《Fitoterapia》:Integrating LC-triple TOF-MS, molecular networking, and in silico analysis: A comprehensive metabolomic exploration of the wound healing properties in Eugenia uniflora L. and Eugenia aquea Burm.f. fruits and leaves
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•构建分子网络以分析两种月桂科植物提取物的LC-MS-MS数据。•共检测到116种代谢物(其中63种为新发现),属于九类化学物质。•四种月桂科植物提取物均能加速大鼠皮肤模型中的伤口愈合。•单花月桂叶是最具治疗潜力的提取物。•通过分子对接技术,发现关键代谢物可与伤口修复相关酶结合,
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构建分子网络以分析两种月桂科植物提取物的LC-MS-MS数据。
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共检测到116种代谢物(其中63种为新发现),属于九类化学物质。
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四种月桂科植物提取物均能加速大鼠皮肤模型中的伤口愈合。
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单花月桂叶是最具治疗潜力的提取物。
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通过分子对接技术,发现关键代谢物可与伤口修复相关酶结合,从而证明其功效。
引言
桃金娘科包含约121个属,其中有许多具有经济价值的结果实物种在全球范围内被栽培[1]。其中,与山竹属同义的月桂属在该科中排名第四,尤其在巴西种类极为丰富,当地约有350种原生物种[2]。除了生态作用外,桃金娘科植物还具有显著的芳香特性,在农业工业和制药领域具有巨大应用潜力[3]。在传统医学中,多种月桂属植物被用于治疗伤口、发热、流感、咳嗽、痛风、高血压、消化系统及肝脏疾病、风湿病、扁桃体炎、咽喉痛、痔疮和腹泻等疾病[4]、[5]、[6]。其治疗效果主要归因于丰富的黄酮类成分,这类成分已被证实具有抗氧化、抗病毒、抗菌、抗炎、抑制细胞增殖以及促进伤口愈合的作用。从该属植物中已分离出槲皮素、山柰酚、芦丁和金丝桃苷等黄酮醇[7]、[8]、[9],这说明月桂属植物提取物可能成为治疗皮肤疾病和炎症性疾病的有效成分来源。
在月桂属植物中,单花月桂(Eugenia uniflora L.),又称巴西樱桃,是研究最为广泛的物种之一[10]、[11]。它原产于巴西,现在也在多个亚热带地区被栽培,其果实富含儿茶素、黄酮醇、原花青素和类胡萝卜素等生物活性成分,这些成分具有很强的抗氧化作用[12]、[13]、[14]、[15]、[16]。这些抗氧化剂不仅能带来健康益处,还能通过防止脂质氧化来帮助食品保存[17]。此外,单花月桂的叶子还含有蒽醌、甾体、三萜类、黄酮类、皂苷糖苷和单宁等植物化学物质[18]、[19],具有潜在的治疗效果且安全性较高。已有研究表明,单花月桂具有抗菌、抗病毒、抗真菌、抗癌、神经保护以及抗炎作用[20]。
水月桂(Eugenia aquea Burm.f.),又称水苹果或水樱桃,是该属中另一种具有药用价值的物种,原产于东南亚,尤其是马来西亚和印度尼西亚[21]、[22]。这种常绿热带植物传统上被用于治疗多种疾病,尤其是微生物感染[23]。在马来西亚,人们用其干叶粉末治疗舌裂,其根的制剂则可用于缓解瘙痒和消肿[24]。水月桂的叶子、根和果实富含多酚、黄酮类、单宁、甾体和精油,因此具有多种生物活性。此外,该植物还含有铁、钙、维生素和抗氧化剂等重要营养素[25]、[26]。已有研究报道了它的多种药理作用,包括降糖、溶脂[27]、化妆品用途[28]、抗氧化[24]、[29]、抗炎、保肝[30],以及抗菌[31]、抗真菌[32]和抗癌作用[33]。
伤口愈合是一个复杂的动态生理过程,包括止血、炎症反应、组织再生和重塑等多个相互关联的阶段[34]。由于慢性炎症、氧化应激或微生物感染等原因导致这些过程受阻,可能会影响伤口愈合,进而引发慢性伤口[35]、[36]、[37]。伤口愈合延迟会严重影响患者的康复情况和生活质量[38]、[39],因此需要开发能够从多个方面干预伤口修复过程的新疗法[40]。治疗方法包括减少微生物数量、通过生长因子促进组织再生以及使用酶进行清创[41]。丝裂原活化蛋白激酶信号通路,尤其是MEK1/2-ERK1/2和MKK3/6-p38通路,是细胞对生长信号、细胞因子和应激反应的重要调节机制,可同时调控炎症反应和组织修复过程[42]、[43]。胶原酶和透明质酸酶等酶可通过分解细胞外基质的结构成分来进一步影响伤口修复[44]、[45]。虽然这些过程对正常伤口愈合至关重要,但功能失调则会导致慢性炎症、基质分解和组织退化[46]。
基于此,本研究采用基于LC–Triple TOF–MS的代谢组学分析方法并结合分子网络技术,分析了在埃及栽培的单花月桂和水月桂的果实及叶片中的植物化学成分。此外,本研究还评估了这些提取物的伤口愈合潜力,并通过分子对接技术研究了某些植物成分对MAPK、胶原酶和透明质酸酶的抑制作用。
章节摘要
借助分子网络技术的LC- Triple TOF-MS次生代谢物分析
对两种月桂属植物(单花月桂和水月桂)的果实及叶片的乙醇提取物进行了负离子模式下的LC- Triple TOF- MS分析,与正离子模式相比,该方法能更灵敏地检测各类化合物,如黄酮类、酚类化合物、皂苷、脂类、花青素、糖类、氨基酸、脂肪酸、有机酸等[47]。鉴于我们的研究目的是进行比较性代谢分析
植物采集、鉴定与制备
研究所需的植物材料于2022年4月和7月从位于埃及吉萨的Al-Zohria花园(北纬30.0346度,东经31.2086度)采集,由资深植物学家Mohamed A. Gibali博士协助鉴定。我们将果实与叶片分开,每种植物的标准标本均存放在开罗大学药学院植物药学系的标本馆中(标准标本编号:单花月桂的果实为28.04.2022.01,其叶片为28.04.2022.02;水月桂的果实为6.07.2022.01)
结论
本研究首次通过LC- Triple TOF-MS技术完成了两种月桂属植物的全面代谢物分析,共鉴定出116种代谢物。其中一些代谢物因其多种生物活性而备受关注,尤其是在维护皮肤健康方面。这些植物化学物质具有抗病毒、抗氧化和抗炎等多种保健作用,因此应在相关研究中被重点考虑
作者贡献说明
Hadier Saleh Mohammed:文章撰写——审阅与编辑、原文撰写、可视化、软件应用、方法设计、研究实施、数据整理。Farid Noshy Kirollos:文章撰写——审阅与编辑、结果验证、研究指导、概念设计。Essam Mostafa Abd Elkader:研究指导、方法设计、概念设计。Awatif Mohamed Abd El-maksoud:结果验证、研究指导、方法设计、概念设计。Ahmed Fathy Essa:文章撰写——审阅与编辑、原文撰写、可视化、结果验证,
资金支持
本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织提供的任何特定资助。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
Hadier Saleh Mohammed|Farid Noshy Kirollos|Essam Mostafa Abd Elkader|Awatif Mohamed Abd El-maksoud|Ahmed Fathy Essa|Abeer Abdallah Salama|Seham Salah Eldin Elhawary