生姜和玉簪花生物活性成分研究

摘要

生姜（Zingiber officinale Rosc.）是姜科植物的新鲜根茎，为多年生草本植物。生姜广范种植于世界各地，在日常生活中是一种不可或缺的根茎类的辛香调味品。玉簪花[Hosta plantaginea(Lam.)Aschers]为百合科玉簪属植物，是临床常用的蒙药之一。本课题采用CO2超临界流体萃取技术和传统的提取法对原药材进行活性成分提取;使用MCI硅胶、正相硅胶、大孔树脂、反相硅胶、凝胶Sephadex LH-20和高效液相色谱等多种色谱分离技术系统的研究了两种药用植物——生姜和玉簪花的化学成份，然后综合运用现代多种光谱学方法(1H-NMR、13C-NMR、HSQC、HMBC、COSY、NOESY、HR-TOF-ESI-MS、X-ray和IR等）对所得化合物进行结构鉴定，并对其体外抗肿瘤活性进行了筛选。通过分离得到了28个化合物（9个从生姜中分离得到;19个从玉簪花中分离得到），鉴定了其中的16个化合物的结构。从玉簪花分离得到的化合物中，4个化合物被确定为新化合物(HP-6，HP-7，HP-10，HP-16)，3个化合物(HP-1，HP-15，HP-17)为玉簪中首次分离。
　　从生姜中分离得到9个化合物，确定了其中5个化合物的结构，均为姜酚类化合物。所鉴定化合物分别是:ZR-1:5-羟基-1-（4-羟基-3-甲氧基）-3-辛酮;ZR-3:5-羟基-1-(4-羟基-3-甲氧基)-3-癸酮;ZR-4:5-羟基-1-（4-羟基-3-甲氧基）-3-十二酮;ZR-8:5-羟基-1-（4-羟基-3-甲氧基）-3-十四酮;ZR-5:5-羟基-1-(4，5-二羟基-3-甲氧基)-3-癸酮。
　　从玉簪花中分离得到19个化合物，确定了其中11个化合物的结构，包括苯丙素类、甾体类和糖苷类等物质。它们分别是:HP-1:邻苯二甲酸双-(2-甲基)-庚酯;HP-2:3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-丙烯酸甲酯;HP-3:(1E，4E)-1，5-双-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1，4-二烯-3-戊酮;HP-4:4-羟基-3-甲氧基苯甲酸;HP-6:(25R)-2α，3β，17β，24β-四羟基-5α-螺甾烷;HP-7:(25R)-2α，3β，24β-三羟基-5α-螺甾-9(11)-烯-12酮;HP-8:(25R)-2α，3β-二羟基-5α-螺甾-9(11)-烯-12酮;HP-10:16，22-氧代-26-羟基胆甾-4-烯-3-酮;HP-15:(2S)-1-O-亚麻烯酰基-3-O-β-D-吡喃半乳糖基甘油;HP-16:(2S)-1-O-(10，13)-十七烯酰基-3-O-β-D-吡喃半乳糖基甘油;HP-17:1-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(2S，3R，4E，8Z)-2-[（2-羟基十六烷酰基）酰氨基]-4，8-十八碳二烯-1，3-二醇。
　　我们对上述16个化合物的体外抗肿瘤活性进行了筛选，研究了这些化合物对肿瘤细胞增殖的抑制作用，并初步探讨其抗肿瘤作用的分子机制。从生姜中分离鉴定的5个化合物对人乳腺癌、肺癌、肝癌和食管癌细胞增殖的影响结果发现，ZR-4和ZR-8抑制肿瘤细胞增殖作用较明显，尤以ZR-8的抑制作用最强。ZR-8对乳腺癌MDA-MB-231和MCF-7细胞的IC50分别为25.80±1.39μmol/L和35.29±2.70μmol/L。流式细胞术研究结果表明，ZR-4和ZR-8可引起乳腺癌细胞周期阻滞在G1期，其中ZR-8作用于MDA-MB-231和MCF-7细胞24h后G1期细胞的百分比分别为(66.73±2.93)％和(66.59±2.49)％，而对照组G1期细胞的百分比分别为(47.39±1.97)％和(49.17±3.52)％，处理组和对照组之间的差异有统计学意义(P＜0.01)。Western blot结果表明，ZR-4和ZR-8处理MDA-MB-231和MCF-7细胞后，可引起G1期相关蛋白CyclinD1和CDK4的表达下调，并可降低MAPK信号通路中ERK的磷酸化水平，增强p38的磷酸化水平。将玉簪花中分离鉴定的化合物作用于人乳腺癌和肝癌细胞后发现，HP-8对乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖的抑制作用较明显;HP-6和HP-8对乳腺癌MCF-7细胞增殖的抑制作用较明显，尤以HP-6的抑制作用最强。HP-6和HP-10对肝癌SMMC-7721细胞增殖的抑制作用较明显。以上结果表明，不同化合物对不同肿瘤细胞增殖的抑制作用不同，提示这些化合物可选择性地抑制肿瘤细胞的增殖。
　　本课题通过对药用植物的系统研究，为进一步研制和开发新型抗肿瘤药物提供了科学依据和有价值的潜在先导化合物，也将药用植物进一步开发为抗肿瘤活性药物研究积累了新的理论基础，对后续开发利用我国的传统医药资源具有极其重要的理论意义和实用价值。

目录

声明

缩略语表

摘要

前言

一．生姜活性成分的研究概况和立题依据

二．玉簪花活性成分的研究概况和立题依据

第一部分 生姜生物活性成分研究

1．实验器材

2．实验药材

3．提取

4．分离、纯化

二．化合物的结构鉴定

三．抗肿瘤细胞活性实验

1．实验方法

2．实验结果

四．结论与讨论

第二部分 玉簪花生物活性成分研究

1．实验材料

2．实验药材

3．提取

4．抗肿瘤细胞活性指导下的分离、纯化

二．化合物的结构鉴定

三．抗肿瘤细胞活性实验

1．实验方法

2．实验结果

四．结论与讨论

全文总结

参考文献

文献综述 生姜中姜酚类活性成分研究综述

攻读学位期间的研究成果

致谢

附录