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桔梗为桔梗科植物桔梗Platycodon gradiflorum(Jacq.)A.DC.的干燥根,收录于《中国药典》(2020年版)一部,最早记载可追溯《神农本草经》。桔梗作为药食同源中药材,具有镇咳祛痰、抗炎抑菌、抗肿瘤、抗氧化、美白护肤、免疫调节等药理作用,近年来,作为食品、药品、化妆品原料使用广泛。
目的:本论文以桔梗为研究主体,采用中药现代化提取分离技术结合药效跟踪法,在分子水平上筛选寻找其具有美白作用的活性部位;对该活性部位进行化学成分分析及指纹图谱研究;在细胞水平上进行美白活性作用机制研究,为进一步开发利用中药桔梗资源奠定基础,为开发天然美白化妆品提供理论基础。
方法:1、美白活性部位的提取与分离:以氧自由基、酪氨酸酶、透明质酸酶为靶点,以抗氧化和酶抑制活性为考察指标,采用药效跟踪法,对结合文献报道具有美白作用的不同提取物进行活性筛选,获得美白活性提取物,采用单因素考察和响应面设计实验,对提取工艺进行优选;应用溶剂萃取分离技术和柱层析纯化技术,对最佳活性提取物进行分离纯化,依据抗氧化和酶抑制活性筛选结果,从中获得桔梗最佳美白活性部位(PGE-ACT-WT)。
2、美白活性部位的化学成分分析:采用Q-Orbitrap高分辨液相-质谱联用技术等现代化学成分分析技术对PGE-ACT-WT中的有效组分及化学成分进行全面鉴定与分析。
3、美白活性部位的指纹图谱研究:应用高效液相色谱-蒸发光散射检测法和中药色谱指纹图谱相似度评价系统,依据所获得的有效成分,建立其高效液相指纹色谱图,结合聚类分析和主成分分析对PGE-ACT-WT进行化学模式识别分析。
4、美白活性部位的作用机制研究:以B16F10小鼠黑色素瘤细胞、HepG2人肝癌细胞、264.7巨噬细胞为对象,以酪氨酸酶、黑色素、氧化指标、炎症因子为靶点,在细胞水平上研究PGE-ACT-WT的酶抑制、黑色素生成抑制、抗氧化、抗炎活性,综合探讨PGE-ACT-WT的美白作用机制。
结果:1、美白活性部位的提取与分离研究:采用药效跟踪法,以抗氧化活性、酪氨酸酶抑制活性、透明质酸酶抑制活性为考察指标,针对设计的3条提取工艺所得到的11种提取物进行筛选,最终得到提取物11(95%醇提取物PGE-E5)为桔梗美白活性提取物。采用单因素考察和响应面设计实验,对提取工艺参数进行优选,获得桔梗最佳美白活性提取物(PGE-ME5),提取工艺优化结果为:提取次数3次,提取时间1h,溶媒量8倍。运用传统中药分离纯化方法分离得到3个分离部位,通过活性筛选获得桔梗最佳美白活性分离物3(70%乙醇溶液洗脱物PGE-S3)。通过上述提取、分离工艺的研究,最终成功地获得了桔梗最佳美白活性部位(PGE-ACT-WT)。
2、美白活性部位的的化学成分分析:应用Q-Orbitrap高分辨液相-质谱联用技术从PGE-ACT-WT中鉴定得到了45个化合物,主要为皂苷类:桔梗皂苷D、桔梗皂苷D3、桔梗皂苷E,酚酸类:熊果苷、绿原酸、烟酸、α-酮酸,黄酮类:槲皮素、木犀草素、大豆苷元、黄芩苷,苯丙醇苷类:紫丁香苷。此外还鉴定出了大量的皂苷类、酚酸类以及黄酮类化合物。查阅文献结果表明上述所鉴定得到45个化合物中的大部分化合物具有一定的潜在美白活性。
3、美白活性部位的指纹图谱研究:在化学成分分析的基础上,采用高效液相色谱-蒸发光散射检测法,运用中药色谱指纹图谱相似度评价系统,利用多点校正法建立了PGE-ACT-WT指纹图谱,根据生成的19个共有峰指纹图谱模式图,使用对照品比对法,通过保留时间和色谱行为的比对,共指认8个色谱峰,分别为熊果苷、紫丁香苷、绿原酸、桔梗皂苷E、桔梗皂苷D3、黄芩苷、桔梗皂苷D、木犀草素。且文献研究表明上述所指认的8个成分均具有较好的美白活性。
4、美白活性部位的作用机制研究:
4.1抑制酪氨酸酶活性和黑色素生成实验结果表明:PGE-ACT-WT各剂量组均能抑制B16F10细胞胞内酪氨酸酶的活性和黑色素的生成,且具有剂量依赖性,PGE-ACT-WT高剂量组的细胞酪氨酸酶抑制活性明显高于熊果苷和桔梗皂苷D阳性对照组。给药48小时,PGE-ACT-WT显示最强的细胞酪氨酸酶抑制活性和黑色素生成抑制活性,当给药时间增加到72小时,活性反而降低,说明PGE的最佳给药时间为48小时。
4.2抗氧化实验结果表明:PGE-ACT-WT各剂量组对HepG2细胞上清液MDA含量成剂量依赖性下降,T-AOC能力成剂量依赖性增加,PGE-ACT-WT高剂量组的MDA含量明显低于Vc阳性对照组,PGE-ACT-WT各剂量组T-AOC能力明显高于Vc阳性对照组,显示了较强的抗氧化能力。
4.3抗炎实验结果表明:PGE-ACT-WT各剂量组呈剂量依赖性的下调LPS刺激的RAW264.7巨噬细胞中的TNF-α和IL-6促炎因子水平,显示了较强的抗炎活性。
上述研究结果表明PGE-ACT-WT发挥美白活性主要是通过良好的抑制细胞酪氨酸酶活性、抑制细胞黑色素生成活性、抗氧化活性和抗炎活性共同发挥作用,达到皮肤美白作用。
结论:本实验采用现代中药提取分离技术结合药效跟踪法得到PGE-ACT-WT,针对所得到PGE-ACT-WT,采用Q-Orbitrap高分辨液相-质谱联用技术明确PGE-ACT-WT的药效物质组成;采用HPLC-ELSD技术结合现代分析方法建立PGE-ACT-WT的指纹图谱;采用现代生物学技术在细胞水平上探讨PGE-ACT-WT的美白活性作用机制,为桔梗美白产品的开发及应用提供理论依据。
目的:本论文以桔梗为研究主体,采用中药现代化提取分离技术结合药效跟踪法,在分子水平上筛选寻找其具有美白作用的活性部位;对该活性部位进行化学成分分析及指纹图谱研究;在细胞水平上进行美白活性作用机制研究,为进一步开发利用中药桔梗资源奠定基础,为开发天然美白化妆品提供理论基础。
方法:1、美白活性部位的提取与分离:以氧自由基、酪氨酸酶、透明质酸酶为靶点,以抗氧化和酶抑制活性为考察指标,采用药效跟踪法,对结合文献报道具有美白作用的不同提取物进行活性筛选,获得美白活性提取物,采用单因素考察和响应面设计实验,对提取工艺进行优选;应用溶剂萃取分离技术和柱层析纯化技术,对最佳活性提取物进行分离纯化,依据抗氧化和酶抑制活性筛选结果,从中获得桔梗最佳美白活性部位(PGE-ACT-WT)。
2、美白活性部位的化学成分分析:采用Q-Orbitrap高分辨液相-质谱联用技术等现代化学成分分析技术对PGE-ACT-WT中的有效组分及化学成分进行全面鉴定与分析。
3、美白活性部位的指纹图谱研究:应用高效液相色谱-蒸发光散射检测法和中药色谱指纹图谱相似度评价系统,依据所获得的有效成分,建立其高效液相指纹色谱图,结合聚类分析和主成分分析对PGE-ACT-WT进行化学模式识别分析。
4、美白活性部位的作用机制研究:以B16F10小鼠黑色素瘤细胞、HepG2人肝癌细胞、264.7巨噬细胞为对象,以酪氨酸酶、黑色素、氧化指标、炎症因子为靶点,在细胞水平上研究PGE-ACT-WT的酶抑制、黑色素生成抑制、抗氧化、抗炎活性,综合探讨PGE-ACT-WT的美白作用机制。
结果:1、美白活性部位的提取与分离研究:采用药效跟踪法,以抗氧化活性、酪氨酸酶抑制活性、透明质酸酶抑制活性为考察指标,针对设计的3条提取工艺所得到的11种提取物进行筛选,最终得到提取物11(95%醇提取物PGE-E5)为桔梗美白活性提取物。采用单因素考察和响应面设计实验,对提取工艺参数进行优选,获得桔梗最佳美白活性提取物(PGE-ME5),提取工艺优化结果为:提取次数3次,提取时间1h,溶媒量8倍。运用传统中药分离纯化方法分离得到3个分离部位,通过活性筛选获得桔梗最佳美白活性分离物3(70%乙醇溶液洗脱物PGE-S3)。通过上述提取、分离工艺的研究,最终成功地获得了桔梗最佳美白活性部位(PGE-ACT-WT)。
2、美白活性部位的的化学成分分析:应用Q-Orbitrap高分辨液相-质谱联用技术从PGE-ACT-WT中鉴定得到了45个化合物,主要为皂苷类:桔梗皂苷D、桔梗皂苷D3、桔梗皂苷E,酚酸类:熊果苷、绿原酸、烟酸、α-酮酸,黄酮类:槲皮素、木犀草素、大豆苷元、黄芩苷,苯丙醇苷类:紫丁香苷。此外还鉴定出了大量的皂苷类、酚酸类以及黄酮类化合物。查阅文献结果表明上述所鉴定得到45个化合物中的大部分化合物具有一定的潜在美白活性。
3、美白活性部位的指纹图谱研究:在化学成分分析的基础上,采用高效液相色谱-蒸发光散射检测法,运用中药色谱指纹图谱相似度评价系统,利用多点校正法建立了PGE-ACT-WT指纹图谱,根据生成的19个共有峰指纹图谱模式图,使用对照品比对法,通过保留时间和色谱行为的比对,共指认8个色谱峰,分别为熊果苷、紫丁香苷、绿原酸、桔梗皂苷E、桔梗皂苷D3、黄芩苷、桔梗皂苷D、木犀草素。且文献研究表明上述所指认的8个成分均具有较好的美白活性。
4、美白活性部位的作用机制研究:
4.1抑制酪氨酸酶活性和黑色素生成实验结果表明:PGE-ACT-WT各剂量组均能抑制B16F10细胞胞内酪氨酸酶的活性和黑色素的生成,且具有剂量依赖性,PGE-ACT-WT高剂量组的细胞酪氨酸酶抑制活性明显高于熊果苷和桔梗皂苷D阳性对照组。给药48小时,PGE-ACT-WT显示最强的细胞酪氨酸酶抑制活性和黑色素生成抑制活性,当给药时间增加到72小时,活性反而降低,说明PGE的最佳给药时间为48小时。
4.2抗氧化实验结果表明:PGE-ACT-WT各剂量组对HepG2细胞上清液MDA含量成剂量依赖性下降,T-AOC能力成剂量依赖性增加,PGE-ACT-WT高剂量组的MDA含量明显低于Vc阳性对照组,PGE-ACT-WT各剂量组T-AOC能力明显高于Vc阳性对照组,显示了较强的抗氧化能力。
4.3抗炎实验结果表明:PGE-ACT-WT各剂量组呈剂量依赖性的下调LPS刺激的RAW264.7巨噬细胞中的TNF-α和IL-6促炎因子水平,显示了较强的抗炎活性。
上述研究结果表明PGE-ACT-WT发挥美白活性主要是通过良好的抑制细胞酪氨酸酶活性、抑制细胞黑色素生成活性、抗氧化活性和抗炎活性共同发挥作用,达到皮肤美白作用。
结论:本实验采用现代中药提取分离技术结合药效跟踪法得到PGE-ACT-WT,针对所得到PGE-ACT-WT,采用Q-Orbitrap高分辨液相-质谱联用技术明确PGE-ACT-WT的药效物质组成;采用HPLC-ELSD技术结合现代分析方法建立PGE-ACT-WT的指纹图谱;采用现代生物学技术在细胞水平上探讨PGE-ACT-WT的美白活性作用机制,为桔梗美白产品的开发及应用提供理论依据。