日本汉方软膏的脂质组学与伤口愈合功效:芝麻油提取物的体外代谢与生物学特性解析
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时间:2025年09月29日
来源:Journal of Ethnopharmacology 5.4
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本研究针对日本传统汉方软膏(Kampo ointments)在伤口愈合应用中缺乏脂溶性成分系统研究的问题,通过整合民族药学调查、非靶向代谢组学(LC-HRMS/MS)和体外角质形成细胞模型(N/TERT-2G),系统分析了紫云膏(Shiunkō)和神仙太乙膏(Shinsen taitsukō)在不同提取温度(常温浸渍M、低温加热LH、高温加热HH)下的代谢特征及其对细胞迁移/增殖的影响。研究发现高温提取导致生育酚(tocopherols)和甾醇(sterols)降解并生成改性脂质化合物,而完整配方意外延迟伤口闭合,揭示了传统制备工艺对药效成分的关键影响,为脂溶性草药制剂的标准化研究提供新范式。
在传统日本医学(Kampo)中,以芝麻油为基质提取草药制成的外用软膏被广泛用于治疗皮肤创伤和促进伤口愈合。这些古老的制剂配方多样,其制备工艺在药材来源、提取温度和时长等方面存在显著差异,形成了极为丰富的传统实践体系。然而,与常见的水溶性植物提取物不同,基于芝麻油的脂溶性草药提取物其化学成分和伤口愈合功效始终缺乏系统研究,这成为传统医学现代化研究中的一个重要空白。
针对这一研究缺口,发表于《Journal of Ethnopharmacology》的这项研究聚焦于汉方软膏中的脂溶性植物代谢物,结合民族药理学调查、非靶向代谢组学分析和体外生物学实验,旨在揭示不同制备工艺对软膏化学成分及潜在伤口愈合活性的影响。研究人员特别关注了两种经典汉方软膏——紫云膏(Shiunkō)和神仙太乙膏(Shinsen taitsukō),系统比较了不同提取温度(包括常温浸渍 Maceration、低温加热 Low Heating 和高温加热 High Heating)对代谢物组成及角质形成细胞行为的影响。
为开展本研究,团队采用了多种关键技术方法:首先通过民族药学调查厘清日本汉方软膏的制备实践;使用液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS及LC-HRMS/MS)进行非靶向代谢组学分析;借助体外角质形成细胞模型(N/TERT-2G)通过划痕实验(scratch assay)和EdU(5-ethynyl-2′-deoxyuridine)掺入法评估细胞迁移和增殖;运用多变量统计(PCA、PLS-DA)和分子网络(MetGem)解析代谢数据;所有植物药材均来自日本和中国供应商,经日本药典标准认证。
3.1. Defining Kampo extracts
通过专业访谈和文献调研,明确了三种汉方软膏(Shiunkō、Chuōkō和Shinsen taitsukō)的传统制备方法,重点研究了不同温度提取工艺(M、LH、HH)对化学成分的影响。
3.2. Characterising the implications of heating sesame oil
代谢组学分析显示,芝麻油在不同加热条件下产生显著差异的代谢谱。高温加热(HH)导致游离脂肪酸(FFAs)增加、甘油酯(如MAGs、DAGs)水解以及生育酚(如δ-tocopherol和γ-tocopherol)和甾醇(如β-sitosterol)的降解,同时生成改性脂质(如氧化磷脂和麦拉德反应产物)。分子网络分析进一步揭示了温度特异性脂质簇的形成。然而,这些化学变化在角质形成细胞划痕实验中未引起显著的迁移或增殖差异。
3.3. Impact and influences of A. acutiloba root in Kampo ointments
当分析仅含当归(Angelica acutiloba)的芝麻油提取物时,不同地理来源(日本山口县与奈良县)和提取温度处理的样品在细胞迁移方面未表现出显著差异。但代谢分析发现,来自山口县的当归样本中一种糖基化三萜类化合物(C36H42O20)含量更高,该成分与伤口愈合活性相关。此外,高温提取条件下,当归的添加可能通过其含有的呋喃香豆素(furanocoumarins)和多酚类物质抑制芝麻油中脂质的氧化降解。
3.4. Comparative exploration of complete Kampo formulas compared to A. acutiloba extracts
完整配方(Shiunkō S6HH 和 Shinsen taitsukō TMO)的处理出人意料地延迟了角质形成细胞的迁移速度。通过Biosigner特征选择分析发现,在Shiunkō完整配方中维生素E样氢醌脂质(如m/z 415.3576和431.3527)的损失可能与细胞迁移减慢相关;而在Shinsen taitsukō中,一种酯化二萜(m/z 377.2673)的出现可能是导致迁移延迟的因素。这些结果表明,复杂配方中多种草药成分的相互作用可能通过改变关键代谢物的丰度而影响其生物学效应。
研究结论强调,汉方软膏的化学多样性和生物学活性受到提取温度和药材来源的显著影响。高温制备导致许多具有潜在伤口愈合活性的代谢物(如生育酚、甾醇)降解,但同时生成新的改性脂质化合物。完整配方在某些情况下可能因成分间相互作用或细胞模型局限性而表现出与预期不符的生物效应。该研究不仅揭示了传统制备工艺的科学内涵,也为脂溶性草药制剂的标准化和质量控制提供了重要依据,同时指出了未来研究需要更复杂的生物模型和更深入的代谢物功能验证。
综上所述,这项研究通过综合运用代谢组学和细胞生物学方法,首次系统揭示了汉方软膏脂溶性成分的化学多样性及其生物学效应,为传统草药制剂的现代化研究提供了新思路和方法学范式。
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