探索日本传统汉方软膏的伤口愈合机制:基于代谢组学与角质形成细胞模型的多样性实践与效应分析

【字体: 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(Kampo)软膏在伤口愈合应用中缺乏系统性研究的现状,通过整合民族药理学调查、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)下的代谢物差异及其生物学效应。研究发现提取温度和原料来源显著影响脂溶性代谢物组成,高温导致生育酚和甾醇降解,并形成改性脂质化合物;完整配方意外延迟了角质形成细胞迁移,可能与维生素E类氢醌脂质损失或酯化二萜存在相关。该研究强调了传统油基提取物的化学复杂性,为优化创伤护理应用提供了科学依据。

  
在传统日本医学中,汉方(Kampo)软膏长期以来被用于治疗皮肤创伤和促进伤口愈合。这些软膏通常以芝麻油为基质提取草药粗药物,并添加蜂蜡等增稠剂制成。其中,紫云膏(Shiunkō)和神仙太乙膏(Shinsen taitsukō)是两种代表性制剂,常用于烧伤、溃疡和皮肤裂伤等适应症。然而,与广泛研究的水溶性植物提取物不同,基于芝麻油的脂溶性提取物其植物化学成分和伤口愈合功效仍 largely unexplored。此外,传统制备工艺存在显著多样性——从原料选择、植物物种、地理来源到提取温度和时间均存在差异,导致制剂化学组成和生物活性的高度可变性。这种多样性既体现了传统知识的丰富性,也为科学验证和标准化带来挑战。
为系统探索这一问题,由Manon Paul-Traversaz领衔的研究团队在《Journal of Ethnopharmacology》上发表了一项综合性研究。他们通过民族药理学调查厘清了日本专业医疗领域内软膏制备的实践差异,重点关注提取温度(分为常温浸渍M、低温加热LH和高温加热HH三类协议)和原料来源的影响。进而结合非靶向代谢组学(使用液相色谱-高分辨率质谱LC-HRMS/MS分析)和体外生物学模型(人永生化角质形成细胞N/TERT-2G的划痕实验和EdU增殖检测),系统评估了不同制备条件下软膏提取物的化学特征及其对角质形成细胞迁移和增殖的影响。
研究采用的关键技术方法包括:1)通过访谈医生、药师和生产商(n=9)开展民族药理学调查,明确实践差异;2)基于日本药典和World Flora Online数据库认证草药原料;3)设计多温度提取方案(M、LH、HH)制备单味药和复方提取物;4)利用LC-HRMS/MS进行非靶向代谢组学分析,结合分子网络(MetGem)和多元统计(PCA、PLS-DA)解析化学差异;5)使用划痕实验和EdU掺入法评价角质形成细胞迁移和增殖;6)应用Biosigner算法筛选差异性代谢物。
研究结果揭示多个重要发现:
3.1. Defining Kampo extracts
通过实地调查确认紫云膏、中黄膏(Chuōkō)和神仙太乙膏为日本最常用的三种创伤愈合软膏。其中紫云膏和神仙太乙膏的制备方法差异显著,主要体现在芝麻油加热温度(HH、LH、M)和原料处理工艺上。
3.2. Characterising the implications of heating sesame oil
高温加热(HH)导致芝麻油中甘油三酯水解生成单甘酯(MAGs)和二甘酯(DAGs),同时促进美拉德反应产物(MRPs)形成。抗氧化成分如δ-生育酚(δ-tocopherol)和γ-生育酚在HH条件下显著降解,而木脂素(sesamin)表现出较好热稳定性。尽管化学组成变化显著,但不同加热条件的芝麻油在角质形成细胞模型中均未表现出促迁移或增殖效应。
3.3. Impact and influences of A. acutiloba root in Kampo ointments
当归属(Angelica acutiloba)原料的地理来源和加工方式(如焯水处理)显著影响糖基化三萜类化合物的含量。然而,单味当归属提取物与其相应的芝麻油对照在生物学效应上无显著差异,表明单一成分的添加未增强促愈合活性。
3.4. Comparative exploration of complete Kampo formulas compared to A. acutiloba extracts
令人意外的是,完整复方制剂(紫云膏S6HH和神仙太乙膏TMO)反而显著延迟了角质形成细胞迁移。通过Biosigner分析发现,紫云膏中维生素E类氢醌脂质(如m/z 415.3576和431.3527)的损失可能与Lithospermum root引入的氧化应激有关;神仙太乙膏中特有的酯化二萜(m/z 377.2673)可能通过干扰细胞骨架信号通路抑制迁移。
讨论部分指出,本研究首次系统揭示了汉方软膏化学多样性与生物学效应间的复杂关系。高温提取虽能产生新的脂质化合物,但可能导致具伤口愈合活性的代谢物(如生育酚、甾醇)降解。复方制剂表现的抑制效应可能与细胞模型局限性有关——脂溶性成分在水性环境中的生物利用度低,且二维培养模型无法模拟真实的皮肤微环境。此外,草药原料的加工差异(如焯水时间和温度)进一步增加了化学组成的变异性。
该研究的科学意义在于为传统油基草药提取物的标准化提供了代谢组学依据,强调了制备工艺对药效成分的关键影响。未来研究需结合三维皮肤模型和炎症因子检测,更全面地评价汉方软膏的伤口愈合潜力。这些发现不仅推动了传统医学的科学化进程,也为开发新型创伤护理制剂提供了重要参考。
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