發炎反應是人體免疫系統的重要機能之一，當宿主受到細菌、病毒、毒素等外來物侵害時，免疫系統便會活化，快速排除病原並在威脅消退後促進組織修復。但持續不退的慢性發炎則可能對周邊組織造成損傷，並導致血管栓塞、糖尿病、癌症等疾病[1]。在慢性發炎的過程中，巨噬細胞扮演重要的調控角色[2]。在發炎狀態時巨噬細胞極化為 M1 表型，透過釋放促發炎物質和製造具毒性的一氧化氮（NO）及活性氧類（ROS）等方式排除病原。另一方面，巨噬細胞也能 M2 表型並分泌阻止發炎反應或促進修復的訊號分子，減少發炎的破壞。如果能夠調控巨噬細胞的極化，從 M1 轉向 M2 表型，調節發炎反應並促進受損組織的修復，便可能有效控制慢性發炎[3]。
而在藥物開發的歷史上，天然藥用植物一直是提供豐富、多樣化合物的寶庫，由於長期有著長期使用的紀錄，從這些植物萃取出的化合物通常被認為具有較低的副作用，也較容易找到符合記載療效的化合物。
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化合物的萃取
這篇研究使用具有抗發炎效果的元寶草（Hypericum sampsonii）地上部作為原料，浸泡甲醇萃取後，透過分層析（partition chromatography）分別得到水層、正己烷層、二氯甲烷層、乙酸乙酯層萃取物，其中正己烷層在初步篩選時顯示出最強的抗發炎活性，於是透過一連串管柱層析、薄層層析、HPLC 等方法逐步分離，最後得到九個化合物。
化學結構的鑑定
為了解析這些化合物的結構，分別從 NMR（核磁共振）的化學位移得知各個碳原子間的位置關係與可能的修飾，以及從質譜得到的質量分析確切的原子組成，最後得到三個新發現的化合物與六個已知化合物。
生物活性評估
為了檢驗這些化合物的生物活性，研究中使用脂多糖（LPS）誘導 RAW264.7 巨噬細胞產生 NO 作為發炎反應的模型。在九個化合物中，化合物9 （otogirinin A）具有最強的 NO 生成抑制效果，表示具有抗發炎應用的潛力。進一步使用西方墨點法，分析不同濃度下化合物 9 對幾個發炎調控蛋白的影響後，確認化合物 9 能透過抑制 JNK 磷酸化、增加 IκBα 表現減少促發炎基因的表現，並透過增加精胺酸酶與 KLF4 的表現促使巨噬細胞轉向促進修復的 M2 表型（圖一、二）。
圖一、使用西方墨點法分析對不同蛋白表現的影響，發現化合物 9 能夠（A）抑制 JNK 磷酸化，（B）增加 IκBα 表現，（C）（D）並增加精胺酸酶與 KLF4 表現。 圖片來源：doi: 10.3390/molecules25194463.
圖二、Otogirinin A 抗發炎機制示意圖 圖片來源：doi: 10.3390/molecules25194463.
在本篇研究中，透過對元寶草進行化合物萃取、結構鑑定、生物活性分析，發現其中的 otogirinin A 具有降低促發炎基因表現和促進巨噬細胞 M2 表型的效果，可作為後續抗發炎藥物開發的候選與前驅藥物。
Main Article:
Huang, C. Y., Chang, T. C., Wu, Y. J., Chen, Y., & Chen, J. J. (2020). Benzophenone and Benzoylphloroglucinol Derivatives from Hypericum sampsonii with Anti-Inflammatory Mechanism of Otogirinin A. Molecules (Basel, Switzerland), 25(19), 4463. https://doi.org/10.3390/molecules25194463
參考文獻：
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- Chen, S., Saeed, A. F. U. H., Liu, Q., Jiang, Q., Xu, H., Xiao, G. G., Rao, L., & Duo, Y. (2023). Macrophages in immunoregulation and therapeutics. Signal transduction and targeted therapy, 8(1), 207. https://doi.org/10.1038/s41392-023-01452-1
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撰文｜葉國掄
審稿｜張芷榕
