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毛酸浆(Physalis pubescens L.)是东北特色浆果,在民间,毛酸浆不仅作为膳食营养素补充的良好来源,其消炎、解毒、抗氧化、抗肿瘤等健康益处也广为流传,但缺乏物质基础研究和现代科学证据。目前,研究主要集中在醉茄内脂的抗肿瘤活性上,大量的化学物质特别是黄酮类物质与其功效之间的相关性研究极为有限。基于此,本课题以毛酸浆果实和宿萼中黄酮为主要研究物质,探索了其提取、纯化工艺,比较了两种来源黄酮的抗氧化性和肝细胞生物活性,同时考察了ROS变化与其细胞生物活性相关性。进一步筛选出毛酸浆宿萼黄酮中主要发挥肝细胞生物活性的“功效群”,确定了其化合物组成,建立了毛酸浆宿萼发挥肝癌细胞抑制作用的物质基础,并采用网络药理学、生物信息学和分子生物学技术对EAFPC抑制Hep G2细胞的作用机理进行了研究。本文旨在为毛酸浆的深加工提供基础数据和参考,为毛酸浆的传统护肝解毒生物活性提供现代科学支持。主要研究方法和结果如下:(1)采用Box-Behnken实验设计对超声波辅助提取(UAE)毛酸浆果黄酮(FTFP)和超声波辅助水浴振荡(UAWBSE)提取毛酸浆宿萼黄酮(CTFP)进行了优化。考察了各参数对毛酸浆果黄酮抗氧化活性的影响。采用石油醚对宿萼进行脱脂处理,利用GC-MS对其脂肪酸和挥发性成分进行了分析。优化后,FTFP和CTFP得率分别为3.39±0.17mg/g DW和8.71±0.11mg/g DW。毛酸浆宿萼中脂肪酸和挥发性成分得率为3.8547%,共鉴定出48种挥发性化合物,其中脂肪酸占71.1%,挥发性成分甲基丁香酚和内切冰片等抑菌物质首次在该植物中被鉴定出来。(2)对毛酸浆黄酮(TFP)的抗氧化性以及对Malhavu细胞株的生物活性进行了评价。同时考察了TFP的细胞生物活性与细胞内ROS变化的相关性。结果表明,两种化合物对受试细胞表现出不同的生物学效应。CTFP以时间和剂量依赖方式抑制Malhavu增殖,IC50(24 h)=267.4μg/m L,(R2=0.7446),IC50(48 h)=114.6μg/m L(R2=0.9752)。CTFP处理后,Malhavu细胞内ROS荧光强度显著提高(p<0.05),细胞由于氧应激过激活诱导细胞凋亡,其凋亡率呈剂量依赖方式变化,提示CTFP具有抑制肝癌细胞的潜力,CTFP所诱导的细胞生物活性与细胞内ROS变化相关。相反,与空白对照组相比,FTFP在600-1000μg/m L浓度范围内,对细胞呈现明显的促增长效应(24 h,R2=0.6000,p<0.01)。FTFP处理细胞48h后,各处理组间细胞活力无显著差异(p>0.05),提示FTFP细胞毒性小,具有一定的保护细胞潜能。考察FTFP处理对细胞内ROS的变化情况,发现低剂量FTFP可促进ROS的产生(p>0.05),而高剂量组与对照组相比无显著差异(p>0.05)。采用化学法和CAA法检测TFP抗氧化活性,通过ROS激活剂ABAP结合DCFH-DA荧光探针构建氧化应激细胞模型,发现FTFP和CTFP均具有清除ROS作用,且FTFP活性高于CTFP,但与化学评价法结果相反,表明CAA法更适合化合物抗氧化性的评价。(3)采用大孔吸附树脂法对CTFP和FTFP进行了富集和纯化,并对工艺参数进行了优化。采用优化后参数利用树脂AB-8纯化FTFP,其纯度由3.30±0.05%提高到35.02±3.42%;采用D-101纯化CTFP,其纯度由7.82±1.00%提高到55.23±2.67%。纯化后FTFP的还原力、·OH、·O2-和DPPH自由基清除力均高于纯化前和VC对照组。(4)进一步对CTFP进行了分离,评价了CTFP不同分离组分对Malhavu细胞增殖和凋亡的影响,确定CTFP的分离组分EAFPC为CTFP发挥肝细胞保护作用的主要“功效群”,其IC50(24h)=37.15μg/m L,R2=0.9771,IC50(48h)=12.52μg/m L,R2=0.9868。EAFPC经HPLC/Q-TOF-MS/MS结合红外光谱,共鉴定出16种在UV光谱下具有特征吸收的化合物,包括9种黄酮类物质、5种醉茄内脂、1种甾醇和1种醛类,其中3个黄酮化合物:木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3,7-二-O-β-D-葡萄糖苷和木犀草素-7,3’-二-O-β-D-葡萄糖苷为首次在该植物中被发现。(5)采用网络药理学和生物信息学技术分析了“功效群”EAFPC对肝癌细胞的抑制活性及作用途径。通过分析,获得EAFPC成分靶点115个,229种协同关系,并确定EAFPC中的槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、3,7-二-O-甲基槲皮素和β-谷甾醇为主要功效物质,各有效成分之间存在协同作用。利用TCGA和文本挖掘工具筛选出了与生存以及HCC发生发展显著相关的靶点基因,构建化合物-HCC靶点的蛋白关系网络(PPI),筛选出关键基因172个,利用Clue GO对这些关键靶点进行GO注释和通路富集分析,结果发现EAFPC主要通过调控细胞周期、细胞凋亡以及氧化应激和免疫、炎症信号通路对肝癌细胞发挥抑制作用。(6)本部分研究了EAFPC对Hep G2细胞增殖、凋亡、周期的影响,采用RT-PCR和WB法检测了线粒体凋亡途径、Keap1-Nrf2/HO-1抗氧化应激通路m RNA和蛋白的影响,检测了EAFPC对抑癌蛋白P53和细胞周期调控蛋白Cyclin D1表达的剂量-效应关系,探讨了EAFPC对Hep G2肝癌细胞株的抑制作用与这些生物过程和信号通路的关系。实验结果表明,EAFPC对Hep G2细胞具有显著的抑制作用,其24h的IC50值为121.4μg/m L;EAFPC可剂量依赖型诱导细胞G0/G1期阻滞和细胞凋亡,对P53和细胞周期调控蛋白Cyclin D1分别具有剂量效应型上调和抑制作用;可剂量和时间效应显著下调Bcl-2和Bcl-2/Bax m RNA和蛋白表达,上调Bax m RNA和蛋白表达。EAFPC对Hep G2肝癌细胞株的抑制作用与下调Keap1-Nrf2/HO-1细胞抗氧化应激信号通路密切相关。48h时,各处理组胞浆中Keap1与Nrf2蛋白表达变化趋势一致,所有处理组Nrf2、Keap1蛋白表达均显著下降(p<0.05),并且时间和剂量效应下调Keap1-Nrf2调控的下游抗氧化酶和二相解毒酶HO-1 m RNA和蛋白表达,说明Keap1加速了细胞核中Nrf2的降解。因此,EAFPC可抑制Keap1/Nrf2通路的过激活,下调下游HO-1的表达,降低细胞对氧化应激损伤的自我修复作用。综上,EAFPC可通过调控线粒体凋亡途径的Bcl2和Bax基因和蛋白表达,上调抑癌蛋白P53,下调Cyclin D1蛋白表达,促使细胞G0/G1期阻滞,诱导细胞发生凋亡,抑制Hep G2细胞增殖;EAFPC还可以下调Keap1-Nrf2/HO-1抗氧化应激通路的过激活,促进细胞氧化应激,诱导肝癌细胞发生凋亡,从而化学性预防或阻断HCC进程,发挥肝细胞的保护作用。