【摘 要】
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植物精油是树木或林下经济作物产生的一种分泌物。它具有特殊的气味和丰富的生物活性,因而在食品、药品、化妆品领域应用广泛。癌症严重危害人类健康,化学合成药物是目前治疗癌症最有效的手段之一,缺点是副作用明显,因此从天然产物中筛选有价值的化学成分对于开拓治疗癌症的新手段具有重要意义。本研究以孜然精油为例,研究了基于低共熔溶剂提取植物精油的方法。结果表明,低共熔溶剂法提取孜然精油的得率为4.36%,显著高于
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植物精油是树木或林下经济作物产生的一种分泌物。它具有特殊的气味和丰富的生物活性,因而在食品、药品、化妆品领域应用广泛。癌症严重危害人类健康,化学合成药物是目前治疗癌症最有效的手段之一,缺点是副作用明显,因此从天然产物中筛选有价值的化学成分对于开拓治疗癌症的新手段具有重要意义。本研究以孜然精油为例,研究了基于低共熔溶剂提取植物精油的方法。结果表明,低共熔溶剂法提取孜然精油的得率为4.36%,显著高于水蒸气蒸馏法的3.41%,提取得到的精油化学成分与水蒸气蒸馏法获得的精油基本一致。在单因素实验的基础上,采用响应面法优化提取工艺,得到最佳提取条件为:料液比（原料-提取溶剂）为1:5 g/mL、低共熔溶剂的摩尔比为1:3.5（氯化胆碱:1,3-丁二醇）、提取溶剂含水量为45 mol。采用MTS法结合光镜观察法对23种植物精油体外抑制结肠癌HCT116细胞和肝癌HepG2细胞增殖活性进行了考察,结果发现,孜然、五味子、陈皮和当归等4种精油的抑制活性较为突出,对结肠癌HCT116细胞的抑制率最高分别可达54.3%、46.81%、45.83%和45.42%;对肝癌HepG2细胞的抑制率最高分别可达 42.17%、49.43%、45.95%和 56.2%。采用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）分别对孜然、当归、五味子、陈皮精油的化学成分进行了定性和定量分析。结果表明,4种精油中含量较高的化学成分分别是:孜然精油（枯茗醛:26.75%）;陈皮精油（柠檬烯:88.47%）;当归精油（手参素:10.90%;藁本内酯:3.91%）;五味子精油（rac-Iso-α-cedren-15-al:11.48%;依兰烯:6.78%）。采用计算化学的手段,分别对枯茗醛、柠檬烯、手参素、藁本内酯、rac-Iso-α-cedren-15-al、依兰烯分子与结肠癌、肝癌细胞增殖关键酶蛋白分子之间进行分子对接,计算分子间的化学结合能。结果表明:枯茗醛与糖原合成激酶（GSK3β）、乙醛脱氢酶 1A1（ALDH1A1）结合能分别为-6.10,-7.58kcal/mol;柠檬烯与过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARA）、大麻素受体2（CNR2）结合能分别为-3.90,-4.70 kcal/mol;手参素与羟基类固醇11-β脱氢酶1（HSD11B1）、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶2B7（UGT2B7）的结合能分别为-6.50、-6.75 kcal/mol;藁本内酯与前列腺素内过氧化物合酶2（PTGS2）和转化生长因子β受体 1（TGFBR1）的结合能分别为-5.50 kJ/mol、-6.69 kcal/mol;rac-Iso-α-cedren-15-al与雄激素受体（AR）和细胞色素P450芳香化酶（CYP19A1）的结合能分别为-9.09,-7.39 kcal/mol;依兰烯与雄激素受体（AR）、细胞色素P450芳香化酶（CYP19A1）的结合能分别是-9.19、-7.80 kcal/mol。说明分子之间通过非共价相互作用形成了较为紧密的结合关系,因此,这些化学成分可能是4种植物精油抑制癌细胞增殖活性的关键物质。以上结果从计算化学视角,揭示了植物精油抑制癌细胞增殖活性的作用机制。本研究为植物精油在抗癌领域提供了基础研究数据,还从计算化学角度对精油的抗癌机制进行了阐述,并且探索了适用于植物精油的绿色提取工艺,研究成果为拓展植物精油的利用途径提供了参考。
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