Extraktion der gesamten Flavonoide aus Shaanxi Huangjing durch enzymunterstützten Ultraschall und Untersuchung ihrer antioxidativen und Anti-A549-Zellproliferationsaktivitäten
Polygonatum sibiricum (PS) ist ein berühmtes medizinisches und essbares Kraut in China, das hauptsächlich in Hebei, Shaanxi, Anhui, Yunnan, Zhejiang, Heilongjiang und anderen Regionen angebaut wird. Seine getrockneten Wurzeln und Stängel werden verwendet, um Yin und Qi zu nähren, die Nieren zu stärken und die Lungen zu befeuchten. Die Forschung hat gezeigt, dass Polygonatum sibiricum durch Polysaccharide, Flavonoide, Saponine, Lignane, Aminosäuren und ätherische Öle pharmakologische Wirkungen wie Anti-Tumor, Anti-Aging und Immunregulierung ausübt. Es wird in der klinischen Praxis häufig zur Behandlung von bösartigen Tumoren wie Speiseröhrenkrebs, Magenkrebs, Enddarmkrebs und Lungenkrebs eingesetzt.
Unsere frühere Forschung auf der Grundlage der Netzwerkpharmakologie ergab, dass Flavonoide in Polygonatum sibiricum über Signalwege wie Apoptose, Hypoxie-induzierbarer Faktor-1 und Tumor-Nekrose-Faktor gegen nicht-kleinzelligen Lungenkrebs (NSCLC) wirken können. Die spezifischen materiellen Grundlagen und molekularen Mechanismen müssen durch Extraktion der Gesamtflavonoide aus Polygonatum sibiricum untersucht werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass das in Shaanxi produzierte Polygonatum sibiricum den höchsten Gesamtflavonoidgehalt aufweist, während das in Yunnan produzierte Polygonatum sibiricum den niedrigsten Gesamtflavonoidgehalt hat. Zu den Extraktionsmethoden für die Gesamtflavonoide aus Polygonatum sibiricum gehören die Extraktionsmethode, die Ultraschallmethode und die enzymunterstützte Ultraschallmethode, aber es gibt keine Optimierung des Extraktionsprozesses und der Analyse der Flavonoidkomponenten. Noch weniger Forschung gibt es über den Gehalt der einzelnen Bestandteile und ihre antioxidative und antitumorale Wirkung.
In den letzten Jahren wurde Ultraschall in Kombination mit enzymatischen Verfahren schrittweise zur Extraktion von Wirkstoffen aus der traditionellen chinesischen Medizin eingesetzt. Ultraschallwellen können sich in flüssigen Medien ausbreiten und einen besonderen "Kavitationseffekt" erzeugen, der die Auslaugung von Wirkstoffen in traditioneller chinesischer Medizin durch starke Stoßwellen beschleunigt. Celluloseenzyme bauen hauptsächlich pflanzliche Zellwände ab, erhöhen die Durchlässigkeit der Zellwände, fördern die schnelle Auflösung und Diffusion von Wirkstoffen in der chinesischen Kräutermedizin und verbessern so die Ausbeute an Wirkstoffen. Daher kann die enzymunterstützte Ultraschallextraktion von Wirkstoffen in der traditionellen chinesischen Medizin den Lösungsmittelverbrauch reduzieren, die Extraktionszeit verkürzen und die Ausbeute an medizinischen Inhaltsstoffen verbessern. Ziel dieser Studie ist es, mit Hilfe von enzymunterstütztem Ultraschall die gesamten Flavonoide aus dem in Shaanxi hergestellten Polygonatum sibiricum zu extrahieren und den optimalen Extraktionsprozess der Flavonoide durch die Kombination von Schlüsselfaktoren wie Fest-Flüssig-Verhältnis, Ethanolkonzentration, Enzymdosierung und Ultraschallzeit zu optimieren. Die Response-Surface-Methode wird eingesetzt, um die Flavonoid-Komponenten des in Shaanxi hergestellten Polygonatum sibiricum mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) zu bestimmen. Außerdem werden die antioxidativen und die gegen die A549-Zellproliferation gerichteten In-vitro-Effekte des Extrakts untersucht, um Daten für die Entwicklung vielfältiger pharmakologischer Bestandteile des in Shaanxi hergestellten Polygonatum sibiricum zu erhalten.

In diesem Artikel wird die ultraschallunterstützte Cellulasemethode zur Extraktion von Gesamtflavonoiden aus Polygonatum sibiricum aus Shaanxi verwendet. Der Extraktionsprozess der Gesamtflavonoide aus Polygonatum sibiricum wurde mit Hilfe der Response-Surface-Methode wie folgt optimiert: Cellulasedosierung von 2%, Ethanolkonzentration von 90%, Ultraschalldauer von 20 Minuten und Fest-Flüssig-Verhältnis von 1:16 (g/mL). Unter diesen Bedingungen betrug die Ausbeute an Gesamtflavonoiden aus Polygonatum sibiricum, das in Shaanxi hergestellt wurde, (103,10 ± 0,02) μ g/g. Laut Literatur ist der Gesamtflavonoidgehalt von Polygonatum sibiricum aus Acheng, Heilongjiang, niedriger als der von Polygonatum sibiricum aus Jiuhua Mountain, Anhui, und höher als der von Polygonatum sibiricum aus Baise, Guangxi und Lincang, Yunnan. Der einflussreichste Faktor auf die Ausbeute in der Multifaktorenanalyse ist die Menge der verwendeten Cellulase, was darauf hindeutet, dass die Wandaufbruchrate von Polygonatum sibiricum direkt proportional zur Auflösung seiner Flavonoide ist. Dieses Ergebnis stimmt mit Literaturberichten überein. Die Studie über die Wechselwirkung zwischen verschiedenen Faktoren zeigte, dass die Wechselwirkung zwischen Ultraschallzeit und Fest-Flüssig-Verhältnis sowie die Wechselwirkung zwischen Ethanolkonzentration und Ultraschallzeit die signifikantesten Auswirkungen auf die Gesamtflavonoidausbeute von Polygonatum sibiricum hatten. In dieser Studie wurde zum ersten Mal die HPLC-Methode angewandt, um die Flavonoidkomponenten und den Flavonoidgehalt in Shaanxi Huangjing zu analysieren und zu bestimmen. Im Gegensatz zu den Huangjing-Abkochungen von Tongji Tang der Guizhou National Pharmaceutical Group und Tongrentang aus Beijing in Bozhou bestehen die in Shaanxi hergestellten Huangjing-Flavonoide hauptsächlich aus Quercetin-Dihydrat und Baicalein, die beide eine gute Anti-Tumor- und antioxidative Wirkung haben. Es wurde zuerst entdeckt, dass die in Shaanxi produzierten Huangjing-Flavonoide reich an Baicalein sind.

Die Ergebnisse der antioxidativen Experimente zeigten, dass die gesamten Flavonoide von Polygonatum sibiricum, die in Shaanxi hergestellt werden, eine starke antioxidative Kapazität haben, und ihre Fängerrate von freien DPPH-Radikalen ist vergleichbar mit der von Vitamin C. Wenn sie in kleinen Dosen verwendet werden, ist ihre antioxidative Kapazität nicht so gut wie die von Vitamin C und BHT, aber wenn die Dosis steigt, nimmt ihre Fähigkeit, freie Radikale zu fangen, allmählich zu und entspricht im Wesentlichen der von Vitamin C und BHT. In diesem Artikel wird auch zum ersten Mal bestätigt, dass Flavonoide, die aus dem in Shaanxi hergestellten Polygonatum sibiricum extrahiert werden, in vitro dosis- und zeitabhängige Wirkungen gegen die Proliferation von A549-Zellen zeigen. Dies steht im Einklang mit unseren früheren Forschungsergebnissen im Bereich der Netzwerk-Pharmakologie und der evidenzbasierten Medizin, die eine materielle Grundlage für die weitere Untersuchung der Flavonoid-Komponenten von Shaanxi Huangjing und seiner Anti-NSCLC-Effekte bilden können.