鲁德贝基亚毛状花（Rudbeckia hirta）地上部分的代谢组学分析及其抗结肠炎活性：抑制NF-κB活性、减少细胞因子风暴以及抑制趋化因子介导的免疫细胞募集

《Journal of Ethnopharmacology》：Metabolomics Profiling and Anti-Colitic Activity of Rudbeckia hirta Aerial Parts: Inhibition of NF-κB, Cytokine Storm, and Chemokine-Mediated Immune Cell Recruitment

　　马尔瓦·M·埃尔巴塔诺尼（Marwa M. Elbatanony）、萨拉·M·巴拉卡（Sara M. Baraka）、拉尼娅·埃尔戈哈里（Rania Elgohary）和埃曼·A·W·埃尔-阿卜杜（Eman.A.W. El-Abd）
药植物学系，国家研究中心（NRC），埃尔贝乌斯街（El Behouth St.），邮政信箱12622，开罗，埃及

**摘要**
溃疡性结肠炎（UC）是一种以氧化应激和免疫反应失调为特征的炎症性疾病。传统上，北美原住民医学中使用Rudbeckia hirta来治疗炎症性疾病和消化系统疾病。

**目的**
本研究旨在探讨Rudbeckia hirta地上部分的甲醇提取物（RHME）对大鼠结肠炎的保护作用，并对其进行全面的植物化学分析。

**方法**
通过LC/MS/MS和GC/MS分析确定RHME的完整植物化学成分谱。在第7天通过直肠给予4%醋酸诱导大鼠结肠炎。连续7天口服给予RHME（100和200 mg/kg）或柳氮磺胺（sulfasalazine，100 mg/kg）。为了阐明RHME的作用机制，评估了与炎症相关的关键生物标志物（特别是NF-κB和C-X-C基序趋化因子信号通路）以及氧化应激参数，通过生化、分子和免疫组化方法进行研究。

**结果**
GC/MS分析在己烷组分中鉴定出30种化合物，其中friedelin为主要成分（37.43%）；脱脂组分的LC/MS/MS分析初步鉴定出64种化合物，主要为黄酮类、酚酸衍生物和脂肪酸。TLC还分离出了对香豆酸（p-Coumaric acid）和咖啡酸（caffeic acid）。急性口服毒性试验表明，RHME在2000 mg/kg大鼠体重剂量下是安全的。RHME（200 mg/kg）显著减轻了结肠损伤，保护了黏膜结构并减少了炎症浸润。生化研究表明，RHME通过降低丙二醛（malondialdehyde）水平和增加结肠中还原型谷胱甘肽（reduced glutathione）含量来依赖剂量地恢复氧化还原平衡。此外，RHME通过抑制NF-κB激活，从而抑制促炎介质（包括TNF-α、IL-6、IL-17A和IFN-γ）在结肠组织中的释放，表现出强大的抗炎作用。它还下调了CXCL10基因及其受体CXCR3的表达，表明减少了免疫细胞的募集。

**结论**
RHME通过调节NF-κB和CXCL10/CXCR3炎症通路以及维持氧化还原稳态，表现出多靶点的结肠炎保护作用。这些效果可能归因于其生物活性成分的协同作用。因此，RHME可能成为治疗UC的有希望的天然候选药物。

**引言**
炎症性肠病（IBD）是全球主要的健康负担，据世界卫生组织报告，影响着全球大量人口，尤其是在成年早期（Zihlif等人，2024年）。其中，溃疡性结肠炎（UC）是最常见的类型，其发病率呈上升趋势。该病主要影响结肠，导致持续的黏膜炎症、表面糜烂和溃疡（Sartor，2006年）。疾病通常从直肠开始，并可能向近端扩展，影响部分或整个结肠，具有复发-缓解的病程（Gajendran等人，2019年）。临床上，UC表现为腹痛、腹泻、便血、体重下降和电解质失衡等症状，严重影响生活质量。在严重情况下，可能发生中毒性巨结肠、肠穿孔、需要手术干预以及增加结直肠癌的风险（Zaghloul等人，2022年）。UC的病因复杂且多因素，涉及遗传易感性、环境触发因素和免疫失调（Preda和Istr?tescu，2022年）。其发病率在全球范围内有所不同，男女发病率相当（Chashkova等人，2023年）。一个关键的病理特征是促炎细胞因子和抗炎细胞因子之间的失衡，肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和NF-κB在疾病进展中起核心作用。TNF-α激活NF-κB信号通路，放大炎症级联反应，增加白细胞介素（IL-17、IL-6和INF-γ）等介质，从而维持肠道炎症（Badr等人，2020年；Zhao等人，2023年）。这种炎症反应伴随着中性粒细胞和巨噬细胞的激活，以及促炎趋化因子（如CXCL10）的上调，进一步加剧了结肠炎的炎症过程（Camba-Gomez等人，2022年；Zhao等人，2023年）。氧化应激也对UC的发病机制有重要贡献。活性氧（ROS）的过量产生以及抗氧化防御能力的下降导致脂质过氧化和丙二醛（MDA）水平升高，促进结肠黏膜损伤和结构改变（da Fonseca等人，2022年）。炎症和氧化应激共同导致宏观病变（水肿、糜烂、出血）和微观变化（细胞浸润和坏死），这些变化定义了疾病的严重程度（Wu等人，2022年；Zhang等人，2025年）。目前的治疗方法主要集中在使用氨基水杨酸盐、皮质类固醇、免疫抑制剂和生物制剂控制炎症。然而，这些治疗方法存在副作用、成本、药物耐药性和疗效不完全的问题，因为它们通常只能诱导或维持缓解而非治愈疾病（Curkovic等人，2013年；Park和Cheon，2022年）。重要的是，目前尚无治愈UC的方法，需要终身管理。此外，许多药物的单一靶点性质与该疾病的多因素病因相矛盾（Jia等人，2026年）。这些限制促使人们对草药和自然疗法作为替代或补充方法产生兴趣。植物提取物因其多靶点作用、调节炎症和氧化途径的能力（Baraka等人，2026a）、相对较低的毒性、可负担性以及在包括UC在内的胃肠道疾病中的潜在疗效（Gupta等人，2022年；Shah和Solanki，2024年）而受到关注。

Rudbeckia属属于菊科（Asteraceae），包含20多种物种，其中Rudbeckia hirta L.、R. fulgida、R. laciniata、R. maxima和R. triloba因其观赏价值而闻名。R. hirta L.（黑眼苏珊或黄色锥花）原产于北美洲（Hind和Lambkin，2023年）。该物种的多种化学成分被认为具有生物活性，包括黄酮类（如槲皮素及其苷类）、山柰酚（kaempferol）以及eupatolin、patuletin和槲皮素衍生物，具有抗菌、抗炎和抗氧化特性（Baraka等人，2024年；Baraka等人，2020年；Jucá等人，2020年）。该植物还含有多种多酚酸，如咖啡酸和绿原酸。萜类化合物是R. hirta的另一种化学成分，被认为赋予了植物独特的风味和香气以及抗菌特性。该植物的花序和根中还含有多种多炔类和多环化合物，如噻吩、硫 rubrines和三十一碳烯，这些化合物可能影响植物提取物的杀虫效果（Burlec等人，2023年）。菊科中的倍半萜类化合物，如germacrene D、cadinene和rudbeckolide（一种伪瓜烷醇类内酯），在体外表现出强烈的5-脂氧合酶抑制活性（Michael等人，2013年；Vardeman等人，2022年）。通过气相色谱-质谱（GC-MS）技术，从R. hirta叶子中提取的精油的主要成分是germacrene D（23.6%）和δ-cadinene（16.2%），但该精油不具有抗菌活性（Stewart等人，2014年）。先前的体内研究表明，R. hirta叶子的甲醇提取物在醋酸诱导的扭动模型中表现出溶栓活性、抗氧化潜力和显著的镇痛效果（Faiza等人，2019年）。此外，R. hirta L.在北美原住民群体和新墨西哥西班牙社区中有广泛的传统药用用途，用于治疗头痛、炎症、发热、感染、消化系统疾病、呼吸系统疾病、肾脏和心脏问题、眼耳疾病、皮肤病和蛇咬伤，以及作为驱虫剂和妇科辅助用药，同时还用于仪式、儿科和观赏用途（Vardeman等人，2022年）。尽管R. hirta具有广泛的传统用途和报道的抗氧化和抗炎特性，但此前没有研究探讨其对结肠炎的潜在保护作用。因此，本研究旨在推测R. hirta地上部分的甲醇提取物（RHME）对结肠炎进展的潜在保护作用，并对其进行全面的植物化学表征。为此，采用了醋酸诱导的大鼠结肠炎模型，因为该模型能很好地模拟人类结肠炎的病理特征（da Costa Melo等人，2021年）。此外，为了阐明RHME的作用机制，评估了与炎症相关的关键生物标志物（特别是NF-κB和C-X-C基序趋化因子信号通路）以及氧化应激参数。

**材料**
从Orman植物园获取了开花期的Rudbeckia hirta L.新鲜地上部分，该植物由埃及农业部分类学顾问Trease Labib女士鉴定。植物样本的凭证保存在国家研究中心的标本馆（编号M 210）。

**提取过程**
将空气干燥后的粉末状地上部分（350克）用冷提取法依次浸泡在无水甲醇中。制备的提取物在GC/MS下蒸发至干燥，以获得RHME的己烷组分（图1S A（补充文件）和表2显示了GC/MS分析中鉴定的化合物。总鉴定化合物占85.59%，主要为三萜类和甾醇（40.12%），其次是非氧化烃（18.14%）、苯烃（17.7%）和脂肪酸及其衍生物（9.53%）。主要鉴定化合物为：friedelin（37.43%），其次是2-phenyl undecane（11.87%）和pentacosane（7.17%）。

**菊科（Compositae）**是最大的植物科之一，包含超过1100个属和30,000多种物种（Easmin等人，2021年）。该科包含3个亚科和43多个族。菊科的多个成员因富含黄酮类、倍半萜内酯和酚类化合物而显示出对抗实验性结肠炎的潜在保护作用。

**结论**
总体而言，这些发现表明RHME在醋酸诱导的大鼠结肠炎模型中表现出显著的抗炎作用，可能是通过保护黏膜完整性、抑制炎症损伤和恢复结肠组织结构实现的。值得注意的是，口服RHME（200 mg/kg）的疗效与参考药物柳氮磺胺相当。这些效果与氧化平衡的恢复有关，表现为MDA水平的降低。

**作者贡献声明**
拉尼娅·埃尔戈哈里（Rania Elgohary）：撰写、审稿与编辑、方法学、数据管理、概念化。
埃曼·A·W·埃尔-阿卜杜（Eman A. W. El-Abd）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法学、数据分析、概念化。
马尔瓦·M·埃尔巴塔诺尼（Marwa M. Elbatanony）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、方法学、数据分析、概念化。
萨拉·M·巴拉卡（Sara M. Baraka）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、软件使用、方法学、研究、数据分析。

**未引用参考文献**
?iburc?等人，2022年。

**参与同意**
不适用。

**伦理批准**
该研究方案已获得埃及开罗国家研究中心（NRC）医学研究伦理委员会（MREC）的批准（批准号0440426），并遵循ARRIVE指南进行。所有程序均符合IACUC第8版关于实验室动物疼痛管理的建议。

**数据与材料可用性**
数据提供在手稿或其补充文件中。

**资金**
本研究未获得公共、商业或非营利部门的任何特定资助。

**利益冲突声明**
作者声明没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。

**致谢**
不适用。