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沙棘(Hippophae rhamnoides L.)为胡颓子科沙棘属的落叶灌木或小乔木，主要分布在丝绸之路沿线国家。我国是世界上沙棘种质资源和蕴藏量最丰富的国家，广泛分布于我国西北、华北、东北、西南等地，其蕴藏量约占世界沙棘资源的90%。沙棘含有黄酮类、鞣质类、萜类、甾体类、有机酸和挥发油等多种化学成分，具有抗氧化、抗菌和抗肿瘤等多种生物活性。此外，沙棘在治理水土流失、改善生态环境和促进农民增收等方面可发挥积极作用。
沙棘果实是蒙古族、藏族习用药材，被《中华人民共和国药典》收载，具有健脾消食、止咳祛痰、活血散瘀的功效。沙棘叶虽未被药典收载，但具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗炎、抗癌、抗肥胖等生物活性，是提取沙棘黄酮的重要原料，并且已作为新资源食品管理。沙棘枝中含有三萜类化合物，具有抗炎和抗氧化活性。为了进一步深入研究沙棘的化学成分及其生物活性，为沙棘不同部位的综合开发利用提供科学依据，本课题融合天然产物化学、代谢组学以及药理学等多学科的研究方法和手段，对沙棘果实开展了成分分离纯化和结构鉴定研究，对沙棘不同部位果实、叶和枝开展了基于液质联用技术的代谢组学分析，以及抑制巨噬细胞生成一氧化氮(NO)的抗炎活性研究。
首先，本实验利用硅胶、大孔吸附树脂、葡聚糖凝胶的柱色谱以及半制备液相色谱等方法，从沙棘果实中分离得到6个化合物。通过波谱数据分析和查阅文献分别鉴定为柽柳黄素-3-O-β-D-葡萄糖-7-O-α-L-鼠李糖苷(1)，异鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖-7-O-α-L-鼠李糖苷(2)、1-甲基-1,2,3,4-四氢咔啉-3-羧酸(3)、异鼠李素-3-O-β-D-槐二糖-7-O-α-L-鼠李糖苷(4)、芦丁(5)和异鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷(6)。其中化合物3为首次从沙棘属植物中分离得到。
然后，以沙棘果实中分离纯化得到的化合物作为对照品，利用超高效液相色谱四级杆飞行时间质谱(UHPLC-QTOF-MS)进行了沙棘果实、叶和枝的代谢组学分析。经分析，得到49个峰对应的化合物信息，共鉴定了34个化合物，包括11个鞣质类和23个黄酮类成分。运用代谢组学主成分分析(PCA)、偏最小方差判别分析(PLS-DA)和层次聚类分析(HCA)方法构建沙棘果实、叶和枝的区分模型，发现沙棘果实、叶和枝所含成分差异显著，且沙棘叶和沙棘枝的化学成分相似性较高。在PLS-DA模型的基础上，结合变量重要性投影(VIP)值大于1.5和t检验的P值小于0.05得到沙棘果实、叶和枝不同部位的24个特征性标识成分。
此外，我们对沙棘果实、叶和枝的乙醇提取物进行了抑制RAW264.7巨噬细胞NO生成的抗炎活性评价研究。在10μg/mL时，不同部位提取物的NO抑制率在73%~98%之间，显示沙棘果实、叶和枝均具有较好的抗炎活性，且中国甘肃定西的沙棘枝、叶和果实及巴基斯坦吉尔吉特的沙棘叶和果实具有更强的抗炎活性。采用正交偏最小二乘法(OPLS)分析沙棘的UHPLC-QTOF-MS图谱与抑制RAW246.7巨噬细胞NO生成的谱效关系，发现异鼠李素-3-O-芸香糖苷、异鼠李素-3-O-葡萄糖-7-O-鼠李糖苷、异鼠李素-己糖-鼠李糖苷和异鼠李素-3-O-葡萄糖苷可能为沙棘果实抗炎作用的主要成分，没食子酰基-六羟基联苯甲酰基-己糖、鞣花酸和Stachyurin可能为沙棘叶抗炎作用的主要成分，B型原花青素二聚体和表儿茶素可能为沙棘枝抗炎作用的主要成分。最后，基于网络药理学方法对沙棘叶的抗炎作用机制进行了初探，发现丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、蛋白激酶B(AKT1)和丝裂原活化蛋白激酶3(MAPK3)为沙棘叶抗炎作用的关键靶点，磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路、低氧诱导因子-1(HIF-1)信号通路和肿瘤坏死因子(TNF)信号通路为沙棘叶抗炎作用的关键作用途径。
本实验通过对沙棘果实、叶和枝的化学成分及其代谢组学、抗炎活性的研究，丰富了对沙棘不同部位化学成分和药理活性的认识，为沙棘不同部位的进一步有效的综合开发利用提供了科学依据。
沙棘果实是蒙古族、藏族习用药材，被《中华人民共和国药典》收载，具有健脾消食、止咳祛痰、活血散瘀的功效。沙棘叶虽未被药典收载，但具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗炎、抗癌、抗肥胖等生物活性，是提取沙棘黄酮的重要原料，并且已作为新资源食品管理。沙棘枝中含有三萜类化合物，具有抗炎和抗氧化活性。为了进一步深入研究沙棘的化学成分及其生物活性，为沙棘不同部位的综合开发利用提供科学依据，本课题融合天然产物化学、代谢组学以及药理学等多学科的研究方法和手段，对沙棘果实开展了成分分离纯化和结构鉴定研究，对沙棘不同部位果实、叶和枝开展了基于液质联用技术的代谢组学分析，以及抑制巨噬细胞生成一氧化氮(NO)的抗炎活性研究。
首先，本实验利用硅胶、大孔吸附树脂、葡聚糖凝胶的柱色谱以及半制备液相色谱等方法，从沙棘果实中分离得到6个化合物。通过波谱数据分析和查阅文献分别鉴定为柽柳黄素-3-O-β-D-葡萄糖-7-O-α-L-鼠李糖苷(1)，异鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖-7-O-α-L-鼠李糖苷(2)、1-甲基-1,2,3,4-四氢咔啉-3-羧酸(3)、异鼠李素-3-O-β-D-槐二糖-7-O-α-L-鼠李糖苷(4)、芦丁(5)和异鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷(6)。其中化合物3为首次从沙棘属植物中分离得到。
然后，以沙棘果实中分离纯化得到的化合物作为对照品，利用超高效液相色谱四级杆飞行时间质谱(UHPLC-QTOF-MS)进行了沙棘果实、叶和枝的代谢组学分析。经分析，得到49个峰对应的化合物信息，共鉴定了34个化合物，包括11个鞣质类和23个黄酮类成分。运用代谢组学主成分分析(PCA)、偏最小方差判别分析(PLS-DA)和层次聚类分析(HCA)方法构建沙棘果实、叶和枝的区分模型，发现沙棘果实、叶和枝所含成分差异显著，且沙棘叶和沙棘枝的化学成分相似性较高。在PLS-DA模型的基础上，结合变量重要性投影(VIP)值大于1.5和t检验的P值小于0.05得到沙棘果实、叶和枝不同部位的24个特征性标识成分。
此外，我们对沙棘果实、叶和枝的乙醇提取物进行了抑制RAW264.7巨噬细胞NO生成的抗炎活性评价研究。在10μg/mL时，不同部位提取物的NO抑制率在73%~98%之间，显示沙棘果实、叶和枝均具有较好的抗炎活性，且中国甘肃定西的沙棘枝、叶和果实及巴基斯坦吉尔吉特的沙棘叶和果实具有更强的抗炎活性。采用正交偏最小二乘法(OPLS)分析沙棘的UHPLC-QTOF-MS图谱与抑制RAW246.7巨噬细胞NO生成的谱效关系，发现异鼠李素-3-O-芸香糖苷、异鼠李素-3-O-葡萄糖-7-O-鼠李糖苷、异鼠李素-己糖-鼠李糖苷和异鼠李素-3-O-葡萄糖苷可能为沙棘果实抗炎作用的主要成分，没食子酰基-六羟基联苯甲酰基-己糖、鞣花酸和Stachyurin可能为沙棘叶抗炎作用的主要成分，B型原花青素二聚体和表儿茶素可能为沙棘枝抗炎作用的主要成分。最后，基于网络药理学方法对沙棘叶的抗炎作用机制进行了初探，发现丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)、蛋白激酶B(AKT1)和丝裂原活化蛋白激酶3(MAPK3)为沙棘叶抗炎作用的关键靶点，磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)信号通路、低氧诱导因子-1(HIF-1)信号通路和肿瘤坏死因子(TNF)信号通路为沙棘叶抗炎作用的关键作用途径。
本实验通过对沙棘果实、叶和枝的化学成分及其代谢组学、抗炎活性的研究，丰富了对沙棘不同部位化学成分和药理活性的认识，为沙棘不同部位的进一步有效的综合开发利用提供了科学依据。