无花果中补骨脂素的分离及其与西利马林的药代动力学-毒理学比较：抗癌机制与生物活性研究

　　本研究通过生物活性导向分离技术，从无花果（Ficus carica）叶片中成功分离出补骨脂素（Psoralen），并系统评估其抗癌、抗菌活性及作用机制。研究发现补骨脂素通过双重靶向MDM2-p53轴（结合p53的N-TAD结构域并竞争性抑制MDM2）显著诱导肝癌细胞HepG2和胃癌细胞SGC-7901凋亡，同时表现出广谱抗菌活性。与西利马林（Silymarin）相比，补骨脂素具有更优的口服生物利用度（96.67%）和药代动力学特性，为天然产物抗癌药物开发提供了新策略。

　　

在传统中医药（TCM）中，无花果（Ficus carica，无花果wúhuāguǒ）被广泛用于治疗呼吸系统疾病、消化系统问题以及炎症相关疾病，其果实和叶片富含多种生物活性成分。现代药理学研究表明，无花果提取物具有抗氧化、抗菌和抗肿瘤潜力，然而其具体的活性成分及作用机制尚未完全明确。尤其是针对癌症治疗，尽管已有研究提示无花果提取物对肝癌细胞有选择性毒性，但其中关键的抗癌化合物及其分子机制仍需深入探索。此外，天然产物的药代动力学和毒理学特性往往是其临床应用的瓶颈，因此系统比较其与已知药物（如西利马林）的差异具有重要意义。

为了解答这些问题，研究人员从山东理工大学（中国山东淄博）采集无花果叶片，通过丙酮提取法制备粗提物（FLA），并采用真空液相色谱（VLC）、薄层色谱（TLC）和柱色谱（CC）等多种分离技术，结合生物活性筛选（包括癌细胞毒性实验、抗菌实验和分子对接模拟），成功从活性最高的Fr-2分中分离出补骨脂素（Psoralen）。研究进一步通过RT-qPCR、ADMET药代动力学分析和分子对接技术，揭示了补骨脂素的作用机制及与西利马林的比较优势。

本研究主要采用了以下关键技术方法：

1. 1.

   生物活性导向分离技术：通过VLC（硅胶柱，六种溶剂梯度）和Sephadex LH-20柱色谱分离无花果叶片提取物，结合TLC和HPLC鉴定化合物。

2. 2.

   细胞毒性实验：使用MTT法检测提取物和化合物对HepG2和SGC-7901癌细胞的抑制活性（IC₅₀计算）。

3. 3.

   抗菌活性测试：采用琼脂扩散法评估Fraction 2对细菌（如Pseudomonas aeruginosa）和真菌（如Aspergillus flavus）的抑制效果。

4. 4.

   分子机制研究：通过RT-qPCR检测凋亡相关基因（Bcl2、TP53）和细胞周期调控基因（CDK1、CDK5）的表达变化。

5. 5.

   计算生物学方法：利用分子对接（MOE软件）分析补骨脂素与关键癌症靶点（p53、MDM2、Bcl-2、CDK1/CDK5）的结合亲和力，并通过pkCSM平台预测ADMET特性。

结果部分

Fraction 2的细胞毒性和抗菌活性

Fr-2（正己烷:乙酸乙酯=50:50）对HepG2和SGC-7901癌细胞的IC₅₀分别为0.31±0.1 mg/mL和0.124±0.05 mg/mL，显著优于其他分（Figure 1, 3）。此外，Fr-2对多种病原微生物表现出强抑制活性，尤其对Penicillium chrysogenum（20±0.7 mm抑制圈）和Pseudomonas aeruginosa（17±0.8 mm）效果显著（Figure 4, 5）。

活性成分鉴定与抗氧化特性

HPLC和TLC分析确认Fr-2中的主要活性成分为补骨脂素（保留时间3.002分钟），而bergapten未被检出（Table 3, Figure 7）。Fr-2的总酚含量（29.8±0.127 mg GAE/g）和总黄酮含量（1.41±0.46 mg QE/g）较低，其抗氧化活性较弱（DPPH清除率15.89% at 16 mg/mL），与补骨脂素的呋喃香豆素结构一致（Table 2）。

基因表达与分子机制

RT-qPCR显示，Fr-2处理显著下调HepG2细胞中抗凋亡基因Bcl2、肿瘤抑制因子TP53以及细胞周期激酶CDK1和CDK5的表达（Figure 8）。分子对接结果表明，补骨脂素与p53（结合能-8.8 kcal/mol）、CDK5（-8.1 kcal/mol）、Bcl-2（-6.2 kcal/mol）和CDK1（-6.5 kcal/mol）有强结合亲和力，其中与p53的Arg23残基相互作用尤为关键（Table 5, 6）。此外，补骨脂素还能结合MDM2的p53结合口袋（结合能-5.8 kcal/mol），通过竞争性抑制MDM2-p53相互作用稳定p53蛋白（Figure 9, 10）。

ADMET药代动力学比较

与西利马林相比，补骨脂素具有更高的口服生物利用度（96.67% vs. 61.86%）、更好的水溶性和血脑屏障通透性，但急性毒性（LD₅₀=1.874）略高于西利马林（LD₅₀=2.559）。两者均无突变毒性（AMES试验阴性），但补骨脂素抑制CYP1A2代谢酶，提示潜在的药物相互作用风险（Figure 11, Table S3）。

讨论与结论

本研究通过系统分离和功能验证，首次报道了无花果来源的补骨脂素通过双重靶向MDM2-p53轴（直接结合p53-NTAD并抑制MDM2）诱导癌细胞凋亡的新机制。这一发现不仅为无花果的传统药用价值提供了科学依据，也为开发新型p53-MDM2轴靶向抗癌药物提供了先导化合物。此外，补骨脂素广谱的抗菌活性和优异的药代动力学特性（尤其是高口服吸收率），使其在联合治疗和转化医学中具有潜力。

然而，研究也存在一定局限性：Fr-2中其他三种未鉴定化合物可能协同增强补骨脂素的活性；分子对接和基因表达结果需进一步通过蛋白质印迹和体内实验验证；补骨脂素的光敏毒性需通过结构修饰优化。总体而言，这项研究深化了对无花果生物活性的理解，并为天然产物抗癌药物开发提供了重要参考。

该论文发表于《Pharmacological Research - Modern Chinese Medicine》，作者包括Kiren Mustafa、Noreen Akhtar、Hina Khalid、Madiha Younas、Muhammad Tariq Saeed、Yuanda Song、Zhihe Li和Hassan Mohamed（通讯作者），工作主要完成于山东理工大学农业工程与食品科学学院（中国山东淄博）。