金花葵成分快速全分析及其潜在抗炎活性物质筛选

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金花葵作为一种曾濒临灭绝的药用植物,其具有治疗肝病/肾病、促血管活性、抗惊厥、抗抑郁、抗氧化、抗炎等药用疗效。目前,金花葵的抗炎疗效不断得到实验验证,但其药效物质基础尚未明确阐明。本研究提出通过二维碳纤维组分分离仪(Two-dimensional microscale carbon fiber/active carbon fiber system,2DμCFs)联用四级杆飞行时间高分辨质谱(Quadrupole time of flight high-resolution mass spectrometry,QTOF-HRMS)实现金花葵成分的快速全面分析,网络药理学预测抗炎作用靶点,分子对接理论验证靶点,多室电泳(Multi-compartment electrophoresis,MCESS)实验筛选潜在抗炎活性成分,旨在探究金花葵抗炎的药效物质基础,同时为分子机制研究提供参考。研究内容如下:第一部分:金花葵成熟花、花苞、茎提取液成分全分析首先通过2DμCFs-QTOF-HRMS与HPLC-MS(High performance liquid chromatography combined with tandem mass spectrometry)两种技术对金花葵成熟花提取液进行了分析。经与HPLC-MS结果对比,验证了2DμCFs-QTOF-HRMS用于金花葵样品分析的可行性和准确性。同时相对HPLC-MS,2DμCFs-QTOF-HRMS具有快速(从70 min降至5 min)、溶剂节约(从35 m L降至1.5 m L)、检出成分更多的优越性能。基于以上实验基础,利用2DμCFs-QTOF-HRMS对花苞、茎的提取液成分进行了全面分析。通过对比鉴定出的化合物:茎缺少成熟花/花苞中典型的金丝桃苷等黄酮类化合物。三者全成分的主成分分析(Principal component analysis,PCA)结果显示:成熟花、花苞、茎被分为三类,说明彼此成分存在差异;但整体上,花苞与成熟花的相似性远大于茎与成熟花。通过对三者成分的全面分析,为金花葵的药效物质研究提供了基础。综合考虑成熟花/花苞/茎已鉴定出的化合物类型、PCA分析结果、金花葵抗炎研究的相关报道,选择了成熟花进行第二部分的潜在抗炎活性成分筛选研究。第二部分:金花葵成熟花提取液潜在抗炎活性成分筛选针对成熟花,通过网络药理学预测其核心的潜在抗炎作用靶点为Tumour necrosis factor-α(TNF-α,肿瘤坏死因子α)(11)进一步利用分子对接技术对成熟花中鉴定出的小分子与TNF-α活性位点间的结合能进行了理论计算,得到4种与TNF-α结合力较强的小分子(结合能<-4.50 kcal mol-1):槲皮素,杨梅酮,莨菪亭,槲皮素-7-O-葡萄糖苷。基于以上网络药理学及分子对接的理论分析,选择了TNF-α作为多室电泳技术的靶蛋白,对成熟花提取液进行了实验筛选,筛选出(18)种与TNF-α特异性结合的成分:莨菪亭、葡萄糖胺、N-月桂基二乙醇胺。其中,莨菪亭为分子对接预测的(19)个小分子之一(结合能-4.72 kcal mol-1;分别通过与TNF-αB链的TYR151形成氢键,TYR59、TYR119形成疏水相互作用),这说明莨菪亭确实可能与TNF-α已报道的活性位点发生了特异性结合。通过查阅相关文献,莨菪亭、葡萄糖胺为明确具有抗炎活性的小分子,结合本研究,推测其可能作为潜在的TNF-α抑制剂发挥抗炎作用;N-月桂基二乙醇胺的抗炎活性目前未有相关报道,其是否具有抗炎活性以及是否作为一种潜在的TNF-α抑制剂发挥抗炎作用待进一步的实验验证。本研究对金花葵样品的成分进行了全面分析鉴定,并对潜在的抗炎活性成分、作用靶点进行了探究,为金花葵抗炎的药效物质基础研究、分子机制研究提供了参考依据。此外,本研究通过网络药理学预测靶点、分子对接理论验证靶点,为多室电泳的靶点选择提供了科学依据,避免了靶点选择的盲目性,有效提高了筛选实验的成功率,降低了时间成本和经济成本,这将为类似多室电泳的亲和筛选技术的靶点选择提供新思路,为中药等药用植物活性成分的筛选研究提供新方向。
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