从Doryteuthis singhalensis鱿鱼的剑状结构中提取的海洋来源肝素类物质：一种新型多功能制剂，可针对凝血、感染和氧化应激发挥作用

本研究探讨印度鱿鱼（Doryteuthis singhalensis）触腕提取物中的肝素样物质（heparinoid）的抗菌、抗凝血及抗氧化活性。实验显示，该提取物对革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌）和阴性菌（如霍乱弧菌、大肠杆菌）具有显著抑制作用，延长凝血时间（APTT/PT），并有效清除自由基。其结构与天然肝素相似，提示在医药和营养领域具有潜在应用价值。研究还指出海洋头足类作为可持续天然药物来源的重要性，为后续开发多功能药物奠定基础。

Jovitha Philip | Yagniyasree Manogaran | Pasiyappazham Ramasamy

萨维塔医学与技术科学研究所（SIMATS），萨维塔大学，金奈，泰米尔纳德邦 – 602117，印度

摘要

Doryteuthis singhalensis（Ortmann，1891年命名），俗称印度鱿鱼，栖息于印度洋的沿海水域，是生物活性化合物的潜在来源。本研究探讨了从其剑状结构中提取的肝素类物质的治疗潜力。实验表明，该提取物对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌均具有强烈的抗菌活性，尤其是对金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌和大肠杆菌，这一点通过琼脂孔扩散实验中的明显抑菌圈得到了验证。抗凝活性通过活化部分凝血活酶时间（APTT）和凝血酶原时间（PT）测试进行评估，结果显示凝血时间显著延长，表明其能够调节凝血途径，并可能在血栓性疾病的治疗中发挥作用。此外，该提取物还表现出较强的抗氧化活性，能有效中和自由基，从而具有抗氧化应激的保护作用。这些抗氧化特性使其在预防退行性疾病的功能性食品和营养保健品中具有应用价值。总体而言，本研究强调了D. singhalensis剑状结构中肝素类物质的多功能性。其抗菌、抗凝和抗氧化特性表明其在制药和营养保健品领域具有广泛的应用前景。这些发现为进一步研究海洋头足类动物作为天然治疗剂的可持续来源提供了支持，也为海洋生物技术在健康和医学领域的应用做出了贡献。

引言

由于肝素类物质具有非凡的生物活性，在海洋生物技术中受到了广泛关注。从Doryteuthis singhalensis中提取的肝素类物质具有显著的抗菌、抗氧化和抗凝作用，使其成为多种应用的理想候选物。这类物质在结构上与肝素相似，肝素是一种高硫酸化的糖胺聚糖，常用于医疗实践[1]。它们的独特生物活性主要取决于分子量和硫酸化模式等结构特征[2]。研究表明，这些肝素类物质能够抑制耐药性病原体（如细菌和真菌）的繁殖[3]，其破坏细菌细胞膜和干扰代谢过程的机制使其在对抗抗生素耐药性方面发挥作用[4],[5]。此外，它们对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌均有效，显示出其多功能性[6]。

在抗氧化方面，这些肝素类物质能有效中和活性氧（ROS），减少氧化应激，这对于预防炎症和细胞退化至关重要。它们的抗氧化能力已在体外实验中得到证实[7],[8]，这为它们在抗氧化相关治疗中的应用提供了依据[9],[10]。肝素类物质的抗凝活性源于其与凝血级联反应的相互作用，它们通过结合抗凝血酶并增强凝血酶和因子Xa等关键酶的抑制作用来防止血栓形成[11]。其作用机制与传统肝素类似，后者常用于临床治疗[12]。尽管人们对海洋来源的生物聚合物越来越感兴趣，但从头足类动物中提取的肝素类物质仍知之甚少。目前，关于单一化合物的抗凝、抗菌和抗氧化特性的综合分析尚不充分，缺乏关于分子量与生物活性之间关联的比较研究[13]。填补这一空白可能会促进新型多功能药物的开发，用于治疗血栓性疾病、预防感染和促进伤口愈合。

像D. singhalensis这样的海洋物种由于其结构多样性和生物活性，是重要的生物活性化合物来源[14]。研究这些物种中的肝素类物质不仅有助于药物开发，还能增进对其生物学意义的理解[15]。它们兼具抗菌、抗氧化和抗凝特性，是应对复杂健康问题的关键成分。本研究重点关注这些肝素类物质的结构组成和生物过程，以深入了解其潜在的药用价值。海洋生物多样性研究强调可持续利用和保护栖息地的重要性[2]。D. singhalensis肝素类物质的发现和应用展示了海洋资源如何推动医学研究和发展的进步。

方法部分

从剑状结构中提取肝素类物质

Okutani和Ramasamy等人的方法[16],[17]提供了一种制备肝素类物质的方法。首先用丙酮清洗并研磨风干的剑状结构，然后用10 mM EDTA热溶液提取粉末，并通过Whatman No. 1滤纸和Hyflo Supercel过滤。滤液与饱和氢氧化钡溶液混合后静置过夜，再使用Hyflo Supercel在Whatman No. 1滤纸上收集沉淀物。

分子量测定

研究发现，从D. singhalensis中提取的肝素类物质的平均分子量约为1400 kDa。通过测量粘度并应用Mark–Houwink方程，利用适合壳聚糖-溶剂体系的特定常数确定了这一数值。结果表明，来自海洋甲壳类动物的壳聚糖具有较高的分子量，这对其在工业和生物应用中的功能特性具有重要意义。

结论

对D. singhalensis剑状结构中提取的肝素类物质的研究揭示了其出色的抗凝、抗菌和抗氧化特性，使其成为生物医学应用的理想候选物。它们与肝素的结构相似性增强了其治疗潜力，使其能够在医学研究中发挥多功能作用。其中最重要的特性是其抗凝活性，这种活性是通过与关键凝血因子相互作用实现的。

作者贡献声明

Yagniyasree Manogaran：撰写初稿、进行正式数据分析、数据管理。Pasiyappazham Ramasamy：撰写、审稿和编辑、项目监督、概念构思。Jovitha Philip：方法设计、实验实施

利益声明

作者声明没有可能影响本研究结果的竞争性财务利益或个人关系。

利益冲突声明

作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本研究的结果。

致谢

作者感谢萨维塔牙科学院及附属医院、萨维塔医学与技术科学研究所（SIMATS）、萨维塔大学（位于泰米尔纳德邦金奈）提供的必要设施和支持。