Phytomedicine:牡丹叶提取物及其活性成分芹菜素7-O-葡萄糖苷改善高尿酸血症

文章来源:药靶孺子牛

高尿酸血症是痛风的重要病理基础,是代谢综合征和心血管、慢性肾病的危险因素,但目前缺乏安全有效的治疗方法。牡丹叶具有多种生物活性成分,如类黄酮、单萜、单宁和酚酸,在一项临床研究中牡丹叶被报道能有效降低血清尿酸水平并缓解痛风,但其物质基础和作用机制尚不明确。

2023年7月11日,西北大学生命科学院王四旺,西安市中医院安军明团队在Phytomedicine发表题为“Paeonia × suffruticosa Andrews leaf extract and its main component apigenin 7-O-glucoside ameliorate hyperuricemia by inhibiting xanthine oxidase activity and regulating renal urate transporters”的文章,揭示芹菜素7-O-葡萄糖苷(AG)是牡丹叶提取物治疗高尿酸血症小鼠的主要降尿酸活性成分。它抑制肝脏黄嘌呤氧化酶活性以减少尿酸合成,并调节肾尿酸转运蛋白以刺激尿酸排泄,减轻高尿酸血症引起的肾脏损伤。

1、牡丹叶的活性成分提取分离

通过外标法和吸收光谱图分析,从牡丹叶水提物中共鉴定出6种化合物,3种单萜苷(GA、MG、OPF),2种酚酸(PF、GPF),1种黄酮(AG),通过HPLC对6种化合物的含量进行了定量分析(图1)。

图1 牡丹叶的活性成分提取分离

2 牡丹叶提取物减轻高嘌呤饮食诱导的小鼠高尿酸血症

通过高尿酸血症小鼠模型,作者研究了牡丹参叶的降尿酸作用。结果显示牡丹叶提取物降低血清尿酸水平和XOD活性,此外,检测血肌酐和尿素氮评价高尿酸血症小鼠的肾功能,发现牡丹叶提取物减轻了高尿酸血症小鼠的肾功能损害(图2)。

图2 牡丹叶提取物减轻高嘌呤饮食诱导的小鼠高尿酸血症

3、芹菜素7- o –葡萄糖苷是牡丹叶提取物治疗高尿酸血症的主要活性成分

通过建立高尿酸血症模型,研究牡丹叶鉴定的6种成分(GA、MG、OPF、PF、GPF、AG)的降尿酸作用。结果显示牡丹叶和6种成分降低了血清尿酸水平,改善了血清肌酐水平,其中芹菜素7- o -葡萄糖苷(AG)同时改善血清SOD和MDA水平,且牡丹叶和AG的治疗改善了异常器官系数,结果表明牡丹叶中的AG在治疗中发挥重要作用(图3)。

图3 芹菜素7- o -葡萄糖苷是牡丹叶提取物治疗高尿酸血症的主要活性成分

4 芹菜素7- o –葡萄糖苷可改善高尿酸血症小鼠的尿酸水平

为进一步探AG的降尿酸作用,给予不同浓度的AG(AG-L、AG-M、AG-H),发现AG呈剂量依赖性降低血清尿酸含量,加速尿酸排泄(图4)。

图4 芹菜素7- o -葡萄糖苷可改善高尿酸血症小鼠的尿酸水平

5AG对体内外XOD活性的影响

XOD是驱动尿酸合成的主要酶,作者检测了AG是否抑制了高尿酸血症小鼠的XOD活性。体外酶活性分析显示AG抑制XOD活性,且AG治疗后血清和肝脏中的XOD含量降低。分子对接显示AG与XOD直接结合,表明AG是一种潜在的XOD抑制剂(图5)。

图5AG对体内外XOD活性的影响

6、芹菜素7- o –葡萄糖苷通过调节尿酸盐转运体促进尿酸排泄

肾脏尿酸转运蛋白主要负责尿酸的排泄。作者WB发现AG组的大鼠肾组织中重吸收转运蛋白URAT1和GLUT9蛋白表达低于高尿酸血症组,而分泌转运蛋白OAT1和ABCG2表达增加(图6)。

图6 WB检测AG调节不同的尿酸转运蛋白

免疫荧光分析进一步验证了AG在调节尿酸盐转运中的作用,结果表明,AG通过调节不同的尿酸转运蛋白来促进尿酸的排泄(图7)。

图7 免疫荧光检测AG调节不同的尿酸转运蛋白

7、芹菜素7- o –葡萄糖苷可减轻高尿酸血症小鼠的氧化应激

高尿酸血症的发病机制与氧化应激密切相关。作者发现牡丹叶改善了氧化应激标记物,如血清SOD和MDA。此外,在高尿酸血症小鼠中,AG同样减轻了肾脏的氧化应激(图8)。

图8 芹菜素7- o -葡萄糖苷可减轻高尿酸血症小鼠的氧化应激

8、芹菜素7- o –葡萄糖苷减轻高尿酸血症小鼠的肾脏损伤

高尿酸血症的进展常伴有肾脏损害。作者观察了AG对高尿酸血症小鼠的肾脏保护作用。结果显示,经AG治疗后,肾脏表面光滑,呈红褐色,肾脏系数低于高尿酸血症组。此外,AG组的血肌酐和血尿素氮水平均低于高尿酸血症组,AG组的尿肌酐和血尿素氮水平明显高于高尿酸血症组。HE染色显示AG改善高尿酸血症小鼠的组织病理损伤(图9)。

图9 芹菜素7- o -葡萄糖苷减轻高尿酸血症小鼠的肾脏损伤

总结

研究从验证牡丹叶的降尿酸作用入手,明确了牡丹叶治疗高尿酸血症小鼠的主要活性成分为AG,其作用机制与抑制XOD活性、调节尿酸盐转运体、改善氧化应激有关。具体来说,AG抑制肝脏黄嘌呤氧化酶活性以减少尿酸合成,并调节肾尿酸转运蛋白以刺激尿酸排泄,减轻高尿酸血症引起的肾脏损伤(图10)。研究为牡丹叶开发为治疗高尿酸血症的新型药物奠定了基础。

图10 牡丹叶提取物及其活性成分改善高尿酸血症

参考文献
Zhang Y, Li Y, Li C, Zhao Y, Xu L, Ma S, Lin F, Xie Y, An J, Wang S. Paeonia × suffruticosa Andrews leaf extract and its main component apigenin 7-O-glucoside ameliorate hyperuricemia by inhibiting xanthine oxidase activity and regulating renal urate transporters. Phytomedicine. 2023 Sep;118:154957. doi: 10.1016/j.phymed.2023.154957. Epub 2023 Jul 11. PMID: 37478683.