锯叶棕提取物与药物制剂化学特征、细胞毒性及分子对接比较研究揭示其抗前列腺癌潜力

《Scientific Reports》：Comparative study of the chemical profile, cytotoxic activity, and molecular docking of Serenoa repens extract and a pharmaceutical product

本研究针对良性前列腺增生(BPH)和前列腺癌治疗需求，对锯叶棕(Serenoa repens)种子提取物(S1)与其市售药物制剂(S2)开展系统比较。通过LC-HR-ESI-MS分析发现50余种生物活性成分，MTT实验显示S2对PC3细胞IC50达7.30±0.32μg/ml，显著优于S1(20.04±0.89μg/ml)。分子对接证实槲皮素-3-(6"-丙二酰)-葡萄糖苷等成分具有强效CDK2抑制活性，为天然药物开发提供新思路。

　　

在男性泌尿系统疾病领域，良性前列腺增生(BPH)和前列腺癌已成为影响老年男性健康的主要问题。随着年龄增长，约30%的65岁以上男性会受到BPH困扰，其特征为前列腺上皮细胞过度增殖导致的排尿障碍，部分病例可能发展为前列腺癌。目前治疗手段有限，而植物药材锯叶棕(Serenoa repens)传统上被用于改善男性功能，但其具体活性成分和作用机制尚不明确。

研究人员面临的核心挑战在于：市售锯叶棕制剂质量参差不齐，加工过程可能导致活性成分损失或降解；同时，该植物复杂的化学成分使得全面解析其药理机制变得困难。更为重要的是，慢性BPH及其伴随的炎症反应可能为前列腺癌发生创造有利微环境，而细胞周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)在癌细胞不受控增殖中起关键作用，这为探索锯叶棕活性成分作为潜在CDK2抑制剂提供了理论依据。

为解决这些问题，研究团队在《Scientific Reports》上发表了最新成果，系统比较了锯叶棕种子提取物(S1)与其市售胶囊制剂(S2)在化学组成、生物活性和分子机制层面的差异。研究不仅揭示了两种样品中活性成分的分布特征，更通过多维度实验验证了其抗前列腺癌潜力，为天然药物开发提供了重要科学依据。

关键技术方法包括：采用液相色谱-高分辨质谱(LC-HR-ESI-MS)进行化学成分分析；使用PC3和DU-145前列腺癌细胞系进行MTT细胞毒性实验；通过分子对接、分子动力学(MD)模拟和量子力学/分子力学(QM/MM)计算评估化合物与CDK2的相互作用。

化学成分分析结果

通过LC-HR-ESI-MS技术，研究人员从两种样品中鉴定出约50种生物活性成分，主要包括多酚类(如黄酮、酚酸)和植物甾醇等。分析发现，市售制剂S2中表儿茶素、原儿茶酸等成分浓度显著高于原料提取物S1，而槲皮素-3-(6"-丙二酰)-葡萄糖苷(C12)等成分在S1中含量更高。特别值得注意的是，S2中检出了硬脂酸镁、曲安奈德等药用辅料，这些添加剂可能影响产品生物利用度和药理活性。化学成分差异表明制药工艺对最终产品品质具有重要影响。

细胞毒性评价

MTT实验结果显示，两种样品对前列腺癌细胞均表现出显著抑制活性，且市售制剂S2效果更优。针对PC3细胞，S2的IC₅₀值为7.30±0.32μg/ml，明显优于S1的20.04±0.89μg/ml；对DU-145细胞，S2的IC₅₀为36.64±1.97μg/ml，也优于S1的50.74±3.06μg/ml。与阳性对照星形孢菌素(Staurosporine)相比，S2对PC3细胞的抑制活性已接近该常用抗癌药物，表明锯叶棕制剂具有开发为前列腺癌治疗药物的潜力。

分子对接与动力学模拟

研究人员选取LC-MS分析中含量最高的10种化合物进行分子对接研究，以CDK2(PDB:3TI1)为靶点。结果显示，槲皮素-3-(6"-丙二酰)-葡萄糖苷(C12)和木犀草素-7-(6"-丙二酰新橙皮糖苷)(C37)与CDK2结合能力最强，Glide XP得分分别为-13.971和-12.778kcal/mol，优于对照药舒尼替尼(Sunitinib)的-11.437kcal/mol。

分子动力学模拟进一步验证了这些复合物的稳定性。200ns的模拟轨迹表明，C12与CDK2活性位点残基LEU83、ASP86和ASP145形成了稳定的氢键网络，其中与LEU83的氢键保持了65%的模拟时间。这种持久的相互作用解释了C12作为CDK2抑制剂的优异表现。

QM/MM计算结果显示，C12与CDK2的总相互作用能为-405.20kcal/mol，略优于舒尼替尼的-404.95kcal/mol。前沿分子轨道分析表明，C12的HOMO-LUMO能隙为0.283kcal/mol，与舒尼替尼(0.282kcal/mol)相当，说明其具有相似的电荷转移能力。

ADMET性质预测

尽管C12和C37在分子对接中表现出色，但ADMET(吸收、分布、代谢、排泄和毒性)预测显示它们存在口服吸收率低(0%)、分子量过大(>500Da)等问题，这可能会限制其成药性。研究人员建议通过前药设计、纳米载体等技术手段改善这些理化缺陷。

本研究通过综合化学分析、细胞实验和计算模拟，证实了锯叶棕提取物及其市售制剂的抗前列腺癌潜力。特别重要的是，研究首次发现槲皮素-3-(6"-丙二酰)-葡萄糖苷和木犀草素-7-(6"-丙二酰新橙皮糖苷)是强效的CDK2天然抑制剂，这为理解锯叶棕药理机制提供了新视角。

研究结果具有多重意义：首先，揭示了制药工艺对草药产品质量的重要影响，市售制剂S2的优越性能说明优化提取和制剂过程可显著增强产品疗效；其次，鉴定的CDK2抑制剂为前列腺癌治疗提供了新的先导化合物；最后，多学科交叉的研究策略为复杂天然产物的机制解析建立了可借鉴的方法学框架。

值得注意的是，CDK2已成为晚期前列腺癌治疗的重要靶点，尤其是对CDK4/6抑制剂产生耐药性的肿瘤。目前，CDK2/4/6联合抑制剂已进入临床试验阶段，本研究发现的天然CDK2抑制剂因此具有重要的转化医学价值。未来研究应聚焦于这些先导化合物的结构优化、体内药效验证以及具体作用机制的深入探索，推动其向临床应用的转化。