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安徽半枝莲中新克罗烷型二萜化合物的发现及抗肿瘤活性研究

作　者: 曲桂武
导　师: 李八方
学　校: 中国海洋大学
专　业: 水产品加工及贮藏工程
关键词: 半枝莲 新克罗烷型二萜 化学成分 抗肿瘤活性
分类号: R284
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


半枝莲为唇形科植物半枝莲Scutellaria barbarta D. Don的全草及根，又名狭叶韩信草、并头草、四方马兰等，产于江苏、浙江、安徽、福建、广东、广西、山西、陕西、云南等地。自1985版以来，历版《中华人民共和国药典》一部对其均有收载，认为其性辛、苦、寒，归肺、肝、肾经，功能主治为清热解毒、化瘀利尿，用于疔疮肿毒，咽喉肿痛、跌扑伤痛、水肿、黄疸、蛇虫咬伤等。目前从半枝莲全草中分离纯化出多种化学成分，主要是一些黄酮、多糖和二萜类化合物，另外还有人从中分离出一些生物碱以及甾体类。其中黄酮类成分以野黄芩苷为代表，在2010年版《中国药典》中作为指标成分列入半枝莲的质量检测标准。半枝莲中的多糖以SPS Ⅰ、SPS Ⅱ居多，其基本构成单元是阿拉伯糖、鼠李糖、核糖、木糖、甘露糖、果糖、半乳糖、葡萄糖等，多以β－型糖苷键连接，糖环也多以β－吡喃环的形式存在。二萜类化合物是半枝莲化学成分研究的一个新热点，目前文献报道从半枝莲中分离出多个二萜类成分，如半枝莲二萜A~I以及半枝莲内酯A、B、C、D等。现代药理学研究表明，半枝莲的水提取物和醇提取物均有明显的抗肺癌、消化系统癌、乳腺癌、绒膜上皮癌的活性，其活性的物质基础研究一度集中于在药材中含量较高的多糖、黄酮类成分上，并发现这些成分确实具有一定的抗肿瘤活性。但从已有的研究结果看，这些成分的抗肿瘤活性较弱，不足以代表半枝莲粗提物的临床表现，因此研究者将目光转向在药材中含量较低的成分上，其中包括一些二萜类成分。本论文的研究结果认为，半枝莲中的主要抗肿瘤成分可能是其中的一些新克罗烷型二萜类化合物。有文献报道，安徽产半枝莲的高效液相色谱图与我国其他地方产半枝莲有较大差别，而迄今为止，有关安徽半枝莲中新克罗烷型二萜的化学研究，尚未见有文献报道。为此，本论文应用硅胶、反相硅胶（ODS）及凝胶SephadexLH-20柱层析，并结合中压液相（MPLC）、高压液相（HPLC）及制备薄层（Preparative TLC）等手段，对产自我国安徽半枝莲中的新克罗烷型二萜化合物们进行了系统化学研究，并对所制备的化合物单体进行了抗肿瘤活性研究。本论文形成了以下研究成果：1：对安徽半枝莲中新克罗烷型二萜类化合物进行系统化学研究，获得30个新克罗烷型二萜化合物单体并确定其结构共分离得到30个新克罗烷型二萜单体，同时，依据化合物的理化特性，并结合波谱学技术（UV，IR，MS及NMR），对所有30个二萜化合物的结构进行了确定，同时应用ROESY技术对其相对构型进行了阐明。30个新克罗烷型二萜化合物中，有6个二萜化合物为本研究发现的新化合物。30个新克罗烷型二萜化合物分别为：LB1(半枝莲素C, Barbatin C), LB2(半枝莲生物碱C, Scutebarbatine C), LB3(半枝莲生物碱D, Scutebarbatine D), LB4(半枝莲生物碱E, Scutebarbatine E), LB5(半枝莲素D, Barbatin D), LB6(半枝莲素E, Barbatin E), LB7(半枝莲生物碱K, Scutebarbatine K), LB8(半枝莲生物碱L, Scutebarbatine L), LB9(半枝莲生物碱O, Scutebarbatine O), LB10(半枝莲生物碱B, Scutebarbatine B), LB11(半枝莲临泉生物碱C, Scutelinquanine C),LB12(6-乙酰氧基半枝莲素C,6-Acetoxybarbatin C), LB13(6-(2,3-环氧-2-异丙基)半枝莲素C,6-(2,3-Epoxy-2-isopropyl-n-propoxyl)barbatin C), LB14(半枝莲素A, Barbatin A), LB15(半枝莲素B, Barbatin B), LB16(半枝莲生物碱G, Scutebarbatine G), LB17(半枝莲生物碱F, Scutebarbatine F), LB18(6-烟酰氧基半枝莲生物碱G,6-O-Nicotinoylscutebarbatine G), LB19(6-烟酰氧基-7-乙酰氧基半枝莲生物碱G,6-O-Nicotinoyl-7-O-acetoxylscutebarbatine G), LB20(6,7-2烟酰氧基半枝莲生物碱G,6,7-Di-O-nicotinoylscutebarbatine G), LB21(半枝莲河南生物碱H, Scutehenanine H), LB22(半枝莲临泉生物碱D,Scutelinquanine D), LB23(半枝莲临泉生物碱A, Scutelinquanine A), LB24(半枝莲生物碱I, Scutebarbatine I), LB25(半枝莲生物碱J, Scutebarbatine J),LB26(半枝莲生物碱H, Scutebarbatine H), LB27(7-烟酰氧基半枝莲生物碱H,7-O-Nicotinoylscutebarbatine H), LB28(半枝莲生物碱M, Scutebarbatine M),LB29(半枝莲生物碱N, Scutebarbatine N), LB30(半枝莲临泉生物碱B,Scutelinquanine B)。2：对所获得的新克罗烷型二萜类化合物的抗肿瘤活性进行评价并对部分化合物的抗肿瘤机制进行了研究本研究中以鬼臼乙叉和顺铂为阳性对照药，采用了MTT法对所制备的30个新克罗烷型二萜化合物进行了抗肿瘤活性评价。结果发现30个二萜化合物对人鼻咽癌HONE-1细胞、口腔上皮癌KB细胞及结肠癌HT29细胞表现出良好的抑制作用，其半数抑制浓度（IC50）为2.0-8.1μΜ。鉴于半枝莲二萜化合物良好的体外抗肿瘤活性，选择相对含量高且结构新颖的半枝莲生物碱B进行了结构修饰，同时进行了抗人肺癌机制研究。结果发现半枝莲生物碱B作用24小时后，可将药物阻断于G1期，S期细胞比例明显减少，同时可明显诱导细胞凋亡、抑制肺癌细胞迁移、破坏肺癌细胞A549的应力纤维的结构。本论文的研究内容主要集中于半枝莲中的新克罗烷型二萜化合物，包括其分离纯化、结构鉴定与活性研究，在半枝莲抗肿瘤活性的物质基础方面进行了深入的探索，为扩展半枝莲这一传统中药的现代临床应用范围提供了理论支持。本研究中制备的30个化合物均表现出了良好的抗肿瘤活性，这为以此为基础通过化学全合成或半合成开发新型抗肿瘤药物提供了新的思路。

全文目录


摘要  5-8
Abstract  8-11
缩略语说明表  11-18
前言  18-20
第一章 综述  20-44
  第一节、半枝莲的化学成分及抗肿瘤作用研究综述  21-24
    1.半枝莲的化学成分  21-22
      1.1 黄酮类  21
      1.2 多糖  21-22
      1.3 二萜及内酯类  22
      1.4 生物碱  22
      1.5 甾醇类  22
      1.6 微量元素  22
    2.半枝莲的抗肿瘤作用及机制  22-24
      2.1 直接抑制肿瘤生长与增殖  22
      2.2 诱导肿瘤细胞凋亡  22-23
      2.3 抑制肿瘤细胞的侵袭与转移  23
      2.4 下调肿瘤细胞的端粒酶活性  23
      2.5 提高细胞免疫功能  23-24
  第二节、黄芩属植物中新克罗烷型二萜化合物研究概况  24-37
    1. 黄芩属植物中二萜类化合物的基本结构  24-25
    2. 黄芩属植物中已发现的二萜类化合物  25-27
    3. 黄芩属植物中已发现的二萜类化合物的结构分类  27-35
      3.1. C11~C16 形成不饱和五元内酯结构  27-29
      3.2. C11~C16 形成非酯类单环结构  29-30
      3.3. C11~C16 形成桥环结构  30-33
      3.4. C11~C16 形成螺环结构  33-35
      3.5. 其它  35
    4. 黄芩属植物中二萜类成分的生物活性研究  35-36
      4.1 昆虫拒食性  35-36
      4.2 抑菌作用  36
      4.3 抗肿瘤作用  36
    5.结语  36-37
  第三节、本课题的立题依据与主要研究内容  37-39
    1. 立题依据  37-39
      1.1 天然产物研究在抗肿瘤药物研发过程中的重要性  37-38
      1.2 中药半枝莲的抗肿瘤活性  38-39
    2. 主要研究内容  39
  参考文献  39-44
第二章 安徽半枝莲中新克罗烷型二萜化合物的分离与纯化  44-49
  1. 安徽半枝莲的植物来源与鉴定  44
  2. 实验仪器与试剂  44-45
  3. 安徽半枝莲的提取与分离  45-48
    3.1 提取和部位分离  45
    3.2 目标成分追踪  45-46
      3.2.1 检识方法  45-46
      3.2.2 鉴别结果  46
    3.3 二萜化合物的单体分离  46-48
  参考文献  48-49
第三章 安徽半枝莲中新克罗烷型二萜化合物的化学结构研究  49-124
  第一节、新化合物的结构测定  49-62
    1. 实验仪器与试剂  49
    2. 结构测定  49-62
      2.1 Scutelinquanine A(临泉半枝莲生物碱 A，LB23)的结构测定  49-51
      2.2 Scutelinquanine B(临泉半枝莲生物碱 B，LB30)的结构测定  51-52
      2.3 Scutelinquanine C(临泉半枝莲生物碱 C，LB11)的结构测定  52-54
      2.4 Scutelinquanine D(临泉半枝莲生物碱 D，LB22)的结构测定  54-55
      2.5 6-Acetoxybarbatin C(6-乙酰氧基半枝莲素 C，LB12)的结构测定  55-59
      2.6 6-(2，3-Epoxy-2-isopropyl-n-propoxyl)barbatin C [6-(2，3-环氧-2-异丙烷基正丙氧基)半枝莲素 C，LB13]的结构测定  59-62
  第二节、已知化合物的结构鉴定  62-101
    1. 实验仪器与试剂  62
    2. 结构鉴定  62-101
      2.1 Barbatin C(LB1)的结构鉴定  62-63
      2.2 Scutebarbatine C(LB2)的结构鉴定  63-64
      2.3 Scutebarbatine E(LB3)的结构鉴定  64-67
      2.4 Scutebarbatine D(LB4)的结构鉴定  67-68
      2.5 Barbatin D(LB5)的结构鉴定  68-72
      2.6 Barbatin E(LB6)的结构鉴定  72-74
      2.7 Scutebarbatine K(LB7)的结构鉴定  74-75
      2.8 Scutebarbatine L(LB8)的结构鉴定  75-76
      2.9 Scutebarbatine O(LB9)的结构鉴定  76-79
      2.10 Scutebarbatine B(LB10)的结构鉴定  79-80
      2.11 Barbatin A(LB14)的结构鉴定  80-84
      2.12 Barbatin B(LB15)的结构鉴定  84-85
      2.13 Scutebarbatine G(LB16)的结构鉴定  85-86
      2.14 Scutebarbatine F(LB17)的结构鉴定  86-87
      2.15 6-O-Nicotinoylscutebarbatine G(LB18)的结构鉴定  87-88
      2.16 6-O-Nicotinoy-7-O-acetoxylscutebarbatine G(LB19)的结构鉴定  88-89
      2.17 6，7-Di-O-nicotinoyscutebarbatine G(LB20)的结构鉴定  89-93
      2.18 Scutehenanine H(LB21)的结构鉴定  93-94
      2.19 Scutebarbatine I(LB24)的结构鉴定  94-95
      2.20 Scutebarbatine J(LB25)的结构鉴定  95-97
      2.21 Scutebarbatine H(LB26)的结构鉴定  97-98
      2.22 7-O-Nicotinoylscutebarbatine H(LB27)的结构鉴定  98-99
      2.23 Scutebarbatine M(LB28)的结构鉴定  99-100
      2.24 Scutebarbatine N(LB29)的结构鉴定  100-101
  第三节、化合物结构鉴定数据  101-123
  参考文献  123-124
第四章 安徽半枝莲中新克罗烷型二萜化合物的抗肿瘤活性筛选及作用机制研究  124-135
  第一节、安徽半枝莲中新克罗烷型二萜化合物的抗肿瘤活性筛选  125-128
    1. 实验仪器与试剂  125
    2. 抗肿瘤细胞活性实验方法  125-126
    3. 抗肿瘤细胞活性实验结果  126-128
  第二节、安徽半枝莲中新克罗烷型二萜化合物的抗肿瘤机制研究  128-134
    1. 实验仪器与试剂  128
    2. 半枝莲生物碱 B 的结构修饰  128-130
      2.1 实验设计  129
      2.2 实验过程  129-130
    3. 半枝莲生物碱 B 的抗肿瘤机制研究  130-134
      3.1 半枝莲生物碱 B 对人肺癌细胞 A549 的细胞周期的影响  130-131
      3.2 半枝莲二萜对人肺癌细胞凋亡的影响  131-132
      3.3 半枝莲二萜对人肺癌细胞迁移的抑制作用  132
      3.4 半枝莲二萜对人肺癌细胞微丝蛋白(actin)聚集功能的影响  132-134
  参考文献  134-135
第五章 结论与成果  135-141
  1. 主要结论  135
  2. 主要研究成果  135-139
    2.1 半枝莲中新克罗烷型二萜化合物的化学研究成果  135-139
    2.2.化合物的抗肿瘤活性筛选与作用机制研究结果  139
  3. 创新点  139-140
  4. 进一步研究展望  140-141
致谢  141-143
攻读博士期间发表和待发表的文章  143-144
附件：新化合物测试图谱  144-185
  一、临泉半枝莲生物碱 A 的波谱数据  144-150
  二、临泉半枝莲生物碱 B 的波谱数据  150-156
  三、临泉半枝莲生物碱 C 的波谱数据  156-162
  四、临泉半枝莲生物碱 D 的波谱数据  162-172
  五、6-乙酰氧基半枝莲素 C 的波谱数据  172-178
  六、6-(2,3-环氧-2-异丙烷基正丙氧基)半枝莲素 C 的波谱数据  178-185

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中图分类: > 医药、卫生 > 中国医学 > 中药学 > 中药化学
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