《Chemistry & Biodiversity》:Acanthospermum hispidum and Its Metabolite Stigmasterol Modulates Anti-Inflammatory Antagonism of COX-1 and TGF-β
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本研究通过体内外实验结合计算机模拟,验证了星苞草(Acanthospermum hispidum, AH)乙醇提取物的显著抗炎活性,并揭示其活性成分豆甾醇(stigmasterol)可通过多靶点拮抗COX-1、COX-II、TGF-β等关键炎症通路发挥作用,为开发新型天然抗炎药物提供了理论依据。
1 引言
炎症是机体对感染、损伤等多种刺激的防御反应,但慢性炎症是心脑血管疾病、癌症、糖尿病等全球主要致死疾病的重要诱因。其机制涉及细胞表面模式识别受体识别损伤信号,进而激活核因子κB(NF-κB)、Janus激酶(JAK)-信号转导及转录激活因子(STAT)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)等信号通路,导致白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎症因子释放。非甾体抗炎药(NSAIDs)等合成抗炎药存在胃肠道损伤等副作用,促使研究者从天然产物中寻找更安全的抗炎药物。星苞草(Acanthospermum hispidum, AH)是菊科一年生草本植物,在传统医学中用于治疗疟疾、感染、炎症等疾病。
2 结果
2.1 初步植物化学筛选
AH粗提物的初步植物化学分析显示含有酚类化合物、单宁和生物碱等活性成分,这些成分可能与其抗炎活性相关。
2.2 AH粗提物及组分对角叉菜胶诱导大鼠足爪水肿的抗炎作用
在角叉菜胶诱导的大鼠足爪水肿模型中,AH乙醇粗提物在50至200 mg/kg剂量下均表现出显著的剂量依赖性抗炎活性(p< 0.01),其中100 mg/kg剂量在60分钟时抑制率最高(72.53%)。组分筛选发现,正己烷组分(F1)活性最强,在120分钟时抑制率达75.03%,表明主要活性成分集中于脂溶性部分。
2.3 AH粗提物对组胺诱导大鼠足爪水肿的抗炎作用
在组胺诱导的炎症模型中,AH粗提物(100 mg/kg)在30至120分钟均表现出显著抑制活性(最高抑制率74.57%,120分钟),其效果优于阳性对照氯苯那敏马来酸盐(10 mg/kg),提示AH可能通过拮抗组胺途径发挥抗炎作用。
2.4 AH粗提物对5-羟色胺诱导大鼠足爪水肿的抗炎作用
在5-羟色胺诱导的炎症模型中,AH粗提物(100 mg/kg)在150分钟时抑制率最高(87.83%),效果优于昂丹司琼(10 mg/kg),表明其亦可通过拮抗5-羟色胺途径抑制炎症。
2.5 豆甾醇与炎症相关靶点的分子对接
计算机模拟显示,AH的主要活性成分豆甾醇对COX-1、COX-II、过氧化氢酶(CAT)、γ-干扰素(IFN-γ)等炎症相关靶点具有高结合亲和力(结合能分别为-8.9、-8.9、-8.8、-8.4 kcal/mol),相互作用包括烷基、碳氢键、常规氢键和范德华力。豆甾醇符合Lipinski五规则(MLOGP除外),提示其具有良好的类药性。
2.6 豆甾醇的药代动力学特性
瑞士ADME预测显示,豆甾醇分子量为412.69 g/mol,水溶性差,胃肠道吸收低,但皮肤渗透性良好(Log Kp= -2.74),提示其适合局部给药。豆甾醇可抑制细胞色素P450 2C9(CYP2C9),生物利用度评分为0.55。
3 讨论
本研究证实AH乙醇提取物通过抑制组胺、5-羟色胺等炎症介质及拮抗COX-1、COX-II、TGF-β等多靶点发挥抗炎作用,其主要活性成分豆甾醇可能起关键作用。该研究为AH的传统药用价值提供了科学依据,并为开发新型抗炎药物奠定了基础。
4 结论
AH乙醇提取物具有显著抗炎活性,其作用机制与抑制组胺、5-羟色胺及多靶点拮抗炎症通路有关,豆甾醇是其主要活性成分之一。
5 实验部分
5.1 材料与方法
5.1.1 材料
AH叶片采自尼日利亚林业研究所,经乙醇提取后得率4.58%(w/w)。
5.1.2 动物实验
采用雄性Wistar大鼠,通过角叉菜胶、组胺、5-羟色胺诱导足爪水肿模型评价抗炎活性,组分经硅胶薄层色谱(TLC)分离,分子对接采用AutoDock Vina软件,药代动力学参数通过瑞士ADME在线工具预测。