藤黄属（Garcinia）是藤黄科的第二大属，世界上约有450种，主产于热带亚洲、非洲南部及波利尼西亚西部。该属植物在药用、食用、观赏和文化利用等方面具有多重价值，在我国也是重要的资源植物。重点实验室前期的民族植物学研究表明，我国有17种藤黄属植物具有传统利用价值，云南藤黄（Garcinia yunnanensis Hu）和大叶藤黄（G. xanthochymus Hook. f. ex T. Anders.）是其中的典型代表，它们不仅具有食用价值，而且均为重要的民族药，能用于治疗多种与炎症和病菌侵染相关的疾病（https://doi.org/0.5586/asbp.9012、https://doi.org/10.1201/9781003022770-12、https://doi.org/10.1021/acs.jafc.7b02867）。

药理学研究表明，大叶藤黄和云南藤黄具有显著的生物活性，例如抗肿瘤、抗氧化或抗炎活性，因此更加科学、细致、全面地阐明其中的生物活性成分具有重要意义。近些年来，飞速发展的代谢组学技术使得全面表征植物的代谢成分成为现实，但是如何快速、高精确度地鉴定其中的化学成分，特别是活性成分，仍然是代谢组学研究的主要瓶颈之一。重点实验室前段时间发表了对大叶藤黄和云南藤黄叶子的精油成分与生物活性研究的成果（https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.116356），但是对其非挥发性成分的全面解析仍然有待进一步研究。

重点实验室龙春林教授团队与加拿大西蒙菲莎大学Roger G. Linington教授实验室合作，采用UPLC-ESI-QTOF-MS^E技术，结合细胞毒、抗炎和抗菌活性研究，阐明了云南藤黄11个植物部位和大叶藤黄10个植物部位的代谢成分，并揭示了其相关生物活性成分（图1）。

图1. 研究思路

本研究首先利用多个文献数据库，包括Scifinder、Web of Science和Reaxys等，结合Python技术和Progenesis SDF Studio平台，同时充分利用前期从藤黄属植物中分离得到的近40个化合物标准品，建立了一个含有6,456个化学结构的内源数据库（图2）。该数据库为高通量、高准确度地鉴定藤黄科尤其是藤黄属植物的代谢成分奠定了化学基础。

图2. 化合物数据库建立的流程图

在Progenesis QI信息平台中，利用建立的化合物数据库对代谢成分进行鉴定（图3），同时通过标准品的共进样分析进一步确定了部分鉴定结果，最终从大叶藤黄和云南藤黄不同植物部位中共鉴定了235个化学成分。这些化学成分主要包括口山酮类、黄酮类、苯甲酮类、间苯三酚类、香豆素类和联二苯类。其中，大叶藤黄的树皮、根和种皮中含有较多的口山酮，大叶藤黄的去皮种子含有丰富的间苯三酚类和联二苯类，而云南藤黄的去皮种子和树脂中富含苯甲酮类化合物，该结果为相关化合物分离植物部位的选择提供了重要参考。

图3. 利用Progenesis QI平台对化合物进行鉴定的流程展示，以化合物(±)-volkensiflavone为例

通过化学计量学分析，包括PCA和OPLS-DA分析，进一步揭示了这两种植物不同植物部位的代谢成分差异（图4），从中鉴定了43个差异化学成分，包括18个口山酮类、15 个黄酮类、3个苯甲酮类、3个间苯三酚类和4个其他类型的化合物。

图4. 代谢成分的差异性分析

另一方面，细胞毒、抗炎和抗菌活性实验表明，两种植物不同植物部位的生物活性具有显著差异。多个植物部位，例如大叶藤黄和云南藤黄的种子和云南藤黄的假种皮（果肉）表现出与阳性对照相当的抗肿瘤、抗炎或抗菌活性（图5和6、表1）。因此，这些部位是进一步挖掘先导化合物的潜在植物资源。生物活性的研究结果也说明了我国民间药用和食用藤黄属植物的传统知识具有一定的科学性。

图5. 抗肿瘤活性结果

图6. 抗炎活性结果

表1. 抗菌活性结果

我们还通过OPLS-DA模型中的S-plot策略揭示了其中潜在的抗肿瘤、抗炎和抗菌活性成分，共鉴定了26个化学成分，包括12个苯甲酮类、8个间苯三酚类、2个口山酮类和4个其他类型的化合物（图7和8）。

图7. OPLS-DA与S-plot分析揭示潜在的生物活性成分

图8. 部分活性化合物的化学结构图

本研究全面阐明了大叶藤黄和云南藤黄不同植物部位的化学轮廓和生物活性，并揭示了潜在的抗肿瘤、抗炎和抗菌活性成分，从化学和药理学的角度阐明了相关的传统药用和食用知识的科学性，也是首次将基于UPLC-QTOF-MS的非靶代谢技术运用于云南藤黄植物的研究中。研究结果为促进我国藤黄属植物在食品与药物等领域的进一步开发和可持续利用奠定了科学基础，并且有利于相关传统知识的保护和传承。

以上研究成果以“Comprehensive Metabolite Profiling of Two Edible Garcinia Species Based on UPLC-ESI-QTOF-MS^E Coupled with Bioactivity Assays”为题在中科院大类SCI一区（Top）期刊 Journal of Agricultural and Food Chemistry在线发表（https://doi.org/10.1021/acs.jafc.2c08372），并且入选期刊封面论文（Supplementary Cover Article）（图9）。中央民族大学生命与环境科学学院博士研究生林锋科为第一作者，龙春林教授和Roger Linington教授为通讯作者。民族地区生态环境国家民委重点实验室为第一署名单位。

图9. 封面故事图

感谢在野外调查过程中给予帮助的当地人，感谢西蒙菲莎大学化学学院Linington教授课题组成员对本研究提供的支持。本研究得到国家自然科学基金项目（31870316和31761143001）、中央民族大学项目（2022ZDPY10, 2022GJAQ04 & 2020MDJC03）、国家留学基金委公派留学项目（CSC No. 202006390038）以及加拿大自然科学与工程研究委员会项目（NSERC Discovery）的资助。