基于分子网络策略的海蟑螂镇痛抗炎活性成分的靶向分离及其效应研究

Sea cockroach is a coastal crustacean with unique biological characteristics and important pharmaceutical value. Sea cockroach is believed to have the effect of reducing swelling and relieving pain in Chinese folk medicine. And it's commonly used in the southern coastal area to treat traumatic injuries with remarkable efficiency. It is not clear, however, what kinds of specific metabolites sea cockroaches have and why they can be used to relieve swelling and pain. There have been no reports at home or abroad about the pharmaceutically active substances from sea cockroaches. In the preliminary work, the applicant found that petroleum ether (PE) extract from sea cockroach possessed profoundly analgesic and anti-inflammatory activities and was absent in acute toxicity. Based on the results of activity screening and molecular networking, the applicant found that alkaloids and lipid-like molecules in PE may underlie the material basis for sea cockroaches to exert analgesic and anti-inflammatory effects. However, how to efficiently and precisely isolate the analgesic and anti-inflammatory compounds from the complex PE extract is a big challenge. Therefore, this project intends to conduct targeted isolation of the analgesic and anti-inflammatory components by MS-based molecular networking, and further evaluates the analgesic and anti-inflammatory effects of the isolated compounds. This project will clarify the main effective components and the potential molecular targets for sea cockroaches to exert analgesic and anti-inflammatory effects, which will provide important reference and scientific basis for in-depth exploitation of sea cockroach.

海蟑螂是一种岸栖甲壳类生物，具有独特的生物学特性和重要的药用价值。民间医学认为海蟑螂具有消肿止痛的功效，在南方沿海地区常用来治疗跌打损伤等，效果显著。然而，海蟑螂具有哪些特殊代谢产物，为何能用来消肿止痛，目前均不清楚。国内外也没有关于海蟑螂药效物质的报道。申请人前期研究发现，海蟑螂提取物PE具有显著的镇痛抗炎作用且无明显急性毒性。基于活性筛选和分子网络分析，申请人发现，生物碱及脂类成分可能是海蟑螂发挥镇痛抗炎作用的重要物质基础。但是，如何从复杂的海蟑螂提取物PE中高效、精准的分离海蟑螂镇痛抗炎活性成分是一项具有挑战性的工作。因此，本项目拟采用分子网络策略对海蟑螂镇痛抗炎活性成分进行基于质谱的靶向分离纯化，获得目标化合物单体，然后通过体内、体外试验评价目标化合物的镇痛抗炎效应。本项目的实施将阐明海蟑螂镇痛抗炎作用的主要有效成分及作用靶点，为深入开发海蟑螂这一特色海洋药用生物资源提供重要参考。

海蟑螂是一种岸栖甲壳类生物，具有独特的生物学特性和重要的药用价值。民间医学认为海蟑螂具有消肿止痛的功效，在南方沿海地区常用来治疗跌打损伤等，效果显著。然而，海蟑螂具有哪些特殊代谢产物，为何能用来消肿止痛，目前均不清楚。国内外也没有关于海蟑螂药效物质的报道。本项目利用分子网络策略解析海蟑螂镇痛抗炎作用的药效物质基础，解释海蟑螂在民间药用的科学性和合理性。本项目提出一种基于质谱网络的综合性注释策略，对海蟑螂镇痛抗炎活性部位的1053个质谱特征（MS/MS）进行深入的结构解析，质谱鉴定海蟑螂化合物503个，占海蟑螂化学空间的47.8%。发现脂肪酰类和甘油磷脂类是海蟑螂的主要化学表型，海蟑螂脂肪酰类化合物具有高度的化学多样性，在海蟑螂提取物中至少鉴定出4类具有镇痛抗炎活性脂肪酸酰胺，包括初级脂肪酸酰胺（油酰胺等）、N-酰基乙醇胺、N-酰基氨基酸和N-烷基酰胺（包括N-苯乙基酰胺），极大地促进了对海蟑螂在民间医学中用于消肿止痛的理解。首次发现一类具有长烷烃侧链的新吡嗪生物碱，通过质谱引导的分离纯化鉴定海蟑螂来源化合物14个，其中包括1个新结构和2个新天然产物，为开发特色海洋镇痛抗炎药物提供了坚实的化合物基础。长期以来，人们对海蟑螂化学的认识仅限于一些类胡萝卜素类和二糖肌苷，本项目的研究将对海蟑螂化学的认识从类胡萝卜素类扩展到各种不同的化学类别，极大地促进了对海蟑螂化学空间的理解，为全面认识海蟑螂这一民间中药的药效物质基础提供了新视野。