Phytochemical and biological studies of Clerodendrum infortunatum L. (Family Lamiaceae) Cultivated in Egypt /
Fatma Atef Sayed Mohammad Taha,
Phytochemical and biological studies of Clerodendrum infortunatum L. (Family Lamiaceae) Cultivated in Egypt / دراسات فيتوكيميائية وبيولوجية لنبات كليروديندرم انفورتناتم ل. (العائلة الشفوية) المزروع في مصر Fatma Atef Sayed Mohammad Taha ; Supervision Prof Dr. Moustafa Aly Abdelkawy, Dr. Inas Youssef Younis, Dr. Asmaa Mahmoud Otify. - 185 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages 174-185.
Clerodendrum infortunatum L.(FamilyLamiaceae), synonyms (Clerodendrum viscosum),is a shrub that grows in the sub-Himalayan region of West Bengal and Sikkim province of India.
This study investigated the total flavonoid, phenolic, and condensed tannin contents of Clerodendrum infortunatum, which were found to be rich in phenolics and flavonoids, with a moderate tannin content. It also presents the first comprehensive LC-QTOF-MS/MS analysis of the methanol extract and its fractions, along with GC-MS profiling of fatty acids and hydrocarbons of the hexane fraction. The LC-MS/MS profiling of the methanol extract tentatively identified 79 metabolites, while 67 metabolites from different classes were tentatively determined by LC-MS/MS profiling of the fractions. GC-MS analysis revealed 39 identified compounds of the unsaponifiable matter,and8 fatty acids in the saponifiable fraction.
Acute toxicity testing (LD50) confirmed the safety of the total extract at doses up to 2000 mg/kg in rats.
The anti-Alzheimer potentialof C. infortunatum methanol extract was investigated for the first time using both in vitro (cholinesterase inhibition) and in vivo (scopolamine-induced AD rat model) approaches. Oral administration at 100, 200, and 400 mg/kg doses showed that the 200 and 400 mg/kg doses demonstrated efficacy comparable to or superior to donepezil (a standard drug), based on biomarker measurements. These included the memory function parameters (acetylcholinesterase enzyme activity and neurotransmitters acetylcholine, dopamine, and noradrenaline), the oxidative stress parameters (glutathione and malondialdehyde), the anti-inflammatory parameters (tumor necrosis factor-α and interleukin-1β), and the Alzheimer marker, amyloid-β protein. Behavioral assessments (novel object recognition test) and histopathological analysis of the hippocampus further supported these findings.
Additionally, the anti-aging potential, using in vitro anti-collagenase and anti-elastase assays, was performed on various fractions of methanol extract. Among the tested fractions, the ethyl acetate fraction exhibited the highest anti-aging activity, surpassing the reference drug, followed by the hexane, dichloromethane, and butanol fractions. A Partial least squares (PLS) chemometric approach was employed to correlate the metabolite composition of the fractions with anti-aging bioactivity, revealing phenylpropanoids, flavonoids, and oxylipins as the main biomarkers. Molecular docking studies further validated the inhibitory effects of key metabolitesagainst elastase and collagenase target enzymes, revealing strong binding affinities and inhibition potential. يُعد نبات كليروديندرم انفورتناتم(من عائلة الشفوية)، ويُعرف أيضًا باسم كليروديندرم فيسكوسم ، شجيرة تنمو في المناطق شبه الجبلية من إقليم البنغال الغربية ومقاطعة سيكيم في الهند.
يحتوي نبات الكليروديندرم انفورتناتم، وفقًا لنتائج التحليل، على نسبة عالية من الفينولات والفلافونويدات، ومحتوى متوسط من التانينات. كما تُقدِّم هذه الدراسة أول تحليل شامل لمستخلص الميثانول الكلي و الاستخلاصات المشتقة منه اباستخدام تقنية الكروماتوغرافيا السائلة المقترنة بمطياف الكتلة رباعي الفصل العالي الدقة (LC-QTOF-MS/MS)، إلى جانب التحليل بواسطة مطياف الكتلة الغازي (GC-MS) للأحماض الدهنية والهيدروكربونات. وقد أسفر التحليل النوعي لمستخلص الميثانول عن تحديد أولي لـ ٧٩ مركبًا و٦٧ مركبًا من فئات كيميائية مختلفة للاستخلاصات المشتقة منه. أما تحليل الكروماتوغراف الغازي فقد كشف عن ٣٩ مركبًا محددًا للجزء غير المصبن و 8 احماض دهنية للجزء المصبن.
أكد اختبار السمية الحادان المستخلص الكلي امن عند جرعة تصل إلى ٢٠٠٠ ملغم/كغم في الفئران.
وقد تم لأول مرة استكشاف الفعالية المحتملة المضادة لمرض الزهايمر لمستخلص الميثانول من النبات باستخدام منهجين: في المختبر (من خلال تثبيط إنزيم الكولين إستراز)، وفي الجسم الحي (باستخدام نموذج الزهايمر المُستحدث بسكوبولامين في الفئران). وأظهرت الجرعات الفموية ٢٠٠ و٤٠٠ ملغم/كغم فعالية تعادل أو تفوق دواء دونيبيزيل (الدواء القياسي)، بناءً على تقييم المؤشرات الحيوية و اختبارات السلوك والتحليل النسيجي للحُصين. ، تم تقييم النشاط المضاد للشيخوخة من خلال اختبارات تثبيطالكولاجيناز والإيلاستاز في المختبر على الخلاصات المشتقة من مستخلص الميثانول. أظهر الاستخلاص بواسطة أسيتاتالإيثيلأعلى نشاط مضاد للشيخوخة متفوقًا على الدواء المرجعي، تلاه الاستخلاص الهكساني، ثم ثنائي كلور الميثان، وأخيرًا الاستخلاص البيوتانولي.
ولربط التركيب الأيضي للاستخلاصات المشتقة من الميثانول بالنشاط البيولوجيالمضاد للشيخوخة، تم تطبيق منهج كيميائي إحصائي باستخدام الطريقة الجزئية للمربعاتالصغرى (PLS) ، وقد كشف التحليل عن أن الفينيلبروبانيدات، والفلافونويدات، والأوكسيلبينات هي المؤشرات الحيوية الرئيسية المسؤولة عن النشاط.
كما دعمت دراسات الالتحام الجزيئهذه النتائج، حيث أظهرت المركبات الأساسية ارتباطًا قويًا مع مستقبلات إنزيمي الإيلاستاز والكولاجيناز.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Pharmacognosy
العقاقير
Anti-Alzheimer Anti-aging, Clerodendrum infortunatum L. LC-MS/MS PLS Molecular docking Neurotransmitters مضاد لمرض الزهايمر مضاد للشيخوخة
615.321
Phytochemical and biological studies of Clerodendrum infortunatum L. (Family Lamiaceae) Cultivated in Egypt / دراسات فيتوكيميائية وبيولوجية لنبات كليروديندرم انفورتناتم ل. (العائلة الشفوية) المزروع في مصر Fatma Atef Sayed Mohammad Taha ; Supervision Prof Dr. Moustafa Aly Abdelkawy, Dr. Inas Youssef Younis, Dr. Asmaa Mahmoud Otify. - 185 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
Bibliography: pages 174-185.
Clerodendrum infortunatum L.(FamilyLamiaceae), synonyms (Clerodendrum viscosum),is a shrub that grows in the sub-Himalayan region of West Bengal and Sikkim province of India.
This study investigated the total flavonoid, phenolic, and condensed tannin contents of Clerodendrum infortunatum, which were found to be rich in phenolics and flavonoids, with a moderate tannin content. It also presents the first comprehensive LC-QTOF-MS/MS analysis of the methanol extract and its fractions, along with GC-MS profiling of fatty acids and hydrocarbons of the hexane fraction. The LC-MS/MS profiling of the methanol extract tentatively identified 79 metabolites, while 67 metabolites from different classes were tentatively determined by LC-MS/MS profiling of the fractions. GC-MS analysis revealed 39 identified compounds of the unsaponifiable matter,and8 fatty acids in the saponifiable fraction.
Acute toxicity testing (LD50) confirmed the safety of the total extract at doses up to 2000 mg/kg in rats.
The anti-Alzheimer potentialof C. infortunatum methanol extract was investigated for the first time using both in vitro (cholinesterase inhibition) and in vivo (scopolamine-induced AD rat model) approaches. Oral administration at 100, 200, and 400 mg/kg doses showed that the 200 and 400 mg/kg doses demonstrated efficacy comparable to or superior to donepezil (a standard drug), based on biomarker measurements. These included the memory function parameters (acetylcholinesterase enzyme activity and neurotransmitters acetylcholine, dopamine, and noradrenaline), the oxidative stress parameters (glutathione and malondialdehyde), the anti-inflammatory parameters (tumor necrosis factor-α and interleukin-1β), and the Alzheimer marker, amyloid-β protein. Behavioral assessments (novel object recognition test) and histopathological analysis of the hippocampus further supported these findings.
Additionally, the anti-aging potential, using in vitro anti-collagenase and anti-elastase assays, was performed on various fractions of methanol extract. Among the tested fractions, the ethyl acetate fraction exhibited the highest anti-aging activity, surpassing the reference drug, followed by the hexane, dichloromethane, and butanol fractions. A Partial least squares (PLS) chemometric approach was employed to correlate the metabolite composition of the fractions with anti-aging bioactivity, revealing phenylpropanoids, flavonoids, and oxylipins as the main biomarkers. Molecular docking studies further validated the inhibitory effects of key metabolitesagainst elastase and collagenase target enzymes, revealing strong binding affinities and inhibition potential. يُعد نبات كليروديندرم انفورتناتم(من عائلة الشفوية)، ويُعرف أيضًا باسم كليروديندرم فيسكوسم ، شجيرة تنمو في المناطق شبه الجبلية من إقليم البنغال الغربية ومقاطعة سيكيم في الهند.
يحتوي نبات الكليروديندرم انفورتناتم، وفقًا لنتائج التحليل، على نسبة عالية من الفينولات والفلافونويدات، ومحتوى متوسط من التانينات. كما تُقدِّم هذه الدراسة أول تحليل شامل لمستخلص الميثانول الكلي و الاستخلاصات المشتقة منه اباستخدام تقنية الكروماتوغرافيا السائلة المقترنة بمطياف الكتلة رباعي الفصل العالي الدقة (LC-QTOF-MS/MS)، إلى جانب التحليل بواسطة مطياف الكتلة الغازي (GC-MS) للأحماض الدهنية والهيدروكربونات. وقد أسفر التحليل النوعي لمستخلص الميثانول عن تحديد أولي لـ ٧٩ مركبًا و٦٧ مركبًا من فئات كيميائية مختلفة للاستخلاصات المشتقة منه. أما تحليل الكروماتوغراف الغازي فقد كشف عن ٣٩ مركبًا محددًا للجزء غير المصبن و 8 احماض دهنية للجزء المصبن.
أكد اختبار السمية الحادان المستخلص الكلي امن عند جرعة تصل إلى ٢٠٠٠ ملغم/كغم في الفئران.
وقد تم لأول مرة استكشاف الفعالية المحتملة المضادة لمرض الزهايمر لمستخلص الميثانول من النبات باستخدام منهجين: في المختبر (من خلال تثبيط إنزيم الكولين إستراز)، وفي الجسم الحي (باستخدام نموذج الزهايمر المُستحدث بسكوبولامين في الفئران). وأظهرت الجرعات الفموية ٢٠٠ و٤٠٠ ملغم/كغم فعالية تعادل أو تفوق دواء دونيبيزيل (الدواء القياسي)، بناءً على تقييم المؤشرات الحيوية و اختبارات السلوك والتحليل النسيجي للحُصين. ، تم تقييم النشاط المضاد للشيخوخة من خلال اختبارات تثبيطالكولاجيناز والإيلاستاز في المختبر على الخلاصات المشتقة من مستخلص الميثانول. أظهر الاستخلاص بواسطة أسيتاتالإيثيلأعلى نشاط مضاد للشيخوخة متفوقًا على الدواء المرجعي، تلاه الاستخلاص الهكساني، ثم ثنائي كلور الميثان، وأخيرًا الاستخلاص البيوتانولي.
ولربط التركيب الأيضي للاستخلاصات المشتقة من الميثانول بالنشاط البيولوجيالمضاد للشيخوخة، تم تطبيق منهج كيميائي إحصائي باستخدام الطريقة الجزئية للمربعاتالصغرى (PLS) ، وقد كشف التحليل عن أن الفينيلبروبانيدات، والفلافونويدات، والأوكسيلبينات هي المؤشرات الحيوية الرئيسية المسؤولة عن النشاط.
كما دعمت دراسات الالتحام الجزيئهذه النتائج، حيث أظهرت المركبات الأساسية ارتباطًا قويًا مع مستقبلات إنزيمي الإيلاستاز والكولاجيناز.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Pharmacognosy
العقاقير
Anti-Alzheimer Anti-aging, Clerodendrum infortunatum L. LC-MS/MS PLS Molecular docking Neurotransmitters مضاد لمرض الزهايمر مضاد للشيخوخة
615.321