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不同药用部位菊三七毒性成分的比较分析及其对小鼠的毒性评估

期刊:phytomedicineDOI:10.1016/j.phymed.2018.06.015

本研究由Aizhen Xiong、Youlin Shao、Lianxiang Fang、Xiao Yang、Suocai Zhang、Jian Zheng、Wenxing Ding、Li Yang和Zhengtao Wang共同完成,分别来自上海中医药大学中药研究所、常州市第三医院、美国堪萨斯大学医学中心以及上海中药标准化研究中心。该研究于2018年6月18日被《Phytomedicine》期刊接受发表,旨在分析不同药用部位的白子菜(Gynura japonica)中的有毒成分,并评估其对小鼠的毒性。

学术背景

白子菜是一种传统中药,其根部常用于治疗血瘀或外伤。然而,已有数百例因摄入白子菜根部导致肝窦阻塞综合征(hepatic sinusoidal obstruction syndrome, HSOS)的病例报道。这些病例与白子菜根部含有大量肝毒性吡咯里西啶生物碱(hepatotoxic pyrrolizidine alkaloids, HPAs)有关。然而,关于白子菜地上部分的毒性成分,尤其是HPAs的研究却非常有限。地上部分在某些地区被用作草药甚至蔬菜,因此,亟需对其毒性成分进行鉴定和评估。本研究的目的是:1)鉴定白子菜不同药用部位中的有毒成分;2)评估白子菜的肝毒性。

研究流程

研究分为以下几个主要步骤:

  1. 样本收集与处理
    研究收集了35批白子菜样本,包括14批地上部分和21批根部,主要来自中国浙江、江苏、山东、四川、江西、安徽和河北等省份。样本经过鉴定后,在60°C下干燥并研磨成粉末。

  2. HPAs的定性与定量分析
    采用超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)技术对HPAs进行定性和定量分析。定性分析采用母离子扫描(parent ion scan, PIS)方法,定量分析则采用选择离子监测(selected ion monitoring, SIM)方法。通过比较保留时间和质谱碎片,鉴定出21种HPAs,其中8种通过与标准品对比得到确认。

  3. 动物实验
    研究使用C57BL小鼠进行毒性评估。小鼠被随机分为四组,分别接受生理盐水、白子菜总提取物(total extracts, TE)、总生物碱(total alkaloids, TA)和单一化合物senecionine的灌胃处理。处理48小时后,采集血清和肝脏样本,用于后续的生化指标检测和组织学分析。

  4. 血清生化指标与肝脏组织学分析
    通过自动生化分析仪检测血清中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、总胆红素(TBIL)和总胆汁酸(TBA)水平。肝脏样本进行苏木精-伊红(H&E)染色和Masson染色,以观察肝脏结构变化。

  5. 胆汁酸谱分析
    采用UPLC-MS-SIM方法检测血清和肝脏中的19种胆汁酸,评估胆汁酸代谢的变化。

主要结果

  1. HPAs的鉴定与定量
    在白子菜的根部和地上部分共鉴定出21种HPAs,其中根部HPAs含量(4.90 mg/g)显著高于地上部分(2.21 mg/g)。senecionine及其N-氧化物在总HPAs中占比较高,分别为28.03%和30.5%。

  2. 动物实验结果
    TE和TA均引起小鼠急性肝损伤,表现为肝窦充血、红细胞沉积、中央静脉内皮损伤、肝细胞破坏和炎症细胞浸润。血清ALT、AST、TBIL和TBA水平显著升高。senecionine的毒性显著高于TE和TA,表明其在白子菜毒性中起主要作用。

  3. 胆汁酸代谢变化
    TE处理显著改变了小鼠血清和肝脏中的胆汁酸谱。血清中大多数胆汁酸水平显著升高,而肝脏中胆汁酸积累减少,表明白子菜引起的肝损伤与胆汁酸代谢紊乱有关。

结论

本研究首次对白子菜不同药用部位中的HPAs进行了比较分析,发现根部和地上部分均含有大量HPAs,且这些HPAs的毒性无法被其他共存成分所抵消。白子菜通过直接损伤肝细胞和胆汁淤积引起肝损伤,其胆汁酸代谢紊乱与其他化学物质引起的肝损伤有所不同。因此,白子菜的根部和地上部分均不应作为药物或蔬菜食用。

研究亮点

  1. 重要发现
    本研究首次系统鉴定了白子菜地上部分中的HPAs,并证实其与根部一样具有高毒性。senecionine被证明是白子菜毒性的主要贡献者。

  2. 方法创新
    研究采用UPLC-MS-PIS和UPLC-MS-SIM技术,显著提高了HPAs的检测灵敏度,并开发了半定量方法用于HPAs的含量测定。

  3. 研究意义
    本研究为白子菜的毒性评估提供了科学依据,揭示了其肝毒性的机制,并强调了其在食用和药用中的潜在风险。研究结果对相关法规的制定和公众健康保护具有重要参考价值。

其他有价值的内容

研究还指出,白子菜的毒性问题在全国范围内普遍存在,建议加强对含HPAs草药产品的管理和处理。此外,研究提出的胆汁酸谱分析方法为肝损伤的分类和机制研究提供了新的工具。

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