伊朗黄芪属植物化学图谱与乙酰胆碱酯酶抑制活性研究：发掘黄芪甲苷新资源及其神经保护潜力

《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：Phytochemical profiling and acetylcholinesterase inhibitory activity of fifteen Iranian Astragalus species: towards new sources of astragalosides

　　本研究针对伊朗特有黄芪属植物资源开展系统研究，通过定量分析15种黄芪根提取物中黄芪甲苷I、II、IV含量，结合总酚/黄酮测定、抗氧化活性评估及乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制实验，发现A. gossypinus和A. michauxianus分别为黄芪甲苷IV和I的富集物种，且A. aduncus根提取物展现最强AChE抑制活性（IC50=200 μg/mL）。分子对接表明黄芪甲苷I与AChE结合能最低（-7.610 kcal/mol）。研究为阿尔茨海默病天然药物开发提供了新种质资源与理论依据。

　　

在传统医学与现代药物发现的交汇处，药用植物始终扮演着不可或替代的角色。尤其是黄芪属（Astragalus）植物，作为豆科最大的属，富含多种生物活性成分，其中环阿烷型三萜皂苷——黄芪甲苷（ASTs）因其广泛的药理活性备受关注。然而，尽管全球有超过2900种黄芪，其中伊朗拥有约900种（包括600种特有种），这些伊朗特有种的化学特征与生物活性却长期处于研究空白。现有研究多聚焦于单一成分或活性，缺乏系统性比较；针对神经退行性疾病关键靶点乙酰胆碱酯酶（AChE）的抑制潜力及作用机制更鲜有报道。

为填补这一空白，Salehzadeh等人于《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》发表研究，对15种伊朗黄芪进行全方位解析。研究团队采集自伊朗11个生境点的根与地上部分样本，通过高效液相色谱（HPLC）定量分析黄芪甲苷I、II、IV，采用福林酚法与铝盐比色法测定总酚（TPC）与总黄酮（TFC），并利用DPPH法评估抗氧化活性。此外，对根提取物进行AChE抑制实验，并借助分子对接模拟关键黄芪甲苷与AChE（PDB ID: 1EVE）的结合模式。生境分析结合主成分分析（PCA）与热图聚类揭示了化学多样性与环境因子的关联。

关键技术方法

研究采用超声辅助甲醇提取法获取根与地上部分样品，通过HPLC-ELSD（蒸发光散射检测器）定量黄芪甲苷I、II、IV；TPC与TFC分别以没食子酸和芦丁当量表示；抗氧化活性以DPPH自由基清除率（IC₅₀）衡量；AChE抑制实验参照Ellman法；分子 docking 使用Glide XP模式；生境数据基于地理信息系统（GIS）插值分析；统计处理采用SAS与R软件。

ASTs含量

黄芪甲苷含量呈现显著种间差异。A. michauxianus根中黄芪甲苷I含量最高（2.49 mg/g DW），而A. gossypinus的黄芪甲苷IV含量达6.27 mg/g DW，远超常见药用种A. membranaceus（通常为0.01–0.5 mg/g DW）。A. curvirostris subsp. curvirostris则以黄芪甲苷II富集（0.33 mg/g DW）为特征。

总酚和黄酮含量

所有物种根中TPC与TFC均高于地上部分。A. verus根TPC最高（12.12 mg GAE/g DW），A. floccosus根TFC达115.48 mg RUE/g DW。地上部分中，A. remotijugus与A. aduncus的TFC最高（84.23与83.48 mg RUE/g DW）。

抗氧化活性

DPPH清除实验显示，A. remotijugus与A. aduncus地上部分IC₅₀最低（28.83–28.86 μg/mL），而A. gossypinus与A. floccosus根提取物活性最强（IC₅₀=23.32–23.45 μg/mL）。相关性分析表明TFC与抗氧化活性呈强正相关（r=0.99）。

AChE抑制活性

在15个物种中，仅部分根提取物显示抑制活性。A. aduncus抑制能力最强（IC₅₀=200 μg/mL），其次为A. gossypinus（233 μg/mL）与A. michauxianus（250 μg/mL）。黄芪甲苷混合标准品（STD-mix）IC₅₀最低，提示协同抑制效应。

分子对接

黄芪甲苷I与AChE结合能最低（-7.610 kcal/mol），形成与Ser200、His440、Glu327的氢键及Trp84的π-π堆积，稳定性优于黄芪甲苷II（-6.456 kcal/mol）与IV（-6.293 kcal/mol）。

PCA、热图和相关分析

PCA与聚类分析将物种按化学特征分为4类，A. gossypinus因高黄芪甲苷IV含量单独成簇。热图可视化揭示代谢物累积模式与地理分布的相关性。

结论与意义

本研究首次系统量化伊朗黄芪资源中关键黄芪甲苷，发现A. gossypinus、A. michauxianus与A. aduncus为高价值化合物富集种。其显著的AChE抑制活性与分子对接结果共同指向黄芪甲苷I为潜在神经保护先导化合物。生境模型提示适宜栽培区（年均温10–12°C，降水317–388 mm，海拔1930–2223 m），为可持续开发提供依据。研究成果不仅填补伊朗黄芪化学多样性空白，更为阿尔茨海默病天然药物研发提供了优质种质与机制线索。