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

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SPSⅠ、SPSⅡ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GScutebarbatine 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，ScutelinquanineD)，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2.0-8.1μM。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。