马蔺子化学成分的分离制备及其对3T3-L1脂肪细胞糖脂代谢作用的研究

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马蔺为鸢尾科鸢尾属多年生草本宿根植物,主要分布在中国、朝鲜和俄罗斯。马蔺根系发达,抗逆性和适应性极强,耐盐碱。这些特征决定了它非常适合气候干燥地区的绿化改造和水土保持。马蔺的干燥种子具有去热、祛湿、止血等功效。在中医上常被用来治疗黄疸、腹泻、吐血、白带、喉痹、痈肿等。前期关于马蔺子中化学成分的研究主要围绕马蔺子素等苯醌类成分展开的,而其他化学成分的分离很少报道。  本论文以马蔺子为原料,主要对马蔺子种皮提取物中的原花青素类成分、种仁提取物中的低聚芪类成分以及种皮超临界CO2萃取物(SFE Ext)中的苯醌类成分进行了分离制备。在活性筛选部分,以3T3-L1成熟脂肪细胞为模型,主要通过研究原花青素类和低聚芪类对3T3-L1脂肪细胞糖脂代谢的作用,寻找马蔺子中可能具有改善肥胖症的化合物。  1、建立了应用高速逆流色谱(HSCCC)技术从马蔺子种皮提取物中分离制备高纯度原花青素类化合物的方法。马蔺子种皮乙醇提取物乙酸乙酯萃取部位经过硅胶柱色谱分离得到两个原花青素富集部位Fr.2和Fr.3。(a)对Fr.2样品的分离采用梯度流速的HSCCC方法,以正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水(0.75∶12.5∶1∶12.5,v/v/v/v)为两相溶剂系统,流动相的初始流速为1.5 mL/min,120 min后流速增加到3.0 mL/min,分离温度为30℃,检测波长为280 nm,主机转速为900rmp。在240 min内从300 mg Fr.2样品中分离到58 mg原花青素B3、72 mg原花青素B1、52 mg儿茶素和18 mg原花青素B7,它们的纯度分别为98.23%、99.05%、99.03%和96.34%。(b)对Fr.3样品的分离采用双泵平衡模式和连续进样的HSCCC方法,以乙酸乙酯-正丁醇-水(9∶1∶10,v/v/v)为两相溶剂系统,两相的流速为2.2 mL/min,分离温度为30℃,检测波长为280 nm,主机转速为900rmp。600mg Fr.3样品通过6次连续进样(100 mg/time),分离得到57 mg prodelphinidin B3、198 mg原花青素B3和162mg原花青素B1,它们的纯度分别为97.2%、98.1%和97.3%。  2、建立了应用HSCCC技术从马蔺子种仁提取物中分离制备高纯度低聚芪类化合物的方法。(a)建立了应用两步HSCCC法分离制备种仁醇提物(ZRCT)中低聚芪类化合物。第一步,以正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水(3∶6∶4.2∶5.5,v/v/v/v)为两相溶剂系统,head-to-tail洗脱模式,从300 mg ZRCT样品中分离制备到58 mgvitisin A、76 mgε-viniferin和43 mg peakⅡ。第二步,以石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水(5∶5∶3∶6,v/v/v/v)为两相溶剂系统,tail-to-head洗脱模式,从100 mg peakⅡ中分离制备到52 mg vitisinB和11 mg vitisinC。分离到的4个低聚芪类化合物通过HPLC检测纯度均在95%以上。(b)建立了应用HSCCC法从种仁碱提酸沉提取物(JTSC)中分离制备低聚芪类化合物。以正己烷-乙酸乙酯-甲醇-水(2∶5∶3∶6,v/v/v/v)为两相溶剂系统,流动相的流速为2.8 mL/min,分离温度为30℃,检测波长为280 nm,主机转速为900 rmp。从300 mg JTSC样品中分离制备到73 mgvitisin D、25 mg ampelopsin B和16 mg cis-vitisin A。分离到的3个低聚芪类化合物通过HPLC检测纯度均在95%以上。  3、对马蔺子种皮SFE Ext和ZRCT中的化学成分通过硅胶柱色谱、凝胶柱色谱以及制备液相色谱等进行了分离制备。(a)通过硅胶柱色谱、制备液相色谱等对SFE Ext进行了化学成分的分离,一共得到了6个化合物,分别为β-谷甾醇、马蔺子甲素、马蔺子乙素、马蔺子丙素、熊果酸、熊果醇等。(b)通过用硅胶柱色谱、制备液相色谱对ZRCT中的化学成分进行了分离制备,得到hydroxyvitisinD、Z-6、Z-8和4-O-β-D-(6-O-Vanilloylglucopyranosyl) vanillic acid。  4、通过MTT、油红O染色、脂质定量以及2-NBDG摄取等实验方法,考察源自马蔺子的两种粗提物(PA:原花青素富集部位和ZRCT:低聚芪类富集部位)、6个原花青素类单体化合物和9个低聚芪类单体化合物对3T3-L1前脂肪细胞增殖以及对脂肪细胞中脂质积累和葡萄糖摄取的影响,初步探讨其对3T3-L1脂肪细胞糖脂代谢的作用。MTT实验结果表明,待测样品在测试浓度范围内没有表现出细胞毒性,只有化合物R-1(vitisin A)、R-3(vitisin B)、R-2(ε-viniferin)对3T3-L1脂肪细胞活力表现出明显的浓度依赖性抑制作用。油红O染色和脂质含量测定结果显示,和胰岛素单独处理组相比,PA、ZRCT与胰岛素联用后可以降低成熟脂肪细胞中脂质的积累(P<0.01),同样处理后,原花青素类化合物P-1(procyanidinB3)和P-6(procyanidin B6)表现出明显的降低脂肪细胞中脂质聚集以及减少脂质含量的潜力(P<0.01),R-3和R-2表现出较明显的抑制脂滴的作用(P<0.01)。2-NBDG摄取实验结果表明,ZRCT与胰岛素联用可增强胰岛素促进的3T3-L1脂肪细胞对葡萄糖的摄取(P<0.01),P-2(procyanidin B1)、P-1、P-6、P-4(procyanidinB7)与胰岛素联用处理组均可以显著增加脂肪细胞对2-NBDG的摄取量(P<0.01),R-1、R-3、R-4(vitisin C)、J-1(vitisin D)、J-4(resveratrol)、R-2、J-2(ampelopsinB)、Z-5(hydroxyvitisin D)与胰岛素联用处理组,也可以显著增强3T3-L1脂肪细胞对2-NBDG的摄取(P<0.01),使细胞对胰岛素的敏感性增强。  5、采用实时荧光定量PCR法检测两种粗样、6个原花青素类单体化合物以及9个低聚芪类单体化合物对3T3-L1脂肪细胞中参与糖脂代谢的因子SREBP-1c、PPARγ、 C/EBPα、aP2、GLUT4等mRNA表达的影响。实验结果表明,和胰岛素单独处理组相比,PA、ZRCT、P-1、P-5、R-1、J-1与胰岛素联用后能够显著地增加SREBP1c mRNA的表达量(P<0.01)。P-5、R-1、R-3、J-1、J-4、J-2、Z-5对PPARγ mRNA的下调作用具有显著统计学差异(P<0.01),而R-4对PPARγ mRNA则表现出上调作用(P<0.01)。和胰岛素单独处理组相比,PA、ZRCT、P-2、P-1、P-6、P-3(catechin)、P-5(epicatechin)、R-3、R-4、J-1、J-3(cis-vitisin A)、J-4、R-2、J-2、Z-5与胰岛素联用处理后能显著降低C/EBPα mRNA的表达水平(P<0.01)。6个原花青素类化合物和9个低聚芪类单体化合物都具有显著降低aP2 mRNA的表达水平的作用(P<0.01)。与胰岛素单独处理组相比,P-2、P-1、R-1、R-4、R-2与胰岛素联用处理后对GLUT4 mRNA的上调作用具有显著统计学差异(P<0.01)。  6、更深入研究探讨上述化合物是如何在蛋白水平参与调节3T3-L1脂肪细胞的糖脂代谢。通过western blot法观察原花青素类和低聚芪类化合物对PPAR、aP2、C/EBPα、SREBP1c、GLUT4等蛋白表达水平以及对AMPK活化的影响,初步探讨其对脂肪细胞糖脂代谢的作用机制。实验结果表明,PA、ZRCT与胰岛素联用均可以增加AMPK的磷酸化水平,显著降低C/EBPα和PPARγ的蛋白表达水平。原花青素类单体化合物P-2、P-1与胰岛素联用能显著降低C/EBPα和aP2蛋白的表达水平,提高PPARγ的蛋白表达水平。P-6、P-4、P-3、P-5与胰岛素联用都能降低PPARγ、C/EBPα和aP2的蛋白表达水平。P-2、P-1、P-6、P-4、P-3与胰岛素联用均可以增加p-AMPK的水平。低聚芪类化合物可不同程度降低PPARγ、C/EBPα和aP2的蛋白表达水平。R-1、R-3、R-4、J-1、J-4、R-2、J-2、Z-5与胰岛素联用可以增加AMPK的磷酸化水平。Western blot和免疫荧光的结果表明,PA、ZRCT与胰岛素联用可增强GLUT4蛋白的表达,原花青素类二聚体可增强GLUT4蛋白的表达,低聚芪类化合物R-1、R-3、R-4、J-1、J-4、R-2、J-2与胰岛素联用可以增强GLUT4蛋白的表达。另外,受试样品对SREBP1c下调作用不明显。
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