比较生物测定引导的柑橘物种分级分离:来自酸橙叶的多酚富集组分的植物化学表征与纳米制剂在皮肤抗衰老中的应用

Comparative Bioassay-Guided Fractionation of Citrus Species: Phytochemical Characterization and Nanoformulation of a Polyphenol-Rich Leaf Fraction from Citrus aurantifolia for Skin Anti-Aging Applications

作者信息Noha Swilam, Khaled A Nematallah, Amgad Albohy, Noha M Badawi, Sameh S Gad, Maha M Shouman, Saeed S Al-Ghamdi, Abdullah R Alzahrani, Nahla Ayoub
PMID42451133
期刊Nutrients
发布时间2026-07-01
DOI10.3390/nu18132130

实验完整度

高

包含体外模型(人皮肤成纤维细胞划痕愈合)、体内动物模型(UVA诱导光老化小鼠)以及分子动力学模拟,且明确包含功能验证和机制验证。

主要模型

人皮肤成纤维细胞(HSF) UVA诱导光老化小鼠模型 人白细胞弹性蛋白酶、梭菌胶原酶、蘑菇酪氨酸酶(体外酶抑制模型)

重点核对

提取溶剂:70%乙醇,料液比1:5,反复提取三次 乙酸乙酯部分的制备:依次用正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯萃取 纳米制剂:乙醇注入法,Span 60:Tween 80为3:1,加入或不加入1%丙二醇 UVA照射条件:368 nm,每日60分钟,持续6周,然后局部给药4周 体内实验动物:雄性瑞士白化小鼠,体重25-30g,每组10只

摘要

背景:皮肤衰老由氧化应激和紫外线(UV)暴露驱动,导致细胞外基质降解和皮肤弹性丧失。本研究旨在通过生物测定引导的方法鉴定最具生物活性的柑橘属物种,并评估其在皮肤应用中的潜力。方法:对甜橙(Citrus sinensis)、酸橙(Citrus aurantifolia)和柑橘(Citrus reticulata)叶的醇水提取物和乙酸乙酯部分进行抗氧化、酶抑制和多酚含量筛选。通过UPLC-PDA和LC-MS/MS对最具活性的部分进行表征,制成基于Span的纳米囊泡,并评估其理化性质和药物释放。使用人真皮成纤维细胞的体外划痕愈合实验和UVA诱导的光老化小鼠模型评估生物活性,并辅以分子动力学模拟。结果:酸橙的乙酸乙酯部分(CAE)在测试样品中表现出最高的生物活性。该部分显示出强抗氧化活性(DPPH IC50 = 3.53 ± 0.05 µg/mL),对弹性蛋白酶(91.3%)、胶原酶(92.0%)和酪氨酸酶(80.2%)有显著抑制,以及高总黄酮含量(110.49 mg芦丁当量/g)。CAE的植物化学分析初步鉴定出十四种化合物,主要为黄酮类,其中橙皮苷(30.4 mg/g)是主要成分。优化的纳米囊泡(184 ± 0.9 nm,PDI 0.10,EE% 75.0%)实现了橙皮苷的持续释放。CAE和CAEnp增强了成纤维细胞迁移,并在24小时加速伤口闭合(p < 0.05)。在体内,CAEnp改善了UVA诱导的组织病理学改变,并通过将p62/SQSTM1降低28.7%、Keap1表达降低至CAE治疗组的21%,以及增强Nrf2、ARE和NQO1表达分别提高54.1%、28.3%和57%来调节氧化应激相关标志物。分子动力学模拟支持橙皮苷与弹性蛋白酶稳定结合,并提示可能调节胶原酶的柔韧性。结论:通过比较生物测定引导分级分离鉴定出的酸橙多酚富集叶部分,表现出抗氧化、酶抑制、伤口愈合和光保护作用,尤其在纳米制剂后效果更佳。这些发现支持其作为天然局部抗衰老候选物的进一步开发潜力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
比较三种柑橘叶提取物及分级部分,鉴定最具抗衰老活性的部分,并评估其纳米制剂对皮肤抗衰老的潜力。
核心机制
通过激活Nrf2/ARE通路,上调Nrf2、ARE和NQO1表达,下调Keap1和p62/SQSTM1,减轻氧化应激和改善自噬,从而发挥光保护作用。
主要证据
体外实验显示CAE和CAEnp显著促进成纤维细胞迁移(24小时伤口闭合率约67.5%);体内实验显示CAEnp改善UVA诱导的皮肤组织病理变化,并调节氧化应激标志物。
研究意义
将废弃柑橘叶生物质转化为具有附加值的天然护肤成分,支持可持续发展和减少浪费,为开发天然局部抗衰老候选物提供依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

植物提取与分级分离

获得三种柑橘叶的粗提物和乙酸乙酯部分,用于生物活性筛选。

将干燥的柑橘叶(各1000g)用70%乙醇(1:5 w/v)浸泡72小时,重复三次,浓缩得到粗提物;然后依次用正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯萃取,保留粗提物和乙酸乙酯部分。

2

生物活性筛选

评估各提取物和部分的抗氧化、酶抑制、细胞毒性和总酚/黄酮含量,以选择最优部分。

对粗提物和乙酸乙酯部分进行DPPH、β-胡萝卜素漂白、ORAC抗氧化实验,弹性蛋白酶、胶原酶、酪氨酸酶抑制实验,SRB-U细胞毒性实验,以及总酚和总黄酮含量测定。

3

植物化学表征

鉴定最优部分(CAE)的化学成分,并以橙皮苷为标志物进行定量。

使用LC-MS/MS和UPLC-PDA分析CAE的化学成分,鉴定14种化合物,并通过UPLC-PDA定量橙皮苷含量。

4

纳米制剂制备与表征

制备CAE负载的Span基纳米囊泡,并评估其理化性质,选择最优制剂。

采用乙醇注入法制备CAE负载的Span基纳米囊泡,评估粒径、PDI、Zeta电位、包封率、形态(TEM)、FTIR和体外释放。

5

体外划痕愈合实验

评估CAE和CAEnp对人皮肤成纤维细胞迁移的影响。

在HSF细胞中划痕,加入浓度10 μg/mL的CAE、CAEnp或CAC,测定0, 24, 48, 72小时的伤口闭合率。

6

体内光老化模型

评估CAE和CAEnp对UVA诱导光老化小鼠的改善作用。

雄性瑞士白化小鼠(25-30g)分组,UVA照射(368 nm)60分钟/天,持续6周,然后局部涂敷含CAE或CAEnp的凝胶(500 mg/kg)每周3次,共4周,评估组织病理学、p62、NQO1、Keap1和Nrf2表达。

7

分子对接与分子动力学模拟

探究橙皮苷与弹性蛋白酶和胶原酶的相互作用机制。

使用AutoDock Vina进行分子对接,然后使用GROMACS进行100 ns分子动力学模拟,分析RMSD、Rg、RMSF、氢键等。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
70%乙醇Fisher Scientific--
正己烷----
乙酸乙酯----
弹性蛋白酶Sigma-Aldrich--
I型胶原酶Sigma-Aldrich--
酪氨酸酶Sigma-Aldrich--
HSF细胞系Nawah Scientific Inc.--
成纤维细胞生长试剂盒-无血清培养基ATCCPCS-201-040
司盘60Sigma-Aldrich--
吐温80----
丙二醇----
Zetasizer粒度仪Malvern Instruments--
透射电子显微镜(JEM1230)Jeol--
傅里叶变换红外光谱仪BrukerModel
纤维素透析袋----
卡波姆凝胶----
紫外灯--368
p62 ELISA试剂盒MyBioSource--
NQO1 ELISA试剂盒MyBioSource--
TRIzol plus RNA纯化试剂盒Life Technologies--
High-Capacity cDNA反转录试剂盒Applied Biosystems--
Rotor-Gene Q 5 plex实时荧光定量PCR仪Corbett Life Science--
SYBR Green PCR预混液Applied Biosystems--
超高效液相色谱系统Thermo Fisher ScientificUltimate
Hypersil GOLD色谱柱Thermo Fisher Scientific--
Acquity Xevo TQD质谱系统Waters--
Acquity BEH C18色谱柱Waters--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
植物提取与分级分离
提取溶剂、浓度、时间、提取次数;分级分离使用的溶剂顺序和比例;浓缩温度。
阅读提示:参见4.2节
生物活性筛选
DPPH、β-胡萝卜素漂白、ORAC实验的浓度范围;酶抑制实验的酶浓度、底物浓度、反应时间、参考抑制剂;细胞毒性实验的细胞系、处理时间和浓度范围;总酚和总黄酮测定方法。
阅读提示:参见4.3节和2.1节
植物化学表征
LC-MS/MS和UPLC-PDA的具体色谱条件、梯度程序、流速、检测波长;橙皮苷定量方法。
阅读提示:参见4.5节和4.6节
纳米制剂制备
乙醇注入法的具体操作:Span 60与Tween 80的比例、丙二醇浓度、搅拌速度和时间、超声时间和功率。
阅读提示:参见4.7节
纳米制剂表征
DLS测量条件;TEM样品制备方法;FTIR制样方法;体外释放的透析袋处理方法、释放介质、温度、转速和取样时间点。
阅读提示:参见4.8节
体外划痕愈合实验
细胞接种密度、培养时间;划痕工具和宽度;处理浓度;时间点;数据分析软件。
阅读提示:参见4.9节
体内光老化模型
动物品系、性别、体重;分组和每组数量;UVA照射波长、剂量、时间、频率;给药方式、剂量、频率和持续时间;检测指标及方法。
阅读提示:参见4.10节
分子对接与分子动力学模拟
蛋白结构来源(PDB code);配体结构来源;对接软件和参数;MD软件、力场、水模型、模拟时间、温度和压力控制。
阅读提示:参见4.12节和4.13节