具有降脂活性的天然产物的发现及其作用机制研究

发布时间：2020-07-11 17:51

【摘要】：高血脂症是造成动脉粥样硬化的主要危险因素,可进一步导致一系列心脑血管疾病的发生,严重危害人类的健康。他汀类药物是临床上使用最为广泛且最为安全有效的降脂药物,但仍有一些医疗需求未得到满足。前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK9)是近年来最具有开发前景的降脂靶点,其抑制剂有望成为新的革命性降脂药物。目前PCSK9抑制剂的研发多集中于生物制剂,小分子抑制剂的研发还处在起步阶段,机遇与挑战并存。中医药在复杂性疾病,特别是一些心脑血管慢性疾病的治疗上,往往具有其独特的优势。现代中医学认为,高血脂症与中医学中的“瘀症”密切相关,因此,可从具有“散结化瘀”功效的传统中药中寻找和开发天然小分子降脂药物。本文对具有“化痰散结”功效的泽漆(Euphorbia helioscopia),具有“活血通经”功效的南蛇藤(Celastrus orbiculatus)以及具有“散瘀通结”功效的王瓜根(Trichosanthes cucumeroides)进行了化学成分的研究,综合运用Silica gel、Chromatorex C_(18)、Sephadex LH-20、TSK gel Toyopearl HW-40F及半制备高效液相色谱等分离手段对上述植物的提取物进行分离纯化,并通过波谱学技术、化学转化、圆二色谱(CD)、X-射线单晶衍射分析、Mosher法等方法鉴定了143个化合物,其中包括21个新化合物。此外,通过结构修饰获得了21个假白榄烷型大环二萜的衍生物,进一步扩增了化合物库。对所鉴定的化合物进行了体外降脂活性的测试,并对其中2个活性显著的化合物进行了体内降脂活性的评价及作用机制的探究。从泽漆(E.helioscopia)全草的95%乙醇提取物中分离鉴定了65个化合物,包括35个假白榄烷型大环二萜(A1-A6,A15-A43),2个续随子烷型大环二萜(A7,A44),28个三萜及其他类型化合物(A8-A14,A45-A65)。其中化合物A1-A14为新化合物,它们的绝对构型通过化学转化、单晶X-ray、CD、Mosher法等多种方法确定。对于量丰化合物A33,尝试通过结构修饰以扩增假白榄烷型大环二萜化合物库。通过对A33进行弱碱碱水解获得C-14位单去乙酰基的主产物A66,再对A66的14位羟基进行一系列酰化反应共获得21个衍生物(A67-A87)。从南蛇藤(C.orbiculatus)茎藤的95%乙醇提取物中分离鉴定了71个化合物,包括15个对映贝壳杉烷型二萜(B1,B2,B24-B36),17个松香烷型二萜(B3,B8-B23),2个对映海松烷型二萜(B4,B5),1个对映半日花烷型二萜(B6),16个齐墩果烷型三萜(B37-B52),3个乌苏烷型三萜(B7,B53,B54),12个木栓烷型三萜(B55-B66),3个甾体(B67-B69)和2个黄酮(B70,B71)。其中化合物B1-B7为新化合物,它们的绝对构型主要通过单晶X-ray实验确定。从王瓜(T.cucumeroides)根的95%乙醇提取物中分离鉴定了7个葫芦烷型三萜或其皂苷类化合物(C1-C7),均为已知化合物。对分离及结构修饰获得的化合物进行了体外降脂活性的筛选,化合物A22、A31、A36、A44、A56、A68、B43、B46、B58和C4显示出了较为显著的降脂活性(脂质吞噬率大于1.3)。同时,通过化合物细胞水平的脂质吞噬率,初步总结出假白榄烷型大环二萜的构效关系:9位羰基被乙酰基取代且14,15位间位阻较小时,活性显著提升;7,8位间存在双键,使得C-5至C-9位羰基间形成长共轭体系时,活性显著提升。葫芦烷型三萜的构效关系:23,24位双键被氢化后,活性提升;24位被羟基取代后,活性降低。进一步对降脂活性较为显著的化合物进行了LDLR和PCSK9蛋白表达的实验测试,结果显示,不同结构类型的化合物均可提升LDLR蛋白的表达,但对PCSK9蛋白的调控作用存在差异。其中三萜类化合物A56、B43、B46、B58和C4可降低PCSK9蛋白的表达,是潜在的天然来源的小分子PCSK9抑制剂。化合物A31和C4的动物实验显示,它们均可显著降低金黄地鼠血浆中的总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的浓度,此外,C4还可降低甘油三酯的浓度,显示出了显著的体内降脂效果。机制研究表明,化合物A31是通过激活ERK通路,增加ERK蛋白磷酸化水平,进而提高LDLR mRNA稳定性,升高LDLR蛋白水平,最终增加脂质吞噬能力,发挥其降脂作用的。而化合物C4则是通过提升LDLR基因启动子的活性,降低PCSK9基因启动子的活性,进而影响各自mRNA的水平和蛋白表达水平,发挥其降脂作用的。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院上海药物研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R284;R285
【图文】：

图 1 本课题研究基本思路基于以上研究思路，本课题选择了具有化痰散结功效的大戟科大戟属植物泽漆，具有活血通经功效的卫矛科南蛇藤属植物南蛇藤以及具有散瘀通结功效的葫芦科栝楼属植物王瓜根进行系统的化学成分研究，以期发现结构新颖的降脂活性成分，并进一步开发药用植物的药用价值。

大戟科（Euphorbiaceae）大戟属（Euphorbia）广泛分布于世界各地，和南美洲生长最多，全球大约有 2000 余种，是被子植物中特大属之一约有 80 种大戟属植物，主要分布在西北的干旱地区以及西南的横断山属植物也被公认为是被子植物中最难分类的属之一，不仅仅因为其种类于其生长环境复杂，同时变异性大。该属植物往往具有重要的药用价值中药柏大戟、狼毒大戟等，它们在临床上的应用已有数千年，民间常用肿、牛皮鲜、癌症、结核、疥疮等[22]。泽漆，又名猫儿眼睛草、灯台草等，为大戟科大戟属植物泽漆（Euphioscopia L.）的全草，我国大部分地区均产，生长在山沟、路旁、荒野及湿生或二年生草本，全草长约 30 cm。新鲜的泽漆通常含白色乳汁，因此草；泽漆药材呈黄绿色，质脆且茎表面有纵纹。味辛、苦，性微寒，有、大肠、小肠经。据《中华本草》记载，泽漆具有行水消肿、化痰散结虫的功效，主要用于治疗水气肿满、痰多咳喘、肺结核、菌痢、癣疮等[

图 1.9 化合物 A1 的 X-射线单晶衍射结构化合物 A1 在 CDCl3中的1H NMR（400 MHz）和13C NMR（100 MA1 in Hz)CNo.H(J in Hz)45 m 43.5 t 18 1.10 s 98 dd (15.3, 8.2) 19 1.28 s m 38.0 d 20 0.91 d (7.1) dd (7.0, 2.6) 84.1 d 3-OBz-1 dd (8.6, 7.0) 44.3 d 2 dq (8.6, 1.7) 122.7 d 3, 7 7.99 br d (7.4)135.7 s 4, 6 7.42 t (7.4) dd (11.5, 4.2) 73.2 d 5 7.55 t (7.4) 16 dd (15.9, 11.5) 42.8 t 14-OAc-1 65 dd (15.9, 4.2) 2 2.15 s

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本文编号：2750728