碍,可作为骨骼肌健康方向的天然资源进一步研究;但单体贡献与mTOR直接作用仍待标准品、分离纯化物及哺乳动物模型验证。
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