基于组效关系的八角莲甘草抗癌活性成分识别研究

发布时间：2020-07-15 23:12

【摘要】：本课题以八角莲甘草提取物为研究对象,利用化学计量学方法开展组效关系研究,并进一步结合平均影响值(MIV)法识别提取物中主要的抗癌活性成分,为基于八角莲甘草的抗癌成分研究及新药开发提供参考。主要研究内容如下:1.利用Waters e2695-2489系统建立并优化八角莲甘草提取物HPLC-UV指纹图谱分析方法,利用该方法检测46批次不同来源的八角莲甘草提取物,标定出45个共有成分峰,以香兰素为内标,对所有批次样品中的45个共有成分进行相对定量分析,结果表明不同批次之间、不同成分之间均存在明显的含量差异。2.利用液相色谱-高分辨质谱联用技术对八角莲甘草提取物指纹图谱中的45个特征共有峰进行定性分析。根据一级和二级质谱数据,分析化合物分子结构信息,结合大量文献研究,推测出色谱峰所对应的化学成分。除15号色谱峰外,定性出44种成分,其中8种成分来源于八角莲,包括木脂素类和黄酮类化合物,36种成分归属于甘草,包括三萜皂苷类、黄酮类和香豆素类化合物。3.采用四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法,测定46批次八角莲甘草提取物体外抑制人宫颈癌HeLa细胞增殖的效果,结果显示样品抑制率范围为56.18-93.35%,在相同给药浓度下,大多数样品对HeLa细胞有较好的抑制效果,同时,不同批次样品的抑制率又存在明显差异。4.应用神经网络算法(BP)和支持向量回归算法(SVR),以获得的46批次八角莲甘草提取物色谱峰相对峰面积数据为自变量,相应批次提取物的抗癌活性数据为因变量,建立组效关系模型,利用遗传算法(GA)和粒子群优化算法(PSO)优化模型参数,根据模型的拟合精度和泛化能力,优选出最佳组效关系模型为PSO-SVR模型,其参数为g=0.1,C=5.3072,该模型在训练组中R=0.9964,RMSE=0.0044,在测试组中R=0.9509,RMSE=0.0183,能够较为准确地反映八角莲甘草提取物的复杂组效关系。5.最佳PSO-SVR模型结合平均影响值(MIV)法,识别出八角莲甘草提取物中的10种主要抗癌活性成分,包括八角莲中的异槲皮苷、山柰酚-3-O-吡喃葡萄糖苷、4’-去甲基鬼臼毒素葡萄糖苷、鬼臼毒素,和甘草中的Macedonoside A、甘草黄酮醇、甘草香豆素、甘草宁A、Angustone A及其异构体Isoangustone A。其中8种成分已有相关文献报道其抗癌药效或作用机制,对于另外2种成分,本课题识别结果也为今后研究其抗癌活性提供了参考。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R284.1
【图文】：

木脂素,鬼臼毒素,基本结构,鬼臼毒

共包括 9 种和 [3]。究进展化合物，目前从八角莲属、挥发油类、蒽醌类，还属植物中含量最多、关注素类成分，均属于鬼臼毒构特点又分为两类，第一 α 取代；②2，3 位含有丁含氧取代基，目前从八角表成分有鬼臼毒素、4’- 1-2（a）~（d）。

核磁共振,鬼臼毒素,木脂素

（d）（e）（f）图 1-2 鬼臼毒素类木脂素代表化合物Fig.1-2 Representative compounds of podophyllum lignans第二类为 4-苯基萘骈丁内酯类，其特点为：①6、7 位或 3’、4’位为亚甲基或含氧基团；②萘环平面导致 2、3 位无立体异构体，4-苯基也无立体异构表化合物为脱氢鬼臼毒素、山荷叶素，结构见图 1-2（e）~（f）。在八角莲生化途径中，鬼臼毒素类木脂素由两分子苯丙烯衍生物通过侧链形成，而黄酮类化合物则由一分子苯丙烯衍生物与一分子苯衍生物聚合生以鬼臼毒素类与黄酮类化合物往往共存于八角莲中[4]。姜飞等[5]采用硅胶柱、制备液相色谱等技术对八角莲药材 95%乙醇提取物的乙酸乙酯萃取物和正萃取物进行分离纯化，得到 15 种化合物；利用质谱、核磁共振、高效液相技术结合理化分析方法进行成分鉴定，结果显示，8 种为鬼臼毒素类化合种为鬼臼毒素苷类化合物、4 种为黄酮类化合物和 1 种甾醇类化合物；在此上，利用四甲基偶氮唑盐（MTT）比色法，测定前述 15 种成分对前列腺癌的体外抑制活性，结果表明鬼臼毒素类化合物具有显著的抗癌功效，且 1 位

色谱图,色谱柱,色谱图,出峰

六根不同型号的色谱柱的分离谱图如图2-1 所示。由色谱图可以看出，1 号 Symmetry 色谱柱、3 号 ZORBAX SB 色谱柱和 6 号 Unitary 色谱柱整体出峰数目多于其他 3 根色谱柱，说明这三根色谱柱对本样品具有更强的分离能力。对比 1 号、3 号和 6 号色谱柱谱图可以发现，ZORBAX SB 柱和 Unitary 柱在 40min 后出峰数目较少，而 Symmetry 柱在 40min之后仍然洗脱出较多的成分，说明 Symmetry 柱对本样品中极性较小的化合物也具有良好的分离效果。但 Symmetry 柱在 20-32min、40-50min 出峰相对集中，一些色谱峰分离度不佳。综合考虑，选用 1 号 Symmetry 柱进行色谱分离，并进行条件优化。

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