Piper mollicomum Kunth精油中(E)-橙花叔醇的鉴定及其在乳腺癌与肺癌细胞系中的体外细胞毒性评价

《Chemistry & Biodiversity》：Identification and In Vitro Cytotoxic Evaluation of (E)-Nerolidol From Piper mollicomum Kunth Essential Oil in Breast and Lung Cancer Cell Lines

　　

摘要 Piper mollicomum Kunth是自殖民时期起巴西乡村社区传统应用的植物，在癌症治疗方面显示出潜在价值。本研究对该植物叶片的乙醇提取物、二氯甲烷提取物及精油进行了植物化学组成分析与细胞毒性活性评估。研究人员采用植物化学筛选、超高效液相色谱（UPLC）及气相色谱-质谱联用法（GC–MS）开展化学分析，并通过磺酰罗丹明B（SRB）实验检测其对MDA-MB-231（乳腺癌）和A549（肺癌）细胞系的细胞毒性。结果显示，二氯甲烷提取物表现出最强的细胞毒性，其半数抑制浓度（IC50）分别为24.95 μg/mL和28.57 μg/mL；精油的活性更高，IC50值为3.57 μg/mL，其中主要成分为(E)-橙花叔醇，在干叶精油中占比最高达78.04%；纯品(E)-橙花叔醇亦显示细胞毒性，IC50为9.04 μM。上述发现表明，P. mollicomum尤其是其精油，可作为乳腺癌和肺癌治疗的天然细胞毒性化合物来源，进一步印证了其民族药理学相关性。

论文解读

癌症是全球致死率最高的疾病之一，2020年造成近1000万人死亡，预计2030年新发病例将达1920万例。乳腺癌是女性中最常被诊断出的癌症类型，而肺癌则是死亡率最高的癌种，且在欠发达国家的癌症死亡率更高，构成重大公共卫生与社会经济挑战。尽管现有化疗药物种类繁多，但治疗效果常因耐药性和不良反应而无法达到预期，因此亟需开发更具选择性且副作用更低的新药。天然产物在抗癌药物研发中占据重要地位，1981至2019年间获批的207种抗癌药物中，77%直接或间接来源于天然产物。胡椒属（Piper）植物在民间医学中常用于癌症治疗，已有约十种该属植物被记录具有抗癌潜力。P. mollicomum俗称“假哈勃兰迪”，自19世纪以来在巴西传统医学中被广泛用于治疗疼痛及外伤，虽无明确记载用于癌症治疗，但其近缘种Piper aduncum在传统上用于皮肤癌治疗，且两者地理分布重叠、名称相似，可能在民间实践中互换使用，提示P. mollicomum也可能具有抗癌潜力。此前化学研究表明，该物种精油富含单萜和倍半萜类化合物，如芳樟醇、1,8-桉叶素、大根香叶烯D、(E)-橙花叔醇等，但针对其抗癌活性的系统研究仍较少。为此，研究人员开展本研究，旨在评估P. mollicomum不同极性提取物及精油的抗癌潜力，并结合化学分析鉴定活性成分，成果发表于《Chemistry》。

关键技术方法方面，研究人员于巴西米纳斯吉拉斯联邦大学生态站采集P. mollicomum地上部分，经专家鉴定并保存凭证标本。采用超声辅助浸提制备乙醇和二氯甲烷提取物，按巴西药典法对鲜叶与干叶进行水蒸气蒸馏提取精油。化学分析包括植物化学定性筛选、UPLC-DAD分析、GC–MS成分鉴定及(E)-橙花叔醇定量。生物学实验采用SRB法检测样品对MDA-MB-231和A549细胞系的细胞毒性，并以人胚肾细胞HEK-293评估对非肿瘤细胞的毒性，数据统计采用非线性回归计算IC₅₀值。

研究结果部分分为三个板块。第一板块为P. mollicomum对乳腺癌和肺癌细胞存活率的体外效应。SRB实验显示，所有样品均呈浓度依赖性降低细胞活力（p < 0.05）。叶部二氯甲烷提取物对两种癌细胞系的活性最强，IC₅₀分别为24.95 μg/mL（MDA-MB-231）和28.57 μg/mL（A549）；精油活性更高，鲜叶精油IC₅₀为3.57 μg/mL，干叶精油为9.84 μg/mL；(E)-橙花叔醇纯品的IC₅₀为2.01 μg/mL（约9.04 μM）。在非肿瘤细胞测试中，除乙醇叶提取物外，其余样品在100 μg/mL浓度下未使HEK-293细胞活力降至50%以下，提示较低的非特异性毒性。

第二板块为化学研究。植物化学筛选证实叶和枝中均含有生物碱、黄酮类和萜类成分，与抗癌活性相关。UPLC-DAD分析显示乙醇提取物含较多极性成分，可能为黄酮类或酚酸类；二氯甲烷提取物则以中低极性成分为主，符合该属非极性化合物的特征。精油GC–MS分析共鉴定出23种挥发性成分，占精油总量的99%以上，其中倍半萜为主要成分，(E)-橙花叔醇在鲜叶精油中占75.63%，干叶中占54.22%。经校准曲线法定量，(E)-橙花叔醇在干叶精油中实际含量为78.04%，鲜叶中高达97.79%，显著高于既往报道水平。精油理化参数测定显示其密度均为0.89 mg/mL，折射率为1.484，外观澄清，颜色为微黄或透明。

第三板块聚焦(E)-橙花叔醇。该成分不仅是精油的主要成分，且含量远超过文献记载范围（2.12%–23.20%）。已有研究表明，(E)-橙花叔醇可通过激活caspase-3依赖性凋亡抑制多种癌细胞增殖，并降低细胞侵袭能力，提高E-钙黏蛋白表达。本研究中精油的强细胞毒性很可能归因于高含量的(E)-橙花叔醇，这与传统药用部位（叶）的使用方式相吻合，也为其民间止痛用途提供了科学依据。

讨论与结论部分指出，P. mollicomum的二氯甲烷提取物与精油均表现出显著的体外抗癌活性，其中精油因富含(E)-橙花叔醇而活性尤为突出。研究验证了传统药用知识的科学价值，表明该植物可作为抗癌活性天然产物的潜在来源。研究人员同时指出，本研究属于初步筛选阶段，后续需开展体内实验验证活性，并深入解析作用机制及选择性毒性。最终结论认为，P. mollicomum特别是其精油，具有成为乳腺癌和肺癌治疗药物先导化合物的潜力，民族药理学经验与现代科学研究在此实现了有效结合。