重楼属中富含偏诺甾体皂苷的植物资源挖掘及其研究

	重楼属中富含偏诺甾体皂苷的植物资源挖掘及其研究
	余玲玲
导师	刘海洋
关键词	重楼属 (Paris L.)，黑药花科，偏诺皂苷，球药隔重楼，LC-MS/MS，诱导血小板聚集活性 Paris L., Melanthiaceae, Pennogenin saponins, Paris fargesii, LC-MS/MS, Inducing platelet aggregation activity
摘要	重楼是黑药花科 (Melanthiaceae) 重楼属 (Paris L.) 植物的统称，其药用历史悠久，自汉代以来，在本草古籍中多有记载。最新的系统发育与分类学研究表明，重楼属包括26个种，我国有22种。1977?2020版《中国药典》规定重楼 (Paridis Rhizoma) 的基原植物为滇重楼 (Paris polyphylla Smith var. yunnanensis (Franch.) Hand-Mazz) 或七叶一枝花 (Paris polyphylla var. chinensis)，用于清热解毒，消肿止痛，咽喉肿痛，蛇虫咬伤，惊风抽搐等症。除了上述两种基原植物，具有块茎的其它种，在中国及周边国家也常被作为重楼药材使用，但这些种的使用是否符合药典标准？重楼属植物中主要含有薯蓣皂苷和偏诺皂苷，其中偏诺皂苷是一类新型血小板聚集诱导剂，该类成分在重楼属植物中的分布情况如何？能否找到偏诺皂苷含量较高的种，用于止血新药的研究？为了解决上述科学问题，本论文综合运用分析化学、植物化学等技术手段对国产重楼属植物开展了系统的研究。本论文分为四章。第一章评价了国产重楼属植物中薯蓣皂苷和偏诺皂苷的分布及含量情况。首先在药典标准 (重楼皂苷I、II和VII) 的基础上，增加了另外6个甾体皂苷活性成分 (重楼皂苷V、VI、H、薯蓣皂苷、纤细薯蓣皂苷和17-羟基纤细薯蓣皂苷)，建立了更全面的重楼药材质量标准，对从我国不同地区收集的20种重楼开展了系统的质量评价研究。结果表明：(1) 毛重楼、多叶重楼、狭叶重楼、禄劝花叶重楼、高平重楼等9种重楼中9个甾体皂苷的总含量较低 (0.038?0.196%)，不适合作为重楼药材使用；(2) 滇重楼、李氏重楼、长柱重楼、平伐重楼、球药隔重楼中，重楼皂苷I、II和VII总含量在0.891%?2.271%之间，达到2020版《中国药典》要求；(3) 球药隔重楼、啟良重楼、海南重楼中的主要成分为偏诺皂苷 (1.731?3.347%)，其中球药隔重楼中偏诺皂苷的含量最高可达3.347%，且不同地区采集的样品，含量相对稳定，可作为潜在的止血药物新资源。第二章建立了甾体皂苷的MS/MS谱图数据库。为了快速准确的识别重楼属植物中的皂苷，我们对研究组前期从黑药花科三个属中分离得到的94个甾体皂苷标准品，进行LC-MS/MS分析，建立了甾体皂苷MS/MS谱图数据库，总结了不同类型甾体皂苷 (薯蓣皂苷、偏诺皂苷、纽替皂苷、呋甾烷型和胆甾烷型皂苷) 在ESI (+) 离子模式下的碎片离子裂解规律。基于构建的MS/MS谱图数据库，我们对球药隔重楼粗提物进行LC-MS/MS分析，鉴定出25个化合物，主要包括B环和F环羟基取代的偏诺皂苷和呋甾烷型甾体皂苷类化合物。但是，仍有较多特征峰未能与数据库中数据匹配，暗示球药隔重楼中大部分化合物为本研究组未分离得到的化合物，可能为潜在的新化合物。第三章首次系统研究了球药隔重楼的化学成分。在LC-MS/MS分析基础上，综合应用多种色谱分离技术，并结合MS、NMR、X-射线单晶衍射等波谱分析技术，从球药隔重楼根茎和茎叶中分离鉴定了不重复的97个单体化合物，其中新化合物47个。(1) 从球药隔重楼根茎中分离得到72个化合物，其中42个化合物为偏诺皂苷及其衍生物。化合物1-6为C-5、C-6位同时被羟基或甲氧基取代，双键移至C-8/C-9位的偏诺皂苷衍生物，通过X-射线单晶衍射确定了C-5和C-6位的绝对构型；化合物19和20具有罕见的C-5/C-6和C-8/C-9位双键与C-7位羰基共轭的甾体母核；化合物66-69苷元的D环发生了氧化开环，形成 (25R)-furost-15,16-seco-5,17(21)-dien-3β,15,22,26-tetrol-16,22-olide苷元母核，此类结构骨架未见报导。(2) 结合多种色谱分离技术与波谱分析方法，从球药隔重楼茎叶中分离到25个与根茎中不重复的化合物，其中偏诺皂苷类化合物14个，包括与根茎中相似的B环和F环不同程度氧化的螺甾烷类化合物。此外，纽替皂苷类只在茎叶中分离得到，为球药隔重楼茎叶和根茎的主要差异成分。第四章评价了分离得到的甾体皂苷诱导血小板聚集活性，并对其构效关系进行探讨。结果表明，偏诺皂苷38-42和50具有诱导血小板聚集活性，其中化合物42诱导血小板聚集活性最强 (EC50为50.1 μM)。此外，还发现薯蓣皂苷45、46和48也具有诱导血小板聚集活性（EC50 71.1-79.8 μM），对重楼属植物止血物质基础有了新的认识。分析其构效关系可知，偏诺皂苷的诱导血小板聚集活性强于同种糖基取代的薯蓣皂苷。综上所述，本论文利用分析化学和植物化学的手段，系统评估了国产20种重楼属植物的药用价值，阐明了两类活性成分在重楼属中的分布情况，从物质基础角度阐明重楼属中哪些植物可以作为重楼药材；发现了重楼属富含偏诺皂苷新资源球药隔重楼，并对其化学成分和止血活性开展了系统研究。此外，建立了甾体皂苷MS/MS数据库，为甾体皂苷类化合物的快速鉴定和识别打下基础。本论文的研究结果为重楼属植物的合理开发、利用和保护提供了科学依据和理论指导。; The genus Paris belongs to the monocotyledonous family Melanthiaceae. It has been traditionally used as a folk medicine and has been recorded in major Chinese herbal compilations since the Han dynasty (2000 years ago). The recent taxonomic revision indicates that the genus Paris contains 26 species, of which 22 species are distributed in China. The dried rhizomes of Paris polyphylla var. yunnanensis or Paris polyphylla var. chinensis, known as the famous traditional Chinese medicine Paridis Rhizoma, has been recorded in the Pharmacopoeia of the People’s Republic of China (from 1977 to 2020 editions). It is commonly used to treat detoxification, swelling, sore throat, snake and insect bite, convulsion, etc. In addition to the two taxa contained in the Pharmacopoeia of the People’s Republic of China, other congeneric species with rhizomes are also used as Paridis Rhizoma in China and neighboring countries. However, it remains poorly understood whether the use of these species meets the quality standards of the Pharmacopoeia. Diosgenin saponin and pennogenin saponin are the main bioactive components of the genus Paris, and pennogenin saponin is a novel platelet aggregation agonist. Is it feasible to find the species with higher content of pennogenin saponin from this genus to develop hemostatic drugs? To address these issues, the comprehensive investigations on the genus Paris were carried out using analytical chemistry, phytochemical techniques, and other technical approaches in this dissertation. This dissertation consists of four chapters. In the first chapter, the content of diosgenin saponins and pennogenin saponins in the domestic Paris species were evaluated. Based on the Pharmacopoeia of the People’s Republic of China, a more comprehensive quality standard of Paridis Rhizoma was proposed. Besides paris saponins I, II, VII, the contents of other 6 steroid saponins (i.e., paris saponins V, VI, H, dioscin, gracillin, and 17-hydroxygracillin) in 20 Paris species collected from different localities of China were determined. The results showed that: (1) the total contents of 9 steroidal saponins in 9 species (P. mairei, P. polyphylla, P. lancifolia, P. luquanensis, et al) were too low (0.038-0.196%) to meet the quality standard of Paridis Rhizoma set by the Pharmacopoeia of the People’s Republic of China; (2) the total contents of paris saponins I, II, and VII of P. polyphylla var. yunnanensis, P. liana, P. forrestii, P. vaniotii, and P. fargesii were 0.891-2.271%, respectively, which met the standard of Paridis Rhizoma set by the Pharmacopoeia of the People’s Republic of China (2020 edition); (3) the main components of P. fargesii, P. qiliangiana, and P. dunniana were pennogenin saponins. Among them, the content of pennogenin saponins of P. fargesii can reach as high as 3.347%, it therefore has the potential to become a potential new resource for hemostatic drug research. In chapter II, the MS/MS spectral database for steroidal saponins was estab
语种	中文
	2022-05
学位授予单位	中国科学院大学
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/75197
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	余玲玲. 重楼属中富含偏诺甾体皂苷的植物资源挖掘及其研究[D]. 中国科学院大学,2022.

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余玲玲-重楼属中富含偏诺甾体皂苷的植物资（11095KB）	学位论文		限制开放	CC BY-NC-SA	请求全文