莲属植物(Nelumbinis)花药的吸收成分的药代动力学和网络药理学,有助于阐明其潜在的抗炎作用机制

时间:2026年1月21日
来源:Journal of Chromatography B

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该研究通过药代动力学与网络药理学结合,探讨Nelumbinis湿片的抗炎机制。采用UHPLC-MS/MS方法比较水提和醇提物中11种黄酮类成分的药代动力学差异,发现5种活性成分(包括槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖醛酸、异鼠李素等)在血浆中的吸收存在显著差异。网络药理学分析揭示PI3K-AKT、TNF和IL-17信号通路为关键抗炎靶点,体外实验验证醇提物通过调控PI3K-AKT通路发挥抗炎作用。研究为传统中药的活性成分筛选和机制解析提供了新方法。

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杨刘|陈淑静|薛萌|王瑞|杜坤泽|常彦旭|李进
中国中医现代化国家重点实验室,天津中医药大学,天津301617,中国

摘要

莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)的干燥雄蕊具有重要的价值,被广泛用于健康茶、功能性食品和草药中。Nelumbinis雄蕊具有抗炎、抗氧化和抗黑色素的作用。然而,被吸收到血液中的成分及其作用机制尚不清楚。本研究旨在通过整合药代动力学和网络药理学来鉴定被吸收到血液中的成分,并阐明Nelumbinis雄蕊的抗炎机制。我们开发了一种经过验证的UHPLC-MS/MS方法,用于定量大鼠血浆中的11种黄酮类化合物,以比较水提取物和酒精提取物的药代动力学特性。在血浆中检测到了5种黄酮类化合物:两种提取物中都含有山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷和山柰酚-3-O-β-半乳糖苷,而金丝桃苷、异鼠李素和异鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷仅存在于酒精提取物中。这两种提取物中这些成分的药代动力学特征存在显著差异。网络药理学分析确定了PI3K-AKT、TNF和IL-17信号通路是介导抗炎作用的关键通路。进一步的体外实验证实,酒精提取物可以调节PI3K-AKT通路。这些发现强调了将药代动力学与网络药理学相结合在阐明Nelumbinis雄蕊的生物活性成分和机制方面的有效性,为其在治疗炎症性疾病中的潜力提供了科学依据。

引言

Nelumbinis雄蕊属于莲科(Nymphaeaceae),指的是Nelumbo nucifera Gaertn.的干燥雄蕊。这是一种经典的草药,具有滋养心脏、镇静心灵、补肾益精、养血止血和改善肤色的功效。它主要用于治疗炎症性疾病,同时也被认作一种健康食品[1]、[2]、[3]。它含有多种化学成分,如黄酮类、萜类、生物碱、挥发油和甾体[4]、[5]、[6]、[7]。黄酮类具有多种潜在的药理作用,包括抗炎、抗氧化和抗黑色素作用[8]、[9]。然而,关于Nelumbinis雄蕊中多种成分的药代动力学研究仍然相对较少,其药效学基础也尚未完全阐明。
药代动力学常用于利用动力学原理和数学处理方法来研究和量化药物及其代谢物的吸收(ADME,即吸收、代谢、分布和排泄)的动态过程和规律[10]。中药(TCMs)是由成分组成的混合物,这些成分的丰度和极性各不相同。对中药的药代动力学研究是评估其有效性的可靠方法,也可以用来识别给药后血液中暴露量较大的化合物[11]。近年来,已经发展出许多成熟、稳定且灵敏的技术用于量化中药,包括液相色谱-质谱(LC-MS)、气相色谱-质谱(GC–MS)、多维色谱(MDC)等[12]、[13]、[14]、[15]、[16]。超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)在中药和处方中的化学成分定量方面取得了显著进展,其特点是选择性高、分辨率好、灵敏度高且稳定性优异[17]、[18]。
中药在治疗各种疾病方面发挥了关键作用[19]、[20]、[21]、[22]、[23]。由于其独特的作用机制涉及多种成分、靶点和通路,中药在诊断、治疗和预防中占据了不可或缺的地位[24]、[25]、[26]、[27]、[28]。中药提取是一个将中药中的天然成分转移到溶剂液相的过程。目前,常用的提取方法包括溶剂提取、水蒸气蒸馏、升华、超声提取和超临界流体提取[29]、[30]。由于中药成分复杂且极性多样,采用不同的提取溶剂和方法可以提取出不同的药用成分[31]、[32]。对多种提取方法的比较评估对于中药的后续发展和临床合理应用具有重要意义[33]、[34]。
网络药理学通过构建中药-疾病靶点网络模型,为中药研究提供了一种整体方法,有助于系统探索中药成分与生物分子之间的复杂相互作用。考虑到中药的多组分和多靶点特性,网络药理学可以识别和分析其多种靶点及协同作用,从而阐明中药的多种药理机制[35]、[36]。同时,药代动力学分析可以提供关于体内化合物ADME的见解,为药物筛选提供重要基础[37]。
本文研究了两种常见的提取方法:水提取和酒精提取(70%乙醇),并对酒精提取物和水提取物的关键成分进行了定量比较。还分析了不同提取方法对Nelumbinis雄蕊中活性成分体内浓度的变化情况,以及体内暴露量的差异。确定了五种活性成分体内:山柰酚-3-O-β-半乳糖苷、异鼠李素、异鼠李素-3-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷和金丝桃苷。利用网络药理学方法探讨了口服给予的Nelumbinis雄蕊水提取物和酒精提取物中的吸收成分及其潜在的抗炎作用,并分析了相关分子机制。最后,通过RAW264.7细胞进行了体外实验以验证部分预测结果。

材料与试剂

所有试剂均为分析级。甲醇、甲酸和乙腈购自Fisher Scientific(美国宾夕法尼亚州匹兹堡)。标准化合物山柰酚-3-O-β-半乳糖苷、芦丁、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷、astragalin、异鼠李素、金丝桃苷、异鼠李素-3-O-β-D-芸香苷、异槲皮素、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚和formononetin(图S1)购自成都德赛特生物科技有限公司(中国成都)。超纯试剂。

样品制备和UHPLC-MS/MS条件的优化

采用蛋白质沉淀和液-液萃取方法优化了血浆样品(100 μL)的处理,以建立快速高效的样品制备方法。实验结果表明,使用乙酸乙酯进行液-液萃取时,所测试物质的回收率较低。经过进一步优化,作为蛋白质沉淀剂的甲醇的平均回收率超过了65.0%。为了评估试剂体积对回收率的影响...

讨论

通过整合网络药理学和药代动力学,全面分析了不同提取方法对活性物质体内暴露量的影响及其潜在作用机制。该系统包括三个主要步骤:(1)利用UHPLC-MRM方法同时定量大鼠血浆中的11种黄酮类化合物,从而比较Nelumbinis水提取物和酒精提取物之间的体内暴露差异

结论

本文报道了一种经过验证的UHPLC-MRM方法,用于定量大鼠血浆样本中的11种黄酮类化合物。该方法表现出优异的灵敏度、线性和准确性,有效用于评估Nelumbinis雄蕊水提取物和酒精提取物中五种关键成分的体内暴露差异。血浆药代动力学参数的比较分析显示,两种提取物中活性成分的吸收量存在显著差异。

CRediT作者贡献声明

杨刘:撰写、审稿与编辑、数据可视化、软件应用、方法学设计。陈淑静:撰写、审稿与编辑、数据可视化、软件应用、概念构思。薛萌:方法学设计、实验研究。王瑞:数据可视化、软件应用。杜坤泽:实验验证、数据分析。常彦旭:项目监督、软件应用、资源获取、概念构思。李进:资金获取、数据分析。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了中国天津市科技计划(24ZXZSSS00350、24ZYJDSS00300)和现代中药新技术创新专项(24ZXZKSY00010)的支持。

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