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鼠尾草属植物化学成分分布特征与抗氧化抗炎活性谱效关系研究认领

作者：

聂贤贤

学位授予单位：

浙江理工大学

摘要：

鼠尾草属(Salvia)是唇形科(labiaceae)植物中最大的属，在全球范围内有近1000个种，大部分分布在欧洲、亚洲、北非和南美洲的地中海沿岸。鼠尾草属植物中含有丰富的萜类和酚酸类成分，具有抗血栓、抗氧化、抗肿瘤和抗病毒等作用。丹参是一种具有较高应用价值的重要鼠尾草植物，《中国药典》记载的中药丹参，唯一的来源为唇形科鼠尾草属植物丹参的根茎部位，其主要成分是二萜菲醌类物质和酚酸类物质。根据相关资料，很多鼠尾草中也含有与丹参相似的化学成分，是我国民间常用的替代药。然而，丹参酮类成分和丹酚酸类成分在其他鼠尾草植物中的分布目前尚不清楚，关于其他鼠尾草植物的药理活性相关的报道也较少。本研究采用高效液相色谱分析法(HPLC)对鼠尾草属植物的根、叶中丹参酮类成分和酚酸类成分组成分布进行分析，揭示鼠尾草属植物化学成分的多样性差异，并对其化学成分进行聚类分析，探讨鼠尾草丹参酮类成分及丹酚酸类化学成分分布规律，同时分析其根提取物的抗氧化及抗炎活性，分析其化学成分与生物活性之间的谱效关系。具体内容及主要研究成果如下:　　(1)本研究建立了高效液相色谱检测鼠尾草根与叶指标成分的仪器方法，对仪器的精密性、色谱条件的重复性、供试样品的稳定性进行了方法学上的验证，结果都满足方法学的验证需求。在此分析方法基础上，测定了 44种鼠尾草根提取物根中的17种指标成分含量，发现不同鼠尾草属植物样品根中指标成分含量差异较大。就酚酸类成分来看，丹酚酸B、迷迭香酸、咖啡酸等成分在大部分鼠尾草属植物根中均可以检测到，其中雪山鼠尾草(Salvia evansiana)根中咖啡酸含量最高，其含量高达0.47％,宝兴鼠尾草(Salvia paohsingensis)中迷迭香酸含量最高，为14.2％。岩生鼠尾草(Salvia umbratica Hance)中丹酚酸B含量最高，为15.11％。迷迭香酸和丹酚酸B含量较高，表明这些物种可以作为丹酚酸B和迷迭香酸化合物单体提取纯化的植物来源进行开发利用。丹参酮类有效成分在鼠尾草样品根中含量差异较大。其中，丹参酮ⅡA在大部分鼠尾草植物根中均可以检测到，但含量最高的鼠尾草为丹参，含量为0.89％。此外，野外采集的甘西×栗色杂交种根中丹参酮ⅡA含量接近丹参，高达0.88％。其它丹参酮类成分仅在少部分鼠尾草植物根中检测得到，其中，丹参新酮在大叶鼠尾草(Salvia grandifolia W.W.Smith)中含量明显高于其它种，高达1.56％,远高于丹参(含量为0.37％)。隐丹参酮也在丹参中含量最高，为0.31％。丹参酮Ⅰ在甘西×栗色杂交种中含量最高，为1.28％,其次为丹参，含量0.79％。二氢丹参酮Ⅰ在甘西×栗色杂交种中含量也最高，为0.61％,除此之外，含量较高的为丹参，含量为0.24％。说明甘西×栗色杂交种根中丹参酮类成分总体含量比丹参高。这表明大叶鼠尾草可以作为提取丹参新酮化合物单体资源的植物来源，甘西×栗色杂交种也可以作为丹参酮类化合物提取单体植物来源进行开发利用。　　本研究建立了 44种鼠尾草根化学成分指纹图谱，共发现118个共有峰，对118个共有峰进行聚类分析，将鼠尾草属植物分为4个类群，其中，丹参、大叶鼠尾草、红根草、云南鼠尾草、美丽鼠尾草等可以分为一类，此类鼠尾草中丹参酮类成分含量较高;甘西鼠尾草，康定鼠尾草，钟萼鼠尾草，栗色鼠尾草及他们的杂交种和变种等植物所含酚酸类成分和丹参酮类成分相当，成分分布较为均匀,可以分为一类;东川鼠尾草，戟叶鼠尾草，裂瓣鼠尾草，张家界鼠尾草，橙色鼠尾草，木里鼠尾草，钱线鼠尾草，血盆草，宝兴鼠尾草，一串红，南丹参，荞麦地鼠尾草，岩生鼠尾草，舌瓣鼠尾草，三叶鼠尾草和白花丹参等酚酸类成分含量较高而丹参酮类成分较低的鼠尾草分为一类;其余鼠尾草中酚酸类成分和丹参酮类成分含量均相对较低，分为一类。　　(2)本研究测定了 38种鼠尾草叶的17种指标成分含量，发现不同鼠尾草属植物样品叶均仅检测到酚酸类指标成分，且含量差异较大。其中，丹酚酸B、迷迭香酸、咖啡酸等成分在大部分鼠尾草属植物叶中均可以检测得到，表明迷迭香酸、丹酚酸B和咖啡酸等酚酸类指标成分广泛分布于鼠尾草的叶中，而其他酚酸类成分只能在部分鼠尾草属植物叶中检测到。咖啡酸含量在各种鼠尾草属植物叶中含量相当，其中黄花鼠尾草中咖啡酸含量最高，为0.14％。戟叶鼠尾草中丹酚酸B含量最高，高达1.93％。钟萼鼠尾草(紫色花)中迷迭香酸含量最高,为9.56％。对比发现，鼠尾草叶中酚酸类成分与根中酚酸类成分相比含量较低。　　本研究建立了 38种鼠尾草植物叶的化学成分指纹图谱,共发现76个共有峰,对76个共有成分进行聚类分析，结果表明，根据叶的化学成分分布可以将鼠尾草植物分为3个类群，其中，甘西鼠尾草，异色鼠尾草，钟萼鼠尾草黄色花和紫色花，栗色鼠尾草及他们的杂交种、变种等叶中丹酚酸C、丹酚酸B等成分含量较高的分为一类，胶质鼠尾草、西藏鼠尾草、荫生鼠尾草等叶中各成分含量均较低的分为一类，其他鼠尾草叶中迷迭香酸、咖啡酸等成分含量相对较高，分为一类，大多数国外鼠尾草都在此类。　　(3)本研究采用DPPH法、FRAP法和ABTS法三种方法，使用维生素C(VC)作为阳性药物，评价鼠尾草根提取物的体外抗氧化活性。结果表明钟萼鼠尾草(黄色花)(Salvia campanulata Wall.)的DPPH自由基和ABTS自由基清除率较高，异色鼠尾草(Salvia heterochroa Stib.)的铁还原能力最强。　　多元回归分析结果表明，第1、5、21、22、40、43、45、46、47、49、53、60、65、77、83、84、91、101号峰、丹参新酮等峰与DPPH自由基和ABTS自由基清除率有关，为主要药效峰，其中第5、21、46、101号峰与两种自由基清除率均有相关性，49号峰对DPPH自由基清除的相关系数最大;第60号峰对于ABTS自由基清除的相关系数最大。　　（4）本研究采用脂多糖诱导的RAW264.7细胞炎症模型，以炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-a的mRNA相对表达量为指标，评价不同鼠尾草根提取物的抗炎活性。结果表明，用钟萼鼠尾草（黄色花）和栗色鼠尾草（绒毛变种）的根提取物处理后的炎症细胞的TNF-a的相对表达水平最低，用钟萼鼠尾草和黄花鼠尾草根提取物处理的炎症细胞IL-6的相对表达水平最低，而用宝兴鼠尾草和橙色鼠尾草根提取物处理的炎症细胞IL-1B的相对表达水平最低。　　采用灰色关联度分析法分析鼠尾草根提取物化学成分含量与抗炎活性之间的谱效相关性。结果表明，17种指标成分对抗炎活性均具有较大影响，关联度排列顺序为:原儿茶醛（0.918）＞丹参酮ⅡA（0.904）＞紫草酸（0.901）＞隐丹参酮（0.899）＞丹酚酸B（0.89）＞丹参新酮（0.887）=原儿茶酸（0.887）=丹酚酸C（0.887）=阿魏酸（0.887）＞丹参素（0.886）＞丹酚酸A（0.885）＞二氢丹参酮Ⅰ（0.883）＞迷迭香酸（0.882）＞异阿魏酸（0.881）＞肉桂酸（0.863）＞丹参酮Ⅰ（0.861）＞咖啡酸（0.827）。其中，原儿茶醛、丹参酮ⅡA和紫草酸三种指标成分关联系数均大于0.9,表明这三种指标成分对炎症具有显著影响，关联系数分别为0.918,0.904和0.901。　　综上，本研究基于测定17种丹参酮类指标成分和酚酸类指标成分的高效液相色谱法，对来自全国范围内的含丹参在内的44种鼠尾草属植物根与38种鼠尾草属植物叶提取物进行了含量测定研究，以多种鼠尾草根、叶为材料，对其脂溶性成分和水溶性成分的化学组成及分布特征进行了分析。同时，以鼠尾草根提取物的抗氧化抗炎活性为基础，研究其药理活性，找到了抗氧化及抗炎活性较好的鼠尾草属物种及药效相关的成分。本研究为充分开发利用鼠尾草属植物资源奠定了科学实验基础。

摘要译文

关键词：

鼠尾草属植物; 化学成分; 分布特征; 抗氧化活性; 抗炎性; 谱效关系

学位年度：

2022

学位类型：

硕士

学科专业：

生物学

导师：

张晓丹

中图分类号：

R282.71[植物药⑨];R284.1[化学分析与鉴定]

学科分类号：

1005[中医学];100703[生药学];100801[中药资源学];100803[中药鉴定学];100804[中药化学];100805[中药分析学]