从废弃物到高附加值:大麻茎秆提取物的化学成分分析及其抗炎活性评价

【字体: 时间:2025年09月25日 来源:Fitoterapia 2.6

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  本研究针对工业大麻茎秆资源浪费问题,系统分析了盐胁迫栽培条件下大麻茎秆提取物的化学成分与抗炎活性。通过LC-HRMS技术鉴定出以黄酮苷类和生物碱为主的代谢物谱,发现高盐度促进酚类物质积累。功能实验证实所有提取物均能显著抑制J774A.1巨噬细胞的炎症反应,降低IL-6、iNOS、COX2表达及NO、PGE2分泌。该研究为大麻副产物的高值化利用和抗炎药物开发提供了科学依据。

  

在可持续发展和循环经济理念深入人心的今天,如何将农业废弃物转化为高附加值产品成为科学研究的热点。工业大麻(Cannabis sativa L.)作为传统经济作物,其纤维和籽实已被广泛应用,但占生物量大部分的茎秆往往被当作废弃物丢弃。尽管大麻花序和籽实的药理价值得到充分认可,茎秆的生物活性却长期被忽视。与此同时,现代医学领域迫切需要开发新型抗炎药物,特别是针对巨噬细胞介导的慢性炎症相关疾病。这种需求与资源可持续利用的愿景共同催生了一项创新性研究。

该研究由意大利那不勒斯腓特烈二世大学药学院的Ernesto Gargiulo等人完成,论文发表在植物治疗学领域权威期刊《Fitoterapia》上。研究人员独辟蹊径地关注盐胁迫栽培条件下的纤维用大麻(品种Felina 32)茎秆,通过设置0、2.0、4.0和6.0 dS m?1四个梯度的电导率灌溉方案,模拟不同盐渍化环境对植株代谢产物的影响。这不仅为农业废弃物的资源化利用提供了新思路,也为开发新型抗炎药物开辟了潜在来源。

研究主要采用液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)进行化学成分分析,利用J774A.1小鼠巨噬细胞系建立炎症模型,通过qPCR、Western blot、钙离子荧光探针和ELISA等技术评估提取物的抗炎效果。

化学组成分析揭示盐胁迫效应

通过LC-HRMS代谢组学分析发现,大麻茎秆提取物中主要包含黄酮苷类和生物碱类次生代谢产物,而植物大麻素含量极低。不同盐度灌溉显著改变了代谢物谱,高盐条件(6.0 dS m?1)下酚类物质含量明显升高,表明盐胁迫能够激活植物的防御机制,促进特定生物合成途径的活化。

抗炎活性验证作用机制

在脂多糖(LPS)诱导的J774A.1巨噬细胞炎症模型中,所有处理组的茎秆提取物均表现出显著抗炎效果:

  • 下调白细胞介素6(IL-6)基因表达

  • 抑制钙离子(Ca2+)内流

  • 降低诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和环氧合酶2(COX2)的蛋白表达水平

  • 减少炎症介质一氧化氮(NO)和前列腺素E2(PGE2)的分泌

这些作用表明提取物可能通过调控NF-κB等关键炎症信号通路发挥抗炎效应。

讨论与展望

该研究首次系统论证了大麻茎秆提取物在抗炎应用方面的潜力,突破了传统认知中茎秆仅为废弃物的观念。研究发现盐胁迫不仅不影响提取物的生物活性,反而可能通过激发植物的应激反应增强其药用价值,这为在边际土地上种植药用作物提供了理论支持。从转化医学角度,该研究为开发新型抗炎药物提供了候选化合物库,特别是那些不含或低含大麻素类精神活性成分的提取物,避免了相关法律监管问题。未来研究可进一步分离鉴定具体活性单体化合物,深入探究其分子作用机制,并开展临床前药效学评价。这项研究完美体现了"变废为宝"的循环经济理念,为农业副产物的高值化利用和可持续发展提供了典范。

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