近日，中国中医科学院中医药健康产业研究所中药制药过程与质量评价研究中心在国际期刊《RSC Advances》上发表了题为“Comprehensive characterization of anthraquinones in Damnacanthus indicus using mass spectrometry molecular networking and metabolomics-based herb discrimination”的研究论文，首次全面分析了赣西北地区特色名贵药材虎刺中的蒽醌类化学成分，并筛选出可用于产地区分的潜在化学标志物，为该药材的质量评价和控制提供新的科学方法，并为其资源的开发和合理利用奠定理论基础。
↑Schematic workflow of this research
虎刺，作为一种茜草科虎刺属的植物，以其全草或根入药，具有祛风利湿、活血消肿等功效。现代药理学研究表明，该药材具有抗炎、抗氧化、抗菌及抗肿瘤等多种活性。然而，由于虎刺的化学成分复杂，尤其是主要活性成分蒽醌类成分尚未得到全面分析，因此，建立一种高效策略来系统地表征该植物中的蒽醌类及其他化学成分，既具有重要意义，也充满挑战。此外，由于种植产地的地理位置、自然条件（如阳光、温度、湿度和土壤等）的不同，导致虎刺药材的质量存在显著差异，因此，对药材进行产地区分对于其有效质量控制至关重要。
本研究收集了来自江西、湖南、浙江、广东、广西、云南、贵州等7个不同产地的虎刺药材，采用超高效液相色谱-质谱法联用（UHPLC-MS）结合质谱分子网络技术，快速分析鉴定了药材中的蒽醌类成分，并对虎刺中蒽醌类化合物的生物合成途径进行了推测。研究团队应用主成分分析（PCA）及偏最小二乘-判别分析（PLS-DA）筛选出可用于产地区分的潜在化学标志物，为药材质量控制提供了科学依据。
↑Figure 1 Mass spectrometry molecular network of anthraquinones in Damnacanthus indicus.
研究结果表明，从虎刺中共鉴定出112种蒽醌类化合物和66种非蒽醌类化合物。其中，蒽醌类化合物根据结构类型可分为茜草素型、大黄素型和其他类型，推测其主要通过聚酮途径和莽草酸途径合成。PCA结果显示，不同产地的虎刺药材根据气候类型聚成三簇，与其产地的气候类型的分类一致，而PLS-DA筛选出的27个含量具有明显差异的成分，可作为药材质控的潜在化学标志物。
↑Figure 7 Herb discrimination of Damnacanthus indicus from different habitats based on characterized chemical components and screening for chemical markers. PCA (a) and PLS-DA (b) score plots of herbs collected from 15 different habitats; (c) Permutation test for PLS-DA model; (d) Receiver operating characteristic (ROC) curves and area under the curves (AUCs) of chemical markers for validating effectiveness in distinguishing herbs from various habitats.
中国中医科学院中医药健康产业研究所曾丽华是该论文的第一作者，李慧研究员和王志鑫副研究员为共同通讯作者。该研究得到了中国中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（KYQD20230016）和国家自然科学基金项目（82460854）的支持。
阅读全文：Lihua Zeng, Xing Yan, Ya Xu, Lulu Zheng, Wenwen Deng, Mengning Li*, Hui Li*, Zhixin Wang*. Comprehensive characterization of anthraquinones in Damnacanthus indicus using mass spectrometry molecular networking and metabolomics-based herb discrimination. RSC Advances, 2024, 14:37911-37924. DOI: https://doi.org/10.1039/d4ra06732k
