《South African Journal of Botany》:Exploring the potential of essential oil from
Oxalis latifolia leaves against the bacterial skin disease impetigo by
in vitro and
in silico approaches
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本研究探讨木犀科植物Oxalis latifolia氢蒸馏精油对抗细菌性皮肤感染(impetigo)的潜力,通过GC-MS鉴定出31种活性成分,包括酚类和磷酸酯类化合物,证实其具有显著抗菌、抗氧化及抗炎活性,并通过分子对接验证其与病原体相关蛋白的高亲和力。
阿鲁穆加姆·维格内什(Arumugam Vignesh)| 伊布拉欣·图菲克·艾哈迈德(Ibraheem Thoufeeq Ahamed)| 法哈德·M·阿尔多萨里(Fahad M. Aldosari)| 加达·舒克里·阿尔巴克里(Ghadah Shukri Albakri)| 克里希纳·库马尔·亚达夫(Krishna Kumar Yadav)
印度泰米尔纳德邦波拉奇(Pollachi)NGM学院(自治机构)植物学系,邮编642 001
摘要
本研究探讨了宽叶酢浆草(Oxalis latifolia Kunth.)水蒸馏精油(EOs)对细菌性皮肤疾病脓疱病的药理作用。定量植物化学分析显示,其中含有丰富的次级代谢物,包括总酚类(78.95 ± 4.01 GAE mg/100 mg)、黄酮类(43.67 ± 3.01 QE mg/100 mg)和单宁(12.08 ± 2.81 GAE mg/100 mg)。DPPH•实验表明其具有强抗氧化活性(78.12 ± 4.34%),ABTS•+自由基清除活性(82.35 ± 7.91 μM TE/g),以及FRAP实验中的Fe(II)结合能力(54.42 ± 4.19 mM)。这些精油在低渗溶血(74.25 ± 3.12%)、热诱导溶血(63.76 ± 4.08%)、卵白变性(72.31 ± 5.36%)和BSA变性实验中均表现出显著的抗炎效果。GC–MS分析鉴定出31种生物活性化合物,其中酚类(2,4-二(1,1-二甲基乙基)亚磷酸酯(3:1,峰面积23.28%)为主,还包括二氧杂环烷衍生物、异丙基肉豆蔻酸酯和支链烷烃。抗菌实验表明,该精油对金黄色葡萄球菌(19.66 ± 0.25 mm)、化脓性链球菌(19.24 ± 0.50 mm)、表皮葡萄球菌(22.44 ± 0.52 mm)和铜绿假单胞菌(20.60 ± 0.35 mm)具有强烈的抑制作用。31种化合物的ADME/T分析显示其具有高胃肠吸收率、无Lipinski规则违反现象、非致癌性以及较低的hERG毒性。分子对接研究显示,主要植物化学物质与脓疱病相关毒力蛋白具有高结合亲和力,其中酚类(2,4-二(1,1-二甲基乙基)亚磷酸酯的结合亲和力最强(-8.9至-10.2 kcal/mol)。这些发现突显了宽叶酢浆草精油作为天然抗脓疱病药物的潜在疗效。
引言
脓疱病是一种高度传染性的表层皮肤感染,主要影响儿童,但在拥挤或不卫生的环境中也可能发生在成人身上(Aleid等人,2024年)。由于其易传播性和复发率,它已成为全球重要的公共卫生问题,尤其是在医疗资源有限的地区。脓疱病通常由金黄色葡萄球菌和化脓性链球菌引起,近年来耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)病例增加,进一步复杂化了治疗策略(Glennon等人,2025年)。根据2021年全球疾病负担(GBD)研究,包括脓疱病在内的皮肤和皮下感染显著增加了伤残调整生命年(DALYs),使其成为全球非致命疾病负担的主要原因之一(Yakupu等人,2023年)。在印度,由于环境、社会经济和卫生条件的影响,脓疱病的发病率呈上升趋势。1990年至2017年间,因皮肤疾病导致的年龄标准化残疾年(YLDs)增加了53.7%,凸显了该国的皮肤病负担(Kavita等人,2023年)。不良卫生条件、过度拥挤的生活环境、潮湿气候和个人卫生不足等因素会加剧脓疱病的传播(Glennon等人,2025年)。虽然脓疱病通常不会危及生命,但若不治疗可能导致蜂窝织炎、淋巴管炎和链球菌后肾小球肾炎等并发症。标准治疗方法主要依赖局部和全身抗生素,如莫匹罗星和夫西地酸。然而,这些药物的过度使用和滥用导致了严重的抗菌素耐药性(AMR),降低了治疗效果并导致感染复发或持续存在(Patra等人,2025年)。此外,昂贵的高级抗生素限制了资源匮乏地区的治疗选择。因此,迫切需要安全、经济且有效的替代疗法。
脓疱病的病因复杂,涉及微生物感染、免疫反应和环境因素,需要更加细致和个性化的治疗方案(Abrha等人,2020年)。然而,当前的临床实践往往采用统一的治疗方案,未考虑宿主反应或病原体耐药性的差异。在农村和医疗资源不足的地区,由于缺乏皮肤科医生,诊断延迟和护理不足的情况较为普遍,从而加重了疾病负担(Aleid等人,2024年)。除了身体症状外,脓疱病等可见皮肤疾病还会带来心理社会问题,如尴尬、自尊心低下和社会歧视,尤其是在儿童和青少年中(Abrha等人,2020年)。鉴于这些挑战,科学界越来越关注具有抗菌、抗氧化和抗炎特性的植物衍生治疗剂。历史上,药用植物在各种文化中的医疗保健中发挥了重要作用,大约25–30%的药物直接或间接来源于植物(Vignesh等人,2023年)。其中,精油(EOs)中的挥发性化合物混合物(如萜烯、酚类、酯类和醛类)因其广谱生物活性和轻微副作用而在皮肤病治疗中显示出巨大潜力(Ben Miri,2025年)。最近的研究表明,精油可以有效抑制耐药病原体的生长、调节炎症并促进皮肤愈合(Gadisa和Usman,2021年;Kozics等人,2019年)。
宽叶酢浆草(Oxalis latifolia Kunth.)作为一种有前景的替代治疗候选植物备受关注。尽管广泛认为其可食用,但由于含有草酸,过量摄入可能有害(Vignesh等人,2025年)。传统上,宽叶酢浆草被用于治疗胃肠道紊乱、发热和皮肤问题,如伤口、皮疹和感染(Poudel等人,2023年;Subramanian,2018年;Vignesh等人,2025年)。市场上有多种精油可用于治疗出血、发热、咳嗽和各种皮肤刺激(Ben Miri,2025年;Kozics等人,2019年;Zhang等人,2018年)。该植物的广泛可用性和适应性使其适合低成本治疗开发,特别是在农村或经济欠发达地区(Vignesh等人,2025年)。尽管有这些传统用途,以往关于酢浆草的研究主要集中在粗提物或溶剂提取物上,对精油的成分和抗菌机制的关注较少。迄今为止,尚无系统研究对宽叶酢浆草的精油进行表征,也未通过综合实验和计算方法评估其对脓疱病相关病原体的抗菌潜力。本研究通过水蒸馏法提取宽叶酢浆草精油,并利用色谱-质谱(GC–MS)鉴定挥发性化合物,同时评估其抗氧化和抗炎活性。此外,还研究了精油对常见脓疱病相关细菌的抗菌作用。分子对接研究预测了主要生物活性化合物与皮肤疾病相关蛋白靶点的相互作用,并进行了ADME/T(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)分析,以评估其药理可行性。这些发现有助于开发新的植物基治疗剂,用于治疗脓疱病及相关皮肤感染。
部分内容摘要
植物材料的采集与鉴定
2024年8月至11月期间,在印度泰米尔纳德邦尼尔吉里生物圈保护区(Nilgiri Biosphere Reserve)乌达加曼达兰(Udhagamandalam)海拔2623米的哈拉蒂(Halatty,坐标11°27′20″N, 76°42′49″E)采集了宽叶酢浆草(Oxalis latifolia Kunth.)样本(见图1)。通过与NGM学院(自治机构)波拉奇植物学系标本馆的Gamble标本进行比对,确认了该植物的分类学身份。
生化分析
对宽叶酢浆草叶片水蒸馏精油的生化分析包括次级代谢物的定量测定及其抗氧化、抗炎和抗菌特性的评估。通过自由基清除活性证实了其强抗氧化潜力。
结论
本研究首次全面评估了宽叶酢浆草精油的药理作用,结合了植物化学研究、体外抗氧化和抗炎实验、GC–MS分析以及计算机模拟的ADME/T、Ramachandran图谱和分子对接分析。精油含有31种化学成分,其中一些具有良好的药物类似性、理想的物理化学性质和较强的膜穿透能力。
资助
本研究得到了沙特阿拉伯利雅得普林塞斯努拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学(Princess Nourah bint Abdulrahman University)的研究支持,项目编号为PNURSP2025R584。
潜在利益冲突的披露
作者声明不存在利益冲突或竞争性财务利益。
数据和材料的可用性
本研究生成或分析的所有数据均包含在本文中。作者贡献声明
阿鲁穆加姆·维格内什(Arumugam Vignesh):撰写初稿、验证、方法设计、数据管理、概念构思。伊布拉欣·图菲克·艾哈迈德(Ibraheem Thoufeeq Ahamed):撰写初稿、验证、方法设计、数据管理、概念构思。法哈德·M·阿尔多萨里(Fahad M. Aldosari):撰写与编辑、可视化、资金筹集、正式分析。加达·舒克里·阿尔巴克里(Ghadah Shukri Albakri):撰写与编辑、可视化、资金筹集、正式分析。克里希纳·库马尔·亚达夫(Krishna Kumar Yadav):撰写与编辑、可视化。利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的竞争性财务利益或个人关系。致谢
本研究得到了沙特阿拉伯利雅得普林塞斯努拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学(Princess Nourah bint Abdulrahman University)的支持,项目编号为PNURSP2026R584。此外,还得到了沙特阿拉伯萨塔姆·本·阿卜杜拉齐兹大学(Prince Sattam bin Abdulaziz University)项目(项目编号PSAU/2026/R/1447)的资助。作者感谢NGM学院植物学系的P. Sakthivel、G. Suresh、P. Naveena、B. Preethi、S. Selva Swetha和B. Sneha等学生的宝贵贡献。