五种新疆特有药用草乌生物碱成分及生物活性研究

摘要

药用草乌类植物主要分布于毛茛科乌头属（Aconitum）、翠雀属（Delphinium）植物，多种被作为民间用药，如川乌、附子、黄草乌等，具有清热解毒、抗炎、镇痛等效果。草乌类植物的主要成分和特征成分二萜生物碱具有抗心律失常、强心、抗肿瘤、神经保护等作用，从中寻找二萜生物碱类新药具有显著的现实意义。然而生长环境等多种因素会对草乌中二萜生物碱的种类及含量产生显著影响。本文针对新疆特有草乌，分三年时间分别从新疆伊犁、新疆博尔塔拉州等地采集了天山翠雀花、伊犁翠雀花、圆叶乌头、空茎乌头和拟黄花乌头对其生物碱成分和生物活性进行研究，并探讨了五种植物的亲缘关系归属。在五种植物中都未发现显著的抗肿瘤活性成分。后续研究发现空茎乌头中连二邻氨基苯甲酰基单元的乌头碱型C19二萜生物碱Apetalrine A（ALA）对MPP+诱导的SH-SY5Y慢性损伤细胞具有优越的保护活性。这意味着新疆特有草乌中所含的二萜生物碱在神经保护作用方面具有潜在的应用前景。基于上述思路，本论文进行了以下工作： 利用正、反相硅胶柱色谱、碱性氧化铝柱色谱以及重结晶等多种手段对五种植物中的二萜生物碱进行系统的化学研究，采用HR-ESI-MS、NMR、IR、X-ray等多种波谱方法对化合物进行表征，共分离鉴定了99个二萜生物碱。其中新化合物36个，包括1个首次发现的缀合二萜的二萜生物碱；1个新类型双二萜生物碱—海替生-重排海替生型和2个含糖结构的二萜生物碱；并首次发现5个连二邻氨基苯甲酰基单元的二萜生物碱。为进一步研究新疆特有的五种植物的药用价值，寻找具有较优生物活性的先导化合物，测试了部分化合物的体外抗肿瘤活性和神经保护活性，发现了有望开发成为新型抗阿尔兹海默症药物的先导化合物Apetalrine A。本研究丰富了二萜生物碱植物化学分类学（空茎乌头、拟黄花乌头等）和新疆药用草乌化学研究的内容。此外，本文对来源于植物的作用于阿尔兹海默症的丁酰胆碱酯酶抑制剂进行了归纳和总结。 一、五种新疆特有乌头属和翠雀属植物生物碱成分研究 1. 空茎乌头中生物碱成分研究 空茎乌头（Aconitum apetalum（Huth）B. Fedtsch.）为毛茛科乌头属植物，生于我国新疆地区。本文首次对采自新疆伊犁唐布拉草原的空茎乌头中生物碱成分进行研究，共分离鉴定了25个二萜生物碱，包括23个C19型和2个C20型，新化合物15个（Apetalrines A-E，Apetaldines A-J）。Apetalrines A-E是首次发现的连二邻氨基苯甲酰基单元的乌头碱型C 二萜生物碱；Apetaldines A-J是罕见的含有邻氨基苯甲酸衍生物取代基的乌头碱型C19二萜生物碱。已知化合物包括8个乌头碱型C19二萜生物碱：Talassicumine A、Aconorine、Acobretine E、Cammaconine、8-O-ethylcammaconine、3-deoxyaconitine、Aconotine、Taurenine；2 个维特钦型 C20二萜生物碱：Songorine、Songomine。为评价空茎乌头中的二萜生物碱生物活性，运用MTT法测试了化合物Apetalrines A-E、Apetalrines A-J、Talassicumine A、Aconorine、Acobretine E、Cammaconine、8-O-ethylcammaconine对体外培养的人结肠癌细胞（HCT116）、人乳腺癌细胞（MCF-7）和人肝癌细胞（HepG2）增值抑制率的影响，并未发现活性较好的化合物（IC50> 30 μM,n= 3）。此外，运用MTT法测试了化合物Apetalrines A-E、Apetaldine A、Apetaldine D、Acobretine E、Songorine、Methyllycaconine、Lappaconitine、Talatisamine对MPP+诱导的SH-SY5Y慢性损伤细胞的保护活性，结果表明：连二邻氨基苯甲酰基单元的乌头碱型C19二萜生物碱Apetalrine A（ALA）对MPP+诱导的SH-SY5Y慢性损伤细胞具有优越的保护活性，在浓度为50 μM时，保护率达到77%，该化合物有望开发成为新型的抗阿尔兹海默症药物。 2. 拟黄花乌头中生物碱成分研究 拟黄花乌头（Aconitum anthoroideumDC.）是毛茛科乌头属植物，生于我国新疆地区。对采自新疆博尔塔拉州赛里木湖的拟黄花乌头中生物碱成分进行研究，共分离鉴定了22个二萜生物碱，新化合物10个（Anthoroidines A-J）。Anthoroidine A为首次发现缀合二萜的二萜生物碱；Anthoroidine B为新类型双二萜生物碱—海替生-重排海替生型；Anthoroidines C-E是继新骨架化合物Racemulosine被报道后，另外3个该骨架类型的二萜生物碱；此外，利用X射线单晶衍射技术验证了化合物Anthoroidine F的空间构型。已知化合物包括3个乌头碱型C19二萜生物碱：Talatizidine、Condelphine、Talatisamine；1个阿替生型C20二萜生物碱Atisinium chloride；1个海替定型C20二萜生物碱Hetidine hydrochloride；1个瓦那文型C20二萜生物碱Trifolidasine E；5个海替生型C20二萜生物碱：(+)-(13R,19S)-1β,11α-diacetoxy-2α-benzoyloxy-13,19-dihydroxyhetisan、Hetisine、Tadzhaconinie、Hetisinone、Nominine；1 个特殊骨架的C20 二萜生物碱：Aconicarmicharcutinium hydrochloride。同时，运用 MTT 法考察了化合物Anthoroidines A-J、Hetidine hydrochloride、Trifolidasine E、Atisinium chloride、Nominine、Tadzhaconinie、Hetisinone、Aconicarmicharcutinium hydrochloride、Hetisine、(+)-(13R,19S)-1β,11α-diacetoxy-2α-benzoyloxy-13,19-dihydroxyhetisan对体外培养的人结肠癌细胞（HCT116）、人乳腺癌细胞（MCF-7）和人肝癌细胞（HepG2）增值抑制率的影响，并未发现活性较好化合物（IC50> 30 μM,n= 3）。此外，运用MTT法测试了化合物AnthoroidinesF-J，Hetidine hydrochloride，Trifolidasine E，Hetisinone，Atisinium chloride，Nominine，(+)-(13R,19S)-1β,11α-diacetoxy-2α-benzoyloxy-13,19-dihydroxyhetisan ，Hetisine ，Tadzhaconinie，Aconicarmicharcutinium hydrochloride 对 MPP+诱导的SH-SY5Y慢性损伤细胞的保护活性，仅化合物Nominine有较弱的保护活性，在浓度为50μM时，保护率为34.4%。 3. 圆叶乌头中生物碱成分研究 圆叶乌头（Aconitum rotundifoliumKar. & Kir.）是毛茛科乌头属植物，生于我国新疆地区。对采自新疆伊犁昭苏县阿合牙孜沟和新疆博尔塔拉州赛里木湖的圆叶乌头中生物碱成分进行研究，分离鉴定了16个二萜生物碱，新化合物4个（Rotundifosines D-G）。Rotundifosine G为罕见的连接4-[2-(dimethylamino) ethyl]-phenol取代基的C20二萜生物碱。12个已知化合物包括1个牛扁碱型C19二萜生物碱：Delcorine；3 个内酯型 C19 二萜生物碱：8-acetylherophyllisine、Rotundifosine C、Heterophyllidine；4个阿替生型C20二萜生物碱：Atidine、Chellespontine、Atisinium chloride、Ajaconine；4个海替生型C20二萜生物碱：Tadzhaconinie 、 Hetisine 、 (+)-(13R,19S)-1β,11α-diacetoxy-2α-benzoyloxy-13,19-dihydroxyhetisan、Hetisinone。同时，运用MTT法考察了化合物Rotundifosines D-G、8-acetylherophyllisine、Atidine、Tadzhaconinie、Ajaconine、Hetisinone，对体外培养的人结肠癌细胞（HCT116）、人乳腺癌细胞（MCF-7）和人肝癌细胞（HepG2）增值抑制率的影响，并未发现活性较好的化合物（IC50>50 μM，n=3）。同时，运用MTT法考察了化合物Rotundifosines D-G对MPP+诱导的SH-SY5Y慢性损伤细胞的保护活性，4个化合物均无保护活性。 4. 天山翠雀花中生物碱成分研究 天山翠雀花（Delphinium tianshanicumW. T. Wang.）是毛茛科翠雀属植物，生于我国新疆地区。对采自新疆伊犁昭苏县康苏沟的天山翠雀花中生物碱成分进行研究，分离鉴定了26个化合物，包括24个C19型和2个C18型二萜生物碱，新化合物5个（Tianshanitines A-E）。Tianshanitine A是首次发现的母核1号位连接有苯甲酰基取代的C19型二萜生物碱。此外，利用X射线单晶衍射技术验证了化合物Tianshanitine C的空间构型。21个已知化合物包括1个高乌宁碱型C18二萜生物碱：Lappaconitine；1 个冉乌宁碱型 C18二萜生物碱：Ranaconitine；1 个乌头碱型C19二萜生物碱：Bicoloridine alcohol；18个牛扁碱型C19二萜生物碱：Tianshanitine、Elatidine、Delsemine A、Delsemine B、6-deoxydelpheline、Blacknidine、6-O-methyldelcorine、Lycoctonine、7,8-methylenedioxylycoctonine、Potansine A、Anthranoyllycoctonine、DelcoridineⅠ、Delpheline、Delavaine A、Delavaine B、Delavaine A Free Acid、Delavaine B Free Acid、Delphatine。同时，运用MTT法考察了化合物Tianshanitines A-E、Tianshanisine、Delsemine A、Delsemine B、6-deoxydelpheline 、 6-O-methyldelcorine 、 Lappaconitine 、 Ranaconitine 、7,8-methylenedioxylycoctonine、Anthranoyllycoctonine、Delpheline、Bicoloridine alcohol、Delavaine A、Delavaine B、Delphatine，对体外培养的人结肠癌细胞（HCT116）、人乳腺癌细胞（MCF-7）和人肝癌细胞（HepG2）增值抑制率的影响，并未发现活性较好的化合物（IC50>50 μM，n =3）。 5. 伊犁翠雀花中生物碱成分研究 伊犁翠雀花（Delphinium iliense Huth.）为毛茛科翠雀属植物，生于我国新疆地区。对采自新疆伊犁尼勒克县乔尔玛G217国道6

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