《International Journal of Molecular Sciences》：Flower Extracts of the Invasive Species Prunus serotina Ehrh.: Phytochemical Composition, Protective Effects on Human Plasma Components, and Impact on Neutrophil Functions
编辑推荐：
黑樱桃（Prunus serotina Ehrh.，蔷薇科）是欧洲分布最广的入侵树种之一。其丰富的花生物量作为潜在的有价值生物活性化合物来源尚未得到充分研究。本研究提供了P. serotina花提取物全面的植物化学表征，并首次评估了其在炎症和氧化应激相关模型中
黑樱桃（Prunus serotina Ehrh.，蔷薇科）是欧洲分布最广的入侵树种之一。其丰富的花生物量作为潜在的有价值生物活性化合物来源尚未得到充分研究。本研究提供了P. serotina花提取物全面的植物化学表征，并首次评估了其在炎症和氧化应激相关模型中的生物活性。研究人员采用超高效液相色谱-光电二极管阵列检测-电喷雾离子阱多级质谱联用技术（UHPLC-PDA-ESI-MS3）、高效液相色谱-光电二极管阵列检测技术（HPLC-PDA）和分光光度法分析了植物化学组成。共完全或部分鉴定出超过60种次生代谢产物，主要为多酚类化合物（黄酮醇、酚酸、原花青素），并使用真实参考标准品对主要成分的含量进行了定量，这是迄今为止关于P. serotina花最详细的图谱数据。使用水、70%乙醇-水、乙酸乙酯和正丁醇获得的提取物的总酚含量范围为119.05至144.97 mg/g干重（dw）。研究人员通过评估提取物对刺激的人免疫细胞（中性粒细胞）中促炎细胞因子（肿瘤坏死因子-α，TNF-α）释放、炎症相关酶弹性蛋白酶（ELA-2）和活性氧（ROS）水平的影响，以及它们增强血浆抗氧化能力（NEAC）和保护人血浆蛋白和脂质免受过氧亚硝酸盐诱导损伤的能力，评价了其生物学潜力。在1–100 μg/mL浓度下，提取物使TNF-α、ELA-2和ROS水平分别降低高达46%、43%和74%，并使3-硝基酪氨酸降低高达72%。这些发现突显了P. serotina生物量作为炎症和氧化应激相关疾病，特别是心血管疾病（CVDs）的生物活性化合物可持续来源的潜力。然而，需要进一步的体内研究来验证这些效果在生理条件下的作用并评估其药理学潜力。
一、研究背景与目的
黑樱桃（Prunus serotina Ehrh.）原产于美国，现已广泛分布于欧洲，被认为是欧洲最具入侵性和问题性的木本物种之一。它威胁着欧洲的生态系统和生物多样性。目前控制该物种的措施（如砍伐）会产生大量的废弃生物量（包括木材、树叶、树皮和花朵等繁殖器官），这些材料通常未被有价值地利用，反而增加了森林管理成本。因此，探索该入侵物种生物量的替代用途是必要的。
尽管P. serotina的树皮、树枝和果实已在传统医学中有应用，但其花朵本身的药用价值尚未被现代民族药理学研究所记录。然而，鉴于蔷薇科其他物种（如山楂、稠李、黑刺李等）的花朵富含具有抗炎、抗氧化、血管保护和心脏保护特性的多酚类植物化学物质（如黄酮醇苷、酚酸、原花青素），可以合理预期P. serotina的花也可能含有类似的生物活性多酚类次生代谢产物。此前关于黑樱花多酚组成的数据稀少，且尚无关于其生物活性的研究。因此，本研究旨在全面解析P. serotina花提取物的植物化学特征，并首次评估其在炎症和氧化应激相关模型中的生物学活性，为其作为心血管疾病（CVDs）相关生物活性化合物的潜在来源提供初步依据。
二、研究方法
研究人员采用了多种关键技术方法：
- 1.
植物材料与提取：使用了2022年采集于波兰华沙生命科学大学罗戈夫树木园的干燥P. serotina花朵，经氯仿脱脂后，分别使用70%乙醇-水、水、乙酸乙酯和正丁醇四种不同极性的溶剂进行回流提取，以获得不同组成的提取物。
- 2.
植物化学成分鉴定与定量：采用超高效液相色谱-光电二极管阵列检测-电喷雾离子阱多级质谱联用技术（UHPLC-PDA-ESI-MS3）进行定性分析；采用高效液相色谱-光电二极管阵列检测技术（HPLC-PDA）结合11种参考标准品进行定量分析；同时使用Folin-Ciocalteu法和正丁醇-盐酸分光光度法测定总酚（TPC）和总原花青素（TPAC）含量。
- 3.
生物学活性评估：
- •
在无细胞模型中评估提取物对过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子（O2•?）和羟基自由基（HO•）的清除能力。
- •
在人血浆模型中，评估提取物对过氧亚硝酸盐（ONOO–）诱导的氧化损伤的保护作用，包括测定非酶抗氧化能力（NEAC）、3-硝基酪氨酸（3-NT）水平和硫代巴比妥酸反应物（TBARS）。
- •
在人中性粒细胞模型中，评估提取物对佛波酯（fMLP）或脂多糖（LPS）刺激的中性粒细胞分泌活性氧（ROS）、弹性蛋白酶（ELA-2）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的影响。中性粒细胞分离自健康志愿者的血沉棕黄层。
三、研究结果
- •
植物化学组成
研究人员在P. serotina花提取物中检测到71个次生代谢产物峰，其中65个被鉴定。主要包括黄烷-3-醇类（如原花青素B1、B2、C1）、酚酸类（29种，以绿原酸为主）、黄酮醇类（18种，为槲皮素、山奈酚和异鼠李素的衍生物，以金丝桃苷和Avicularin为主）、黄烷酮类以及首次发现的苯酰胺类化合物（亚精胺衍生物）。值得注意的是，未检测到氰苷类化合物，这有利于其安全性。70%乙醇-水提取物的总酚含量最高（144.97 mg/g dw），而乙酸乙酯和正丁醇提取物的黄酮醇含量更高。
- •
无细胞模型中的抗氧化活性
70%乙醇-水和水的提取物表现出最强的超氧阴离子（O2•?）清除活性（半抑制浓度SC50分别为13.0和16.6 μg/mL），显著强于阳性对照Trolox?。它们对羟基自由基（HO•）的清除能力与Trolox?相当或略低。所有提取物对过氧化氢（H2O2）的清除活性均弱于Trolox?。
- •
对人血浆成分的保护作用
基于无细胞实验的结果，后续研究仅选用70%乙醇-水和水的提取物。这两种提取物均能提高人血浆的非酶抗氧化能力（NEAC），并在50 μg/mL浓度下使其恢复至基线水平。乙醇-水提取物能显著降低由ONOO–诱导的3-硝基酪氨酸（3-NT）水平（降幅达57.9%-72.2%）和脂质过氧化产物TBARS水平（在5和50 μg/mL时降低67.5%），效果与Trolox?相当或更优。水提取物在这些指标上的保护作用相对较弱。
- •
对人中性粒细胞功能的影响
两种提取物均能有效降低受刺激中性粒细胞的ROS水平（降幅达41.0%-73.9%），效果与槲皮素相当。它们还能显著抑制中性粒细胞弹性蛋白酶（ELA-2）的释放（降幅达18.0%-42.9%）和促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的分泌（降幅达31.7%-45.8%）。所有测试浓度下，提取物均未引起显著的细胞毒性。
四、讨论与结论
研究人员指出，植物多酚通过多种复杂机制发挥心血管保护作用，包括直接清除ROS、抑制产ROS酶类以及调节免疫细胞功能（如影响NF-κB和NRF2等转录因子）。本研究观察到的P. serotina花提取物的抗氧化和抗炎活性，可能归因于其所含的黄烷-3-醇、黄酮醇和酚酸等多种多酚类物质的协同作用。其植物化学特征与其他已知具有心血管保护作用的蔷薇科植物（如黑刺李、山楂）的花朵相似，表明P. serotina花可作为这些传统药用植物的一个有前景的替代来源。利用入侵物种的生物量来提取生物活性化合物具有实际应用价值。
研究结论部分翻译如下：
结果表明，P. serotina花是具有生物活性的多酚类化合物的来源。它们的抗氧化和抗炎特性，加上有利的次生代谢产物谱，凸显了其促进健康的潜力。该研究解释了所观察到效应背后的一些细胞机制。然而，需要进一步的研究来验证其他潜在的分子靶点和机制的参与，并阐明它们对生物学效应的意义。因此，还需要涉及动物模型和临床试验的额外研究来确认所分析提取物的功效和安全性。考虑到组成和活性可能存在变异性，这也取决于植物材料采集地点等因素，利用独立采集的材料进行进一步研究对于评估所观察到的特性的可重复性也是必要的。未来研究的另一个重要方向是开发合适的制剂，例如纳米或微胶囊，以改善生物活性物质的释放、生物利用度和功效。尽管存在这些局限性，目前的研究结果为深入研究P. serotina花作为可能与心血管健康相关的生物活性化合物来源奠定了宝贵的基础。
