毒参（Conium maculatum L.）甲醇提取物对HCT-116结直肠癌细胞的细胞毒性和促凋亡作用：与抗氧化活性的关联

《Results in Chemistry》：Cytotoxic and pro-apoptotic effects of Conium maculatum L. Methanolic extracts in HCT-116 colorectal cancer cells: Association with antioxidant activity

　　

研究方法人员对毒参（Conium maculatum L.）（毒参）不同器官的甲醇提取物进行了植物化学表征、抗氧化活性评估以及对HCT-116人结直肠癌细胞的细胞毒性和促凋亡活性研究。高效液相色谱法（HPLC）鉴定出槲皮素（7.86±0.32 mg/100 g干提取物）和没食子酸（4.65±0.32 mg/100 g干提取物）为主要酚类成分，其次为抗坏血酸、儿茶素、香豆素和阿魏酸。不同器官的总酚含量（TPC）和总黄酮含量（TFC）差异显著（p<0.001），果实部分含量最高（分别为30.42±0.09 mg GAE/g和28.34±0.085 mg QE/g）。与这些发现一致，果实提取物在DPPH试验中表现出最强的抗氧化活性（IC₅₀=8 μg/mL），随后依次为根（IC₅₀=14 μg/mL）、叶（IC₅₀=20 μg/mL）和茎（IC₅₀=170 μg/mL）。使用MTT试验进行的细胞毒性评估显示，根部和地上部分提取物处理24小时后，对HCT-116细胞增殖呈浓度依赖性抑制，IC₅₀值分别为150和184 μg/mL。流式细胞术分析进一步表明，地上部分提取物具有显著的促凋亡作用，将晚期凋亡细胞增加至21%，同时将活细胞减少至76%，而根部提取物处理的细胞总凋亡率仅为8%。形态学观察证实了典型的凋亡变化，包括细胞皱缩、变圆和脱落。总之，这些发现表明毒参（Conium maculatum L.）具有显著的抗氧化和抗癌活性，特别是通过诱导结直肠癌细胞凋亡，值得进一步开展机制研究和体内研究以阐明其活性成分和治疗潜力。

**毒参（Conium maculatum L.）甲醇提取物对HCT-116结直肠癌细胞的作用：抗氧化、细胞毒性与促凋亡机制研究解读**

**研究背景与目的**

结直肠癌（CRC）是全球最常见的恶性肿瘤之一，2020年新增病例超过190万例，死亡约93.5万例。氧化应激在结直肠癌的发生和进展中起关键作用：活性氧（ROS）过量积累导致DNA损伤、基因组不稳定、DNA修复受损以及细胞存活和凋亡通路失调，从而促进恶性转化和肿瘤进展。毒参（Conium maculatum L.）是一种广泛分布于东地中海地区的有毒药用植物，历史上因其多样化的生物活性而备受关注。尽管毒参含有神经毒性生物碱（如毒芹碱和γ-毒芹碱），但近期研究在细胞水平上探索了其生物活性成分。然而，关于叙利亚环境中毒参的生物活性成分表征及其对结直肠癌的抗氧化和抗癌活性研究仍十分有限。本研究旨在表征毒参不同器官甲醇提取物的酚类成分，并评估其对HCT-116人结直肠癌细胞的抗氧化、细胞毒性和促凋亡活性，以阐明其通过氧化应激介导的细胞效应及其潜在机制。该论文发表于《Results in Chemistry》。

**主要技术方法**

研究采用高效液相色谱法（HPLC）对地上部分甲醇提取物进行酚类成分定性与定量分析；使用Folin-Ciocalteu法测定总酚含量（TPC）；采用氯化铝比色法测定总黄酮含量（TFC）；通过DPPH自由基清除试验评估抗氧化活性，并以IC₅₀值表示；利用MTT试验评估不同器官提取物对HCT-116细胞的细胞毒性；运用Annexin V-FITC/PI双染法结合流式细胞术定量分析细胞凋亡；通过倒置相差显微镜观察细胞形态学变化。植物材料采集自叙利亚阿勒颇的公共公园（Azizia；36.1235°N，37.0850°E），于2025年3月26日开花期采集。所有试验在体外条件下进行。

**研究结果**

**3.1 HPLC鉴定与定量酚类及黄酮类化合物**

HPLC分析显示，毒参地上部分提取物含有六种主要化合物：槲皮素（7.86±0.32 mg/100 g干提取物）、没食子酸（4.65±0.32 mg/100 g）、抗坏血酸（2.38±0.043 mg/100 g）、儿茶素（0.87±0.04 mg/100 g）、香豆素（0.60±0.002 mg/100 g）和阿魏酸（0.094±0.001 mg/100 g）。这表明地上部分富含高价值生物活性酚类物质，槲皮素和没食子酸为主要成分。

**3.2 总酚与总黄酮含量**

不同器官的总酚含量（TPC）和总黄酮含量（TFC）差异显著（p<0.001）。果实提取物的TPC最高（30.42±0.09 mg GAE/g），其次是叶（19.11±0.06）、根（11.98±0.03）和茎（7.86±0.02）。TFC分布模式类似：果实（28.34±0.085 mg QE/g）>叶（18.51±0.055）>根（14.73±0.044）>茎（5.16±0.015）。所有器官之间差异具有统计学意义（Tukey检验，p<0.05）。

**3.3 DPPH自由基清除活性**

所有提取物均表现出浓度依赖性的自由基清除活性。果实提取物活性最强，IC₅₀=8 μg/mL；其次为根（IC₅₀=14 μg/mL）、叶（IC₅₀=20 μg/mL）和茎（IC₅₀=170 μg/mL）。抗坏血酸作为阳性对照，IC₅₀=4 μg/mL。抗氧化活性顺序为：果实>根>叶>茎。

**3.4 酚类/黄酮含量与抗氧化活性的统计相关性**

Spearman秩相关分析显示，TPC与IC₅₀值呈负相关（ρ=-0.40，p=0.60），TFC与IC₅₀值也呈负相关（ρ=-0.40，p=0.60），但未达到统计学显著性，提示酚类和黄酮类化合物可能对抗氧化活性有贡献，但样本量有限和成分差异影响了相关性。

**3.5 毒参提取物对HCT-116细胞的细胞毒性效果**

MTT试验表明，地上部分和根部提取物在24小时内以浓度依赖性方式显著降低HCT-116细胞活力。根部提取物IC₅₀=150 μg/mL，地上部分提取物IC₅₀=184 μg/mL。在中等浓度（25-100 μg/mL）下，根部提取物抑制效果更强；但在最高浓度（300 μg/mL）下，地上部分提取物将细胞活力降至32%，而根部提取物为44%，显示不同器官提取物在不同浓度段的活性差异。

**3.6 流式细胞术分析凋亡**

Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术显示，对照组细胞活力为93%。地上部分提取物（100 μg/mL）处理后，活细胞降至76%，晚期凋亡细胞增加至21%，坏死细胞占3%。根部提取物处理后，活细胞为92%，总凋亡细胞仅8%，坏死细胞可忽略不计。这表明地上部分提取物具有更显著的促凋亡作用。

**3.7 形态学变化**

显微镜观察显示，地上部分提取物处理后的HCT-116细胞呈现典型的凋亡形态：细胞皱缩、变圆、脱落和胞浆颗粒化。根部提取物处理仅引起中等程度的形态学改变，部分细胞变圆，但大多数细胞仍贴壁存活。这些变化与流式细胞术和MTT试验结果一致。

**总结与讨论**

讨论部分指出，毒参地上部分提取物中槲皮素和没食子酸的高含量是抗氧化活性的主要来源，且不同器官酚类积累模式可能与植物防御功能有关。尽管毒参以毒性生物碱著称，但本研究中酚类成分的生物活性不可忽视。此外，生物碱（特别是γ-毒芹碱）也可能通过ROS生成、线粒体功能障碍等机制贡献于细胞毒性。根部提取物在中等浓度下活性更强，可能与地下器官中哌啶类生物碱的富集有关；而地上部分提取物在高浓度下更有效，提示多酚或含氧生物碱的协同作用。流式细胞术和形态学观察证实，地上部分提取物主要通过诱导凋亡（特别是晚期凋亡）发挥抗癌作用，而根部提取物的抗增殖作用可能涉及细胞周期阻滞等非凋亡机制。研究强调，尽管毒参粗提物因固有毒性不能直接治疗应用，但其作为生物活性代谢物的来源，对发现抗癌先导化合物具有潜在价值。

**研究结论**

本研究证明，毒参甲醇提取物具有复杂的植物化学成分，以高水平的酚类和黄酮类成分为特征，槲皮素和没食子酸是主要酚类化合物。不同器官间存在显著差异，果实的总酚和总黄酮含量最高，抗氧化活性最强（DPPH IC₅₀=8 μg/mL）。除酚类成分外，毒参还含有特征性哌啶类生物碱（包括毒芹碱和γ-毒芹碱），可能参与其生物活性。提取物对HCT-116结直肠癌细胞表现出剂量依赖性的细胞毒性效应。值得注意的是，地上部分提取物诱导了显著的促凋亡反应，将晚期凋亡细胞群增加至21%，而根部提取物的凋亡反应较低（8%），表明凋亡诱导是地上组织抗癌活性的主要机制。两种提取物在细胞毒性和凋亡谱之间的差异进一步提示，不同类别的次生代谢产物可能通过不同机制抑制细胞生长。尽管毒参的固有毒性阻碍了粗提物的直接治疗应用，但本研究结果支持其作为具有生物活性代谢物来源的价值，对抗癌药物发现具有潜在意义。未来研究应聚焦于生物碱谱分析、活性成分分离、凋亡及细胞周期相关分子通路的阐明，以及功效和安全性体内评价。