植物胶(PGs)和黏液在植物化学组成和药理特性方面仍缺乏系统研究。它们是由高分子量化合物组成的混合物,与水混合后会形成黏稠或凝胶状溶液(Jeong等人,2025年)。植物胶通常来自树皮、灌木、种子或海藻的分泌物,也含有多种低分子量化合物。由于其无毒、可生物降解、生物相容性和成本效益,植物胶在生物材料和制药应用中具有重要意义(Irfan等人,2025年)。它们高度分支的结构、多样的糖苷键以及结构异质性赋予了其多功能性(Amiri等人,2021年)。
植物胶通常是复杂的碳水化合物聚合物,其溶解性取决于其化学结构。通常,植物胶还含有羟脯氨酸和其他氨基酸的蛋白质成分(Ihsan等人,2024年;Maji,2019年)。除了作为控释系统(如悬浮液、薄膜、植入物和眼科制剂)中的辅料外,它们还可能含有具有生物活性的次级代谢物(Bhushette和Annapure,2017年)。尽管植物胶在工业上广泛应用,但大多数植物胶的系统和代谢物水平表征尚未完成。
Moringa oleifera(属于辣木科)原产于印度次大陆,但在热带和亚热带地区广泛种植。该植物的几乎所有部分都具有营养或药用价值。叶子含有维生素、矿物质和多酚;种子具有天然凝固作用,可用于水处理;其不同部位的提取物具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗菌和抗癌作用(Gopalakrishnan等人,2016年)。因此,它常被称为“奇迹树”。
M. oleifera树胶(GMO)分泌物最初呈白色,随后变为红棕色。结构研究表明,该树胶含有l-鼠李糖、d-半乳糖、d-葡萄糖醛酸、l-阿拉伯糖、d-甘露糖和d-木糖,主要通过β-(1→3)糖苷键连接(Bhattacharya等人,2018年)。其主要成分是一种高度分支的阿拉伯半乳聚糖,含有约7%的蛋白质,包括天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸和赖氨酸(Grewal等人,2019年)。尽管其多糖结构和药用辅料潜力已得到研究,但其低分子量植物成分及其药理作用仍知之甚少。
传统上,辣木树被用于治疗龋齿(Elgamily等人,2016年)。它还被用于治疗哮喘、发热、胃肠道疾病、头痛、痢疾、梅毒和风湿病(Sharma等人,2024年)。此外,辣木提取物对Brugia malayi(一种人类淋巴丝虫)表现出良好的体外和体内抗丝虫活性(Ali等人,2024年)。多项研究还证实了其广谱抗菌作用(Ali等人,2024年)。辣木树的几乎所有部分都已被用于多种治疗用途,并得到了大量科学研究的证实。然而,M. oleifera树胶的研究仍较为有限。因此,本研究选择对其植物化学组成进行深入分析,并探讨其潜在的抗炎和抗糖尿病效果。
植物化学物质是植物防御和适应过程中产生的生物活性代谢物,包括多酚、黄酮类、类胡萝卜素、植物甾醇、皂苷等,它们在抗菌、抗炎、抗糖尿病和抗氧化方面发挥作用(Bhattacharya等人,2018年;Kumadoh等人,2026年)。尽管已经对M. oleifera的叶子、种子和树皮进行了广泛的植物化学分析(Abdelmoumene等人,2025年),但树胶的代谢物水平表征尚未完成。以往关于辣木树的研究主要集中在树胶的多糖结构及其作为药用辅料的应用上,而非代谢物分析和药理验证。
气相色谱-质谱(GC–MS)是一种复杂分析方法,结合了气相色谱和质谱技术,用于检测挥发性和半挥发性物质(Chen等人,2025年)。相比之下,液相色谱-质谱(LC-MS)能够灵敏地检测极性、热不稳定和高分子量成分。GC–MS和LC-MS的联用提高了化学物质的覆盖范围,实现了全面的代谢物分析(Kaur等人,2022年)。
在本研究中,使用GC–MS分析了辣木树的甲醇提取物中的挥发性成分和中等极性物质,而LC-MS则用于分析极性和水溶性植物化学物质。通过这两种分析方法的结合,实现了全面的植物化学分析。由于卡拉胶诱导的炎症反应与环氧化酶-2(COX-2)介导的前列腺素生成密切相关,且已知酚类化合物参与了这一过程,因此通过分子对接技术研究了配体与目标分子的相互作用。为了深入了解观察到的抗糖尿病和抗炎作用机制,将辣木树中最丰富的酚类化合物——儿茶酚,与人类胰腺α-淀粉酶和COX-2进行了计算机对接分析。
据我们所知,这是首次结合GC–MS和LC-MS分析、体外α-淀粉酶抑制实验、体内卡拉胶诱导的抗炎测试以及主要酚类化合物(儿茶酚)与多种治疗靶点的分子对接的研究。该研究填补了关于辣木树代谢物组成和药理潜力的知识空白,为其在制药领域的应用奠定了科学基础。