Comparative evaluation of relaxant effects of three prangos species on mouse corpus cavernosum: Chemical characterization and the relaxant mechanisms of action of P. pabularia and (+)-oxypeucedanin

三種 prangos 物種對小鼠海綿體松弛作用的比較評價：P. pabularia 和 （+）-oxypeucedanin 的化學表征和松弛作用機制

來源：Journal of Ethnopharmacology 284 (2022) 114823

 

一、摘要概述

 

本研究通過體外實驗評估了三種Prangos屬植物（P. pabularia、P. uechtritzii、P. heyniae）根提取物對小鼠陰莖海綿體（MCC）的松弛作用，并聚焦活性最強的P. pabularia氯仿提取物（Pp-CE）及其主要成分(+)-oxypeucedanin的作用機制。

 

核心發現：

 

三種植物的氯仿提取物均能濃度依賴性松弛MCC，其中Pp-CE松弛作用最強（E_max = 79.34% ± 2.93%，圖1D）。

 

 

Pp-CE的松弛作用涉及NO和H₂S通路（AOAA和L-NAME抑制劑顯著抑制其效應，圖2A）。

 

 

(+)-oxypeucedanin（Pp-CE的主要成分）通過增強H₂S生成介導松弛（圖3A），其效應與H₂S供體Na₂S相當（E_max ≈ 68.94%，圖3B）。

 

 

(+)-oxypeucedanin顯著提升L-半胱氨酸刺激的H₂S生成（40.93 ± 2.32 μM vs. 33.77 ± 1.34 μM，圖4C-D），該效應可被AOAA抑制。

 

 

二、研究目的

 

驗證傳統用途：證實Prangos屬植物根在土耳其傳統醫學中作為壯陽藥的科學依據（文獻記載其用于改善性功能）。

 

篩選活性物質：比較三種植物提取物對MCC的松弛效果，確定活性最強的提取物（Pp-CE）。

 

闡明機制：揭示Pp-CE及其主要成分(+)-oxypeucedanin通過H₂S/NO通路介導海綿體松弛的分子機制。

 

三、研究思路

 

采用提取物篩選→活性成分分離→機制驗證的三步策略：

 

提取物制備與篩選：

 

根部分別用氯仿、正己烷、甲醇提取（2.4節）。

 

通過離體器官浴槽實驗（DMT肌力儀）檢測各提取物對Phe預收縮MCC的松弛作用（圖1）。

 

活性成分分離與鑒定：

 

從Pp-CE中分離7種呋喃香豆素（如(+)-oxypeucedanin、異歐前胡素），通過NMR/MS鑒定結構（圖2B，補充文件）。

 

機制探究：

 

抑制劑實驗：AOAA（H₂S合成抑制劑）、L-NAME（NOS抑制劑）處理MCC，觀察對Pp-CE和(+)-oxypeucedanin松弛作用的影響（圖2A, 圖3A）。

 

H₂S實時檢測：使用Unisense H₂S微傳感器測定(+)-oxypeucedanin對基礎/刺激條件下H₂S生成的影響（圖4）。

 

四、測量數據及其研究意義

1. 提取物松弛活性（圖1）

 

數據來源：圖1A-C（濃度-松弛曲線）、圖1D（E_max與pD₂比較）。

 

關鍵結果：

 

氯仿提取物活性最強：Pp-CE > Ph-CE > Pu-CE（E_max：79.34% > 73.06% > 62.61%）。

 

研究意義：證實P. pabularia的傳統壯陽用途，為其臨床應用提供實驗依據。

 

2. 機制抑制劑實驗（圖2A, 圖3A）

 

數據來源：圖2A（Pp-CE + AOAA/L-NAME）、圖3A（(+)-oxypeucedanin + AOAA）。

 

關鍵結果：

 

AOAA（H₂S抑制劑）使Pp-CE的E_max從79.34%降至42.86%（圖2A），(+)-oxypeucedanin的E_max從68.94%降至51.41%（圖3A）。

 

L-NAME（NO抑制劑）僅抑制Pp-CE（非(+)-oxypeucedanin）的松弛作用。

 

研究意義：表明Pp-CE通過雙通路（NO + H₂S） 起作用，而(+)-oxypeucedanin特異性激活H₂S通路。

 

3. H₂S生成檢測（圖4）

 

數據來源：圖4A-D（實時H₂S濃度曲線）。

 

關鍵結果：

 

(+)-oxypeucedanin 不改變基礎H₂S生成（圖4B），但顯著增強L-半胱氨酸刺激的H₂S生成（40.93 μM vs. 33.77 μM，圖4C-D）。

 

AOAA完全抑制該效應（圖4D）。

 

研究意義：首次證明(+)-oxypeucedanin通過增強CSE/CBS酶活性促進H₂S合成，為治療勃起功能障礙（ED）提供新靶點。

 

五、結論

 

植物提取物活性：P. pabularia氯仿提取物（Pp-CE）是三種植物中最強的MCC松弛劑，支持其在土耳其傳統醫學中的壯陽用途。

 

作用機制：

 

Pp-CE通過NO和H₂S雙通路誘導海綿體松弛。

 

其主要成分(+)-oxypeucedanin特異性激活H₂S合成通路，且效能與H₂S供體Na₂S相當。

 

治療意義：(+)-oxypeucedanin可作為H₂S靶向藥物，用于ED（尤其內皮功能障礙相關病例）及心血管疾病治療。

 

六、丹麥Unisense電極數據的詳細解讀

1. 測量原理與技術優勢

 

工作原理：

 

Unisense H₂S微傳感器基于安培法檢測H₂S分壓（H₂S → 2H⁺ + S^2-），電流信號∝ H₂S濃度（2.9節）。

 

高靈敏度：檢測限達μM級；實時動態監測：時間分辨率達秒級（圖4A示蹤曲線）。

 

實驗設計：

 

測定基礎狀態（無刺激）和L-半胱氨酸（CSE/CBS底物）刺激下的H₂S生成（圖4）。

 

對比(+)-oxypeucedanin對兩種狀態下H₂S生成的影響（圖4B-D）。

 

2. 關鍵結果與生物學意義（圖4）

 

基礎H₂S生成不受影響（圖4B）：

 

(+)-oxypeucedanin（4.74 μM）vs. 對照組（4.46 μM），P> 0.05。

 

意義：排除直接供H₂S或非特異性刺激酶活性的可能。

 

L-半胱氨酸刺激的H₂S生成顯著增強（圖4C-D）：

 

(+)-oxypeucedanin使E_max從33.77 μM升至40.93 μM（P< 0.05），且被AOAA完全抑制（降至13.07 μM）。

 

意義：明確(+)-oxypeucedanin通過增強CSE/CBS酶催化效率促進H₂S合成，為ED治療提供新機制。

 

3. 研究價值與創新性

 

方法學創新：首次將Unisense微傳感器用于植物成分對H₂S生成的實時定量（圖4）。

 

治療啟示：

 

(+)-oxypeucedanin可替代H₂S供體（如Na₂S），避免后者半衰期短、劑量難控的缺陷（圖3B）。

 

針對內皮功能障礙型ED（NO通路受損），H₂S通路激活更具治療潛力（圖3A）。

 

總結：本研究通過Unisense電極等多項技術，證實(+)-oxypeucedanin通過增強H₂S合成介導陰莖海綿體松弛，為P. pabularia的傳統壯陽用途提供科學依據，并為ED治療提供新型H₂S靶向候選藥物。