《Journal of Ethnopharmacology》：Multi-omics dissection of lignan diversity and therapeutic potential in
Ocimum: Identification of diphyllin as an anti-inflammatory agent targeting TNF-α signaling
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本研究系统分析Ωcimum属十种材料的木脂素代谢多样性，鉴定63种木脂素（62种差异代谢物）。网络药理学预测29种木脂素靶向422个靶点（核心靶点BCL2、EGFR、TNF）。分子模拟证实diphyllin与靶点结合稳定。转录组学揭示CAD家族基因调控木脂素合成。体内实验表明diphyllin抑制TNF-α信号改善肠道炎症，为功能食品和天然药物开发提供依据。
杨景天|黄腾腾|黄毅|余梦玲|贾巴武志|苏瑞军|刘雷|关玲亮
四川省攀登长江上游地区森林生态与保护重点实验室，四川省绵阳师范学院森林与草地灾害防治工程技术研究中心，生命科学学院，中国四川省绵阳市621000
摘要
民族药理学相关性
Ocimum属植物在亚洲和非洲的传统医学体系中长期以来被用于治疗炎症性疾病、胃肠道紊乱和慢性疾病。然而，尽管其药用价值已被广泛认可，但Ocimum木脂素的代谢多样性和治疗潜力仍尚未得到充分研究。
研究目的
系统地分析多个Ocimum品种中的木脂素代谢物，阐明其生物合成的遗传基础，预测其多靶点药理活性，并通过实验评估其抗炎效果。
材料与方法
使用UPLC–MS/MS技术对十个Ocimum品种进行了分析，以构建全面的木脂素代谢物谱图。通过网络药理学、分子对接和分子动力学模拟来预测木脂素与靶点的相互作用并评估结合稳定性。通过RNA-seq分析重建了diphyllin的生物合成途径并鉴定关键调控基因。使用LPS诱导的肠道炎症模型验证了diphyllin的抗炎活性。
结果
共鉴定出63种木脂素，其中62种在不同品种间存在显著差异积累。网络药理学预测29种木脂素有422个潜在靶点，其中14个核心靶点（如BCL2、EGFR、TNF）与癌症、炎症和代谢相关通路相关。对接和分子动力学模拟证实了diphyllin与蛋白质之间具有强且稳定的相互作用。转录组分析揭示了完整的木脂素生物合成途径，并强调了CAD家族基因在diphyllin形成中的核心作用。体内实验表明，diphyllin通过抑制TNF-α信号通路显著降低了炎症反应并改善了肠道屏障完整性。
结论
这项多组学研究揭示了Ocimum中木脂素生物合成和生物活性的显著代谢多样性和机制复杂性。植物化学分析、系统药理学和体内验证的结合为Ocimum木脂素的发展提供了有力证据，尤其是diphyllin，它作为功能性食品和天然治疗剂的抗炎成分具有巨大潜力。
引言
Ocimum（罗勒）是唇形科中的一种芳香草本植物，在全球范围内因其烹饪和药用价值而受到重视。在亚洲和非洲的传统医学体系中，Ocimum属植物被用于治疗炎症性疾病、胃肠道疾病和微生物感染（Azizah等人，2023年）。虽然这些传统应用表明其具有强大的生物活性，但具体负责的植物化学成分，尤其是非挥发性成分如木脂素，在这方面仍缺乏研究。现代植物化学研究表明Ocimum产生多种生物活性化合物，包括挥发油、黄酮类和生物碱，这些成分对其药理作用有贡献（Yang等人，2025a；Altay等人，2024年）。然而，作为一类具有广谱生物活性的苯丙烷类二聚体的木脂素（Wu等人，2024年）在Ocimum中的研究却很少，这导致了其传统用途与其植物化学基础之间的知识空白。
木脂素在植物界中广泛分布，以其抗氧化、抗炎和抗癌特性而闻名（Jang等人，2022年）。值得注意的例子包括podophyllotoxin（临床化疗药物的前体）和pinoresinol（具有抗菌活性，Kluska和Wo?niak，2021年）。特别是diphyllin这种芳基萘木脂素，最近的研究表明它通过抑制NF-κB激活和TNF-α信号通路以及抗病毒活性表现出强大的生物活性（Hou等人，2023年；Martens等人，2019年；Li等人，2026年）。尽管diphyllin具有良好前景，但其存在、生物合成起源和在Ocimum属中的药理潜力仍基本未知。
代谢组学和网络药理学的最新进展为系统地将植物化学多样性与其药理潜力联系起来提供了强大工具。在Ocimum中，这些方法已经开始阐明不同物种之间的化学变异及其相关生物活性（Rai等人，2023年；Yang等人，2025a）。然而，目前仍缺乏专门针对Ocimum木脂素库的多组学研究。主要的研究空白在于该属不同物种间木脂素代谢物的不完全清单。此外，Ocimum中木脂素产生的生物合成途径和遗传调控机制也尚未得到充分描述。最关键的是，很少有研究采用综合计算和实验方法来验证这些化合物的分子靶点和精确作用机制，尤其是像diphyllin这样的有前景的化合物。
为了解决这些相互关联的空白，我们对代表四个Ocimum物种的十个品种进行了全面的多组学研究。本研究的目标是多方面的：首先，我们使用UPLC-MS/MS技术全面分析并比较木脂素代谢物，建立基础化学清单；其次，我们结合网络药理学、分子对接和动力学模拟来预测并验证潜在的治疗靶点和途径；第三，利用转录组数据重建关键木脂素的假定生物合成途径；最后，我们设计了实验在相关细胞模型中验证其效果。总体而言，这项工作首次系统分析了Ocimum中的木脂素多样性和治疗潜力，为Ocimum衍生物的代谢工程和药物开发奠定了基础。
植物材料
植物材料由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所南瑶种质资源苗圃培育，位于海南省丹州市。选择了代表四个Ocimum物种的10个品种：Ocimum basilicum L.（G002、G083、G082和G122）、Ocimum tenuiflorum L.（G060和G085）、Ocimum gratissimum L.（G134和G144）以及Ocimum × africanum Lour.（G061和G072）。
Ocimum中的木脂素代谢物概述
在本研究中检测的十个Ocimum品种中共鉴定出63种木脂素代谢物（图1A；表S1）。这些品种间检测到的木脂素数量略有差异，其中G083品种含有最多的木脂素代谢物（57种），而G134品种最少（53种）。花瓣维恩图分析显示，35种木脂素代谢物在所有十个品种中都存在（图1B）。没有任何一个品种仅含有独特的木脂素。
Ocimum中木脂素的代谢多样性
本研究对十个不同的Ocimum品种进行了全面的代谢组学分析，鉴定出63种木脂素代谢物。其中62种被进一步分类为差异性木脂素代谢物（DLMs），揭示了不同物种和品种间木脂素积累的保守和差异模式。这些发现不仅突显了Ocimum属内的代谢多样性，还为
结论
本研究对十个Ocimum品种中的木脂素代谢物进行了全面分析，发现了显著的种间代谢多样性和保守的生物合成途径。共鉴定出63种木脂素，其中62种表现出差异积累模式。生物信息学分析表明Ocimum木脂素具有多靶点潜力，特别是通过与MTOR、EGFR和TNF等关键靶点的相互作用。diphyllin被鉴定为核心药用木脂素
CRediT作者贡献声明
余梦玲：研究、数据管理。贾巴武志：研究、数据管理。黄毅：研究、正式分析、数据管理。杨景天：撰写——初稿、资金获取、数据管理、概念构思。黄腾腾：可视化、验证、正式分析。关玲亮：撰写——审阅与编辑、资源提供。苏瑞军：资源提供、资金获取。刘雷：撰写——审阅与编辑、项目管理、资金获取利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
资助
本研究得到了四川省自然科学基金（2025ZNSFSC0184）、绵阳市科技计划（2023ZYDF076）、绵阳师范学院创新团队项目（CXTD2023LX01）以及绵阳师范学院科学研究启动项目（QD2023A01、QD2023A40）的支持。
