鬼针草中天然聚炔类化合物的研究
世界卫生组织2011年的的报告指出全世界有3.46亿人患有糖尿病,2004年估计有340万人死于高血糖引起的后果,超过80%的糖尿病死亡发生在低收入和中等收入国家。 2013年全球共有三亿八千二百万名糖尿病患者,当中有90%是第二型糖尿病。在成年人中患有糖尿病的比例已经来到8.3%,性别比例则大致相等,预期到2035年全世界患者将增加到五亿九千二百万名。据统计,中国目前糖尿病患者人数高达1.14亿,全世界每三到四个糖尿病患者就有一位来自中国,我国目前的抗击糖尿病形势刻不容缓。
传统中药鬼针草(Bidens bipinnata L.)为菊科(Compositae)紫菀亚科鬼针草属(Bidens L.)药用植物,鬼针草属的药材资源非常丰富,广泛分布于亚洲和美洲的热带和亚热带地区,在我国各省也均有分布。由于鬼针草含有多种化学成分,因而具有非常广泛的生物活性和临床用途,在民间应用较多。由于其有活血化瘀、消肿止痛、清热解毒等功效,因而民间主要用于治疗伤风感冒、咽喉肿痛、黄疸、痢疾、腹泻、炎症,蛇虫咬伤等。目前对鬼针草所含化合物的分离鉴定表明其中主要含有黄酮及黄酮苷类、聚炔类、有机酸类、萜类、甾体类、挥发油等化合物等。近代药理学研究表明鬼针草具有抗炎抑菌、镇痛、抑制血小板聚集、抗糖尿病、治疗干眼症、抗疟、抗氧化、抗溃疡、抗高血压、抗高血脂、保肝护肝、抗肿瘤、抗结石、拟胆碱等活性。
鬼针草的主要成分为黄酮和聚炔类,其中黄酮类药理活性研究较为广泛,且黄酮类成分药理作用多样,对保肝护肝、抗炎、降压降血脂、抗疟疾、治疗干眼症、治疗缺血性心肌病等都有作用,选择性不高,并且还同时存在于多种植物内,因而研究价值不高。
而鬼针草中的聚炔类含量较多,据报道有抗肿瘤、降压、调血脂、抗肥胖症、抗炎等活性。经过文献调研,我们发现其中苷类的抗糖尿病作用报道较少,值得继续研究。
2014年,Wen-chin Yang[1]等人从鬼针草中分离了36个聚炔类化合物,其中(16),(17),(19)三个聚炔对糖尿病有治疗作用。
1型糖尿病是由于胰岛beta;细胞的自身免疫损从而导致胰岛素缺乏,高血糖等一系列并发症,而辅助性T细胞(Th)的分化对1型糖尿病的发展有调节作用,Th1细胞分化可以促进1型糖尿病的进展,而Th2细胞分化则会抑制其进展。聚炔可以通过抑制Th1细胞分化来降低Th1细胞和相关细胞因子(IFN-gamma;和IgG2c)的含量,以及通过提高GATA-3的表达来促进Th0细胞分化为Th2细胞,因此增加了了Th2细胞及相应的细胞因子(IL-4和IgE)的含量,因而对1型糖尿病有治疗作用,并且(19)的效应最显著。
2型糖尿病则是因为胰岛素抵抗和beta;-细胞功能缺失。聚炔类可以通过降低饮食前血糖水平,增加血中胰岛素含量,改善血糖耐受性,抑制HbA1c水平和保护胰岛等作用治疗2型糖尿病,(19)仍为最有效结构。以下为16,17,19这三个聚炔:
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2-beta;-D-吡喃葡萄糖基-1-羟基-5(E)-十三烯-7,9,11-三炔(16) |
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3-beta;-D-吡喃葡萄糖基-1-羟基-6(E)-十三烯-8,10,12-三炔(17) |
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Cytopiloyne,2-beta;-D-吡喃葡萄糖基-1-羟基-5,7,9,11-十三炔(19) |
另外,Chien S C[2] (2009)课题组, Chiang Y M[3](2007)课题组,chang S L[4]课题组(2004)也报道过鬼针草中聚炔类可以通过影响辅助性T细胞而产生抗糖尿病功效。
本课题决定选择浙江和福建产的鬼针草进行聚炔类化合物的提取分离,分离出更多种类的聚炔,进行药理活性筛选,找到比现有文献报道的活性更高的聚炔类化合物,探求其降血糖机制,并尝试探索此类化合物的构效关系和抗糖尿病活性机制。
现将实验流程阐述如下:
(1)首先对购得的鬼针草全草选取少量超声提取,将提取液浓缩进行LS-MS分析,根据生成的分子式和文献报道数据判断,发现其中含有聚炔类成分;
(2)随后对该植物进行放大提取,通过渗入法提取,然后进行萃取,选取乙酸乙酯层,运用Silicagel、chromatorex C18、Sephadex LH-20、TSK gel Toyopearl HW-40、MCI gel CHP20P等进行化学成分的提取分离,运用UPLC-MS、核磁共振光谱等方法进行结构鉴定;
(3)期望能分离出更多种类的聚炔,并进行药理活性筛选,寻找到比现有文献报道的活性更高的聚炔类化合物,探求其降血糖机制,并尝试探索此类化合物的构效关系。
课题意义:
- 通过此课题研究,有助于从传统中药中发现治疗糖尿病及降血糖的活性化合物;
- 有可能发现抗糖尿病及降血糖的新机制;
- 有助于锻炼实验者实验操作技能,培养团队合作意识,训练文献查询能力;
【参考文献】
[1] Yang W C. Botanical, Pharmacological, Phytochemical, and Toxicological Aspects of the Antidiabetic Plant Bidens pilosa L[J]. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2014, 2014.
[2]Chien S C, Young P H, Hsu Y J, et al. Anti-diabetic properties of three common Bidens pilosa variants in Taiwan[J]. Phytochemistry, 2009, 70(10): 1246-1254.
[3] Chiang Y M, Chang C L T, Chang S L, et al. Cytopiloyne, a novel polyacetylenic glucoside from Bidens pilosa, functions as a T helper cell modulator[J]. Journal of ethnopharmacology, 2007, 110(3): 532-538.
[4] Chang S L, Chang C L T, Chiang Y M, et al. Polyacetylenic compounds and butanol fraction from Bidens pilosa can modulate the differentiation of helper T cells and prevent autoimmune diabetes in non-obese diabetic mice[J]. Planta medica, 2004, 70: 1045-1051.
文献综述部分:
鬼针草的化学成分与药理作用
一、简介
鬼针草(Bidens bipinnata L.)为菊科(Compositae)紫菀亚科鬼针草属(Bidens L.)药用植物,鬼针草属的药材资源非常丰富,广泛分布于亚洲和美洲的热带和亚热带地区,在我国各省也均有分布。由于鬼针草含有多种化学成分,因而具有非常广泛的生物活性和临床用途,在民间应用较多。由于其有活血化瘀、消肿止痛、清热解毒等功效,因而民间主要用于治疗伤风感冒、咽喉肿痛、黄疸、痢疾、腹泻、炎症,蛇虫咬伤等。目前对鬼针草所含化合物的分离鉴定表明其中主要含有黄酮及黄酮苷类、聚炔类、有机酸类、萜类、甾体类、挥发油等化合物等。近代药理学研究表明鬼针草具有抗炎抑菌、镇痛、抑制血小板聚集、抗糖尿病、治疗干眼症、抗疟、抗氧化、抗溃疡、抗高血压、抗高血脂、保肝护肝、抗肿瘤、抗结石、拟胆碱等活性。
二、化学成分
- 总黄酮(total flavones of Bidens bipinnata L,TFB)
黄酮及黄酮苷类广泛存在于各种植物中,在鬼针草属中的黄酮也得到广泛地研究。鬼针草的大部分功效都与黄酮有关,比如保肝护肝、抗炎、降压降血脂、抗疟疾、治疗干眼症、治疗缺血性心肌病等。目前已经得到结构验证的黄酮有金丝桃苷、芦丁、槲皮素及其苷类、木犀草素及其苷类、异泽兰黄素、芹菜素、柚皮素、异槲皮苷、奥卡宁、异奥卡宁、海生菊苷等。
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金丝桃苷 |
芦丁 |
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槲皮素 |
木犀草素 |
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异泽兰黄素 |
异槲皮苷 |
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柚皮素 |
芹菜素 |
- 聚炔类
聚炔类也为鬼针草的主要化学成分之一,研究表明其与鬼针草的抗疟疾、抗炎、降压、降低血糖等活性密切相关,已经鉴定的有1-苯基-1,3,5-三庚炔,十七烷-2E,8E,10E,16-四烯-4,6-二炔,鬼针聚炔苷,2-beta;-D-吡喃葡萄糖基-1,13-二羟基-11(反)-十三烯-3,5,7,9-四炔、(E)-11-十三烯-1,2-二羟基-3,5,7,9-四炔等。
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1-苯基-1,3,5-三庚炔 |
十七烷-2E,8E,10E,16-四烯-4,6-二炔 |
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2-beta;-D-吡喃葡萄糖基-1,13-二羟基-11(反)-十三烯-3,5,7,9-四炔 |
(E)-11-十三烯-1,2-二羟基-3,5,7,9-四炔 |
3.有机酸类成分
吴婷妮、孔维忠[1]等人研究证明在鬼针草中含有水杨酸、原儿茶酸、没食子酸、苯甲酸、十四烷酸及十六烷酸等脂肪酸类化合物。
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水杨酸 |
原儿茶酸 |
没食子酸 |
苯甲酸 |
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十四烷酸 |
十六烷酸 |
- 萜类
2012年,陈君[2]等人发现百花鬼针草中含有木栓酮、21a-羟基木栓烷-3-酮、木栓烷-3beta;-醇-27-酸、羽扇豆醇等萜类。
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木栓酮 |
21a-羟基木栓烷-3-酮 |
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木栓烷-3beta;-醇-27-酸 |
羽扇豆醇 |
- 甾体
2012年,陈君[2]等人发现百花鬼针草中含有豆甾醇、beta;-谷甾醇、豆甾醇-3-O-beta;-D-葡萄糖苷等甾族化合物。
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豆甾醇 |
beta;-谷甾醇 |
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豆甾醇-3-O-beta;-D-葡萄糖苷 |
6.挥发性成分
至今为止,前人已从鬼针草的挥发油中鉴定出多种成分,分别为2,5-二甲基呋喃;2,4-己二烯醇; 4-[2,2,2]-甲基双环辛烷; 4,4-螺旋壬烷酮-2; 依兰烯; 1,4-苯二胺; 2-甲氧基丁烷; 十六烷; 十七烷; 二十二烷;三十六烷; 8,10,14-三甲基十五酮-2; 2-丁基四氢呋喃;叶绿醇等。
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2,5-二甲基呋喃 |
2,4-己二烯醇 |
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4-[2,2,2]-甲基双环辛烷 |
4,4-螺旋壬烷酮-2 |
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1,4-苯二胺 |
2-甲氧基丁烷 |
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8,10,14-三甲基十五酮-2 |
2-丁基四氢呋喃 |
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叶绿醇 |
十六烷 |
7.其他
另外,也有人分离鉴定得到苯丙素类、蒽醌类、生物碱类化合物等等,但研究较少,未作详细鉴定,在此不作详述。
三、药理活性
1.保肝护肝作用
2013年,程新燕[3]研究表明鬼针草总黄酮对肝纤维化大鼠具有防治作用,并认为其机制可能与调节TGF-beta;1/smad通路而抑制胶原生成有关。
2014年,周毕军[4]等人发现鬼针草水提物能明显降低急性肝损伤小鼠NO,IFN-gamma;水平,减轻氧化应激损伤,具有较强的保肝作用。
2014年,孙海燕[5]等人研究表明鬼针草不同生理部位总黄酮在急性肝损伤中的作用不同,只有叶的总黄酮在低剂量(40 mg/kg)时表现出较好的肝保护作用,其余部位的提取物试验结果表明可能有较大的肝毒性。
总之,较多试验证据证明鬼针草总黄酮对急性肝损伤及肝纤维化等有一定的治疗作用,且机制可能与抗氧化作用和抑制细胞毒作用有关。
2.抗炎作用
1999年,Rachel L.C. Pereira [6]等人发现鬼针草的干燥叶的甲醇提取物和聚乙炔有免疫抑制作用,从而可用于解释其抗炎作用。
2013年,林梅英[7]等人发现鬼针草总黄酮对急性炎症具有保护作用,其抗炎机制可能与调节炎症介质释放有关。
2013年,张蕾[8]等人通过观察鬼针草总黄酮对新生大鼠高养肺损伤的保护作用发现鬼针草可以通过抑制NF-kappa;B表达,进而抑制炎性因子的表达,从而提高抗氧化能力来减轻高氧肺损伤。
3.降血脂作用
2012年,张媛媛[9]等人研究发现,鬼针草中的总黄酮能明显降低高脂血症大鼠血清TC、TG、CETP的含量,升高HDL的含量,纠正高脂血症大鼠血清脂质代谢紊乱,并显著改善肝细胞内脂肪沉积变性,其机制可能与抑制CETP水平有关。
4.降血压作用
鬼针草中富有的聚炔类和黄酮苷类成分具有良好的降血压作用。陈晓虎[10]等在临床研究中给予56例Ⅰ、Ⅱ期高血压患者鬼针草颗粒剂进行治疗。结果表明,鬼针草颗粒剂有较好的降血压作用,有效率达76.8%,与尼群地平对照组比较无明显差异。
5.抑菌作用
2007年,Farah Deba[11]等研究发现来源于鬼针草新鲜的叶和花的挥发油有抑制细菌和真菌的活性。
另外,也有前人证明鬼针草的乙醇溶液鬼针草醇提物的抑菌谱较宽,在体外对革兰阳性菌有良好的抑菌作用;对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、白色念球菌、结核杆菌和真菌也有抑菌作用。
2014年,郑艳青[12]等人通过比较鬼针草不同溶媒提取液对产超广谱beta;-内酰胺酶(ESBLs)大肠杆菌的抑菌效果,发现鬼针草水煮液、乙酸乙酯提取液、丙酮提取液、三氯甲烷提取液与西药联合使用时均具有良好的抑菌效用,且抑菌效果乙酸乙酯提取液>水煮液>丙酮提取液>三氯甲烷提取液。但水煮液与抗生素联合效果更好,能降低更多不同类抗生素最小抑菌浓度(MIC)。
- 抗癌作用
2008年,Maicon Roberto Kviecinski[13]等人对鬼针草地上部分进行提取,并研究发现鬼针草地上部分的萃取物具有抗癌活性,且氯仿提取物活性最强,甲醇提取物活性最弱。
2011年,万仲贤[14]等人研究发现,白花鬼针草乙酸乙酯提取物能显著抑制人结肠癌RKO细胞的增殖并诱导其凋亡。 李巧兰[15]等人通过探讨鬼针草对S180荷瘤小鼠的治疗机制发现鬼针草煎液有一定的抑瘤作用,可能与其能增加S180荷瘤小鼠血清IL-2,TNF-alpha;的含量与改善荷瘤小鼠的免疫功能有关。
2013年,滕蓉[16]等人发现鬼针草属植物通过抑制肿瘤细胞增殖,诱导凋亡,调节免疫,抗氧化,清除自由基等发挥抗肿瘤作用。
7.治疗干眼症作用
干眼症的形成原因为性激素水平下降导致泪膜不稳定,局部炎症反应加重。对于更年期女性患者,雄激素水平下降为其主要发病原因。而鬼针草是一种天然植物雄激素,含有黄酮类物质,对雄激素下降患者可能有效。因而,2012年,邵毅[17]等人通过前瞻性随机对照研究发现,鬼针草叶可能发挥拟雄激素作用,促进眼睑腺体分泌,改善泪膜稳定性,对泪腺组织有保护作用,可有效减轻中重度更年期干眼女性的症状和体征。
- 降血糖作用
鬼针草目前在临床上多用于降压、保肝、抗感染等,但事实上,我国民间常将鬼针草全草水煎口服来治疗糖尿病,然而目前却很少有人研究鬼针草对糖尿病的疗效和作用机制。
Dimo T[18]在2002年通过给Wistar大鼠连续3-6周喂食10%果糖溶液来提高血压、血浆胰岛素和胆固醇含量,给实验组用鬼针草叶的醇提取物治疗发现其可以防治高血压,降低血浆胰岛素水平,改善胰岛素敏感性。
2004年,李帅[19]等采用四氧嘧啶建立2型糖尿病小鼠模型,研究鬼针草提取物的降血糖作用。结果表明,鬼针草乙酸乙酯提取物对2型糖尿病小鼠的血糖有明显的降低作用。
2004年,Chang SL[20]等研究了鬼针草的丁醇提取部位和多炔类成分的降血糖作用,结果丁醇部位和多炔类成分可通过抑制Th0细胞分化为Th1细胞,同时促进Th0细胞分化为Th2细胞来预防糖尿病。
2012年,李巧兰[21]等人发现鬼针草煎剂能够显著降低空腹血糖水平含量,升高肝脏HK(己糖激酶) 活性、促进肝糖原的合成。可能的作用机制是提高了葡萄糖氧化分解酶及糖原合成酶活性,从而增加糖原合成及促进葡萄糖分解。与此同时,鬼针草还具有明显降低血清FFA(游离脂肪酸)的作用,提示鬼针草通过调节脂代谢,减少脂毒性对机体的损伤作用,改善胰岛素抵抗,提高全身胰岛素敏感性,达到降糖作用。
另外,黄桂红[22]等人采用一次性腹腔注射四氧嘧啶致糖尿病小鼠模型,分别给予格列本脲、鬼针草醇提物高中低剂量及生理盐水,测定各组小鼠空腹血糖值,观察小鼠的糖耐量; 并计算小鼠胸脾指数,也发现鬼针草醇提物具有降低糖尿病小鼠血糖、改善小鼠糖耐量及提高糖尿病小鼠胸腺、脾指数的作用。
与此同时,也有实验证明鬼针草叶可提高非增生型糖尿病视网膜病变患者视力,有效改善其眼底病变及减轻中医症候。
9.抗消化道溃疡作用
1999年,A. Alvarez[23]等人研究发现鬼针草醇提物在幽门结扎的大鼠身上有降低胃酸容量,减少胃酸分泌,减少胃蛋白酶分泌的作用。除此之外,鬼针草醇提物还可发挥细胞保护作用,从而抑制胃粘膜出血性病变。其作用可能与其中存在的黄酮,尤其是槲皮素有关。
2000年,Paul V. Tan[24]等通过探究鬼针草的甲醇提取物,环己烷提取物和二氯甲烷提取物对胃-十二指肠溃疡的治疗作用发现鬼针草的二氯甲烷提取物对抗溃疡有最高的活性。
更多还原
10.缺血性心肌病患者血液流变学的影响
2011年,洪立生[25]等人研究发现,在西医常规治疗基础上加用鬼针草胶囊治疗缺血性心肌病的疗效较好,可以临床推广。
2014年,王中晓[26]研究表明鬼针草总黄酮不同程度降低了心梗范围和血清中丙二醛的含量,增加了血清中磷酸肌酸激酶、乳酸脱氢酶和超氧化物歧化酶的活性,而且随着剂量的增加保护作用增强,因而得出鬼针草总黄酮对心肌缺血再灌注大鼠具有抗氧化应激的作用,能够减少心肌梗死范围的结论。
11.抗疟疾作用
2004年,F.Q. Oliveira[27]等通过体内抗疟试验发现鬼针草的根部提取物具有抗疟活性,究其原因是由于根部提取物中有总黄酮和聚乙炔类化合物的存在,包括槲皮素-3,3rsquo;-二甲氧基-7,0-鼠李糖吡喃葡萄糖和1-苯基-1,3-二炔-5烯-7-醇-乙酸酯。
与此同时,Andrade-Nteo VF[28]等的研究表明,给小鼠灌胃鬼针草乙醇提取物le;500 mg·kg-1时,可显著减少小鼠体内伯氏疟原虫的数量,并能降低小鼠死亡率;当增大给药量时,其抗疟效果反而下降。
富含聚炔类的植物除了菊科外还有五加科、伞形科和海桐花科、桔梗科等。然而据文献报道,菊科所含的聚炔类化合物的类型范围很大,有许多复杂而高派生结构,是这类化合物最丰富的资源。因而我们主要着眼于菊科植物鬼针草属及其他属,如大狼杷草、矮狼杷草、狼杷草、大羽叶鬼针草 、羽叶鬼针草、白花鬼针草、小花鬼针草、金盏银盘、婆婆针、三叶鬼针草、柳叶鬼针草等。
本课题决定选择浙江及福建产的鬼针草,运用LC、硅胶柱、凝胶柱、MCI柱等进行化学成分的提取分离,运用UPLC-MS、核磁等方法进行结构鉴定,力求获得更多种类的聚炔类成分,并进行药理活性筛选,以期得到抗糖尿病活性更高的聚炔类成分。
四、研究切入点
鬼针草的主要成分为黄酮和聚炔类,其中黄酮类药理活性研究较为广泛,且黄酮类成分药理作用多样,对保肝护肝、抗炎、降压降血脂、抗疟疾、治疗干眼症、治疗缺血性心肌病等都有作用,选择性不高,并且还同时存在于多种植物内,因而研究价值不高。
而鬼针草中的聚炔类含量较多,据报道有抗肿瘤、降压、调血脂、抗肥胖症、抗炎等活性。经过文献调研,我们发现其中苷类的抗糖尿病作用报道较少,值得继续研究。
2014年,Wen-chin Yang[29]等人从鬼针草中分离了36个聚炔类化合物,其中(16),(17),(19)三个聚炔对糖尿病有治疗作用。
1型糖尿病是由于胰岛beta;细胞的自身免疫损从而导致胰岛素缺乏,高血糖等一系列并发症,而辅助性T细胞(Th)的分化对1型糖尿病的发展有调节作用,Th1细胞分化可以促进1型糖尿病的进展,而Th2细胞分化则会抑制其进展。聚炔可以通过抑制Th1细胞分化来降低Th1细胞和相关细胞因子(IFN-gamma;和IgG2c)的含量,以及通过提高GATA-3的表达来促进Th0细胞分化为Th2细胞,因此增加了了Th2细胞及相应的细胞因子(IL-4和IgE)的含量,因而对1型糖尿病有治疗作用,并且(19)的效应最显著。
2型糖尿病则是因为胰岛素抵抗和beta;-细胞功能缺失。聚炔类可以通过降低饮食前血糖水平,增加血中胰岛素含量,改善血糖耐受性,抑制HbA1c水平和保护胰岛等作用治疗2型糖尿病,(19)仍为最有效结构。以下为16,17,19这三个聚炔:
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2-beta;-D-吡喃葡萄糖基-1-羟基-5(E)-十三烯-7,9,11-三炔(16) |
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3-beta;-D-吡喃葡萄糖基-1-羟基-6(E)-十三烯-8,10,12-三炔(17) |
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Cytopiloyne,2-beta;-D-吡喃葡萄糖基-1-羟基-5,7,9,11-十三炔(19) |
另外,Chien S C[30] (2009), Chiang Y M[31](2007),chang S L[32](2004)等人也报道过鬼针草中聚炔类可以通过影响辅助性T细胞而产生抗糖尿病功效。
富含聚炔类的植物除了菊科外还有五加科、伞形科和海桐花科、桔梗科等。然而据文献报道,菊科所含的聚炔类化合物的类型范围很大,有许多复杂而高派生结构,是这类化合物最丰富的资源。因而我们主要着眼于菊科植物鬼针草属及其他属,如大狼杷草、矮狼杷草、狼杷草、大羽叶鬼针草 、羽叶鬼针草、白花鬼针草、小花鬼针草、金盏银盘、婆婆针、三叶鬼针草、柳叶鬼针草等。
本课题决定选择浙江和福建产的鬼针草进行聚炔类化合物的提取分离,分离出更多种类的聚炔,进行药理活性筛选,找到比现有文献报道的活性更高的聚炔类化合物,探求其降血糖机制,并尝试探索此类化合物的构效关系和抗糖尿病活性机制。
现将实验流程阐述如下:
(1)首先对购得的鬼针草全草选取少量超声提取,将提取液浓缩进行LS-MS分析,根据生成的分子式和文献报道数据判断,发现其中含有聚炔类成分;
(2)随后对该植物进行放大提取,通过渗入法提取,然后进行萃取,选取乙酸乙酯层,运用Silicagel、chromatorex C18、Sephadex LH-20、TSK gel Toyopearl HW-40、MCI gel CHP20P等进行化学成分的提取分离,运用UPLC-MS、核磁共振光谱等方法进行结构鉴定;
(3)期望能分离出更多种类的聚炔,并进行药理活性筛选,寻找到比现有文献报道的活性更高的聚炔类化合物,探求其降血糖机制,并尝试探索此类化合物的构效关系。
五、参考文献
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[11]Deba F, Xuan T D, Yasuda M, et al. Chemical composition and antioxidant, antibacterial and antifungal activities of the essential oils from Bidens pilosa Linn. var. Radiata [J]. Food control, 2008, 19(4): 346-352.
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鬼针草中天然聚炔类化合物的研究
世界卫生组织2011年的的报告指出全世界有3.46亿人患有糖尿病,2004年估计有340万人死于高血糖引起的后果,超过80%的糖尿病死亡发生在低收入和中等收入国家。 2013年全球共有三亿八千二百万名糖尿病患者,当中有90%是第二型糖尿病。在成年人中患有糖尿病的比例已经来到8.3%,性别比例则大致相等,预期到2035年全世界患者将增加到五亿九千二百万名。据统计,中国目前糖尿病患者人数高达1.14亿,全世界每三到四个糖尿病患者就有一位来自中国,我国目前的抗击糖尿病形势刻不容缓。
传统中药鬼针草(Bidens bipinnata L.)为菊科(Compositae)紫菀亚科鬼针草属(Bidens L.)药用植物,鬼针草属的药材资源非常丰富,广泛分布于亚洲和美洲的热带和亚热带地区,在我国各省也均有分布。由于鬼针草含有多种化学成分,因而具有非常广泛的生物活性和临床用途,在民间应用较多。由于其有活血化瘀、消肿止痛、清热解毒等功效,因而民间主要用于治疗伤风感冒、咽喉肿痛、黄疸、痢疾、腹泻、炎症,蛇虫咬伤等。目前对鬼针草所含化合物的分离鉴定表明其中主要含有黄酮及黄酮苷类、聚炔类、有机酸类、萜类、甾体类、挥发油等化合物等。近代药理学研究表明鬼针草具有抗炎抑菌、镇痛、抑制血小板聚集、抗糖尿病、治疗干眼症、抗疟、抗氧化、抗溃疡、抗高血压、抗高血脂、保肝护肝、抗肿瘤、抗结石、拟胆碱等活性。
鬼针草的主要成分为黄酮和聚炔类,其中黄酮类药理活性研究较为广泛,且黄酮类成分药理作用多样,对保肝护肝、抗炎、降压降血脂、抗疟疾、治疗干眼症、治疗缺血性心肌病等都有作用,选择性不高,并且还同时存在于多种植物内,因而研究价值不高。
而鬼针草中的聚炔类含量较多,据报道有抗肿瘤、降压、调血脂、抗肥胖症、抗炎等活性。经过文献调研,我们发现其中苷类的抗糖尿病作用报道较少,值得继续研究。
2014年,Wen-chin Yang[1]等人从鬼针草中分离了36个聚炔类化合物,其中(16),(17),(19)三个聚炔对糖尿病有治疗作用。
1型糖尿病是由于胰岛beta;细胞的自身免疫损从而导致胰岛素缺乏,高血糖等一系列并发症,而辅助性T细胞(Th)的分化对1型糖尿病的发展有调节作用,Th1细胞分化可以促进1型糖尿病的进展,而Th2细胞分化则会抑制其进展。聚炔可以通过抑制Th1细胞分化来降低Th1细胞和相关细胞因子(IFN-gamma;和IgG2c)的含量,以及通过提高GATA-3的表达来促进Th0细胞分化为Th2细胞,因此增加了了Th2细胞及相应的细胞因子(IL-4和IgE)的含量,因而对1型糖尿病有治疗作用,并且(19)的效应最显著。
2型糖尿病则是因为胰岛素抵抗和beta;-细胞功能缺失。聚炔类可以通过降低饮食前血糖水平,增加血中胰岛素含量,改善血糖耐受性,抑制HbA1c水平和保护胰岛等作用治疗2型糖尿病,(19)仍为最有效结构。以下为16,17,19这三个聚炔:
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