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题名: 狭叶獐牙菜、贵州獐牙菜和斜茎獐牙菜的抗乙肝病毒活性成分研究
作者: 何康
学位类别: 博士
答辩日期: 2012-05
授予单位: 中国科学院研究生院
导师: 陈纪军
关键词: 狭叶獐牙菜,贵州獐牙菜,斜茎獐牙菜,化学成分,抗HBV活性
学位专业: 药物化学
中文摘要: 乙型肝炎病毒 (hepatitis B virus, HBV) 感染是危害人类健康的严重疾病,感染人口众多。现有抗HBV药物主要为乙肝疫苗、干扰素与核苷类似物,但不能满足临床需要。龙胆科 (Gentianaceae) 獐牙菜属 (Swertia) 植物青叶胆 (S. mileensis) 为云南特有抗肝炎中药,临床治疗肝炎疗效确切,为寻找青叶胆的抗HBV活性物质,本课题组前期已对其进行了系统的化学成分及抗HBV活性研究,发现了一系列新奇骨架和抗HBV活性显著的化合物。其同属植物狭叶獐牙菜 (S. angustifolia)、贵州獐牙菜 (S. kouitchensis)、斜茎獐牙菜 (S. patens) 在云南民间作为青叶胆习用品种用于治疗肝炎。基于前期研究进展继续选择以上三种云南民间习用青叶胆,以抗HBV活性指导,对其进行了系统的化学成分研究。利用各种色谱方法 (常压柱层析: 硅胶、Sephadex LH-20; 中压制备Rp-18;HPLC半制备) 以及波谱分析方法 (UV、IR、MS、1D-,2D-NMR),从以上三种獐牙菜属植物中共分离鉴定了134个化合物,其中新化合物22个,结构类型主要涉及裂环烯醚萜及苷类、内酯烯胺酮类、木质素类、口山酮类、三萜类和芳香类等。首次发现两个C8骨架的裂环烯醚萜苷元化合物斜茎獐牙菜酸 (swerpatic acid) 和斜茎獐牙菜内酯 B (swerpalactone B);3个C9骨架 [狭叶獐牙菜内酯A–B (swertianglactiones A–B)] 和3个少见的C10骨架 [狭叶獐牙菜酯 (swertianglide)、贵州獐牙菜内酯 (swertiakoulactone)、斜茎獐牙菜内酯A (swerpalactone A)] 的裂环烯醚萜苷元类化合物;发现1个结构新颖的裂环烯醚萜糖苷二聚体化合物狭叶獐牙菜苷 A (swertianoside A);5个新颖的内酯烯胺酮类化合物獐牙菜烯胺酮 A–E (gentiocrucines A–E) 以及其9个其他类型的新化合物。本研究还首次从该3种植物中分离得到99个化合物。采用Hep G 2.2.15抗HBV细胞模型测定了部分化合物对乙肝病毒表面抗原 (HBsAg)、e抗原 (HBeAg) 和HBV DNA的抑制作用,以及对细胞的毒性,发现各种类型的抗HBV活性化合物25个。其中新的裂环烯醚萜糖苷二聚体狭叶獐牙菜苷 A (swertianoside A) 具有较强的抑制HBsAg (IC50 = 0.18 mM, SI = 3.11) 和HBeAg (IC50 = 0.12 mM, SI = 4.67) 的活性;1个具有醛基的裂环烯醚萜苷元化合物贵州獐牙菜酯显示明显抗HBV活性,其抑制HBsAg的IC50值为1.10 mM (SI = 4.39);新的木质素类化合物swerlignanoside,具有较好的抑制HBeAg活性,其IC50值为0.93 mM,选择指数为1.32;口山酮类化合物1, 3, 5-三羟基口山酮显示明显抑制HBsAg (IC50 = 0.08 mM, SI = 1.88) 的活性;分离得到的芳香类化合物大多都具有一定的抗HBV活性,特别是咖啡酸显示出显著抑制HBsAg 和HBeAg的活性,其抑制HBsAg和HBeAg的IC50值分别为:2.14 (SI >3.37) 和0.067 (SI >107.8) mM,以及2, 3-二羟基苯甲酸抑制HBsAg和HBeAg 的IC50值分别为:0.14 (SI >60.28) 和5.03 (SI >1.68) mM。本研究深入研究了云南三种青叶胆习用品种狭叶獐牙菜、贵州獐牙菜、斜茎獐牙菜的化学成分,丰富了獐牙菜属植物的化学成分和结构类型,初步揭示了其抗HBV的活性成分,为从该属植物中寻找青叶胆的替代药用资源以及为其临床应用提供了重要的化学和初步的药理学基础。论文最后还对獐牙菜属植物中的化学成分进行了综述,根据化合物的结构特点对目前报道的270多个化合物进行了归类整理,为该属植物的研究与开发提供参考。第一章狭叶獐牙菜的化学成分与抗乙肝病毒活性研究狭叶獐牙菜 (Swertia angustifolia) 是獐牙菜属植物中的广布种,在我国云南、广西、贵州、湖南、湖北、江西、广东、福建等地均有分布。在民间其作为青叶胆用于治疗急性肝炎。为寻找狭叶獐牙菜的抗HBV活性成分,利用各种色谱方法,从狭叶獐牙菜全草的90%乙醇总提取物中分离得到56个单体化合物,并通过波谱分析等手段鉴定了其结构,包括16个新化合物和40个已知成分,结构类型主要为裂环烯醚萜及苷类、内酯烯胺酮类、木质素类、口山酮类、三萜类及芳香类等,分别为:狭叶獐牙菜酯 (swertianglide, 1)、狭叶獐牙菜内酯 A–B (swertianglactones A–B, 2–3)、狭叶獐牙菜苷 A–F (swertianosides A–F, 4–9)、獐牙菜烯胺酮 A–E (gentiocrucines A–E, 10–14)、狭叶獐牙菜木质素苷 (swerlignanoside, 15)、3, 5, 7, 8-四甲氧基口山酮-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷 (3, 5, 7, 8-tetramethoxyxanthone-1-O-β-D-glucopyranoside, 16)、獐牙菜内酯 T (swerilactone T, 17)、丽江獐牙菜内酯 (swerdelactone, 18)、龙胆内酯 (gentiolactone, 19)、gentiogenal (20)、红白金花内酯 (erythrocentaurin, 21)、(R)-gentianol (22)、angelone (23)、4-carboxy-boonein (24)、獐牙菜内酯苷 E (swerilactoside E, 25)、獐牙菜苷 (sweroside, 26)、表优士特莫苷 (epi-eustomoside, 27)、獐牙菜苦苷 (swertiamarin, 28)、amarogentin (29)、angustioside (30)、4'-O-[(E)-coumaroyl]swertiamarin (31)、angustiamarin (32)、6'-O-[(E)-coumaroyl]swertiamarin (33)、6'-O-[(Z)-coumaroyl]swertiamarin (34)、1, 8-二羟基-3, 7-二甲氧基口山酮 (1, 8-dihydroxy-3, 7-dimethoxyxanthone, 35)、1, 8-二羟基-3, 6, 7-三甲氧基口山酮 (1, 8-dihydroxy-3, 6, 7-trimethoxyxanthone, 36)、1, 7-二羟基-3, 8-二甲氧基口山酮 (1, 7-dihydroxy-3, 8-dimethoxyxanthone 37)、7-羟基-3, 8-二甲氧基-口山酮-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷 (7-hydroxy-3, 8-dimethoxyxanthone-1-O-β-D-glucopyranoside, 38)、8-O-[β-D-吡喃木糖-(1-6)-β-D-吡喃葡萄糖]-1, 7-二羟基-3-甲氧基口山酮 (8-O-[β-D-xylopyranosyl-(1-6)-β-D-glucopyranosyl]-1, 7-dihydroxy-3-methoxyxanthone, 39)、(+)-丁香脂素 ((+)-syringaresinol, 40)、4-(4-羟基-3-甲氧基苯甲酰基)苯甲酸 (4-(4-hydroxy-3-methoxybenzoyl)benzoic acid, 41)、icariside B2 (42)、blumenol-O-β-D-glucoside (43)、gentiocrucine (44)、阿魏酸 (ferulic acid, 45)、松柏醛 (trans-coniferyl aldehyde, 46)、芥子醛 (sinapaldehyde, 47)、松柏醇 (trans-coniferyl alcohol, 48)、3, 4-二羟基苯甲酸 (3, 4-dihydroxybenzoic acid, 49)、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸 (4-hydroxy-3-methoxybenzoic acid, 50)、对羟基苯甲酸 (4-hydroxybenzoic acid, 51)、对羟基苯甲醛 (4-hydroxybenzaldehyde, 52)、邻羟基苯甲酸 (2-hydroxybenzoic acid, 53)、间苯二甲酸 (isophthalic acid, 54)、2-糠酸 (2-furoic acid, 55)、2-甲基-4(3H)-喹唑酮 (2-methyl-4(3H)-quinazolinone, 56),以及齐墩果酸、β-谷甾醇、胡萝卜苷。其中化合物1–16为新化合物。本研究还首次从该种植物中分离得到34个化合物 (17–25、29、31、33–36、38–39、42–44、40–41、45–56)。对所分离得到的30个化合物进行了抗HBV活性研究。结果表明:结构新颖的裂环烯醚萜糖苷二聚体狭叶獐牙菜苷A (4),具有显著抑制HBsAg (IC50 = 0.18 mM, SI = 3.11) 和HBeAg (IC50 = 0.12 mM, SI = 4.67) 的活性;新的木质素类成分swerlignanoside (15),抑制HBeAg的IC50值为0.93 mM,选择指数为1.32;另外,新的内酯烯胺酮类成分獐牙菜烯胺酮A, E (10, 14) 和所测试的芳香类化合物对羟基苯甲醛 (52) 和邻羟基苯甲酸 (53) 都显示一定的抑制HBsAg 和HBeAg活性,其IC50值在2.07~5.94之间。第二章贵州獐牙菜的化学成分与抗乙肝病毒活性研究贵州獐牙菜 (Swertia kouitchensis) 分布于云南东北部、四川东部及东南部、贵州、湖北、甘肃南部及陕西南部。全草清热解毒,民间将其用于治疗急慢性肝炎,湿热黄疸和消化不良。我们从贵州獐牙菜全草的90%乙醇提取物中分离得到了38个化合物,包括3个新化合物。化合物的结构类型主要为裂环烯醚萜及其苷类、内酯烯胺酮类、木质素类、口山酮以及芳香类等,分别鉴定为:贵州獐牙菜内酯 (swertiakoulactone, 1)、贵州獐牙菜苷 A–B (swertiakosides A–B, 2–3)、狭叶獐牙菜内酯 B (swertianglactone B, 4)、红白金花内酯 (erythrocentaurin, 5)、erythrocentaurin dimethylacetal (6)、獐牙菜苦苷 (swertiamarin, 7)、vogeloside (8)、2'-O-actylswertiamarin (9)、狭叶獐牙菜苷 D (swertianoside D, 10)、獐牙菜烯胺酮 A–B (gentiocrucines A–B, 11–12)、gentiocrucine (13)、1, 8-二羟基-3, 7-二甲氧基口山酮 (1, 8-dihydroxy-3, 7-dimethoxy xanthone, 14)、1-羟基-3, 7, 8-三甲氧基口山酮 (1-hydroxy-3, 7, 8-trimethoxyxanthone, 15)、1, 7, 8-三羟基-3-甲氧基口山酮 (1, 7, 8-trihydroxy-3-methoxyxanthone, 16)、1, 7-二羟基-3, 8-二甲氧基口山酮 (1, 7-dihydroxy-3, 8-dimethoxyxanthone, 17)、1-羟基-3, 5-二甲氧基口山酮 (1-hydroxy-3, 5-dimethoxyxanthone, 18)、1-羟基-3, 5, 6-三甲氧基口山酮 (1-hydroxy-3, 5, 6-trimethoxyxanthone, 19)、3-表-蒲公英赛醇 (3-epitaraxerol, 20)、erythrodiol 3-O-palmitate (21)、齐墩果酸 (oleanolic acid, 22)、(+)-丁香脂素 ((+)-syringaresinol, 23)、邻苯二甲酸二异丁酯 (diisobutyl phthalate, 24)、咖啡酸 (caffeic acid, 25)、松柏醛 (trans-coniferyl aldehyde, 26)、松柏醇 (trans-coniferyl alcohol, 27)、3, 4-二羟基苯甲酸 (3, 4-dihydroxybenzoic acid, 28)、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸 (4-hydroxy-3-methoxybenzoic acid, 29)、3, 4-二羟基苯甲醛 (3, 4-dihydroxybenzoic aldehyde, 30)、2, 3-二羟基苯甲酸 (2, 3-dihydroxybenzoic acid, 31)、对羟基苯甲酸 (4-hydroxybenzoic acid, 32)、3-乙酰氧基基苯甲酸 (3-acetoxybenzoic acid, 33)、间羟基苯甲酸 (3-hydroxybenzoic acid, 34)、间羟基苯甲醇 (3-hydroxybenzoic alcohol, 35)、烟酸 (nicotinic acid, 36)、2-糠酸 (2-furoic acid, 37)、尿嘧啶 (uracil, 38),以及β-谷甾醇、胡萝卜苷。其中化合物1–3为新化合物。本研究还首次从该种植物中分离得到31个化合物 (4–10、11–13、15、18–21、23、24–38)。对所分离得到的14个化合物进行了抗HBV活性研究。结果表明:新化合物贵州獐牙菜内酯 (1),为一个具有醛基的裂环烯醚萜苷元结构,显示明显的抑制HBsAg (IC50 = 1.10 mM, SI = 4.39) 的活性;vogeloside (8),为7位上引入了一个甲氧基的裂环烯醚萜苷类化合物,显示出一定的抑制HBsAg和HBeAg的活性,其IC50值分别为:3.51和4.90 mM,对HBsAg和HBeAg选择指数都大于1;所测试的芳香类化合物都显示抗HBV活性,其中咖啡酸 (25) 显示出显著的抑制HBsAg和HBeAg的活性,其抑制HBsAg和HBeAg的IC50值分别为:2.14 (SI >3.37) 和0.067 (SI >107.8) mM,以及2, 3-二羟基苯甲酸 (31) 抑制HBsAg和HBeAg的IC50值分别为:0.14 (SI >60.28) 和5.03 (SI >1.68) mM。第三章斜茎獐牙菜的化学成分与抗HBV活性研究斜茎獐牙菜 (Swertia patens) 又名金沙獐牙菜,主产于云南东北部及中部、四川南部。民间作为青叶胆用于治疗肝炎。我们对斜茎獐牙菜全草进行了系统的化学成分及抗HBV活性研究,从其90%乙醇提取物中分离鉴定了40个化合物,包括3个新化合物。化合物的结构类型主要为裂环烯醚萜及其苷类、内酯烯胺酮类、木质素类、口山酮类以及芳香类等,分别为:斜茎獐牙菜酸 (swerpatic acid, 1)、斜茎獐牙菜内酯 A–B (swerpalactones A–B, 2–3)、3, 4-dihyfro-1H, 6H, 8H-naptho [1, 2 - c: 4, 5-c', d'] dipyrano-1, 8-dione (4)、swerbimalactone C (5)、angelone (6)、獐牙菜内酯 T (swerilaction T, 7)、swerbimalactone B (8)、gentiogenal (9)、獐牙菜内酯 R (swerilaction R, 10)、erythricin (11)、红白金花内酯 (erythrocentaurin, 12)、龙胆碱 (gentianine, 13)、贵州獐牙菜苷 B (swertiakoside B, 14)、獐牙菜苷 (sweroside, 15)、獐牙菜苦苷 (swertiamarin, 16)、2'-O-actylswertiamarin (17)、amarogentin (18)、(–)-lariciresinol (19)、5'-methoxylariciresinol (20)、chinensin (21)、(+)-dehydrodiconiferyl alcohol (22)、(7S, 8R, 8'R)-5, 5'-二甲氧基落叶松树脂醇 ((7S, 8R, 8'R)-5, 5'-dimethoxylariciresinol, 23)、1, 3, 5-三羟基口山酮 (1, 3, 5-trihydroxyxanthone, 24)、1, 3-二羟基-5-甲氧基口山酮 (1,3-dihydroxy-5-methoxyxanthone, 25)、1-羟基-3, 5-二甲氧基口山酮 (1-hydroxy-3, 5-dimethoxyxanthone, 26)、1, 8-二羟基-3, 7-二甲氧基口山酮 (1, 8-dihydroxy-3, 7-dimethoxyxanthone, 27)、1-羟基-2, 3, 5-三甲氧基口山酮 (1-hydroxy-2, 3, 5-trimethoxyxanthone, 28)、gentiocrucine (29)、5-羟基-2-甲氧基色原酮 (5-hydroxy-2-methylchromone, 30)、3, 3', 5-三羟基联苯 (3, 3', 5-trihydroxybiphenyl, 31)、邻苯二甲酸二甲酯 (dimethl phthalate, 32)、邻苯二甲酸丁基异丁基二酯 (butyl isobutyl phthalate, 33)、dehydrozingerone (34)、松柏醛 (trans-coniferyl aldehyde, 35)、3-羟基苯甲酮 (3-hydroxyphenylketone, 36)、3-乙酰氧基苯甲酸 (3-acetoxybenzoic acid, 37)、4-羟基反式桂皮酸二十六烷酯 (n-hexacosyl ester 4-hydroxy-trans-cinnamate, 38)、4-羟基顺式桂皮酸二十六烷酯 (n-hexacosyl ester 4-hydroxy-cis-cinnamate, 39)、cholest-4-en-3-one (40),以及齐墩果酸、β-谷甾醇、胡萝卜苷。其中化合物1–3为新化合物。本研究还首次从该种植物中分离得到34个化合物 (4–15、17–18、19–25、28、29–40)。对所分离得到的11个化合物进行了抗HBV活性研究。其中化合物1, 3, 5-三羟基口山酮 (24) 显示显著抑制HBsAg (IC50 = 0.08,SI = 1.88) 的活性。另外,木质素类化合物 (+)-dehydrodiconiferyl alcohol (22)、(–)-lariciresinol (19)、5'-methoxylariciresinol (20),口山酮类化合物1, 3-二羟基-5-甲氧基口山酮 (25),色原酮类化合物5-羟基-2-甲氧基色原酮 (30),以及芳香类化合物3, 3', 5- 三羟基联苯 (31)、邻苯二甲酸丁基异丁基二酯 (33) 和4-羟基-3-甲氧基乙烯基甲酮 (34) 都显示出抗HBV活性,其抑制HBsAg和HBeAg分泌的IC50值在0.50~2.60之间。第四章獐牙菜属植物的化学成分研究进展本章总结了迄今为止獐牙菜属植物中已报道的各类型化合物。对已报道的270多个化合物进行了归纳整理,并根据这些化学成分的结构特点进行了分类。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/18695
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何康.狭叶獐牙菜、贵州獐牙菜和斜茎獐牙菜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.2012
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