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题名: 抗肝炎中药青叶胆的抗乙肝病毒活性成分研究 
作者: 耿长安
学位类别: 博士
答辩日期: 2011-11
授予单位: 中国科学院研究生院
导师: 陈纪军
学位专业: 药物化学
中文摘要: 乙型肝炎病毒 (hepatitis B virus, HBV) 感染是影响人类健康的严重疾病。全球约有3.5亿HBV感染者,每年致死人数为50~120万,中国是乙型肝炎高发区,HBV感染者超过1.2亿。现有的抗HBV药物主要分为3类:乙肝疫苗、干扰素与核苷类似物。乙肝疫苗在预防乙肝方面效果显著,然而对已感染者无效。干扰素能够提高人体自身免疫,但应答率低、副作用明显。核苷类似物虽然抗病毒能力较强,但是作用靶点单一,容易产生耐药性。因此,目前的抗HBV药物远不能满足临床治疗需要,亟需开发高效低毒、作用机制新颖的抗HBV药物。天然产物结构类型丰富,生物活性多样,是新药发现的重要来源。从天然产物中寻找抗HBV活性成分是当前国内外研究的重要方向。青叶胆 (Swertia mileensis) 为云南特有抗肝炎中药,临床治疗肝炎疗效确切,使用至今。我们首次发现青叶胆的乙醇提取物具有显著的体外和体内抗HBV活性,为揭示其活性成分,通过活性追踪,利用各种色谱方法,从青叶胆的活性部位 (50 %和90 %乙醇提取物) 分离得到52个单体化合物。通过波谱分析及X-射线晶体衍射等手段鉴定了其结构,发现26个新化合物,包括七类结构新颖的獐牙菜内酯 (swerilactones A–B、C–D、E–F、G、H–K、L、M–O),四个二聚裂环烯醚萜苷 (swerilactosides A–D) 以及一系列新的裂环烯醚萜苷元 (swerilactones P–U) 和苷 (swerilactoside E),首次提出了獐牙菜内酯A–D和H–K的可能生源合成途径,并通过Mosher′s法和X-ray射线晶体衍射确定了獐牙菜内酯A和B的绝对立体构型,表明Mosher′s法适用于该类化合物绝对构型测定。通过活性筛选,发现15个抗HBV活性化合物,特别是獐牙菜内酯H–K具有显著抑制HBV DNA复制活性 (IC50 = 1.53~5.34 µM),并探讨了獐牙菜内酯H的抗HBV作用机制。进一步对活性成分红白金花内酯 (erythrocentaurin) 进行结构修饰和构效关系研究,合成31个衍生物,得到5个高活性化合物,总结了初步构效关系。在对青叶胆研究的基础上,继续选取青叶胆云南习用品种西南獐牙菜(Swertia cincta)进行抗HBV活性成分研究,从其活性部位分离得到裂环烯醚萜(苷)、口山酮、三萜以及酚酸等20个单体化合物,发现2个新化合物,以及3个抗HBV活性成分。综上,该工作是围绕临床有效中药青叶胆的化学成分、抗HBV活性与作用机制,以及活性成分的结构修饰等方面开展的系统性研究,初步揭示了青叶胆和其习用品种西南獐牙菜化学成分差异,为扩大青叶胆药用植物资源以及临床用途提供了重要的化学与药理学基础。獐牙菜内酯 A–B和C–D分别为一对结构新颖的C18和C20骨架内酯,分子中具有复杂的6/6/6/6/6 五环体系,生源上均属于裂环烯醚萜二聚体。其中獐牙菜内酯A和B是由两分子C9骨架裂环烯醚萜聚合而成,而獐牙菜内酯C和D是两分子C10骨架裂环烯醚萜的聚合产物。獐牙菜内酯H–K为四个结构更为复杂的C29骨架内酯,分子中具有高度氧化的八环或九环体系,生源上属于裂环烯醚萜三聚体,是由两分子C10骨架裂环烯醚萜和一分子C9骨架裂环烯醚萜聚合而来。獐牙菜内酯E–F为一对C16骨架内酯,分子中具有罕见的萘环体系,獐牙菜内酯G为首个通过C–C键直接相连的裂环烯醚萜苷元二聚体。以上研究成果发表后 (Chem Eur J;Org Lett. 2009, 11, 4838;Org Lett. 2009, 11, 4120;Tetrahedron Lett. 2010, 51, 2483),引起国内外学者广泛关注,其中7个化合物 (swerilactones A、E、G、H–K),被Nat Prod Rep收载为热点化合物。目前著名有机合成化学家Nicolaou KC研究组 (The Scripps Research Institute, USA) 等正在开展对獐牙菜内酯 A–D的全合成研究。獐牙菜内酯L和M–O分别为结构新颖的C12和C13骨架裂环烯醚萜苷元,不同于常见的C8、C9和C10骨架环烯醚萜。獐牙菜内酯苷 (swerilactosides) A–D为四个新的二聚裂环烯醚萜苷,由两分子裂环烯醚萜苷元与一分子葡萄糖连接而成。以上新颖化合物的发现极大丰富了天然产物特别是裂环烯醚萜的结构类型,通过生源途径探讨,初步明确了獐牙菜内酯的化学分类,为其化学合成提供了新思路。獐牙菜内酯H–K具有显著抗HBV活性和较低的细胞毒性,对HBV DNA复制的半数抑制浓度达到1.53–5.34 µM,与临床广泛应用的抗HBV药物拉米呋啶 (lamivudine, 3TC) 活性相当。作用机制研究表明,活性化合物獐牙菜内酯H主要作用于HBV增强子EN II,不同于现有的抗HBV药物,为从临床有效中药中寻找作用机制新颖的抗HBV活性先导化合物提供了重要前期基础。选择抗HBV活性化合物红白金花内酯 (erythrocentaurin) 作为先导化合物进行结构修饰,合成31个衍生物,通过抗HBV活性筛选,发现5个活性较高的化合物 (D01、D04、D17a、D17b和D331),得到如下初步构效关系:(1) δ-内酯环可能是该类化合物的抗HBV活性必须基团。(2) 5位取代基为极性基团时,能明显提高抗HBV活性,同时降低细胞毒性。(3) 11位羟基酯化后,抗HBV活性明显降低,且毒性增大。(4) 5位醛基转变为双键形成长共轭体系后,活性显著增强。最后,对龙胆科植物的化学成分 (环烯醚萜、口山酮、黄酮、三萜等) 以及药理活性 (保肝、抗炎、降血糖等) 研究进展进行了综述,为从该科植物中寻找青叶胆的替代植物资源提供参考。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/16903
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耿长安.抗肝炎中药青叶胆的抗乙肝病毒活性成分研究 .[博士 学位论文 ].中国科学院研究生院 .2011
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