DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1738572
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41585866
تاريخ النشر: 2026-01-09
المؤلف: Wanqing Ren وآخرون
الموضوع الرئيسي: النشاط البيولوجي للديترابينودات والبيفلافونويدات
نظرة عامة
حمض الأبيتيك (AA)، وهو ديتيربين ثلاثي الحلقات موجود في راتنجات الأشجار الصنوبرية، قد حظي باهتمام متجدد بسبب تطبيقاته الطبية التاريخية وخصائصه العلاجية الواعدة. تستعرض هذه المراجعة علاقة هيكل AA بالنشاط، والأفعال الدوائية، والدوائية، وعلم السموم، مع تسليط الضوء على ميزاته الجزيئية الفريدة التي تساهم في تأثيراته البيولوجية المتنوعة. تشير الدراسات ما قبل السريرية إلى أن AA يظهر تأثيرات مضادة للأورام كبيرة من خلال آليات مثل الفيروبتوز ووقف دورة الخلية، إلى جانب نشاط مضاد للالتهابات ملحوظ عبر تثبيط COX-2 وتنشيط PPARα/γ. بالإضافة إلى ذلك، يظهر AA خصائص مضادة للميكروبات واسعة الطيف وتأثيرات واقية للكبد يتم توجيهها عبر مسارات Nrf2/HO-1. ومع ذلك، فإن التحديات مثل انخفاض التوافر البيولوجي الفموي وقابلية الذوبان المائية الضعيفة تعيق الترجمة السريرية، مما يشير إلى أن أنظمة التوصيل المبتكرة مثل تركيبات الجسيمات النانوية قد تكون ضرورية.
تؤكد الخاتمة على تنوع AA الدوائي وإمكاناته في معالجة حالات سريرية متنوعة، بما في ذلك السرطان والأمراض الالتهابية. على الرغم من ملفه السمي المواتي، فإن التطبيق السريري الناجح سيتطلب تعاونًا بين التخصصات في الكيمياء الطبية، والعلوم الصيدلانية، والطب السريري لمعالجة الفجوات المعرفية في الدوائية والسلامة. تدعو المراجعة إلى تطوير مشتقات وصيغ محسّنة، مع التأكيد على أهمية دمج المعرفة الطبية التقليدية مع الممارسات الصيدلانية الحديثة. إن التمويل والدعم المستمر للبحث ضروريان لتقدم AA ومشتقاته كخيارات علاجية قابلة للتطبيق لحالات لم يكن بالإمكان علاجها سابقًا، مما يسد الفجوة بين الاستخدامات التاريخية واكتشاف الأدوية المعاصرة.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة حمض الأبيتيك (AA)، وهو حمض كربوكسيلي ديتيربين ثلاثي الحلقات يوجد بشكل رئيسي في راتنجات الأشجار الصنوبرية. إن هيكله الجزيئي المعقد، الذي يتميز بنظام حلقي فيناثرين ملتحم ومجموعة كربوكسيل عند C-18، يدعم أنشطته البيولوجية المتنوعة. تاريخيًا، تم استخدام AA في الطب التقليدي لعلاج مختلف الأمراض، بما في ذلك الجروح والالتهابات، مع تأكيد الدراسات الدوائية المعاصرة على خصائصه المضادة للأورام، والمضادة للالتهابات، والمضادة للميكروبات، والواقية للكبد. من الجدير بالذكر أن AA يظهر انتقائية للخلايا الخبيثة مع الحفاظ على سمية منخفضة تجاه الخلايا الطبيعية، مما يشير إلى إمكاناته كعامل كيميائي.
لقد سهلت التقدمات في تقنيات الاستخراج والتنقية إنتاج AA ومشتقاته عالية النقاء، مما يمكّن من إجراء دراسات مفصلة حول علاقة الهيكل بالنشاط (SAR). تشير هذه الدراسات إلى أن النشاط البيولوجي لـ AA مرتبط ارتباطًا وثيقًا بميزاته الهيكلية، مع تحسينات طفيفة تعزز خصائصه الدوائية. ومع ذلك، فإن التطوير الانتقالي لـ AA معوق بسبب نقص الأدلة السريرية وفهم غير مكتمل لآلياته الجزيئية. يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى البحث بين التخصصات لمعالجة هذه الفجوات ويهدفون إلى تقديم مراجعة شاملة حول SAR لـ AA، وخصائصه الدوائية، والدوائية، واعتبارات علم السموم، مما يبرز في النهاية إمكاناته العلاجية ويحدد المجالات التي تتطلب مزيدًا من التحقيق.
الطرق
شملت المنهجية المستخدمة في هذه المراجعة السردية عمليات بحث شاملة في قواعد البيانات الإلكترونية عبر منصات مثل PubMed وScopus وWeb of Science وGoogle Scholar وSci-Finder، تغطي المنشورات من بداية هذه القواعد حتى ديسمبر 2025. استخدم البحث تركيبات محددة من المصطلحات المتعلقة بمشروع TAG، مع التركيز على علاقة الهيكل بالنشاط (SAR)، والخصائص الدوائية، وأنشطة البيولوجية المختلفة لحمض الأبيتيك (AA)، بما في ذلك التأثيرات المضادة للأورام، والمضادة للالتهابات، والمضادة للميكروبات، والواقية للكبد، بالإضافة إلى الدوائية وعلم السموم. تم اعتبار المقالات باللغة الإنجليزية فقط، مع معايير الإدراج التي تشمل المقالات البحثية، والمراجعات، والدراسات التي تفصل الهياكل الكيميائية، والأنشطة البيولوجية، والدوائية، والسمية لـ AA في نماذج ما قبل السريرية.
تم اختيار حوالي ستين مقالة بناءً على الصلة والجودة، مع تفضيل تلك المنشورة بعد عام 2015 لضمان تضمين النتائج المعاصرة. لم تتضمن المراجعة تحليلًا ميتا رسميًا؛ بدلاً من ذلك، قام المؤلفون بتجميع المعلومات من خلال تحليل موضوعي للدراسات المختارة. بالإضافة إلى ذلك، تم فحص قوائم المراجع للمقالات المدرجة بحثًا عن دراسات ذات صلة أخرى، مما يعزز شمولية المراجعة.
المناقشة
تتناول قسم المناقشة في ورقة البحث علاقة الهيكل بالنشاط (SAR) لحمض الأبيتيك (AA)، مع التأكيد على إمكاناته الدوائية. إن الإطار الثلاثي الحلقات الفريد للأبيتيك، الذي يتميز بهيكل صلب ومسطح ومجموعات وظيفية محددة، يدعم الأنشطة البيولوجية المتنوعة لـ AA، بما في ذلك التأثيرات المضادة للالتهابات، ومضادة السرطان، ومضادة الأكسدة، والمضادة للميكروبات. يسهل الهيكل الثلاثي الحلقات تفاعلات تكديس π-π، مما يعزز من قوة الارتباط بالبروتينات المستهدفة، بينما تلعب مجموعة الحمض الكربوكسيلي عند C-18 دورًا حاسمًا في تعديل الخصائص الإلكترونية لـ AA وقابليته للذوبان، وهو أمر أساسي لنشاطه البيولوجي. تعتبر هذه المجموعة محورية في تثبيط الوسائط الالتهابية وتعزيز الوظائف المضادة للأكسدة، مما يبرز أهميتها في تصميم الأدوية.
بالإضافة إلى ذلك، تعزز الأجزاء الكارهة للماء من AA، مثل مجموعات الأيزوبروبيل والميثيل، من تقاربها مع الأغشية والارتباط بالأهداف، مما يساهم في فعاليتها الدوائية. تؤثر التكوينات الاستيريوكيميائية، وخاصة المركز الكيرالي 4R، على خصوصية الهدف ونشاط AA البيولوجي، حيث تؤدي التعديلات الطفيفة في الكيرالية إلى تغييرات كبيرة في القوة. تؤكد الأفعال المتعددة لـ AA، بما في ذلك قدرته على تحفيز الفيروبتوز في خلايا السرطان وتأثيراته التآزرية مع العلاجات الكيميائية الحالية، على وعده العلاجي. ومع ذلك، فإن التحديات المتعلقة بالذوبان والتوافر البيولوجي تتطلب مزيدًا من البحث في تحسين مشتقات AA للتطبيقات السريرية. بشكل عام، تدعو النتائج إلى إمكانات AA كعامل علاجي متعدد الاستخدامات عبر نماذج الأمراض المختلفة، مما يستدعي الاستمرار في استكشاف خصائصه الدوائية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2025.1738572
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41585866
Publication Date: 2026-01-09
Author(s): Wanqing Ren et al.
Primary Topic: Biological Activity of Diterpenoids and Biflavonoids
Overview
Abietic acid (AA), a tricyclic diterpenoid found in coniferous resins, has garnered renewed interest due to its historical medicinal applications and promising therapeutic properties. This review examines AA’s structure-activity relationship, pharmacological actions, pharmacokinetics, and toxicology, highlighting its unique molecular features that contribute to its diverse biological effects. Preclinical studies indicate that AA exhibits significant anti-tumor effects through mechanisms such as ferroptosis and cell cycle arrest, alongside notable anti-inflammatory activity via COX-2 inhibition and PPARα/γ activation. Additionally, AA demonstrates broad-spectrum antimicrobial properties and hepatoprotective effects mediated by Nrf2/HO-1 pathways. However, challenges such as low oral bioavailability and poor aqueous solubility hinder clinical translation, suggesting that innovative delivery systems like nanoparticle formulations may be necessary.
The conclusion emphasizes AA’s pharmacological diversity and potential to address various clinical conditions, including cancer and inflammatory diseases. Despite its favorable toxicological profile, successful clinical application will require interdisciplinary collaboration among medicinal chemistry, pharmaceutical sciences, and clinical medicine to address knowledge gaps in pharmacokinetics and safety. The review advocates for the development of optimized derivatives and formulations, underscoring the importance of integrating traditional medicinal knowledge with modern pharmaceutical practices. Sustained research funding and support are essential for advancing AA and its derivatives as viable therapeutic options for previously untreatable conditions, thereby bridging the gap between historical uses and contemporary drug discovery.
Introduction
The introduction of the paper discusses abietic acid (AA), a tricyclic diterpenoid carboxylic acid predominantly found in coniferous tree resins. Its complex molecular structure, characterized by a fused phenanthrene ring system and a carboxyl group at C-18, underpins its diverse biological activities. Historically, AA has been utilized in traditional medicine for treating various ailments, including wounds and inflammation, with contemporary pharmacological studies corroborating its anti-tumor, anti-inflammatory, antimicrobial, and hepatoprotective properties. Notably, AA exhibits selectivity for malignant cells while maintaining low toxicity towards normal cells, suggesting its potential as a chemotherapy agent.
Advancements in extraction and purification techniques have facilitated the production of high-purity AA and its derivatives, enabling detailed structure-activity relationship (SAR) studies. These studies indicate that AA’s bioactivity is closely linked to its structural features, with minor modifications enhancing its pharmacological properties. However, the translational development of AA is impeded by a lack of clinical evidence and an incomplete understanding of its molecular mechanisms. The authors emphasize the need for interdisciplinary research to address these gaps and aim to provide a comprehensive review of AA’s SAR, pharmacological properties, pharmacokinetics, and toxicological considerations, ultimately highlighting its therapeutic potential and identifying areas for future investigation.
Methods
The methodology employed in this narrative review involved comprehensive electronic database searches across platforms such as PubMed, Scopus, Web of Science, Google Scholar, and Sci-Finder, covering publications from the inception of these databases until December 2025. The search utilized specific combinations of terms related to Project TAG, focusing on Structure Activity Relationship (SAR), pharmacological properties, and various biological activities of abietic acid (AA), including anti-tumor, anti-inflammatory, antimicrobial, and hepatoprotective effects, as well as pharmacokinetics and toxicology. Only English-language articles were considered, with inclusion criteria encompassing research articles, reviews, and studies detailing the chemical structures, biological activities, pharmacokinetics, and toxicity of AA in preclinical models.
Approximately sixty articles were selected based on relevance and quality, with a preference for those published post-2015 to ensure the inclusion of contemporary findings. The review did not involve a formal meta-analysis; instead, the authors synthesized the information through thematic analysis of the selected studies. Additionally, reference lists of the included articles were scrutinized for further relevant studies, enhancing the comprehensiveness of the review.
Discussion
The discussion section of the research paper elaborates on the structure-activity relationship (SAR) of abietic acid (AA), emphasizing its pharmacological potential. The unique tricyclic abietane framework, characterized by a rigid, planar structure and specific functional groups, underpins AA’s diverse biological activities, including anti-inflammatory, anticancer, antioxidant, and antimicrobial effects. The tricyclic scaffold facilitates π-π stacking interactions, enhancing binding affinity to target proteins, while the carboxylic acid group at C-18 plays a crucial role in modulating AA’s electronic properties and solubility, essential for its bioactivity. This group is pivotal for inhibiting inflammatory mediators and promoting antioxidant functions, further highlighting its importance in drug design.
Additionally, the hydrophobic moieties of AA, such as the isopropyl and methyl groups, enhance its membrane affinity and target binding, contributing to its pharmacological efficacy. The stereochemical configuration, particularly the 4R chiral center, influences AA’s target specificity and bioactivity, with minor alterations in chirality leading to significant changes in potency. The multifaceted actions of AA, including its ability to induce ferroptosis in cancer cells and its synergistic effects with existing chemotherapeutics, underscore its therapeutic promise. However, challenges related to solubility and bioavailability necessitate further research into optimizing AA derivatives for clinical applications. Overall, the findings advocate for AA’s potential as a versatile therapeutic agent across various disease models, warranting continued exploration of its pharmacological properties.