揭示Artemisia integrifolia L.的抗氧化潜力：通过UHPLC-DPPH技术综合发现生物活性化合物，并激活Nrf2/HO-1信号通路

《Phytochemistry》：Revealing the antioxidant potential of Artemisia integrifolia L.: Integrated discovery of bioactive compounds via UHPLC-DPPH and activation of the Nrf2/HO-1 signaling pathway

抗氧化活性物质基础及分子机制研究：通过系统化学分析鉴定天麻贯众（Artemisia integrifolia）中91种成分（含7新化合物），结合UHPLC-DPPH和LC-MS/MS技术筛选出22种抗氧化活性成分（主要含黄酮类、奎宁酸衍生物及倍半萜类），细胞实验证实18种成分可显著降低活性氧水平，并通过激活Nrf2/HO-1通路发挥抗氧化作用。

　　

李慧敏|高倩|吴一金|阮静雅|程嘉明|张毅|王涛

天津中医药大学中医药化学与分析重点实验室，中国天津市静海区团泊新城西区鄱阳湖路10号，301617

摘要

活性氧（ROS）在生理条件下作为重要的信号分子，但其过量产生会导致氧化应激，进而促进多种疾病的发病机制。Artemisia integrifolia L.是一种传统的药用和食用植物，已显示出潜在的抗氧化特性；然而，其生物活性成分尚未得到充分研究。本研究系统地探讨了A. integrifolia的抗氧化成分及其作用机制。通过对地上部分70%乙醇提取物进行植物化学分析，分离并鉴定了91种化合物，其中包括7种先前未描述的化合物（1–7）和84种已知化合物（8–91）。共有103种参考化合物被用作全面化学分析的标准，包括本研究中鉴定的化合物（1、3–61、63–91）以及先前报道的类似物（92–105）。通过结合LC-MS/MS和UHPLC-DPPH筛选方法，快速鉴定了103种成分，其中22种（主要是黄酮类、奎宁酸衍生物和倍半萜类）被证实具有潜在的抗氧化活性。细胞实验表明，这18种化合物能够显著降低H₂O₂刺激的RAW 264.7巨噬细胞内的ROS水平。机制研究表明，这些化合物通过激活Nrf2/HO-1信号通路发挥抗氧化作用。这些发现阐明了A. integrifolia抗氧化活性的物质基础，并强调了其作为膳食或治疗剂管理氧化应激相关疾病的潜力。本研究为进一步开发和临床应用A. integrifolia提取的天然抗氧化剂奠定了基础。

引言

活性氧（ROS）在正常生理条件下是重要的信号分子，但在氧化应激条件下会变成有害物质，导致多种疾病的发病（Manis等人，2022；Zhang等人，2022）。为了对抗这种情况，人体依赖于复杂的抗氧化系统，尤其是核因子红细胞2相关因子2/血红素加氧酶-1（Nrf2/HO-1）通路（Tai等人，2021）。鉴于合成抗氧化剂的局限性和副作用（Shahbaz等人，2021），人们迫切需要寻找有效且安全的天然替代品。

这一探索至关重要，因为内源性防御系统可能会不堪重负。虽然在正常生理条件下该系统能维持自由基的动态平衡（Xu等人，2022），但暴露于有害刺激会导致自由基过度生成，进而引发氧化损伤，这是许多疾病的常见病理生理机制。因此，抗氧化剂在预防和治疗这些疾病中起着关键作用，而天然产物是这些化合物的丰富来源（Zhang等人，2022）。

Artemisia integrifolia L.（菊科）是一种传统的食用和药用植物，在中国北方被称为“顶级野生蔬菜”，是一个有前景的候选对象（Zhang等人，2008）。历史上，它被用于治疗肝炎和高血压等疾病（Zhang等人，2008）。现代植物化学研究表明，该植物富含多种生物活性化合物，包括黄酮类、奎宁酸酯和萜类（Li等人，2021；Xu等人，2019）。因此，它具有多种药理作用，如抗氧化（Liu等人，2010）、抗炎（Cui，2018）和降脂（Xu等人，2019）。

目前关于A. integrifolia抗氧化活性的研究主要集中在其粗提物或总黄酮类上。例如，Xu等人（2017）证明黄酮类提取物具有浓度依赖性的自由基清除能力。另一项研究报道，这些黄酮类可以增强抗氧化酶活性，减少衰老小鼠的脂质过氧化，并抑制H₂O₂引起的DNA氧化损伤（Liu等人，2010）。最近，Cui等人（2025）发现A. integrifolia中的多酚能有效抑制脂质氧化。然而，导致这些效果的具体黄酮类化合物尚未确定。此外，文献表明A. integrifolia》还富含奎宁酸酯和倍半萜类（Li等人，2021；Xu等人，2019），但这些非黄酮类化合物的抗氧化潜力很少被研究。这种对具体生物活性成分的不确定性严重阻碍了A. integrifolia的进一步开发和应用。

最近在Artemisia属中的植物化学进展进一步强调了系统研究A. integrifolia的必要性。例如，Abdullajanov等人（2025）最近从A. porrecta中分离出一系列倍半萜内酯，突显了该属作为结构多样且生物活性强的代谢物来源的潜力。同样，Song等人（2024）鉴定了A. argyi中的先前未报道的倍半萜类，并利用3D-QSAR探索了它们的抗HBV活性，展示了将现代化学计量学工具与植物化学研究相结合以建立结构-功能关系的价值。这些研究不仅强调了该属的化学丰富性，还展示了先进分析方法在解析复杂混合物方面的强大能力。因此，它们为本文采用的LC-MS/MS和化学计量学综合方法提供了有力的方法论依据。

抗氧化防御系统是抵御氧化应激的核心机制，依赖于ROS生成与消除之间的动态平衡。当ROS积累超过生理阈值时，转录因子Nrf2会转移到细胞核中，与抗氧化响应元件（ARE）结合，并激活下游基因（如HO-1）的转录。这一过程显著增强了细胞对氧化应激的抵抗力（Guo等人，2025）。Nrf2/HO-1信号通路的激活不仅能有效清除多余的ROS，还能上调多种抗氧化酶，从而建立多层次的抗氧化防御网络（Wijerathne等人，2022）。大量研究表明，靶向调节这一通路是治疗氧化应激相关疾病的重要策略。

鉴于这些考虑，本研究旨在通过综合植物化学和药理学方法系统阐明A. integrifolia的抗氧化活性背后的物质基础和分子机制。本研究的新颖之处在于：（1）对A. integrifolia进行系统的植物化学研究，以丰富其化学谱型；（2）开创了一种结合LC-MS/MS化学分析、UHPLC-DPPH快速筛选和化学计量建模的综合策略，高效识别复杂提取物中的关键抗氧化成分；（3）在细胞水平验证活性化合物的抗氧化效果，并进一步通过激活Nrf2/HO-1信号通路探讨其作用机制。这项研究不仅为A. integrifolia的传统用途提供了现代科学依据，也为将其发展为管理氧化应激相关疾病的膳食或治疗资源奠定了基础。

部分摘录

从70%乙醇提取物中获得了91种化合物，其中包括7种先前未描述的代谢物

对A. integrifolia地上部分70%乙醇提取物进行系统植物化学分析后，分离并鉴定了91种化合物，其中包括7种先前未描述的代谢物：arinteguaianoids A–C（1–3）、arintemagstigmanoside A（4）、arintecoumarinosides A–B（5–6）和arintephenoside A（7）（图1），以及84种已知化合物（8–91）（图2）。已知成分包括29种黄酮类、13种奎宁酸衍生物、17种倍半萜内酯和5种megastigmane

讨论

本研究系统地阐明了A. integrifolia的抗氧化潜力，将其传统用途与现代药理学证据联系起来。植物化学分析显著丰富了该植物的已知化学谱型，揭示了黄酮类、奎宁酸衍生物、倍半萜类、酚酸、香豆素和木脂素等化合物的多样性。同时发现了7种先前未描述的化合物和62种首次报道的化合物

结论

总之，本研究通过综合植物化学和药理学方法系统阐明了A. integrifolia的抗氧化特性。我们分离并鉴定了91种化合物，其中包括7种先前未描述的成分，显著扩展了该植物的化学谱型。通过结合LC-MS/MS、UHPLC-DPPH和化学计量建模的综合工作流程，我们高效地确定了22种关键抗氧化成分。细胞实验验证了这些成分的效果

色谱材料、仪器和试剂

关于A. integrifolia地上部分70%乙醇提取物植物化学分析中使用的色谱分离条件、仪器规格和化学试剂的详细信息见补充材料。

植物材料

A. integrifolia的地上部分采集自中国吉林省伊通满族自治县黄岭子村（43°18'36"N, 125°09'00"E）。该植物材料由Lin Ma教授鉴定（学校：

CRediT作者贡献声明

张毅：撰写 – 审稿与编辑、项目管理、资金获取、概念构思。王涛：撰写 – 审稿与编辑、项目管理、资金获取、概念构思。阮静雅：撰写 – 审稿与编辑、验证、监督、软件使用。程嘉明：数据可视化、验证。高倩：撰写 – 初稿撰写、方法学设计、实验研究、正式分析。吴一金：软件使用、资源准备、方法学设计。李慧敏：撰写 – 初稿撰写、方法学设计

未引用参考文献

Agnihotri等人，2008；Li等人，2012；Ooi等人，2011；Shahbaz等人，2022；Sirota等人，2015；Socodato等人，2015；Zhang等人，2012。

利益冲突声明

我们声明没有利益冲突。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：82574549）和天津市卫生健康委员会项目（项目编号：2024009）的资助。

利益冲突声明

作者声明没有财务利益冲突。

致谢

无。