Randia monantha Benth.叶和果实提取物的植物化学表征及其对人癌细胞系活力的影响

《Molecules》：Phytochemical Characterization and Effects of Randia monantha Benth. Leaf and Fruit Extracts on the Viability of Human Cancer Cell Lines

　　

Randia monantha（俗称crucetillo）是一种药用植物，在墨西哥传统上用于治疗糖尿病、毒动物咬伤和癌症等疾病；然而，其对癌细胞活力的影响仍未得到充分探索。在本研究中，研究人员使用MTT法对Randia monantha叶和果实的己烷、乙酸乙酯和甲醇提取物进行了植物化学表征，并评估了其对HeLa宫颈癌和DU-145前列腺癌细胞系活力的影响。植物化学分析揭示了不同极性溶剂和植物组织之间代谢物组成的差异。甲醇叶提取物含有较高水平的萜类和酚类化合物，并在处理48小时后对HeLa细胞活力产生最大降低，估计IC₅₀为4.87 μg/mL。相比之下，DU-145细胞根据所评估的提取物表现出不同的反应模式。相关性分析提示黄酮类化合物与HeLa细胞活力降低相关。总体而言，叶提取物比果实提取物更能降低癌细胞活力，突显叶片作为Randia monantha中生物活性化合物的有前景但相对未充分探索的来源。

**Randia monantha叶与果实提取物的植物化学表征及抗人癌细胞活力研究解读**

癌症是全球主要死亡原因之一，构成重大临床和经济负担。2022年，国际癌症研究机构（IARC）估计全球新增约2000万癌症病例和970万癌症相关死亡，凸显了开发更有效且可及治疗策略的紧迫性。天然产物长期以来是抗癌药物的重要来源。墨西哥是生物多样性大国，拥有约23424种维管植物，其中约4500种为药用植物，传统知识在发现和利用这些物种中发挥关键作用。Randia属（Rubiaceae）俗称“crucetillo”，在墨西哥分布有64种，其中47种为特有种，至少19种具有民族植物学意义。该属果实传统上用于治疗毒动物咬伤、肾病、糖尿病、关节炎、头痛、高血压、癌症和COVID-19等疾病；已有研究报道其具有抗氧化、抗突变、利尿、抗蛇毒和抗增殖活性。然而，关于Randia spp.的植物化学组成及其抗癌潜力的信息仍十分有限，不同极性溶剂提取物中次生代谢物与生物活性之间的关系尚未被充分研究，叶片与果实之间的比较分析也较为稀缺。因此，本研究旨在表征Randia monantha Benth.叶和果实经己烷、乙酸乙酯和甲醇所得的粗提取物的植物化学特征，并利用MTT法评估其对HeLa宫颈癌和DU-145前列腺癌细胞系活力的影响。

研究人员采用的样本采集与主要技术方法如下：植物材料采集自墨西哥韦拉克鲁斯州Tolomé的Paso de Ovejas（19°13.062′N, 096°32.60′W），经CHAPA标本馆鉴定为Randia monantha Benth.，凭证标本号为159254。研究人员对干燥叶片和新鲜果肉分别进行己烷、乙酸乙酯、甲醇的序贯提取，计算提取率；通过初步比色筛选、薄层色谱（TLC）和高效液相色谱（HPLC）鉴定酚酸、黄酮和萜类化合物；以HeLa和DU-145细胞为模型，采用MTT法评价不同浓度（0–350 μg/mL）提取物在24 h（仅HeLa）和48 h处理后的细胞活力；数据采用单因素方差分析（ANOVA）或Kruskal–Wallis检验，并配合Tukey或Dunn事后检验，相关性分析采用Spearman秩相关。所有实验重复三次，显著性水平为p < 0.05。

研究结果如下：

**2.1 提取率**：甲醇果实提取物产率最高（11.63%），己烷果实提取物最低（0.66%）；叶片方面，甲醇和乙酸乙酯提取物产率相近（2.29%），己烷提取物最低（1.31%）。该结果表明极性溶剂对Randia monantha可提取物的回收更有效，尤其是果实组织。

**2.2 初步植物化学轮廓**：定性筛选显示所有提取物中存在酚类、萜类、生物碱、单宁、黄酮和皂苷。萜类是最丰富的类群，尤其在叶片和果实的乙酸乙酯提取物及果实甲醇提取物中；皂苷主要在果实甲醇提取物中检出；黄酮仅在果实甲醇提取物中检出。TLC分析显示不同提取物的色谱轮廓存在差异，多种Rf值与标准品对应，证实提取物中含有多种次生代谢物，且组成取决于提取溶剂和组织类型。

**2.3 HPLC鉴定**：总酚含量在提取物间差异显著（p < 0.001），甲醇叶提取物酚含量最高；黄酮含量同样以甲醇叶提取物最高（p < 0.001），己烷果实提取物最低；总萜含量差异显著（p = 0.003），果实甲醇提取物最高（203.15 mg/g提取物），叶片甲醇提取物最低（31.48 mg/g提取物）。此外，各提取物的萜类组成不同：齐墩果酸在叶片乙酸乙酯和甲醇提取物中占主导，而豆甾醇在所有果实提取物中占主导；熊果酸仅在叶片提取物中检出，β-谷甾醇主要存在于果实提取物中。

**2.4 对HeLa细胞活力的影响**：甲醇叶提取物在24 h和48 h均呈浓度依赖性降低细胞活力，从80 μg/mL起显著下降，24 h和48 h的IC₅₀分别约为25 μg/mL和4.87 μg/mL；乙酸乙酯叶提取物在48 h也显著降低活力，IC₅₀约为14 μg/mL。相比之下，果实提取物（甲醇和乙酸乙酯）对HeLa细胞活力的降低作用较弱，仅在高浓度时出现有限效应。总体而言，叶提取物对HeLa细胞的活力抑制作用强于果实提取物。

**2.5 对DU-145细胞活力的影响**：DU-145细胞对不同提取物的反应模式与HeLa不同。己烷叶提取物无显著效果，己烷果实提取物仅在200 μg/mL时显著降低活力。乙酸乙酯类提取物效果最强：乙酸乙酯果实提取物在80 μg/mL及以上浓度显著降低细胞活力，呈明确浓度依赖性，通过log-线性插值估算IC₅₀为159 μg/mL；乙酸乙酯叶提取物也呈浓度依赖趋势，但最高浓度时平均活力为64.8%。甲醇提取物效果较弱，其中甲醇果实提取物仅在350 μg/mL时将活力降至14.5%，呈阈值反应，而非渐进剂量依赖。

**2.6 次生代谢物含量与细胞活力的相关性**：Spearman相关分析显示，在24 h时，黄酮含量与HeLa细胞活力呈显著负相关（ρ = ?0.829，p = 0.042），即黄酮含量较高的提取物倾向于导致更大的活力降低；48 h时该相关性减弱（ρ = ?0.657，p = 0.156）。在DU-145细胞中，萜类含量与活力呈中等负相关（ρ = ?0.600），而黄酮含量呈正相关趋势（ρ = 0.771），但均无统计学意义。由于分析样本数仅6个，这些相关性应视为探索性结果。

讨论部分指出，提取物生物活性的差异与溶剂极性和植物组织密切相关；甲醇叶提取物尽管总萜含量最低，却富含酚和黄酮，并表现出最强的HeLa细胞活力抑制作用，提示黄酮类化合物可能发挥重要作用。叶片作为防御性次生代谢物积累部位，可能是其活性更强的原因。植物提取物为复杂混合物，多种代谢物可能协同作用。与已有研究相比，本研究中甲醇叶提取物在HeLa细胞上的IC₅₀（4.87 μg/mL）低于文献报道的Randia spp.果实提取物在CaCo-2细胞上的IC₅₀（25 μg/mL），提示叶片具有更大的开发潜力。但本研究仅采用MTT法，未使用非癌细胞对照，也未探讨具体机制，因此结果属于初步发现。

研究结论部分可归纳为：本研究证明Randia monantha提取物的植物化学组成及其对癌细胞活力的影响取决于提取溶剂和植物组织。其中，甲醇叶提取物具有最高的酚和黄酮含量，并对HeLa细胞活力产生最大降低作用，48 h的IC₅₀约为4.87 μg/mL；乙酸乙酯叶提取物在48 h也显著降低HeLa细胞活力（IC₅₀约14 μg/mL）。相反，DU-145细胞表现出不同反应模式，乙酸乙酯果实提取物呈最清晰的浓度依赖性活力降低，48 h IC₅₀为159 μg/mL。因此，甲醇叶提取物应优先在HeLa模型中进行深入研究，而乙酸乙酯果实提取物则值得在DU-145模型中进一步评估。未来研究应围绕IC₅₀设计更密集的浓度–反应实验，并通过组分分离、生物活性追踪、非癌细胞毒性评估及体内实验来确定活性成分、作用机制和潜在治疗价值。