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摘要： 紫草素是来源于我国传统中药植物紫草科植物的一类具有萘醌结构的天然产物,临床常用于主治疮疡和皮肤炎等病症.紫草素因具有多重生物学活性和较高的药用价值,近年来一直被国内外关注,并且随着生物合成、结构鉴定与修饰、遗传调控和组学等技术的迅速发展,研究者对其生物合成功能基因挖掘、高效又低毒的分子结构修饰及其构效、作用机理等多个方面,均开展了较为广泛的研究.为此,本文系统地概括了近一个世纪以来对天然紫草素的结构鉴定及其在紫草科植物中的分布、生物合成、遗传调控、结构修饰、生物学活性及其医药功能的研究进展.其中,参与香叶基氢醌和去氧紫草宁的羟化、紫草宁和阿卡宁酰基化途径的关键酶基因的鉴定,促进完善了已知的紫草素生物合成途径;特别是通过化学结构修饰所获得的大量半合成紫草素衍生物可显著提高其抗肿瘤靶向性,以及紫草素主要通过抑制NF-κB/STAT3等信号通路发挥抗肿瘤、抗炎、抗菌作用,揭示了紫草素萘醌环和支链羟基修饰的有效性及其作用的分子机制.总之,上述国内外的相关研究进展无疑极大地推动了紫草素的基础及应用研究的深入开展,文末还展望了紫草素在新药创制方面的应用前景.
关键词: 紫草素 ；生物合成 ；遗传调控 ；结构修饰 ；药理活性
被引量
27
摘要： 结直肠癌(CRC)是一种在临床上常见的消化系统恶性肿瘤,目前我国主要的治疗方式是进行外科手术。结直肠肿瘤可使患者的免疫系统受到抑制,而围术期使用的各种麻醉药物在产生镇痛、抗炎和控制应激反应作用的同时,对结直肠癌患者的免疫功能也会产生多种影响,直接或间接地影响肿瘤的进展和复发,以及结直肠癌患者的预后。本文综述了近年来各种麻醉药物对结直肠癌患者免疫系统影响的研究进展,包括对肿瘤预后的影响。未来的研究应着重于围术期的各种麻醉药物对患者免疫系统的复合影响,以及作用机制,为麻醉提供更加严格的标准。Colorectal cancer (CRC) is a malignant tumor of the digestive system that is very prevalent worldwide, and the main treatment modality in our country is to perform surgery. Colorectal tumors can suppress the immune system of patients, and the various anesthetic drugs used in the perioperative period will have a variety of effects on the immune function of colorectal cancer patients while producing analgesic, anti-inflammatory and stress control effects, directly or indirectly affecting the progression and recurrence of tumors, as well as the prognosis of colorectal cancer patients. This paper reviews the progress of research on the effects of various anaesthetic drugs on the immune system of colorectal cancer patients in recent years, including the impact on tumour prognosis. Future studies should focus on the compound effects of various anaesthetic drugs on the patient's immune system during the perioperative period, as well as the mechanism of action, to provide more rigorous standards for anaesthesia.
关键词: 麻醉药物 ；结直肠癌 ；免疫系统 ；免疫抑制
摘要： 目的:水飞蓟种子中含有大量的黄酮类化合物,主要为水飞蓟素。本文对水飞蓟素防治代谢综合征的作用机制以及研究进展进行综述。为研发以防治代谢综合征为主要作用的药品或保健药食提供科学依据。方法:查阅有关水飞蓟素防治代谢综合征的相关文献,并系统总结与梳理。结果:水飞蓟素具有调节血脂、降低血糖、抗炎、抗肿瘤、抗氧化、抗凝血、抗动脉粥样硬化等药理作用,可以改善氧化应激、改善胰岛素抵抗(IR)、肥胖、保护血管内皮、改善肠道菌群、抑制血小板聚集、抑制炎症因子表达。结论:水飞蓟素作为无肝脏不良反应的保肝降脂药,具有抗氧化、抗炎、防治代谢综合征等功能,有望成为新型有效的保健食品。Objective: The seeds of silymarin contain a large amount of flavonoids, mainly silymarin. This article reviews the mechanism of action and research progress of silymarin in the prevention and treatment of metabolic syndrome to provide a scientific basis for the development of drugs or health supplements with the main function of preventing and treating metabolic syndrome. Method: We review relevant literature on the prevention and treatment of metabolic syndrome with silymarin, and systematically summarize and sort it out. Results: Silymarin has the pharmacological effects of regulating blood lipids, lowering blood sugar, anti-inflammatory, anti-tumor, antioxidant, anticoagulant, anti atherosclerosis, etc. It can improve oxidative stress, improve insulin resistance (IR), obesity, regulate lipid metabolism, protect vascular endothelium, improve intestinal flora, inhibit platelet aggregation, and inhibit the expression of inflammatory factors. Conclusion: Silymarin, as a liver protective and lipid-lowering drug without adverse liver reactions, has functions such as antioxidant, anti-inflammatory, and prevention and treatment of metabolic syndrome, and is expected to become a new and effective health food.
关键词: 水飞蓟素 ；代谢综合征 ；药理靶点 ；作用机制
摘要： 木犀草素(3',4',5,7-四羟基黄酮)是一种天然的黄酮类化合物,通常以糖苷的形式广泛分布于多种水果和蔬菜中。木犀草素具有显著的抗肿瘤活性,具体作用机制主要包括抑制细胞增殖、促进细胞凋亡、阻止细胞周期进程、抑制细胞迁移与侵袭、抑制血管新生以及诱导自噬等。然而,由于木犀草素的生物利用度较低,这限制了其临床应用。因此,通过化学结构修饰,获得木犀草素的一系列衍生物,提高其生物利用度,保持或增强其原有的抗肿瘤活性已成为研究热点。本文综述了木犀草素及其衍生物的研究进展,旨在探讨其抗肿瘤作用的分子机制,为从天然产物出发进行药物设计和结构优化提供理论依据。Luteolin (3',4',5,7-tetrahydroxyflavones) are naturally occurring flavonoids, usually in the form of glycosides, widely distributed in a variety of fruits and vegetables. Luteolin have significant anti-tumor activity, and the specific mechanism of action mainly includes inhibition of cell proliferation, promotion of apoptosis, blocking cell cycle progression, inhibition of cell migration and invasion, inhibition of vascular neogenesis, and induction of autophagy. However, due to the low bioavailability of luteolin, this limits its clinical application. Therefore, it has become a research hotspot to obtain a series of derivatives of luteolin through chemical structure modification to improve their bioavailability and maintain or enhance their original antitumor activities. This paper reviews the research progress of luteolin and their derivatives, aiming at exploring the molecular mechanism of their antitumor effects and providing theoretical basis for drug design and structure optimization from natural products.
关键词: 木犀草素 ；抗肿瘤 ；衍生物 ；生物利用度
摘要： 随着精准医疗和个性化治疗的发展,肿瘤研究领域不断探索新的分子靶点和治疗策略。含锌指CCCH型13 (Zinc finger CCCH-type containing 13, ZC3H13)作为一种重要的N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine, m6A)甲基转移酶,近年来受到广泛关注,其在肿瘤发生、发展及转移过程中的作用逐渐被揭示。本文综述ZC3H13在肿瘤中的作用机制及其研究进展。本文的研究重点在于揭示ZC3H13如何通过调控甲基化影响RNA代谢及特定信号通路影响肿瘤细胞的增殖、凋亡和侵袭能力,以及其在肿瘤微环境中的作用。此外,本文还探讨了ZC3H13作为潜在生物标志物和治疗靶点的可能性。以期为理解肿瘤的分子机制、开发新型抗肿瘤药物以及提高肿瘤治疗效果提供新的策略。With the development of precision medicine and personalized therapy, the field of cancer research continues to explore new molecular targets and treatment strategies. Zinc finger CCCH-type containing 13 (ZC3H13), as an important N6-methyladenosine (m6A) methyltransferase, has attracted extensive attention in recent years, and its role in tumorigenesis, development and metastasis has been gradually revealed. This article reviews the mechanism of action of ZC3H13 in tumors and its research progress. This study focuses on revealing how ZC3H13 affects RNA metabolism and specific signaling pathways by regulating methylation, as well as its role in the tumor microenvironment. In addition, the potential of ZC3H13 as a potential biomarker and therapeutic target is also explored, in order to provide new strategies for understanding the molecular mechanism of tumors, developing new anti-tumor drugs, and improving the therapeutic effect of tumors.
关键词: 甲基转移酶 ；ZC3H13 ；肿瘤 ；信号通路 ；免疫微环境
摘要： 脑胶质瘤是成人中枢神经系统中最常见的恶性肿瘤之一,尤其是恶性程度高的胶质母细胞瘤,其预后极差,传统的手术、放疗和化疗等治疗方式效果有限。蛋白酶体抑制剂作为一种新兴的抗肿瘤治疗方式,通过抑制细胞蛋白降解的通路,干扰细胞内蛋白质稳态,进而诱导肿瘤细胞死亡。本文综述了蛋白酶体抑制剂在脑胶质瘤治疗中的作用机制、临床前和临床研究进展,并探讨了其应用前景和面临的挑战。Gliomas are one of the most common malignant tumors in the adult central nervous system, especially highly malignant glioblastomas, which have a very poor prognosis. Traditional treatments such as surgery, radiotherapy, and chemotherapy have limited effectiveness. Proteasome inhibitors, as an emerging anti-tumor therapy, interfere with intracellular protein homeostasis by inhibiting the pathway of cellular protein degradation, thereby inducing tumor cell death. This article reviews the mechanism of action, preclinical and clinical research progress of proteasome inhibitors in the treatment of glioblastoma, and explores their application prospects and challenges.
关键词: 蛋白酶体抑制剂 ；泛素–蛋白酶体系统 ；脑胶质瘤 ；硼替佐米(PS-341 ；Velcade) ；马里佐米(NPI-0052)
【会议论文】 • 吕万良
会议时间： 2018-11-30
摘要： Traditional biopharmaceutics deals with the in vivo fate of drug dosage forms, consisting of absorption, distribution, metabolism, elimination aspects. To open new avenue on biopharmaceutics, and to address critical scientific and clinical issues, new research progresses in biopharmaceutics have been achieved in revealing the action mechanism of drug delivery systems for multidrug resistance, mitochondria, vascular mimicry(VM) channels, gene editing of cancer and cancer stem cells, and transport across the brainblood barrier(BBB), as described in the following. Circumvention of multidrug resistance in cancer by inhibiting drug efflux Cancer drug resistance is referring to the tolerance of cancer cells when treated with chemotherapy. Once the drug resistance occurs, therapeutic effect of anticancer drug would decrease significantly. Multi-drug resistance(MDR) has been evidenced in a variety of cancers, including leukemia, breast cancer, and lung cancer. Overexpressions of the ATP-binding cassette(ABC) family of proteins on the membrane of cancer cell are responsible for this type of drug resistance. Novel anti-resistant drug liposomes and nanomicelles were fabricated for blocking the drug efflux(Biomaterials. 2012, 33, 1808;Biomaterials. 2013, 34, 3366;Adv Drug Deliv Rev 2017,115, 46). Induction of apoptosis for the refractory cancer by targeting mitochondria Apoptosis is a process of programmed cell death involved in cellular stress response, and most chemotherapies kill cancer cells by apoptosis. Defects in apoptosis could confer drug resistance to chemotherapeutic agents as well, and such defects may arise from inactivation of pro-apoptotic gene expressed proteins(Bax, Bak, Bok, Bad, Bid, Bim, and p53, etc.), and from activation of anti-apoptotic gene expressed proteins(Bcl-2, Bcl-xl, Bcl-w, Bcl-1, and Bfl1/A1, etc.). There are two major drug-induced apoptosis: one involves the cell surface receptors, the other directly targets mitochondria. The structural features of mitochondria are the double membranes which lead to be negative membrane potential. Therefore, liposomes modified with cationic compounds can accumulate in mitochondria by potential force, leading to initiating a cascade of apoptotic reactions in cancer cells(Biomaterials 2013, 34, 4452;Biomaterials 2013, 34, 3626;Adv Drug Deliv Rev 2017, 115, 46).Blockage of cancer recurrence by destructing VM channels As the supply channels, vasculogenic mimicry(VM) channels provide the nutrients at the initial stage during development of cancer tissues, while angiogenic blood vessels supply the nutrients at the subsequent stages when cancer volume increases. Vasculogenic mimicry channels are the microvascular-like channels that areformed by epigenetically altered cancer cells under the condition of hypoxia when cancer volume is small(e.g., <150 mm3). The existence of supply channels facilitates the growth and the re-generation of cancer tissue after regular chemotherapy, thereby conferring drug resistance to cancer cells. Therefore, Lu and his colleagues proposed a four-stage hypothesis that the supply channels could exist in the vasculogenic mimicry channels(formed by mutated cancer cells), the mosaic channels(intermittent channels formed by mutated cancer and endothelial cells), angiogenic blood channels(fully formed by endothelial cells), and vasculaogenic mimicry channels(relapsed channels formed by re-generated cancer cells). To destroy vasculogenic mimicry channels in invasive breast cancer, several kinds of dual-functional drug liposomes have been fabricated(Biomaterials 2014, 35, 5591;J Biomed Nanotechnol 2015, 11, 1339;Adv Drug Deliv Rev 2017,115, 46).Elimination of cancer stem cells by direct killing and gene-editing Cancer stem cells(CSCs) are stem cells or progenitor cells that possess characteristics associated with normal stem cells, specifically the ability to give rise to all cell types found in a particular cancer tissue. Cancer stem cells may generate cancer cells through self-renewal and differentiation. They are capable of repairing DNA, pumping out harmful substances from the cells, and staying in a quiescent state. In these situations, cancer stem cells do not respond to chemotherapeutic drugs, resulting in drug resistance. Therefore, eliminating cancer stem cells would be beneficial for overcoming drug resistance. To eradicate cancer stem cells, several types of functional drug liposomes have developed for specifically killing cancer stem cells, inducing the differentiation of cancer stem cells, modulating two apoptotic genes(pro-apoptotic and anti-apoptotic genes)(Biomaterials 2013, 34, 4452;Biomaterials 2014, 35, 5591;Biochem Pharmacol 2015, 95, 98), and more recently, inducing the cancer stem cells into normal cells by small molecule and crisper gene-editing reprogramming.Treatment of brain glioma by transporting across the BBB Invasive brain glioma is the most lethal type of cancer and is highly infiltrating. This leads to an extremely poor prognosis and makes complete surgical removal of the tumor virtually impossible.
关键词: BBB ；生物药剂学 ；肿瘤耐药性 ；肿瘤干细胞
摘要： 绿豆作为人们广泛食用豆,含有大量生物活性成分,具有抗氧化、抗菌、抗炎和抗肿瘤活性等功能。因此,为了揭示绿豆的抗肿瘤作用机制,本文选取绿豆多酚为研究对象,明确绿豆中多酚类化合物的种类,揭示绿豆多酚对肝癌细胞的诱导凋亡、抑制迁移的作用机制,分析加工处理对绿豆多酚的影响,为绿豆的加工利用提供有力的数据支撑。本研究采取超声-微波(U-M)协同萃取的方法对绿豆多酚进行提取,利用福林酚法对其多酚含量进行检测,运用植物广靶技术对绿豆中多酚类化合物进行定性定量分析,通过检测清除DPPH自由基以及总抗氧化能力,分析绿豆多酚提取物的抗氧化活性。采用细胞生物学及分子生物学方法,探讨绿豆中多酚类化合物单体荭草苷对肝癌细胞诱导凋亡作用及抑制细胞迁移作用机制。在此基础上,以绿豆多酚提取量为指标,优化煮制、萌发加工工艺,分析加工处理对绿豆多酚含量、荭草苷含量及抗氧化能力的影响,旨在为绿豆的深度开发利用奠定理论基础。结果表明:(1)绿豆多酚提取。采用单因素及正交试验优化得出U-M协同萃取绿豆多酚的最佳工艺条件为U-M处理时间30 min,处理温度45℃,提取固液比1:15(g/mL),乙醇提取剂浓度60%,其多酚提取量为3.14 mg/g。在此条件下绿豆多酚清除DPPH自由基能力为84.27%,总抗氧化能力为28.56 U/mL。(2)绿豆多酚组成成分。采用植物广靶技术,分析发现绿豆中存在46种多酚类化合物单体,其中常见的有表儿茶素、槲皮素、芦丁等,其中含量相对较多的多酚类物质分别为芹黄春、荭草苷、二氢槲皮素、3-羟基酪胺、表儿茶素、异樱花苷、香叶木苷、芦丁、(-)-表没食子儿茶素等。(3)荭草苷诱导肝癌细胞凋亡及抑制迁移作用。采用分子生物学及细胞生物学方法,发现荭草苷主要是调节细胞内ROS水平,调控MPAKs、STAT3及NF-κB信号通路诱导肝癌细胞发生凋亡,调控TGF-β1信号通路抑制肝癌细胞发生迁移。(4)加工处理对绿豆多酚含量的影响。煮制处理最佳工艺参数,即煮制功率400 W,煮制时间30 min,煮制料液比1:20(g/mL),多酚提取量2.44 mg/g,清除DPPH自由基能力为66.30%,总抗氧化能力为23.56 U/mL;萌发最佳参数,即萌发天数4 d,萌发温度35℃,浸泡时间12 h,多酚提取量3.54 mg/g,清除DPPH自由基能力为94.10%,总抗氧化能力为33.92 U/mL;结合植物广靶代谢组学分析及抗氧化实验结果,讨论两者处理后多酚含量的变化情况,分析出煮制处理使部分多酚含量降低,抗氧化能力下降,萌发处理使绿豆的大部分多酚类物质显著增加,抗氧化活性增强,其中包括具有抑制肿瘤效果的荭草苷。结论:本文探明了绿豆中多酚类化合物的种类,明确荭草苷对肝癌细胞诱导凋亡及抑制迁移作用机制,分析得出煮制、萌发加工处理后多酚含量及抗氧化活性的变化情况。可为绿豆的开发利用及功能性食品的研究提供一定的理论支撑。
关键词: 绿豆多酚 ；抗氧化活性 ；荭草苷 ；肝癌 ；细胞凋亡 ；细胞迁移 ；加工方式
被引量
6
摘要： 本论文共四章,第一章论述了米团花(Leucosceptrum canum)二萜/二倍半萜合酶初步催化机制的研究;第二章阐述了“六合一”(LHY)工程大肠杆菌代谢物及抗细菌活性的研究;第三章阐述了竹黄菌(Shiraia bambusicola)和竹红菌(Hpocrellabambusae)化学成分和生物活性的比较研究;第四章综述了竹红菌的化学成分、生物活性以及竹红菌素的给药研究进展。第一章米团花萜类合酶初步催化机制研究二倍半萜(sesterterpenoids)是五个异戊二烯结构单元构成分子骨架的一类天然产物,由二倍半萜合酶催化香叶基法尼基焦磷酸酯(geranylfarnesyl diphosphate,GFPP)衍生而来。前期实验室从米团花腺毛中克隆并功能鉴定了一个双功能二萜/二倍半萜合酶,但它的活性中心以及如何调控两种萜类产物合成的机制尚未知晓。在此基础上,本论文通过对LcTPS25进行定点突变,成功构建了 11个突变酶,并对突变酶进行了体内酶活实分析,结果发现7个突变酶(LcTPS25-277Y/W,-277Y/A,-415I/S,-429W/G,-447T/A,-505N/A和-509V/F)的二倍半萜和二萜合酶活性均显著降低,其中突变酶LcTPS25-277Y/w完全失去活性;突变酶LcTPS25-411L/A的活性变化小,LcTPS25-516F/A的二倍半萜合酶活性显著增强,而LcTPS25-419M/G和-512R/A的二倍半萜合酶活性有一定的增强。另外,本论文研究了LcTPS25在植物体内的功能。构建了LcTPS25和GFPPS瞬时表达载体,并通过农杆菌介导的转化方法实现目的基因在烟草中的瞬时表达。结果显示LcTPS25在烟草瞬时表达体系的酶活产物与其在大肠杆菌表达体系的产物一致,表明LcTPS25的功能可能不受表达宿主的影响。本论文揭示了LcTPS25的初步催化机制,为深入研究植物二倍半萜合酶的催化机制奠定了基础,同时也为二倍半萜化合物的生物合成及代谢工程改造提供了科学依据。第二章“六合一”工程大肠杆菌代谢物与抗细菌活性研究线虫(nematode)是一类病原微生物,植物寄生线虫对全球农作物造成重大危害。课题组前期发现,细菌型聚酮合酶-非核糖体肽合酶(PKS-NRPS)杂合生源次级代谢产物thermolides有显著毒杀线虫活性,并构建了 1株高温菌PKS-NRPS基因簇、谷胱甘肽硫-转移酶、细胞色素P450酶、转运蛋白、水解酶和烯酰还原酶在大肠杆菌BL21中共表达的菌株“六合一”(Lhy)。本论文利用多种柱层析对该工程大肠杆菌发酵液的乙酸乙酯萃取浸膏进行了化学成分的分离与纯化,从中分离鉴定了 15个化合物,包括7个氯霉素的酰基取代衍生物(glhy9～glhy15)。测试glhy10～glhy15的抗细菌活性,发现其活性均比氯霉素低,表明细菌可以通过酰基化作用将氯霉素变成毒性较低的氯霉素衍生物,为细菌抵抗氯霉素的作用机制研究奠定了基础。第三章竹黄菌和竹红菌化学成分及细胞毒活性的比较研究竹黄菌和竹红菌是我国民间用于治疗胃病和风湿性关节炎的传统中药,但它们的区别少有报道。为研究二者的差异,本论文对两种真菌子座的甲醇提取物进行了跟踪分离,从竹黄菌和竹红菌中分别分离鉴定了 14个和8个化合物,两者相同的成分为竹红菌甲素(gSb1)、竹红菌乙素(gSb2)、竹红菌丙素(gSb3)、过氧麦角甾醇(gHb6)、3,6,8-三羟基-1-甲基口山酮(gHb7)和3,8-二羟基-6-甲氧基-1-甲基口山酮(gHb8),其中gSb1～gSb3是两种真菌主要的相同成分;二者主要差异成分为11,11'-二去氧沃替西林(gSb4)和灰黄霉素(gHb5)。首次从竹黄菌中分离到麦角甾-7,22E-二烯-3β,5α,6β-三醇(gSb8)和麦角甾-7,22E-二烯-2β,3α,9α-三醇(gSb10),并首次从竹红菌中分离到竹红菌丁素(gHb4)、gHb5、gHb7和gHb8。活性筛选发现,gSb4对人肺腺癌细胞、人肝癌细胞和人乳腺癌细胞有很强细胞毒活性,gSb1活性较强,而gHb4活性微弱,表明竹黄菌可能比竹红菌更具有抗肿瘤应用前景,为二者的开发利用提供了参考价值。第四章竹红菌的研究进展本章综述了截止2019年3月国内外报道的竹红菌的化学成分、生物活性和竹红菌素的给要研究。
关键词: 萜类合酶 ；催化机制 ；竹黄菌 ；竹红菌 ；代谢物 ；生物活性
摘要： 血栓性疾病是由血栓过度形成导致血管部分或完全堵塞引起的相关疾病。血栓分布在人体不同部位引起的脑血管、心血管及外周性血管疾病的患病率及死亡率处于上升趋势,因此预防血栓形成是治疗血栓性疾病的重要发展方向。天然来源的动植物材料如传统中药、功能性食物等具有显著的抗血栓活性,按其主要作用机制可分为三大类:（1）抑制凝血级联反应以及干扰血栓扩大的抗凝剂;（2）抑制血小板聚集同时抑制血栓形成的血小板抑制剂;（3）能直接溶解已形成血栓的溶栓剂。课题组前期对31种活血化瘀中药及14种功能性食物提取物进行了体外抗血小板聚集活性评价,发现其中部分天然产物对血小板聚集具有良好的抑制活性,说明这些天然产物中确实存在活血化瘀的相关活性物质。因此,本课题旨在通过建立一系列基于离线液相色谱（LC）监测技术的新型天然产物活性成分筛选方法,快速有效地筛选活血化瘀中药（延胡索、川芎、丹参、红花、卷柏）及功能性食物（柑橘属柠檬）中与血栓形成有关的活性成分,并对天然产物及相应活性成分的相关药理作用进行评价。期望筛选出活血化瘀中药和功能性食物中具体的药效物质,在验证其活性的基础上,对活性较好的单体进行药理作用机制研究。此外,建立针对活性中药丹参中极性丹酚酸的快速富集分离方法。系统地为上述药物和食物的进一步开发利用提供参考。本论文主要包括以下八个章节:论文第一章为绪论部分。本章主要介绍了血栓形成过程及目前天然产物抗血栓的药理作用研究进展,突出了天然产物有效成分在抗血栓治疗中的重要性,以及探索药效机理对于药物筛选与研发的必要性。介绍了LC技术作为一种现代高效分离工具在天然产物研究方面的应用,详细描述了基于离线LC分析的天然产物活性成分筛选方法目前的研究和应用趋势。通过描述该技术的基本思路和进展情况,阐明了本研究选题及研究的目的、技术背景和立论依据。论文第二章采用离线血小板直接亲和萃取结合LC-DAD分析,对延胡索和川芎中具有抗血小板聚集活性的成分进行筛选。结果发现延胡索总生物碱提取物（TAE）中有5个能与血小板结合的化合物包括海罂粟碱、脱氢紫堇碱、四氢小檗碱、四氢黄连碱及紫堇碱。体外抗血小板聚集活性评价结果表明该5个化合物对凝血酶（THR）诱导的血小板聚集都有较强的抑制作用(IC50<85μg/mL),并且其中4个（海罂粟碱、四氢小檗碱、四氢黄连碱和紫堇碱）的抗血小板作用为首次发现。此外,含量测定的结果显示,该5个化合物总含量约占TAE的21%,是延胡索TAE中的主要抗血小板聚集活性成分。而川芎中有5个化合物包括咖啡酸、阿魏酸、洋川芎内酯I、洋川芎内酯A、Z-藁本内酯能与血小板特异性结合,其中洋川芎内酯A和Z-蒿本内酯能明显抑制THR诱导的洗涤血小板聚集,是强烈的血小板聚集抑制剂,而另外3个成分体外抗聚集活性较弱。结合含量测定和体外活性测试的结果,发现川芎醇提物中含量最高的两个成分表现了最强的抗血小板聚集活性。尽管由于亲和力-内在活性的限制,血小板萃取结合HPLC分析在筛选天然产物中的特异性活性成分方面显示出一定的局限性,但是该方法确实能快速地缩小复杂基质中活性化合物范围,为具体成分筛选提供便利。论文第三章采用血小板吸附中空纤维LC-DAD生物指纹图谱方法,对丹红混煎剂中潜在的血小板抑制活性成分进行筛选。通过与空白纤维对比,从丹红混煎液中共找出12个靶向血小板的成分。结合LC-MS/MS分析鉴定了其中9个化合物的化学结构,并通过体外试验证实了其中3个化合物包括苯丙氨酸、丹酚酸A和丹酚酸B,对三种激动剂THR、二磷酸腺苷（ADP）以及U46619诱导的血小板聚集的直接抑制作用。通过构效关系理论推测与丹酚酸A和丹酚酸B拥有相似丹参素结构单元的另外2个已筛选出但未获得单体的化合物丹酚酸H/丹酚酸I和丹酚酸L可能也具有血小板抑制活性。吸附性中空纤维的引入在一定程度上对直接血小板亲和萃取进行了改进,一方面减轻了血小板萃取不断离心分离过程中对血小板造成的损伤,另一方面也缩短了筛选时长。该方法可用于寻找其他活血化瘀药材中的其他活性化合物。论文第四章采用THR亲和超滤萃取结合LC-DAD分析对川芎中潜在的THR抑制活性成分进行筛选。通过比较活性和失活THR的超滤萃取结果,找到川芎醇提物中共8个能与活性THR结合的成分,并鉴定了其中3个成分的化学结构。通过体外活性实验测试证明其中异绿原酸C和洋川芎内酯I具有较好的THR抑制活性(IC50分别为206.48μM和197.23μM)。进一步分子对接分析结果表明,该两个化合物都能与THR具有催化活性位点的关键氨基酸残基结合且有较低的结合能。此外,另有4个与所筛选出的化合物结构相似的化合物异绿原酸A和B、洋川芎内酯J和N在与THR的分子对接分析中也显示了与筛选到的活性化合物非常类似的THR结合能量以及结合位点,提示这些化合物可能成为潜在的THR抑制剂。亲和超滤萃取能实现蛋白质靶标和小分子化合物快速分离,通过活性和失活酶的筛选结果比对能增加筛选结果的可靠性,该方法在应用于靶向酶或其他蛋白质等大分子的活性成分筛选上具有快速、高效的特点。论文第五章采用基于LC-MS分析结合化学计量学辅助植物化学分离的方法筛选柠檬提取物中的抗血小板化合物。结果表明柠檬提取物中的7个标志性化合物是柠檬抗血小板聚集的主要活性物质,通过UPLC-IT-TOF-MS技术鉴定了其中5个化合物包括2个香豆素、1个类黄酮、1个三羧酸和1个苯酞类化合物。验证了其中4个化合物即氧化前胡素水合物、柠檬酸、香叶木苷、柠檬内酯的体外抗血小板聚集活性（<300μM）。此外,基于血小板差异蛋白质组学分析,推测柠檬内酯可能通过TXA2/TPβ/GPCR（i）/PI3K/Rap-1b途径抑制血小板功能,并且可能对花生四烯酸（AA）转化为血栓素A2（TXA2）的关键环氧化酶（COX-1）有一定抑制作用。本章通过引入化学计量学的多元统计分析数据处理方法,对传统的活性指导下的植物化学分离过程进行了极大程度的简化,通过分析较初级分离阶段获得的不同极性流分中的组分,挖掘其中的差异组分和潜在活性物质,大大缩短了植物化学分离的过程,节约时间和经济成本。论文第六章应用谱效关系的理念,对卷柏炒炭前后止血活性转变的物质基础进行了研究。药理实验证明,卷柏炭提取物具有较强的止血活性,可以缩短肝素钠病理性出血模型大鼠尾部出血时间（BT）、升高全血粘度（WBV）及血浆粘度（PV）、降低红细胞沉降（ESR）、缩短活化部分凝血活酶时间（APTT）以及增加血浆纤维蛋白原（FIB）含量;而卷柏提取物对BT、WBV、PV、ESR和红细胞压积（PCV）都没有显著影响。通过HPLC-DAD和LC-MS分析卷柏和卷柏炭提取物的成分差异,共鉴定出11个炮制前后的差异成分,并对其中两个代表了变化趋势的化合物二氢咖啡酸和穗花杉双黄酮进行抗/促凝活性分析。发现二氢咖啡酸作为炮制后含量明显升高的化合物,具有显著的止血活性,能促进血小板聚集和缩短凝血时间;而穗花杉双黄酮作为炮制后含量明显降低的化合物,能通过抑制血小板聚集起到活血的作用。说明由于炮制前后化学成分的变化,导致卷柏和卷柏炭对凝血系统起到完全相异的作用。这对临床上两种药物用于凝血系统相关疾病提供了一些参考。论文第七章基于葫芦[6]脲（CB[6]）促进的叠氮-炔基的环加成反应制备了固定在Fe3O4@SiO2纳米粒子上的氨基封端的超分子CB[6]准轮烷复合物材料,对丹参中的极性丹酚酸类化合物进行了萃取研究。通过考察不同萃取条件下材料的吸附能力,推测材料对丹酚酸可能的阴离子交换、疏水相互作用及氢键作用等吸附机制。同时采用静态吸附实验对材料的吸附模型进行了研究,说明材料吸附行为符合Freundlich吸附模型。所采用的材料表现出相当优异的吸附性能,对多个丹酚酸包括迷迭香酸、紫草酸,丹酚酸B和丹酚酸A都具有非常快速的吸附速率（10 min以内）以及相当高的吸附量（15-80 mg/g）。同时材料还兼具良好的可重复使用性、较高的精密度和稳定性。在应用于复杂加标丹参样品中的一些极性丹酚酸类化合物的萃取中显示出较高回收率（95.1%-106.5%）。所建立的针对丹参中几个代表性活性丹酚酸的快速高效萃取方法也有助于丹酚酸类化合物的进一步应用。论文第八章为总结与展望。本文围绕天然产物有效成分研究为核心,以LC技术为基础,通过基于离线LC监测技术的新型天然产物活性成分筛选方法,对中药延胡索、川芎、丹参、红花和食物柠檬中的活血成分进行了筛选,同时对中药卷柏炮制前后与血栓形成相关活性转变的物质基础进行了研究。对筛选出的活性成分进行了与血栓形成过程中包括血流变系统、凝血系统、血小板聚集系统相关指标药理活性的评价和验证。采用差异蛋白质组学的方法对柠檬中抗血小板聚集活性成分柠檬内酯进行了抗血小板聚集机制探索。本研究还采用了基于磁性分散固相萃取的方法对丹参中具有潜在抗血栓作用的活性成分迷迭香酸、紫草酸、丹酚酸B和丹酚酸A进行了有效的分离萃取。总之本研究以LC为分析手段,结合生物活性测定,着重发展天然产物有效成分分离分析方法,以高灵敏度、准确可靠地分离、筛选和鉴定天然产物中的有效成分为目标,建立了包含血小板直接亲和萃取、超滤筛选、中空纤维固定化、计量学辅助植物化学分离以及谱效分析等筛选方法,为活血化瘀中药和功能性食物中有效成分的分离分析及药理作用评价、作用机理探索提供了较为全面的研究方法。这些方法的发展有利于天然产物的质量筛查及物质基础探索,也有利于不断在天然产物研究领域挖掘更多的创新性解决方案。同时研究结果可为相关天然产物中有效成分分离研究及天然产物和活性成分的开发应用提供参考。
关键词: 活血化瘀 ；天然产物 ；活性成分筛选 ；凝血及抗凝作用 ；血小板 ；凝血酶
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摘要： Immune system plays important role in the defense against cancer and has an advantage in cytotoxic therapy. Therefore, targeting immune system to fight against cancer is considered important the field of cancer therapy. Several different strategies are under clinical trials to treat cancer patients by targeting immune system. The chimeric antigen receptor (CAR) modified T cells is a genetic modification of the patient's own immune cells to specifically target and clear cancer cells in the body. This therapy has been found efficient in patients with hematological lymphoma. However, the effect of therapeutic targeting of solid tumors with CAR-T therapy has not been widely reported. Human epidermal growth factor 2 (HER2) is a type I transmembrane protein with tyrosine kinase activity and is over-expressed in various cancer cells with high incidence such as breast cancer, gastric cancer, and lung cancer. About 20%to 30%breast cancer patients are detected with positive HER2 expression. HER2-positive breast cancer patients show resistance to chemotherapy due to aggressive nature. HER2 activate several oncogenic and survival signaling and thereby show resistance to cell death mechanisms. Therefore, treatment of HER2 positive breast cancer patients is challenging and limited therapy options are available in comparison to luminal and triple negative breast cancer. As HER2 is closely related to the formation and development of normal cells into cancerous therefore can be an important tumor antigen and tumor suppressor target. In solid tumors, due to stroma destruction, MHC-restricted cross-presentation of tumor antigens to T cells, is essential. However, CAR-Ts directly recognize antigens in an MHC-independent manner on cancer cells but not stroma cells. In this report, we show engineered CAR-Ts effect on established HER2 positive tumors with provision of a suitable CD28 co-stimulatory signal. The purpose of this study is to observe the effect of CAR T cells in HER2 positive breast tumor cells in the treatment of solid tumors. In this study, CAR T cells targeting HER2-positive tumor cells were constructed, and the anti-tumor effect of HER2-CAR T cells was tested in vitro. Finally, the molecular mechanism was examined. Main research contents and results are as followings: (1) The lentivirus shuttle pCDH-MCS-EF1-GFP was used as a vector, the HER2-CAR gene was inserted into the vector by Infusion cloning and the pCDH-HER2-CAR-GFP recombinant plasmid was successfully constructed. (2) Recombinant lentivirus Lv-HER2-CAR was packaged with the constructed recombinant lentiviral plasmid transfected into 293T cells to obtain a recombinant virus suspension with a titer up to 2 ×108 pfU/mL, Lv-HER2-CAR transduced via CD3 and CD28 Antibody-activated peripheral blood mononuclear cells (PBMCs), HER2-CARswere detected by RT-PCR and flow cytometry on the surface of PBMCs, and HER2-CAR T cells were obtained. (3) This study highlights the importance of targeting HER2 signaling with CAR therapy in HER2 breast cancer patients. Moreover, CAR therapy may play important role in the inhibition of cell growth and proliferation of HER2 positive breast cancer cells.HER2 positive breast cancer cells show abnormal cell growth and proliferation that is coupled with increased DNA synthesis and migration. Therefore, it is important to block the abnormal growth of HER2 positive breast cancer cells for better treatment of HER2 positive breast cancer patients. In conclusion, the main aim of my work is to identify novel approach and mechanisms for better treatment and prolong survival of HER2 positive breast cancer patients. These results will be helpful to better understand the cancer progression mechanisms of HER2 positive breast cancer. This study might be helpful in the near future for designing of some novel antibodies that could target HER2 breast cancer. This study will further support the work of CAR-therapy in HER2 breast cancer research.
关键词: 人生长因子受体2 ；嵌合抗原受体 ；T细胞 ；抗乳腺癌
摘要： 香叶木苷又名地奥司明(Diosmin)是香叶木素(3',5,7-三羟基-4'-甲氧基黄酮)的苷元部分,在柑橘类水果、芸香科植物如两面针、茜草科药用植物如蓬子菜等天然植物中的含量丰富。近年来有报道,香叶木苷可抑制肿瘤细胞增殖,对癌细胞具有特异性促凋亡活性和化学预防作用,因而被认为是有潜质的抗肿瘤药物。本文将对香叶木苷对肿瘤细胞的增殖与凋亡等方面的机制作以研究。本研究的主要结果如下:(1)利用清除DPPH自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基及ABTS自由基法、亚铁离子螯合法和总还原力测定法对槲皮素、芦丁、橙皮苷和香叶木苷的体外抗氧化活性进行比较,验证了香叶木苷具有较强的抗氧化活性,其抗氧化能力与槲皮素、芦丁接近。(2)利用MTT法筛选香叶木苷对6种癌细胞系的增殖抑制作用,实验表明,香叶木苷对HepG2肝癌细胞的作用效果最明显,150μg/m L时开始有效果,200～400μg/m L作用效果显著且抑制率接近,因此选择200μg/m L为最佳浓度深入研究香叶木苷抑制HepG2肝癌细胞的作用机制。(3)对香叶木苷作用于HepG2肝癌细胞的机制的进一步研究得到以下结果:倒置显微镜直接观察发现作用3～5 h后细胞出现肿胀变形,7 h后出现小颗粒状物质,部分细胞呈碎块状,细胞数量明显减少,给药后出现枝状结晶;HE染色后观察发现3～5 h后胞内染色质聚集混乱,7 h后细胞膜被损坏,染色体断裂,细胞周围形成小泡,多数细胞呈碎裂状;利用流式细胞仪检测细胞周期分布,发现给药组处于G0/G1、G2/M期细胞的数量显著减少,S期细胞变化不明显,推测香叶木苷可能破坏G0/G1、G2/M期;利用流式细胞仪检测细胞凋亡情况,发现大部分细胞处于凋亡晚期或死亡区域内;利用DCFH-DA法测定给药后细胞内ROS的变化,发现给药后荧光强度明显增加,说明香叶木苷可诱导细胞内ROS的产生;荧光显微镜观察发现细胞由原来的多角形、菱形变圆,产生大小不一的圆形小颗粒,部分细胞局部出现破洞,随着作用时间延长细胞碎裂程度越高,推测香叶木苷可诱导HepG2肝癌细胞发生坏死作用。(4)探讨香叶木苷对HepG2肝癌细胞蛋白水平的影响,实验采用2-DE蛋白质双向电泳对细胞全蛋白进行表达差异的蛋白点进行筛选,在给药组凝胶上检测到976个蛋白点,空白组凝胶上检测到787个蛋白点,其中只在给药组中出现的蛋白点有265个,只在空白组中出现的蛋白点有2个,相对于空白组,给药组有42个蛋白点2倍上调。利用MALDI-TOF/TOF-MS质谱技术,对选取的7个差异蛋白点进行分析,并依据Gene Ontology、KEGG Pathway及String Network对其生物学功能进行下一步分析。最终推测香叶木苷对HepG2肝癌细胞的损伤作用的可能通路如下:与ACTA2相关的可能通过破坏细胞骨架结构,并调控Raf/MEK/ERK/Ca D通路与PI3K/Akt而起作用;与ENO2相关的可能与氨基酸的生物合成及糖代谢途径相关;与PKM相关可能与Ca信号通路和c AMP信号通路相关;与Hsp A8相关的可能为调控TGF-β/RTK/clathrin、MKK4/7/JNK/c-JUN/Jun D或JNK/MKP/PTP/p38及NF-κB通路;与AFP相关的可能为调控Hippo-YAP和Akt通路。因此推测香叶木苷对HepG2肝癌细胞的破坏作用可能是多途径共同参与的。
关键词: 香叶木苷 ；HepG2 ；坏死 ；双向电泳
被引量
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摘要： 青藏高原地处“世界屋脊”，海拔高，日照强烈，昼夜温差大，冰川水源丰富，其复杂而独特的自然地理环境形成了丰富多彩的植物资源种类，孕育了众多耐寒、抗缺氧、生物活性高的藏药材。早在远古时代，生活在青藏高原的藏族劳动人民在与疾病作斗争的过程中，就逐步积累了丰富的藏医药经验，形成了博采众长的医药学理论体系。藏药根植于雪域高原，是我国传统医药的重要组成部分。作为中医药的重要补充，藏药在保障人民生命健康方面发挥着独特的作用。对藏药材进行深入系统的化学成分研究，有利于了解药物作用的活性物质，有利于发现活性好的先导化合物，从而为开发研制新药提供基础。 本实验室几年来对多种藏药进行了系统研究，发现藏药掌叶橐吾(Ligulariaprzewalskii(Maxim.)Diels)，大籽蒿(Artemisia sievrsiana Ehrhart ex Willd.)和肉果草(Lancea tibetica Hook.f.et Thoms.)提取物具有良好的抗肿瘤生物活性。本文对这3种藏药的化学成分进行了深入系统的研究，应用各种分离材料从3种植物中共分离得到了82个化合物，并依现代波谱手段鉴定了全部82个化合物的结构，其中5个为新的化合物，46个化合物首次从该3种藏药中分离得到，并对分离得到的新化合物进行了肿瘤抑制活性测试。 从藏药掌叶橐吾全草的乙醇提取物中分离得到24个化合物，利用UV、IR、MS、NMR等现代波谱技术鉴定了24个化合物，结构分别为:(1βH，3βH)-环氧-齐墩果烷型-13(18)-烯-3α，2-内酯(Z-1)，8β-羟基-(10βH)-14β-甲基-6α-当归酰基-艾里莫芬-7(11)-烯-8α，12-内酯-15α-羧酸（Z-2），芫花素(Z-3)，木犀草素（Z-4），芹菜素(Z-5)，柯伊利素(Z-6)，4-烯-3-谷甾酮(Z-7)，β-胡萝卜苷(Z-8)，7-羟基-6-甲氧基香豆素(Z-9)，呋喃-艾里莫芬-4β，6α-内酯(Z-10)，5，6-二甲氧基-2-异丙基-苯骈呋喃（Z-11），木犀草素-7-O-β-D-Glc(Z-12)，香叶木苷(Z-13)，10β-羟基-8β，9β-环氧-艾里莫芬-7(11)-烯(Z-14)，8β-羟基-艾里莫芬-7(11)-烯-6α，15;8α，12-双内酯(Z-15)，2-乙酰基-5，6-二甲氧基-苯骈呋喃(Z-16)，10β-羟基-艾里莫芬-8(9)，7(11)-二烯-6α，15;8，12-双内酯(Z-17)，8β-羟基-6β-当归酰基-艾里莫芬-7(11)-烯-8α，12-内酯-15-羧酸(Z-18)，β-谷甾醇（Z-19），艾里莫芬-7(11)-烯-6α，15β;8α，12-双内酯(Z-20)，艾里莫芬-8(9)，7(11)-二烯-6α，15;8，12-双内酯(Z-21)，2-异丙烯基-5-乙酰基-7-羟基-2，3-二氢苯骈呋喃(Z-22)，泽兰素(Z-23)，8β-甲氧基-艾里莫芬-7(11)-烯-6α，15;8α，12-双内酯(Z-24)。其中2个化合物(1βH，3βH)-环氧-齐墩果烷型-13(18)-烯-3α，2-内酯（Z-1），8β-羟基-(10βH)-14β-甲基-6α-当归酰基-艾里莫芬-7(11)-烯-8α，12-内酯-15α-羧酸(Z-2)为新化合物，11个化合物(Z-3到Z-13)为首次从该植物中分离得到。 从藏药大籽蒿全草的石油醚-乙醚-甲醇(1∶1∶1)的提取物中分离得到34个化合物，鉴定了34个化合物，其结构分别为:2α，9α-dihydroxymuurol-3(4)-en-12-oic acid(D-1)，13α-甲基-(5αH，6αH，7αH，8αH)-奥菊素8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(D-2)，4，10-epizedoarondiol(D-3)，leukodin(D-4)，5，7-二羟基-6，8，3'，4'-四甲氧基黄酮(D-5)，柯伊利素(D-6)，3，5，7-三羟基-3'，5'-二甲氧基黄酮(D-7)，1，8-二羟基-4-甲氧基蒽醌(D-8)，芝麻素(D-9)，diayangambin(D-10),epiyangambin(D-11)，连翘苷(D-12),simplocosin(D-13),12-epi-eupalmerone(D-14)，3-含氧-11α-H-吉玛烷-1(10)E,4Z-二烯-12，6α-内酯(D-15)，1-O-β-D-吡喃葡萄糖-(2S,3S,4R，8E)-2-[(2'R)-2'-羟基十六酰氨基]-8-十八烷-1，3，4-三醇(D-16)，chisitine2(D-17)，D-3-O-甲基肌醇(D-18)，薄荷酮(D-19)，色氨酸(D-20)，蔗糖(D-21)，豆甾醇(D-22)，蓍草苦素(D-23)，3α，4α，10β-三羟基-8α-乙酰基-11βH-愈创木烷-1-烯-12，6α-内酯(D-24)，3α，4α，10β-三羟基-11βH-愈创木烷-1-烯-12，6α-内酯(D-25)，sieversol(D-26)，2α，4α，8α，-三羟基-3α-乙酰基-11βH-愈创木烷-1(10)-烯-12，6α-内酯(D-27)，epiashchantin(D-28)，3α，4α-二羟基-8α-乙酰基-11βH-愈创木烷-1，9-二烯基-12，6α-内酯(D-29)，芦丁(D-30)，5-甲氧基芝麻素(D-31)，11，14，15-三甲基-6-酮基-1(10)，3-二烯-12，5-内酯(D-32)，3，5-二羟基-6，7，3'，4'-四甲氧基黄酮(D-33)，苜蓿素(D-34)。其中2个化合物2α，9α-dihydroxymuurol-3(4)-en-12-oic acid(D-1)，13α-甲基-(5αH，6αH，7αH，8αH)-奥菊素8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(D-2)为新化合物，D-1的结构通过X-ray晶体衍射进一步证实，19个化合物(D-3到D-21)为首次从该植物中分离得到。 从藏药肉果草全草的乙醇提取物中分离得到24个化合物，利用UV、IR、MS、NMR等现代波谱技术鉴定了24个化合物，其结构为:6-O-十一酰基-α,β-海藻糖(R-1)，betulinicacid(R-2)，(3β)-羽扇豆烷-20(29)-烯-3-硬脂酸基(R-3)，2α,3α-二羟基齐墩果烷-12-烯-28-酸(R-4)，dillenic acid B(R-5)，柯伊利素(R-6)，木犀草素(R-7)，5，7，3'，5'-四羟基-4'-甲氧基黄酮(R-8)，苜蓿素(R-9)，5-羟基-4'-甲氧基黄酮(R-10)，5，6-二甲氧基-2-异丙基-苯骈呋喃(R-11)，7-O-(2"-O-glucuronosyl)glucuronosyltricin(R-12)，1-羟基-8-甲氧基(口)山酮(R-13)，薄荷酮(R-14)，(-)-连翘苷元(R-15)，肌醇(R-16)，番茄红素(R-17)，齐墩果酸(R-18)，sylvatesmin(R-19)，连翘苷(R-20)，simplocosin(R-21)，兰石草苷B(R-22)，芝麻素(R-23)，蔗糖(R-24)。其中1个化合物6-O-十一酰基-α,β-海藻糖(R-1)为新化合物，16个化合物(R-2到R-17)为首次从该植物中分离得到。 另外，本课题重点对分离得到的新化合物Z-1～Z-2，D-1～D-2的肿瘤抑制活性做了初步研究，总结和归纳了近几年来艾里莫芬烷倍半萜的化学和药理研究进展。
关键词: 藏药 ；掌叶橐吾 ；大籽蒿 ；肉果草 ；化学成分 ；抗肿瘤活性
摘要： 背景:天然二倍半萜类化合物是一类重要的萜类化合物。这类化合物在生源上是由焦磷酸香叶基金合欢酯(geranylfarnesyl pyrophosphate,GFPP)合成的,多为结构复杂的非线型(多环型)化合物。线型二倍半萜作为二倍半萜类化合物的一个类别,与多环型二倍半萜相比数量较少,其结构多为链状。迄今为止,从天然界发现的线型二倍半萜类化合物达200余个,其中大部分来源于海绵。作为海绵的一种次生代谢产物,研究表明该类化合物中很多都具有较好的抗菌、抗病毒、抗炎、抗肿瘤及抑制生物酶等活性。 天然产物variabilin是从海洋海绵Ircinia variabilis中分离出的一种线型二倍半萜类化合物。Variabilin结构中含有一个呋喃环末端和一个特窗酸末端,中间被三个异戊烯基首尾相连接。目前已发现了60余个variabilin的异构体和衍生物。除variabilin外,还包括variabilin的双键异构体、其衍生物、降解产物及盐类。由于该类化合物基本结构中均包含由三个异戊烯单位构成的链烯、五元杂环及特窗酸结构单元或为其降解产物,因此将该类化合物统称为variabilins。Variabilin具有广泛而显著的生物活性,如抗肿瘤,抗炎,抗菌,抗病毒,抑制生物酶活性等。研究表明,variabilin对肿瘤细胞不仅有细胞毒性,而且能够通过激活肿瘤细胞内的缺氧诱导因子(hypoxia-inducible factor-1 ,HIF-1)抑制肿瘤细胞增殖。此外,variabilin对组织炎症具有双重免疫抑制作用。Variabilin类化合物目前仍主要来源于海绵。然而由于该类化合物在海绵中含量甚低,且从海绵中提取分离操作复杂,成本较高,加上variabilin结构不稳定,易氧化降解,这在很大程度上限制了对该类化合物的系统研究和开发。 鉴于国内外在该领域的研究状况,本论文以最具代表性的variabilin为目标分子,建立有效、简洁的全合成方法,深入研究全合成中的关键反应,优化反应条件,基本合成目标分子。本论文建立的合成方法可扩展成为该类化合物的通用合成方法,并对Variabilins及其类似物的合成提供方法学依据。同时,也为海洋线型二倍半萜类活性成分的追踪、全合成、结构修饰和构效关系研究奠定基础。 研究内容: 1.本文综述了海绵中线型二倍半萜类天然产物的研究进展,详细的介绍了线型二倍半萜类化合物的结构特征、分类,构效关系和合成研究等研究状况以及对该类天然产物未来的研究展望。 2.本文对线型二倍半萜产物Variabilin类的合成方法进行来研究。主要分以下两个部分:(1)链烯的合成研究。本文设计了两条链烯合成路线。起初我们按照路线一的设计,但在合成化合物7的过程中除了仅有的一次成功外再也没有重复出结果。最终按照路线二的设计,以香叶醇为原料,经羟基保护,经烯丙位Sharpless氧化,还原等反应以66%的产率得到重要的中间体产物4((2E,6E)-2,6-二甲基-8-苯亚磺酸基-2,6-辛二烯-1-醇)。化合物4经过卤代,与丙二酸二乙酯亲电加成后,经进一步水解,脱羧,还原得中间产物21((4E,8E)-4,8-二甲基-10-苯亚磺酸基-4,8-癸二烯-1-醇)。化合物21结构中羟基经卤代后,在LDA作用下与丙酸乙酯发生亲电加成反应,产物经还原后成功的得到链烯9((6E,10E)-2,6,10-三甲基-12-苯亚磺酸基-6,10-二烯-1醇)。(2)Variabilin的合成研究。本文根据链烯与五元杂环和特窗酸单元不同的先后连接顺序设计了两条合成路线。路线设计二相对路线设计一简洁,实验过程中按照路线二的设计,链烯首先与特窗酸单元连接,然后通过Biellmann-Ducep偶联反应连接呋喃环。本文以链烯9为原料,经伯醇氧化反应,Knoevenagel反应,Biellmann-Ducep偶联反应等六步反应得到variabilin衍生物26,总产率36.5%。 本论文以香叶醇为原料,经十六步反应得到variabilin的衍生物26。全部化合物结构经ESI-MS、1H-NMR初步鉴定,部分化合物结构还需13C-NMR进一步确认。 结论与展望: 本文以海洋线型二倍半萜中最具代表性的variabilin为目标分子进行全合成研究。实验结果得到了variabilin化合物的类似物26。化合物26经脱砜基等还原反应即可得到variabilin。我们根据该类化合物的结构特点设计并建立了简洁、有效的合成方法,在此基础上可将该合成方法应用于variabilin类似物的合成,开发为合成该系列二倍半萜的通用合成方法,有效解决variabilin类化合物研究中的样品来源问题。同时,通过variabilin及其衍生物和类似物的合成,全面、系统的研究该类化合物的活性及其作用机制,深入研究其构效关系,为进一步研究开发结构更简单、更稳定,活性更高,毒副作用更小的创新药物奠定基础。
关键词: 香叶醇 ；链烯 ；线型二倍半萜 ；Variabilin ；合成