三裂叶蟛蜞菊抗氧化组分的化学轮廓分析与氧化还原靶点映射：一项整合UPLC-ESI-MS/MS、网络药理学与分子对接研究

《Pharmaceuticals》：Chemical Profiling and Redox-Target Mapping of Antioxidant Fractions from Sphagneticola trilobata: An Integrated UPLC–ESI–MS/MS, Network Pharmacology, and Molecular Docking Study

　　

背景/目的：三裂叶蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata）是一种植物化学丰富的药用植物，但其抗氧化活性组分及氧化还原相关机制尚未完全阐明。本研究结合代谢物谱分析、抗氧化筛选、网络药理学、药代动力学预测及分子对接，以表征其活性花和叶组分，并优先确定抗氧化相关靶点。方法：研究人员采用超高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱（UPLC-ESI-MS/MS）分析了三裂叶蟛蜞菊花和叶的石油醚、二氯甲烷和乙酸乙酯组分。分离并光谱表征了主要代谢物。使用2,2′-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)（ABTS）和铁还原抗氧化能力（FRAP）法评估抗氧化活性。对最具活性组分的代谢物进行靶点预测、蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）分析、富集分析、SwissADME和分子对接研究。结果：UPLC-ESI-MS/MS在石油醚、二氯甲烷和乙酸乙酯组分中分别初步鉴定出59、18和16种代谢物，包括二萜类、酚酸类、黄酮类、脂肪酸类、三萜类和香豆素相关代谢物。从花乙酸乙酯组分中分离出主要代谢物紫铆花素（butein），该组分表现出最强的抗氧化活性，在ABTS和FRAP中的IC₅₀值分别为5.85 ± 0.14 μg/mL和9.11 ± 0.75 μg/mL，其次是叶乙酸乙酯组分。网络分析分别确定了花和叶乙酸乙酯组分的61个和82个抗氧化相关靶点，富集于炎症、凋亡、转录、缺氧、脂质应激和激酶相关通路。分子对接提示花代谢物与EGFR/PTGS2/STAT3具有组分特异性兼容性，而叶代谢物与AKT1/PTGS2兼容。结论：三裂叶蟛蜞菊乙酸乙酯组分，特别是花组分，代表着有前景的抗氧化来源，其活性得到实验支持，并通过计算优先确定了氧化还原相关假说，有待进一步验证。

**论文解读：三裂叶蟛蜞菊抗氧化组分的化学与计算整合分析**

**研究背景与意义**

三裂叶蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata，又称Wedelia trilobata）为菊科多年生入侵植物，广泛分布于热带和亚热带地区，虽具生态影响，但在传统医学中用于治疗炎症、肌肉疼痛、风湿等疾病。其植物化学研究显示含有丰富的次级代谢产物，如对映-贝壳杉烷二萜、倍半萜内酯、三萜、黄酮、聚乙炔和甾醇等，但其抗氧化活性组分及氧化还原相关分子机制尚未被充分表征。传统抗氧化实验仅评估自由基清除及还原能力，缺乏对多组分、多靶点机制的深入解析。因此，本研究整合代谢物谱分析、体外抗氧化筛选、网络药理学、药代动力学预测及分子对接，旨在系统表征三裂叶蟛蜞菊花和叶不同极性组分的抗氧化潜力，并探索其潜在的分子靶点和通路。该研究发表于《Pharmaceuticals》。

**主要关键技术方法**

研究人员首先采用超高效液相色谱-电喷雾电离串联质谱（UPLC-ESI-MS/MS）对三裂叶蟛蜞菊花和叶的石油醚、二氯甲烷及乙酸乙酯组分进行化学轮廓分析。通过柱层析分离主要代谢物，并利用紫外光谱、核磁共振（NMR）和质谱（MS）进行结构表征。抗氧化活性通过ABTS（2,2′-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)）自由基清除实验和FRAP（铁还原抗氧化能力）实验评估。随后，对活性最强的乙酸乙酯组分中的代谢物进行网络药理学分析，包括SwissTargetPrediction靶点预测、蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络构建、功能富集（GO和KEGG）分析，以及SwissADME药代动力学预测和分子对接模拟。植物材料（花250 g，叶3 kg）采集自埃及开罗的开罗节日城购物中心，并经植物学鉴定。

**研究结果**

**2.1 UPLC-ESI-MS/MS化学轮廓分析**：通过UPLC-ESI-MS/MS在正负离子模式下初步鉴定出石油醚组分59种代谢物（主要含脂溶性成分如二萜、脂肪酸、三萜等），二氯甲烷组分18种（黄酮、酚酸等），乙酸乙酯组分16种（极性酚类/黄酮类化合物）。花乙酸乙酯组分（STF-EAF）含5种代谢物（如3,4-二咖啡酰奎宁酸、紫铆花素、紫铆因等），叶乙酸乙酯组分（STL-EAF）含12种（如咖啡酸、阿魏酸、柚皮素-7-O-葡萄糖苷等），仅紫铆因（butin）为共有代谢物。

**2.2 分离化合物的表征**：从花乙酸乙酯组分中分离出主要代谢物紫铆花素（butein），经UV、ESI-MS、1D-NMR和2D-NMR分析确认为橙黄色针状结晶（150 mg）。

**2.3 抗氧化活性**：ABTS和FRAP实验显示，花乙酸乙酯组分活性最强（IC₅₀分别为5.85±0.14 μg/mL和9.11±0.75 μg/mL），优于抗坏血酸（10.66±0.63和20.89±1.25 μg/mL）和分离的紫铆花素（20.00±1.59和59.96±1.25 μg/mL）。叶乙酸乙酯组分次之，而石油醚叶组分活性最弱。这表明花乙酸乙酯组分的抗氧化活性源于多组分的协同作用，而非单一次要代谢物。

**2.4 网络药理学分析**：对活性乙酸乙酯组分进行网络药理学分析。花乙酸乙酯组分（STF-EAF）的4种代谢物预测得到233个独特靶点，与氧化应激相关基因交集后获得61个抗氧化相关靶点；叶乙酸乙酯组分（STL-EAF）的12种代谢物预测得到448个靶点，交集后获得82个靶点。PPI网络拓扑筛选后，STF-EAF和STL-EAF分别获得12个和14个核心枢纽靶点，包括STAT3、EGFR、PTGS2、AKT1等。化合物-靶点网络显示，紫铆花素在STF-EAF中连接度最高，阿魏酸在STL-EAF中连接度最高。功能富集分析表明，两个组分均富集于炎症、凋亡、转录调控、缺氧、脂质应激和激酶信号相关通路，其中STF-EAF更侧重于MAPK、细胞因子、IL-17信号，STL-EAF则涉及一氧化氮生物合成、外源物/UV应答等。

**2.5 药代动力学和类药性预测**：SwissADME分析显示，STF-EAF中紫铆因、8,3′,4′-三羟基黄酮和紫铆花素具有良好预测的口服类药性（高胃肠道吸收、无Lipinski违例），而3,4-二咖啡酰奎宁酸因极性大而吸收差。STL-EAF中9种代谢物（如咖啡酸、阿魏酸、香豆素等）预测吸收良好，而极性糖苷类代谢物吸收差。所有STF-EAF代谢物均预测不能透过血脑屏障，而STL-EAF中部分代谢物可透过。

**2.6 分子对接分析**：分子对接为网络药理学优先靶点提供结构支持。STF-EAF代谢物与EGFR和PTGS2显示出强结合能力（得分≤-7.0 kcal/mol），其中3,4-二咖啡酰奎宁酸在EGFR ATP结合口袋中得分最高（-9.0 kcal/mol），8,3′,4′-三羟基黄酮在PTGS2环氧化酶通道中得分最高（-8.8 kcal/mol），部分代谢物也能兼容STAT3 DNA结合界面。STL-EAF代谢物则优先与AKT1和PTGS2结合，甲氧基化黄酮如3,5,8-三羟基-6,7-二甲氧基黄酮与AKT1得分最高（-8.0 kcal/mol），7,4′-二甲氧基黄酮与PTGS2得分最高（-7.9 kcal/mol），而对STAT3的对接支持较弱。结果表明花叶组分具有不同的靶点兼容性模式。

**总结与讨论**

本研究通过整合植物化学、生物学和计算方法，揭示了三裂叶蟛蜞菊乙酸乙酯组分，特别是花组分，具有强抗氧化活性，其活性源于多酚和黄酮类化合物的协同作用。网络药理学提示这些组分可能通过调控STAT3、EGFR、PTGS2、AKT1等氧化还原敏感靶点及炎症、凋亡、转录调控等通路发挥抗氧化效应，药代动力学预测支持小分子酚酸和黄酮类化合物的口服潜力，分子对接则为特定代谢物-靶点相互作用提供了结构合理性。然而，这些计算机预测结果仍需通过细胞氧化应激模型、细胞内ROS测量、靶点特异性生化实验等进一步验证。研究结论指出：**本研究强调了三裂叶蟛蜞菊作为富含酚类和黄酮类抗氧化组分的潜力来源。在所研究的样品中，花乙酸乙酯组分表现出最强的活性，超过了分离的紫铆花素，支持了潜在的多组分整合效应。整合的计算工作流优先确定了与氧化还原稳态和氧化应激反应相关的潜在代谢物、靶点和通路，包括炎症、转录、激酶介导和应激适应信号。这些计算机发现应被视为关于可能分子机制的预测性假说，而非已建立的机制证据，因此需要在细胞氧化应激模型和靶点特异性实验中加以验证。未来对残留的水-乙醇组分、其他植物器官和提取溶剂以及更广泛生物活性的评估，可能进一步拓展三裂叶蟛蜞菊的植物化学和药理学表征。**