秋葵（Abelmoschus esculentus (L.) Moench）种子提取物对急性和慢性紫外线引起的皮肤损伤的防护作用，涉及PLD相关的脂质信号传导机制

《Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology》：Protective effects of okra ( Abelmoschus esculentus (L.) Moench) seed extract against acute and chronic UV-induced skin damage, implicating PLD-associated lipid signaling

Okra种子提取物通过代谢组学与网络药理学研究，证实其对UVA/UVB诱导的急性与慢性皮肤光老化损伤具有保护作用，机制涉及PLD相关脂信号通路及脂代谢物变化。

　　

李文淑雅|李学丽|刘家鹤|徐慧|赵学莲

中国河北省石家庄市河北医科大学第二医院整形外科

摘要

紫外线（UV）辐射是导致皮肤光老化和皮肤损伤的主要环境因素，对皮肤功能和外观具有重要影响。本研究探讨了秋葵（Abelmoschus esculentus (L.) Moench）种子提取物对UVA/UVB诱导的皮肤损伤的保护作用，结合网络药理学、体外细胞实验、体内小鼠模型和代谢组学分析来探索潜在机制。LC–MS/MS分析鉴定了秋葵种子提取物中的十种主要生物活性化合物，包括10-硝基-9E-十八烯酸、9s,13r-12-氧代植二烯酸、十八烷二酸等。体外实验表明，秋葵种子提取物具有较低的细胞毒性，并能促进HaCaT细胞的增殖和迁移。在急性和慢性UV暴露的小鼠模型中，使用秋葵种子提取物处理可显著减轻表皮增厚和真皮胶原破坏，同时恢复UV诱导的COL1和COL3表达异常，并降低MMP3水平。综合代谢组学和网络药理学分析结果表明，其保护作用可能与PLD相关的脂质信号通路有关，并伴有脂质代谢物的变化。总体而言，这些发现表明秋葵种子提取物是一种有前景的植物源光保护剂，为皮肤健康保护的干预措施提供了机制依据。

引言

皮肤覆盖人体最大的表面积，既作为抵御环境侵害的物理屏障，又具有美学和心理社会功能，是最明显的衰老指标[1]。皮肤衰老是一个多因素的生物学现象，受内部和外部因素共同影响。表现为弹性下降、皱纹形成和结构萎缩[2]。内部衰老是一个自然的、随时间发展的生理过程，与遗传背景、激素调节和代谢活动相关，通常表现为表面皱纹、皮肤水分减少和松弛[3][4]。相比之下，外部衰老主要由长期暴露于环境压力因素引起，包括紫外线（UV）辐射、吸烟、外部污染物、营养失衡、心理压力和睡眠不足[5][6]。这些因素通过影响细胞结构和功能加速皮肤衰老，导致皱纹粗糙、色素沉着不均、雀斑（或老年斑）甚至病理变化[7][8]。特别是UV辐射被认为是导致皮肤加速衰老的主要外部因素[9]，约占面部衰老的80%[10]。这一过程称为光老化[11]，涉及多种光诱导的分子机制，包括线粒体功能障碍、芳烃受体（AhR）激活和基于端粒的DNA损伤。这些变化最终导致组织学改变，如表皮厚度变化、真皮弹性下降、胶原降解、炎症浸润和血管扩张[12][13][14]。

从实验和临床角度来看，UV诱导的皮肤损伤通常分为两种生物学不同的类型：由短期高强度UV暴露引起的急性损伤，以及由长期低剂量UV照射引起的慢性光老化。急性UV损伤的特点是快速氧化应激、炎症反应和表皮屏障破坏，而慢性UV暴露则导致细胞外基质逐渐降解、真皮重塑和累积性光老化表型[15][16]。这两种模型反映了不同的病理机制和临床情况，强调了针对不同UV暴露模式制定预防和治疗策略的必要性。鉴于全球老龄化人口的增加，理解和预防急性和慢性UV诱导的皮肤损伤已成为光生物学和光医学的研究重点，有助于维护皮肤健康和整体心理社会福祉。

鉴于上述机制，目前针对光老化的预防和治疗方法可分为局部治疗剂和非局部干预措施[17]。传统的局部治疗剂包括维甲酸类[18][19]及其替代品（如bakuchiol[20]、维生素C[21][22]、维生素E[23]和α-羟基酸[24][25]）。这些化合物通过减轻氧化应激、抑制胶原降解和减轻炎症来缓解光老化。然而，这些治疗方法常伴有不良反应，如红斑、脱屑、干燥、灼热感和光敏感[26]。非局部干预措施，包括化学换肤[27]、激光和光疗[28][29]以及使用干细胞或外泌体的新兴细胞疗法[30]，也显示出临床疗效，但仍受不良反应限制，如红斑、色素沉着、疼痛、组织瘢痕和成本高昂[31][32]。此外，现有的预防策略大多不针对特定的UV暴露模式，针对急性和慢性UV诱导皮肤损伤的临床应用干预措施仍不够明确。

因此，人们越来越关注具有抗光老化活性的植物提取物，因为它们安全、经济且作用机制多样[33][34]。这些植物提取物富含黄酮类、多酚和其他抗氧化剂，可通过多种途径中和UV诱导的活性氧（ROS），从而保护皮肤健康并减轻光老化。例如，从毛藜根中提取的白藜芦醇可通过抑制ROS驱动的丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和COX-2信号通路来防止UVA/UVB诱导的光老化，进而下调MMPs和促炎介质[35]。其他代表性化合物包括Salvianolic酸B[36]、阿魏酸[37]、硫代葡萄糖苷[38]和木犀草素[39]，它们通过抗氧化、抗炎和抗胶原降解作用缓解光老化。此外，秋葵（Abelmoschus esculentus (L.) Moench）因其传统用途和丰富的生物活性成分而受到关注。该植物名称已通过“World Flora Online”（www.worldfloraonline.org）和MPNS（http://mpns.kew.org）进行了验证。

秋葵原产于苏丹和埃塞俄比亚，属于锦葵科植物，现在广泛种植于热带和亚热带地区[40]。作为一种营养丰富且经济的蔬菜，秋葵果实富含多酚、叶酸和其他重要植物化学物质；其种子含有亚油酸[41]、赖氨酸、色氨酸和多种生物活性代谢物[42]；而其根和叶主要含有碳水化合物、黄酮苷、单宁和矿物质[43]。由于其多样的生物活性成分，传统医学系统长期以来一直使用秋葵来促进健康和缓解疾病[44]。在中国，秋葵传统上被视为一种有益健康的滋补草药，因其兼具食用和药用价值[45]。在土耳其的Sanl?urfa和Kahramanmara?省，新鲜或捣碎的秋葵果实传统上用于促进伤口愈合。在安纳托利亚东南部，秋葵果实常被制成粥状食物用于治疗皮肤病变和皮下脓肿[46]。除了这些地区性应用外，秋葵还广泛应用于民间医学中，用于治疗多种健康问题，包括胃部疾病、炎症、癌症、感染、便秘、低血糖和尿潴留[47]。现代药理学研究揭示了其多种生物活性，包括免疫调节[48]、抗氧化[49]、抗炎[50]、神经保护[51]、降脂[52]、抗肿瘤[53]、抗微生物[54]、胃保护[48]和抗疲劳[56]作用。这些发现表明，秋葵可能是有前景的光保护化合物来源，能够调节UV诱导的氧化和炎症级联反应。

尽管秋葵具有强大的抗氧化和抗炎特性，但尚不清楚这些生物活性是否能有效减轻UV诱导的光老化并恢复皮肤稳态。特别是，尚不清楚秋葵种子提取物是否在急性和慢性UV暴露模型中都具有保护作用，或其效果是否因UV损伤模式或给药途径而异。

因此，本研究设计了三个明确的目标：（i）评估秋葵种子提取物在急性和慢性UV诱导的皮肤损伤小鼠模型中的保护效果；（ii）比较口服给药与微针透皮给药在双重UV暴露条件下的治疗效果；（iii）利用综合代谢组学和网络药理学方法探索与其光保护效果相关的潜在分子机制和代谢途径。

通过明确这些目标和终点，本研究旨在提供机制和实验证据，支持秋葵衍生物在抗光老化策略中的应用潜力，并为开发更针对性和特定于暴露类型的UV诱导皮肤损伤预防和治疗干预措施提供依据。这项研究可能为秋葵衍生物在光老化研究中的潜在作用提供实验依据，并为未来开发植物源光保护和光老化预防策略提供启示。

秋葵种子提取物中生物活性化合物的UPLC-MS/MS分析

秋葵种子提取物（批号WTLS240915）由中国兰州Waterles Biotechnology有限公司提供，通过水提取法制备。所有实验均使用同一批次样品以确保结果一致性。秋葵种子提取物使用Scientz-100F冻干机冻干后，用MM 400研磨机以30 Hz研磨1.5分钟。提取过程为向样品中加入预冷的70%甲醇（-20°C；每50毫克提取物加1200 μL）。

秋葵种子提取物中活性化合物的LC-MS/MS鉴定结果

使用LC–MS/MS系统分析了秋葵种子提取物的化学组成。如图1A和B所示，质控样品在负离子和正离子模式下获得的总离子色谱图（TICs）显示出均匀的峰分布、稳定的信号强度和重复实验间的强重叠性，表明仪器稳定性和分析重现性较高。

通过比对和校准检测到的峰来进行代谢物鉴定。

讨论

光老化主要是由太阳UV辐射引起的，UV辐射被归类为1类致癌物。UV辐射包括三种亚型：UVA（315–400 nm，95%）、UVB（280–315 nm，5%），而UVC大部分被平流层臭氧过滤掉。UVB主要穿透表皮，导致红斑、色素沉着和晒伤，而UVA可到达真皮，导致皮肤松弛、皱纹形成、胶原和弹性蛋白降解以及光致癌作用[57][58][59]。

结论

本研究全面评估了秋葵种子提取物在UVA/UVB诱导的急性光损伤和慢性光老化模型中的光保护作用。LC–MS/MS分析鉴定了十种核心生物活性化合物，包括10-硝基-9E-十八烯酸、9s,13r-12-氧代植二烯酸和十八烷二酸等。细胞实验表明，秋葵种子提取物可促进HaCaT细胞的增殖和迁移，且无明显的细胞毒性，支持其

作者贡献声明

李文淑雅：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、可视化、方法学、数据分析、概念构建。李学丽：撰写 – 审稿与编辑。刘家鹤：可视化、方法学。徐慧：方法学。赵学莲：监督、资金获取、概念构建。

伦理声明

所有动物实验均获得河北医科大学动物护理和使用委员会的批准。实验程序严格遵循当地法规和机构制定的伦理标准。

声明手稿制备过程中使用了生成式AI和AI辅助技术。

在撰写本手稿期间，作者使用ChatGPT辅助语言润色。

未引用参考文献

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利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本工作得到了河北省中医药科学研究项目（2025318）的支持。