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本文首次系统研究了意大利南部特有珍稀物种角叶鼠尾草(Salvia ceratophylloides Ard.)的多酚组成、抗氧化活性及初步毒性,并与药用鼠尾草(Salvia officinalis L.)进行对比。研究发现,尽管两种鼠尾草总酚含量相近,但角叶鼠尾草富含迷迭香酸(183.18 mg/g),并展现出更强的DPPH自由基清除能力、还原力及Fe2+螯合活性,且在卤虫致死实验中显示无毒特性。该研究为角叶鼠尾草作为迷迭香酸新来源的开发提供了科学依据,对其药理应用与物种保护具有重要意义。
引言
自由基过量积累是慢性炎症和神经退行性疾病等退化性病变的关键诱因。氧化应激源于活性氧(ROS)与机体抗氧化防御系统失衡,会损害细胞完整性及正常生理功能。植物多酚因其能够抵抗氧化损伤并调节炎症、细胞信号传导和凋亡等生物过程而备受关注。鼠尾草属(Salvia L.)植物在烹饪、药用和观赏方面具有重要价值,其中药用鼠尾草(Salvia officinalis L., So)是研究最深入的物种,而角叶鼠尾草(Salvia ceratophylloides Ard., Sc)作为意大利南部雷焦卡拉布里亚附近山区的稀有濒危特有种,其植物化学和药理学潜力尚未被探索。本研究首次在相同地中海栽培条件下,对比分析两种鼠尾草的多酚谱、抗氧化潜力及初步毒性,旨在评估Sc的生物活性价值并促进对该未开发物种的保护。
结果与讨论
形态生理测量
Sc和So在气体交换和植物生物量方面存在显著差异。尽管在相同最优条件下栽培,So表现出比Sc更高的气孔导度和光合速率,而两者蒸腾速率相当。因此,实验结束时So的生物量积累显著高于Sc。
通过高效液相色谱-光电二极管阵列检测/电喷雾电离质谱(HPLC-PDA/ESI-MS)测定多酚化合物
两种鼠尾草表现出不同的定性和定量酚类 profiles。共鉴定出14种酚类化合物,So中含13种,Sc中含5种,包括7种酚酸和7种黄酮类化合物。尽管Sc的提取率(42%)是So(23%)的近两倍,且化合物组成和数量不同,但两种物种的多酚总量非常相似:So为274.59 mg/g,Sc为274.27 mg/g。在So提取物中,迷迭香酸是最丰富的化合物(142.00 ± 3.75 mg/g),其次是木犀草素-7-O-葡萄糖醛酸苷(53.40 ± 3.67 mg/g)。而Sc的特点是迷迭香酸含量更高(183.18 ± 7.54 mg/g),其次是咖啡酸衍生物(58.99 ± 1.06 mg/g)。Sc中迷迭香酸的高含量表明这种稀有特有种可能是该化合物的宝贵新型天然来源。
抗氧化活性
通过DPPH测试、还原力测定和Fe2+螯合活性评估了提取物的抗氧化能力。Sc提取物在较低测试浓度(0.0625–0.25 mg/mL)下表现出比So更强的自由基清除活性,两者均呈现浓度依赖性趋势,在0.5 mg/mL时达到约87%的最大抑制率。Sc的IC50值(0.174 ± 0.007 mg/mL)低于So(0.225 ± 0.007 mg/mL),但均低于标准抗氧化剂BHT(0.07 ± 0.001 mg/mL)。还原力测定显示Sc提取物具有中等但浓度依赖性的活性。在Fe2+螯合实验中,Sc在1和2 mg/mL时螯合活性达到约80%,其IC50值(0.471 ± 0.011 mg/mL)远低于So(>2 mg/mL),但弱于标准螯合剂EDTA(0.0067 ± 0.0003 mg/mL)。Sc显著的抗氧化活性可能与其高含量的迷迭香酸、咖啡酸及其衍生物有关,这些化合物的抗氧化特性已有充分记载。此外,提取物中不同黄酮衍生物和酚酸可能存在的协同效应也不容忽视。
卤虫致死实验
采用卤虫致死实验初步评估了Sc和So提取物的毒性。根据Clarkson毒性标准,Sc提取物被归类为无毒,其24小时LC50值大于1000 μg/mL。相比之下,So提取物表现出明显毒性,LC50值为79.27 ± 11.62 μg/mL。对照组未观察到死亡。So的显著毒性可能与超声辅助提取工艺能更有效地提取出包括侧柏酮和樟脑等潜在有毒成分有关,而Sc采用相同工艺却显示无毒,表明其叶片中有毒成分含量较低。
结论
本研究首次对稀有特有种Sc进行了植物化学表征和初步生物学评价。尽管其分布范围有限,但该物种被发现积累高水平的迷迭香酸,并在一系列体外实验中表现出显著的抗氧化能力,同时在初步卤虫生物测定中无毒性。相比之下,在相同实验条件下,So表现出较低的抗氧化性能和较高的毒性。这些发现表明Sc是生物活性酚类化合物的一个有前途的来源。然而,这些生物学效应仅是初步的,需要进一步的细胞系统和体内研究来证实其在营养保健品或药物应用方面的潜在价值。此外,结果强调了保护这种未开发的特有物种作为意大利植物化学多样性一部分的重要性。未来的研究可以探索将Sc提取物用作可生物降解或其他环保包装材料中的天然抗氧化添加剂。