DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0340646
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41575961
تاريخ النشر: 2026-01-23
المؤلف: Most. Chand Sultana Khatun وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث النباتات الطبية
نظرة عامة
تدرس الدراسة المركبات الحيوية النشطة من *Rhizophora mucronata*، وهي نوع من المانغروف من بنغلاديش، مع تسليط الضوء على فوائدها البيئية والعلاجية المحتملة، وخاصة خصائصها المضادة للأكسدة، والمضادة للبكتيريا، والمضادة للالتهابات. نجحت الأبحاث في عزل ثلاثة مركبات معروفة: N-trans-para-caffeoyl-tyramine (1)، β-sitosterol (2)، و rutin (3) من جزء الأسيتات الإيثيلية (ERM)، مع تأكيد هياكلها من خلال تحليل الطيف 1H-NMR. أظهرت أجزاء الديكلوروميثان (DRM) وERM نشاطًا كبيرًا في التقاط الجذور الحرة (قيم IC50 تبلغ 12.18 و11.7 ميكروغرام/مل، على التوالي) مقارنة بحمض الأسكوربيك (6.36 ميكروغرام/مل). بالإضافة إلى ذلك، أظهرت هذه الأجزاء تأثيرات مسكنة ملحوظة في الفئران، وخصائص مضادة للسكري في نموذج السكري المستحث بالستربتوزوتوسين، ونشاطًا مضادًا للبكتيريا كبيرًا ضد البكتيريا إيجابية الجرام.
تشير النتائج إلى أن أجزاء الأسيتات الإيثيلية من *R. mucronata* تمتلك تأثيرات مضادة للأكسدة، ومسكنة، ومضادة للسكري، ومضادة للميكروبات كبيرة، مما يدعم استخدامها في الطب التقليدي. ومن الجدير بالذكر أن هذه الدراسة تمثل أول عزل لـ N-trans-para-caffeoyl-tyramine (1) و rutin (3) من هذه النبتة، بالإضافة إلى أول تقرير عن تأثيراتها السامة على خلايا HeLa في المختبر وتأثيراتها المضادة للسرطان في الجسم الحي ضد خلايا سرطان الصفاق إيرليخ (EAC)، حيث حققت جزء ERM أقصى تثبيط لنمو الخلايا بنسبة 54.61%. يقترح المؤلفون إجراء المزيد من الأبحاث لاستكشاف المكونات النشطة، ودينامياتها الدوائية، وحركيتها الدوائية، وتطبيقاتها المحتملة في تطوير الأدوية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الأهمية البيئية والطبية لنظم المانغروف البيئية، مع التركيز بشكل خاص على نوع *Rhizophora mucronata*، الذي ينتشر في المناطق الساحلية في الهند وبنغلاديش. يُلاحظ أن هذا النوع قادر على الازدهار في ظروف بيئية صعبة ويتميز بتكوين غني من الميتابوليتات الحيوية النشطة، بما في ذلك الفلافونويدات والديترينات، التي تساهم في خصائصه الطبية. وثقت الدراسات السابقة الأنشطة المضادة للسرطان، والمضادة للالتهابات، والمضادة للميكروبات، والمضادة للسكري لـ *R. mucronata*، مع التركيز بشكل خاص على مستخلصاته الميثانولية الخام.
على الرغم من الأبحاث الواسعة حول النبات بالكامل، هناك نقص ملحوظ في الدراسات التي تفحص الخصائص الدوائية لأجزاء النبات المختلفة، وخاصة الأوراق، وتأثيرات قطبية المذيبات على استخراج المركبات الحيوية. تهدف الدراسة الحالية إلى سد هذه الفجوة من خلال التحقيق في الأنشطة الدوائية لمختلف أجزاء أوراق *R. mucronata*، بما في ذلك إمكانياتها المضادة للأكسدة، والمسكنة، والمضادة للالتهابات، والمضادة للسكري، والمضادة للميكروبات، والسامة للخلايا. بالإضافة إلى ذلك، ستركز الأبحاث على عزل وتوصيف المكونات النشطة من الأجزاء الأكثر وعدًا، مع معالجة الحاجة إلى فحص دوائي شامل وفهم هذا النوع المهم من المانغروف.
طرق
في هذا القسم، يوضح المؤلفون المواد والأساليب المستخدمة في أبحاثهم، مع التركيز على اختبار السمية الخلوية لمختلف المركبات. استخدمت الدراسة سيبروفلوكساسين، فلوكونازول، بليوميسين، جليبينكلاميد، وحمض الأسكوربيك، والتي تم الحصول عليها من شركة Eskayef Pharmaceutical Limited وموردين آخرين معتمدين. تضمنت الأدوات المخبرية الأساسية ميكروسكوب ثلاثي العدسات (أوليمبوس، اليابان)، وخزانة أمان بيولوجية (NU-400E، نواير، الولايات المتحدة الأمريكية)، وعدد خلايا (Nexcelom، الولايات المتحدة الأمريكية)، وحاضنة CO₂ (نواير، الولايات المتحدة الأمريكية). بالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على مواد كيميائية مختلفة مثل DMSO، 4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)، وصبغة التراي بان الزرقاء من ميرك (دارمشتات، ألمانيا). لأغراض التحليل، تم تسجيل أطياف ¹H-NMR باستخدام مطياف Bruker AMX-400، مع الإبلاغ عن التحولات الكيميائية بوحدات الأجزاء في المليون (ppm) بالنسبة للتترا ميثيل سيليان.
تم جمع مادة النبات، أوراق *Rhizophora mucronata* الطازجة، من منطقة المانغروف في سونداربانز في بنغلاديش، بعد الحصول على الأذونات المناسبة من السلطات المحلية. تم التعرف على النبات من قبل المسؤول العلمي الرئيسي في herbarium الوطني البنغلاديشي، الذي قدم عينة مرجعية (رقم الوصول DACB-47468) للرجوع إليها في المستقبل. شملت المنهجية أيضًا كروماتوغرافيا الطبقة الرقيقة (TLC) باستخدام لوحات سيليكا مسبقة الطلاء وكروماتوغرافيا العمود لفصل المركبات، باستخدام هلام السيليكا وSephadex LH-20 لكروماتوغرافيا استبعاد الحجم.
نتائج
تشير نتائج اختبارات مضادات ارتفاع السكر في الدم على أجزاء *R. mucronata* إلى أن المستخلصات الخام، وخاصة HRM وDRM وERM، أظهرت تأثيرات ملحوظة مضادة لارتفاع السكر في الدم على مدى سبعة أيام. تظهر البيانات، الموضحة في الشكل 2، أن جميع الأجزاء حافظت على نشاطها المضاد لارتفاع السكر في الدم طوال فترة الاختبار. ومن الجدير بالذكر أن أجزاء DRM وERM (المجموعتان IV وV) حققت تخفيضات كبيرة في مستويات الجلوكوز بنسبة 60.73% و52.17%، على التوالي، عند جرعة 200 ملغ/كغ من وزن الجسم. هذه التأثيرات قابلة للمقارنة مع الدواء القياسي جليبينكلاميد، الذي أنتج تأثيرًا خافضًا للسكر بنسبة 71.5% (المجموعة II). تدعم الأهمية الإحصائية لهذه النتائج البيانات المقدمة في الشكل 2 والجدول التكميلي S2.
مناقشة
تدرس الدراسة المكونات الفيتوكيميائية والخصائص الدوائية لمستخلصات *Rhizophora mucronata*، مع التركيز بشكل خاص على المستخلص الميثانولي وأجزائه (HRM وDRM وERM). أسفر عملية الاستخراج عن 60 جرامًا من المستخلص الخام، الذي تم تقسيمه لاحقًا باستخدام مذيبات ذات قطبية متغيرة، مما أدى إلى عوائد ملحوظة لكل جزء. أكدت الفحوصات الفيتوكيميائية وجود مجموعة متنوعة من الميتابوليتات الثانوية، بما في ذلك القلويات، الفلافونويدات، الصابونين، والتانينات، المعروفة بإمكاناتها العلاجية.
تم تقييم النشاط المضاد للأكسدة باستخدام اختبار التقاط الجذور الحرة DPPH، مما كشف أن جزء ERM أظهر أعلى نشاط (IC₅₀ = 10.41 ميكروغرام/مل)، متجاوزًا حمض الأسكوربيك القياسي (IC₅₀ = 6.36 ميكروغرام/مل). بالإضافة إلى ذلك، تم إثبات التأثيرات المسكنة من خلال نموذج التواء مستحث بحمض الأسيتيك، حيث أظهر جزء ERM معدل تثبيط كبير بنسبة 56.25%. أظهرت اختبارات مضادة للميكروبات أن جميع الأجزاء عرضت نشاطًا مضادًا للبكتيريا قويًا ضد البكتيريا إيجابية الجرام، بينما أظهرت تأثيرات معتدلة ضد السلالات سلبية الجرام. علاوة على ذلك، أظهرت اختبارات السمية الخلوية في المختبر ضد خلايا HeLa أن جزء DRM كان له أعلى تأثير مثبط (IC₅₀ = 88.94 ميكروغرام/مل). أظهرت الدراسات في الجسم الحي باستخدام خلايا سرطان الصفاق إيرليخ (EAC) أن جزء ERM حقق تثبيطًا لنمو الخلايا بنسبة 54.61%، مما يشير إلى إمكاناته كعامل مضاد للسرطان. بشكل عام، تؤكد النتائج الوعد الدوائي لـ *R. mucronata* وتستدعي المزيد من الاستكشاف لمركباتها الحيوية النشطة للتطبيقات العلاجية.
DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0340646
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41575961
Publication Date: 2026-01-23
Author(s): Most. Chand Sultana Khatun et al.
Primary Topic: Medicinal Plant Research
Overview
The study investigates the bioactive compounds of *Rhizophora mucronata*, a mangrove species from Bangladesh, highlighting its potential ecological and therapeutic benefits, particularly its antioxidant, antibacterial, and anti-inflammatory properties. The research successfully isolated three known compounds: N-trans-para-caffeoyl-tyramine (1), β-sitosterol (2), and rutin (3) from the ethyl acetate fraction (ERM), with their structures confirmed via 1H-NMR spectral analysis. The dichloromethane (DRM) and ERM fractions demonstrated significant free radical scavenging activity (IC50 values of 12.18 and 11.7 μg/mL, respectively) compared to ascorbic acid (6.36 μg/mL). Additionally, these fractions exhibited notable analgesic effects in mice, antidiabetic properties in a streptozotocin-induced diabetic model, and substantial antibacterial activity against Gram-positive bacteria.
The findings indicate that the ethyl acetate fractions of *R. mucronata* possess significant antioxidant, analgesic, antidiabetic, and antimicrobial effects, supporting its use in traditional medicine. Notably, this study marks the first isolation of N-trans-para-caffeoyl-tyramine (1) and rutin (3) from this plant, as well as the first report of its in-vitro cytotoxic effects on HeLa cells and in-vivo anticancer effects against Ehrlich ascites carcinoma (EAC) cells, with the ERM fraction achieving a maximum cell growth inhibition of 54.61%. The authors suggest further research to explore the active constituents, their pharmacodynamics, pharmacokinetics, and potential applications in drug development.
Introduction
The introduction highlights the ecological and medicinal significance of mangrove ecosystems, particularly focusing on the species Rhizophora mucronata, which is prevalent in coastal regions of India and Bangladesh. This species is noted for its ability to thrive in challenging environmental conditions and its rich composition of bioactive metabolites, including flavonoids and diterpenes, which contribute to its medicinal properties. Previous studies have documented the anticancer, anti-inflammatory, antimicrobial, and antidiabetic activities of R. mucronata, with specific emphasis on its crude methanolic extracts.
Despite extensive research on the whole plant, there is a notable lack of studies examining the pharmacological properties of different plant parts, particularly the leaves, and the effects of solvent polarity on bioactive extraction. The current study aims to fill this gap by investigating the pharmacological activities of various fractions of R. mucronata leaves, including their antioxidant, analgesic, anti-inflammatory, antidiabetic, antimicrobial, and cytotoxic potentials. Additionally, the research will focus on isolating and characterizing the active constituents from the most promising fractions, addressing the need for comprehensive pharmacological screening and understanding of this important mangrove species.
Methods
In this section, the authors detail the materials and methods employed in their research, focusing on the cytotoxicity testing of various compounds. The study utilized ciprofloxacin, fluconazole, bleomycin, glibenclamide, and ascorbic acid, which were sourced from Eskayef Pharmaceutical Limited and other authorized suppliers. Essential laboratory instruments included a trinocular microscope (Olympus, Japan), a biological biosafety cabinet (NU-400E, Nuaire, USA), a hemocytometer (Nexcelom, USA), and a CO₂ incubator (Nuaire, USA). Additionally, various reagents such as DMSO, 4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI), and trypan blue dye were procured from Merck (Darmstadt, Germany). For analytical purposes, ¹H-NMR spectra were recorded using a Bruker AMX-400 spectrometer, with chemical shifts reported in parts per million (ppm) relative to tetramethylsilane.
The plant material, fresh leaves of *Rhizophora mucronata*, was collected from the Sundarbans mangrove region in Bangladesh, following proper permissions from local authorities. The plant was identified by the Principal Scientific Officer at the Bangladesh National Herbarium, which provided a voucher specimen (accession number DACB-47468) for future reference. The methodology also included thin layer chromatography (TLC) using precoated silica plates and column chromatography for compound separation, employing silica gel and Sephadex LH-20 for size exclusion chromatography.
Results
The results of the antihyperglycemic tests on the fractions of R. mucronata indicate that the crude extracts, specifically HRM, DRM, and ERM, demonstrated notable antihyperglycemic effects over a period of seven days. The data, illustrated in Figure 2, show that all fractions maintained their antihyperglycemic activity throughout the testing period. Notably, the DRM and ERM fractions (Groups IV and V) achieved significant reductions in glucose levels of 60.73% and 52.17%, respectively, at a dosage of 200 mg/kg body weight. These effects are comparable to the standard drug glibenclamide, which produced a 71.5% hypoglycemic effect (Group II). The statistical significance of these findings is further supported by the data presented in Figure 2 and Supplementary Table S2.
Discussion
The study investigates the phytochemical constituents and pharmacological properties of *Rhizophora mucronata* extracts, specifically focusing on the methanol extract and its fractions (HRM, DRM, and ERM). The extraction process yielded 60 g of crude extract, which was further fractionated using solvents of varying polarity, resulting in notable yields for each fraction. Phytochemical screening confirmed the presence of various secondary metabolites, including alkaloids, flavonoids, saponins, and tannins, which are known for their therapeutic potential.
The antioxidant activity was assessed using the DPPH free radical scavenging assay, revealing that the ERM fraction exhibited the highest activity (IC₅₀ = 10.41 μg/mL), surpassing the standard ascorbic acid (IC₅₀ = 6.36 μg/mL). Additionally, analgesic effects were demonstrated through the acetic acid-induced writhing model, with the ERM fraction showing a significant inhibition rate of 56.25%. Antimicrobial assays indicated that all fractions displayed strong antibacterial activity against Gram-positive bacteria, while exhibiting moderate effects against Gram-negative strains. Furthermore, in vitro cytotoxicity tests against HeLa cells revealed that the DRM fraction had the highest inhibitory effect (IC₅₀ = 88.94 μg/mL). In vivo studies using Ehrlich Ascites Carcinoma (EAC) cells showed that the ERM fraction achieved a 54.61% inhibition of cell growth, indicating its potential as an anticancer agent. Overall, the findings underscore the pharmacological promise of *R. mucronata* and warrant further exploration of its bioactive compounds for therapeutic applications.