《Plant Biotechnology Reports》：Phytochemical characterization of wild Panax ginseng and production via adventitious root culture of a senolytic preparation targeting senescent dermal fibroblasts
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几种植物来源的代谢物（metabolites）在发现其凋亡效应后，已被开发为衰老清除剂（senolytics）。多种人参皂苷（ginsenosides）也被报道具有凋亡效应。因此，研究人员假设来自野生人参（wild *P. ginseng*）的人参皂苷（其在恶
几种植物来源的代谢物（metabolites）在发现其凋亡效应后，已被开发为衰老清除剂（senolytics）。多种人参皂苷（ginsenosides）也被报道具有凋亡效应。因此，研究人员假设来自野生人参（wild *P. ginseng*）的人参皂苷（其在恶劣环境中长期存活）可能作为皮肤长寿的衰老清除剂。通过基于液相色谱-串联质谱（LC–MS/MS）的比较，研究了野生人参的植物化学特征，比较了栽培和野生人参的38种人参皂苷。野生人参的地下部分总人参皂苷含量高出2.7倍。中间人参皂苷代谢物，特别是人参皂苷C-Mc1（ginsenoside C-Mc1），在野生人参中尤为丰富且具有特征性。为了分离微量的人参皂苷C-Mc1，从野生人参的组织片段大量培养不定根（adventitious roots）。培养的根经过四步柱层析程序（HP-20、两次硅胶和反相）获得粗皂苷组分和纯化的人参皂苷C-Mc1。然后将这些合并，制备来自野生人参不定根的C-Mc1强化人参皂苷制剂，命名为野生人参皂苷（WGGs），从而提高了天然存在的特征性代谢物C-Mc1的水平。在衰老诱导的成纤维细胞中评估了WGGs的衰老清除活性。WGGs使正常成纤维细胞的凋亡细胞水平维持在8–9%，同时使衰老成纤维细胞的凋亡增加至18.4–25.9%，相当于比阴性对照组（14.4%）增加1.3–1.8倍。本研究描绘了野生人参的人参皂苷谱，并提示可持续生产的WGGs作为皮肤衰老的衰老清除剂的潜力。
**论文解读：野生人参皂苷的植物化学特征及其通过不定根培养制备的衰老清除制剂在皮肤抗衰老中的应用**
**研究背景与问题**
随着人类寿命延长，衰老管理成为焦点。细胞衰老（cellular senescence）表现为不可逆生长停滞和抗凋亡通路上调，并释放衰老相关分泌表型（SASP，senescence-associated secretory phenotype），促进慢性炎症和组织功能障碍。真皮成纤维细胞衰老是皮肤衰老的主要驱动因素，导致细胞外基质（ECM，extracellular matrix）降解和结构成分减少，加速皱纹形成。现有衰老治疗策略包括衰老清除剂（senolytics，选择性清除衰老细胞）和衰老形态调节剂（senomorphics，抑制SASP）。天然植物来源的化合物（如槲皮素、白藜芦醇）因长期安全性备受关注。人参（*Panax ginseng*）中的主要活性成分人参皂苷（ginsenosides）具有抗炎和凋亡调节作用。野生人参（wild *P. ginseng*）在恶劣环境中可存活数十年，其人参皂苷谱可能因环境胁迫而富集，但具体特征尚未明确。研究人员假设野生人参皂苷可能对衰老成纤维细胞具有衰老清除活性，并旨在开发一种可持续生产的制剂。
**研究内容与结论**
研究人员通过LC–MS/MS比较了野生与栽培人参（来自韩国江原道山区，野生样本年龄>30年，栽培样本为6年生）的38种人参皂苷，发现野生人参地下部分总皂苷含量为栽培的2.7倍，且中间代谢物（尤其人参皂苷C-Mc1）显著富集。为分离微量C-Mc1，采用不定根培养（adventitious root culture）技术，从野生人参根组织片段诱导不定根，经90天培养后获得约3 kg干重培养根。通过四步柱层析（HP-20、两次硅胶、反相C18）从培养根中同时获得粗皂苷组分和纯化C-Mc1（纯度96.7%），并合并制备C-Mc1强化的野生人参皂苷制剂（WGGs，wild ginseng ginsenosides）。在UVB诱导的衰老真皮成纤维细胞（HS68细胞系）中，WGGs（0.001%–1%）使衰老细胞凋亡率从14.4%提高至18.4%–25.9%，而正常细胞凋亡率维持在8%–9%，表现出选择性衰老清除活性。机制上，WGGs上调促凋亡基因Bax mRNA表达（1.4–1.9倍），下调抗凋亡基因Bcl-2表达（约0.4倍），使Bax/Bcl-2比率升高2.0–3.3倍。该研究揭示了野生人参的特征性人参皂苷谱，并建立了可持续生产具有衰老清除活性的WGGs的平台，发表在《Plant Biotechnology Reports》。
**关键技术方法**（不超过250字）
样本来源：野生人参采自韩国江原道海拔500m以上山区（Hwacheon-gun和Hongcheon-gun），栽培人参购自当地农场（6年生）。关键方法包括：（1）LC–MS/MS（超高效液相色谱-串联质谱）定量分析38种人参皂苷；（2）不定根培养：以野生人参根组织为外植体，在含5 mg/L吲哚-3-乙酸（IAA）的MS培养基中暗培养45天诱导不定根，随后转移至18-L搅拌槽生物反应器（共10个单元，总培养体积180 L）悬浮培养45天，总培养90天；（3）四步柱层析程序（HP-20大孔吸附树脂、两次硅胶柱层析、反相C18柱层析）分离粗皂苷和纯化C-Mc1；（4）细胞实验：UVB（20 mJ/cm2）诱导人真皮成纤维细胞（HS68）衰老，通过Annexin V/PI染色流式细胞术评估凋亡，RT-qPCR检测Bax和Bcl-2 mRNA表达。
**研究结果**
**Comparative analysis of ginsenosides between wild and cultivated *P. ginseng***
通过LC–MS/MS定量比较38种人参皂苷，将样品分为四组：栽培人参地下部分（CGU）、野生人参地下部分（WGU）、栽培人参地上部分（CGA）、野生人参地上部分（WGA）。野生人参地下部分总皂苷含量（43.1 mg/g）为栽培（16.2 mg/g）的2.7倍。14种主要人参皂苷（如Rb1、Re）在野生地下部分中均高于栽培；14种转化型人参皂苷（如Rh1、Rg3）在四组中均痕量且无显著差异；10种人参皂苷代谢物（如Gyp17、C-Mc1、C-O、C-Mx1）在野生人参中显著更高，尤其地上部分（WGA）中代谢物总和达3.1 mg/g。其中，人参皂苷C-Mc1（由Rc单步脱糖产生）在野生地下和地上部分均显著高于栽培（p<0.01），为野生人参特征性代谢物。
**Phytochemical characteristics of wild *P. ginseng***
基于火山图（fold change>4，p<0.01）和PLS-DA模型（VIP score>1）的综合统计分析，鉴定出人参皂苷C-Mc1、C-O和C-K为区分野生与栽培的候选标志物。其中，C-Mc1同时满足三个筛选标准，被选为野生人参的代表性特征化合物及后续实验重点。
**Sustainable preparation of WGGs via adventitious root culture**
从3 kg培养根中，经70%乙醇提取和HP-20柱层析获得15.2 g粗皂苷组分；再经两次硅胶柱层析和反相C18柱层析纯化，获得120 mg纯化人参皂苷C-Mc1（产率40 mg/kg干重培养根）。将粗皂苷与纯化C-Mc1溶于30%丁二醇中制备WGGs，最终制剂中C-Mc1含量>200 ppm，占总皂苷的43.7%，远高于野生人参地下部分（0.043%）。WGGs还保留了其他特征性代谢物如Gyp17、C-O、C-Mx1，表明不定根培养系统部分保留了野生人参的皂苷合成能力。
**Senolytic activity of WGGs on senescent fibroblasts**
UVB照射成功诱导成纤维细胞衰老（SA-β-gal阳性率从11.5%升至40.6%，p16和p21 mRNA表达分别升高1.63倍和3.23倍）。Annexin V/PI染色显示，WGGs（1%–0.001%）处理使衰老细胞凋亡率从14.4%（阴性对照）升高至18.4%–25.9%，而正常细胞凋亡率维持8%–9%，与阳性对照（dasatinib+quercetin，24.0%）效果相当。RT-qPCR表明，WGGs处理衰老细胞后，Bax mRNA表达上升1.4–1.9倍，Bcl-2表达下降至约0.4倍，Bax/Bcl-2比率升高2.0–3.3倍，提示凋亡介导机制。
**讨论与结论**
讨论部分强调，本研究首次系统比较了野生与栽培人参的38种人参皂苷，发现中间代谢物（尤其是C-Mc1）是野生人参的显著特征，这与其长期适应恶劣环境可能相关。通过不定根培养和柱层析，成功从培养根中分离出微量C-Mc1，建立了可持续生产平台，避免了野生资源枯竭问题。WGGs的选择性衰老清除活性为皮肤抗衰老提供了天然候选成分。结论部分指出：本研究通过靶向LC–MS/MS谱分析和整合统计方法，揭示了野生人参的人参皂苷特征，特别是中间代谢物C-Mc1的显著差异。在此基础上，利用野生人参不定根培养，成功制备了C-Mc1强化的WGGs制剂，该制剂可持续生产且保留了野生人参的特征性皂苷谱。WGGs在UV诱导的衰老成纤维细胞中表现出选择性诱导凋亡的衰老清除活性，提示其作为局部抗皮肤衰老活性成分的潜力。
