不同成熟期莲房化学成分分析及其抗痛风活性研究

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痛风是以高尿酸血症和尿酸盐结晶沉积于关节或其周围并伴有炎症反应为特征的一种代谢性疾病。近几十年来,痛风的发病率由于人民生活方式及饮食结构改变而持续升高。目前市面上治疗痛风安全、经济的西药较少,所以从资源丰富的传统植物中寻找治疗痛风药物是近年来的研究热点。莲房作为我国传统植物莲的重要组成部分,有着极高的药用价值,但大部分却被丢弃和掩埋。本课题以不同成熟期的莲房为原料,采用代谢组学的分析技术比较莲房在自然生长过程中化学成分发生的变化。以莲房分离组分为研究对象,采用体外筛选黄嘌呤氧化酶(XO)抑制剂的方法,筛选出活性最高组分,并对该组分中的主要化合物进行定性、定量分析,再利用踝关节注射尿酸钠及腹腔注射黄嘌呤和氧嗪酸钾的方法,建立急性痛风并高尿酸血症大鼠模型,考察该组分的抗痛风活性。以莲房中的化学成分为研究对象,采用分子对接的手段筛选抗痛风活性成分,筛选出高活性成分并明确相互作用力。本文可明确莲房的抗痛风药用价值,为后续开发保健食品、药品的研究奠定基础。主要研究结果如下:1、利用UPLC-QTOF技术,首次对莲房中的化学成分进行快速全面的分析鉴定。从莲房中共鉴定出118种化合物,包括黄酮类化合物50种,生物碱类化合物33种,氨基酸类8种,酚酸类8种,脂肪酸类7种,吲哚衍生物2种,碱基3种,萜类2种,多酚类、酰胺类、香豆素类、酮及木脂素类各1种。2、根据上述鉴定出的化合物,使用UPLC-QTOF技术结合代谢组学的分析技术,对不同成熟期莲房中化合物的含量进行分析比较。通过层次聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)及正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)与筛选,在鉴定出的118个化合物中,其中100种化合物表现出生长/发育依赖性改变。其中B(花蕾期)与FM(完全成熟期)差异表达的显著代谢物为67种(38上调,29下调),上调的差异化合物主要为黄酮类化合物等次级代谢产物,下调的差异化合物主要为氨基酸、脂肪酸、碱基等初级代谢产物。这是由于在植物的生长过程中,会以初级代谢产物作为前体,合成一些对植物生长发育有一定作用的次级代谢产物。其KEGG通路主要富集在次生代谢物的生物合成、代谢途径、苯丙类化合物的生物合成、植物次生代谢物的生物合成与类黄酮生物合成等。3、采用碱提酸沉法将莲房分为四个组分。采用体外筛选黄嘌呤氧化酶抑制剂的方法,筛选发现酸沉提取物(AP)的活性效果最好。随后,采用UPLC-QTOF技术对AP组分中主要化合物进行鉴定,共鉴定出7个化合物,分别为没食子儿茶素、原花青素B1、儿茶素、异槲皮苷、紫云英苷、槲皮素-3-O-葡糖苷酸、槲皮素,并对其进行定量分析。最后,采用踝关节注射尿酸钠及腹腔注射黄嘌呤和氧嗪酸钾的方法,建立急性痛风并高尿酸血症大鼠实验模型,以关节肿胀度、炎症因子(TNF-α、1L-1β和1L-6)、肾脏和踝关节滑膜的组织学评价为指标去评价AP的治疗作用,结果表明阳性药和AP高浓度组(AP-H)对缓解由MSU晶体引起的关节损伤效果最好,且对肾脏具有一定的保护作用。4、采用分子对接技术,将莲房中的化合物应用到抗痛风的虚拟筛选中。针对痛风关键靶蛋白—黄嘌呤脱氢酶、黄嘌呤氧化酶以及黄嘌呤氧化还原酶这的三种不同形式,使用分子对接软件DS的Lib Dock模块,从118个莲房化合物中虚拟筛选出16个具有潜在活性的化合物。采用CDOCKER模块对该16个化合物进一步打分排序,共同筛选出8个化合物。它们分别是山奈酚-7-O-葡萄糖苷、(-)-表没食子儿茶素、棕矢车菊素、没食子儿茶素、花旗松素、槲皮素、燃料木苷、异牡荆素。并在CDOCKER模块下分析化合物与相关受体蛋白的相互作用,通过其作用模式,从分子机制角度解释筛选出来的化合物与原配体发挥药效的机制。这些化合物和原配体占据着同一个结合口袋,与原配体在蛋白配体复合物中的相互作用类似,都是通过占据重要通道,阻止底物与酶的结合,从而抑制酶活性,最终起到抗痛风的效果。
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