天麻(Gastrodia elata B1.)，别名赤箭芝、独摇芝、离母、合离草、神草等，是属于被子植物门，单子叶植物纲，兰科，天麻属的一味常用而比较名贵的中药。其化学成分主要有酚类、有机酸类和多糖类。本课题组之前的研究表明，天麻根茎中的多糖的硫酸化衍生物具有抗病毒和抗血管生成作用，但是其构效关系尚未清楚。为了寻找提高活性的天麻多糖，并进行构效关系研究，我们对天麻根茎中的多糖进行了系统的分离纯化、结构鉴定、化学修饰及药理活性测试。　　 天麻根茎原药材采用水提的方法得到了一个粗多糖级分，进一步用DEAE-纤维素反复层析，得到了一个均多糖，WGE(在出版论文中为与之前实验室研究得到的多糖WGEW区分，以WTMA命名)。通过高效凝胶色谱(HPGPC)、气相色谱(GC)、气质联用色谱(GC-MS)、红外色谱(IR)、核磁共振(NMR)和旋光度分析对纯化的多糖的化学结构进行了鉴定。结构研究表明，该糖为单一葡萄糖组成的均一的α-(1→4)葡聚糖，分子量为7.0×105Da，主链在0-6上平均17个糖残基有一个分枝的葡聚糖，分枝连接方式亦为α-(1→4)。　　 为了研究活性和构效关系，我们对天麻多糖WGE进行了一系列化学修饰，包括胺丙基化、羧甲基化、硫酸化、磷酸化和乙酰化。其中硫酸化又包括一系列不同取代度的衍生物的制备，得到产物的硫酸基取代度分别为0.141，0.097，0.194，0.173，0.220，0.202。同时，对天麻多糖WGE进行了酸降解，以此得到一系列分子量不同的多/寡糖，分子量分别为180，000，130，000，75，000，41，000，14，000，12，000，2，700 Da，并对得到的产物进行了硫酸化修饰。除此之外，我们还使用了特异性淀粉酶除掉了原糖中的支链片段，并对得到的直链多糖进行了硫酸化修饰。衍生物的结构及物理化学特性通过化学和光谱方法得到鉴定。体外抗血管生成试验数据表明，除了硫酸基取代的多糖，其它衍生物都没有活性。而在所有有活性的硫酸化衍生物中，多糖母核的分子量以及硫酸化的取代度都对活性有很大的影响。当分子量减小到41，000 Da以后，在剂量为25μg/mL时，多糖或者寡糖的硫酸化衍生物没有了抗血管形成活性；而硫酸基取代度越大，其活性越大，但同时对内皮细胞的毒性也越大。无支链的直链多糖WGE-DE的硫酸化衍生物仍然具有抗血管生成活性说明了支链对这个多糖的抗血管生成活性影响不大。这些说明多糖的抗血管生成作用不仅与糖链上的长度有关，也与糖链上取代基的特性及取代度有密切关系，取代基甚至可以成为多糖类化合物活性体现的主要决定因素。　　 在多糖活性研究中，我们发现天麻多糖WGE在体外有明显的抑制人体胰腺癌细胞PANC-1的活性。考虑到寡糖或者小分子的多糖更有利于细胞的吸收，我们对该多糖进行了酸降解和酶降解，得到了不同分子量的多糖和寡糖组分。所有的酸降解产物对PANC-1细胞的抑制率在相同剂量时都明显大于原多糖的抑制率，特别是其中的寡糖混合物WGE-AD-O，其IC50为2.6 mg/mL。而WGE的去支链酶降解产物WGE-DE却无该活性，说明了支链是活性必须的。所有的糖组分经毒性试验研究表明对人体正常肝细胞LO2无毒性，有些甚至促进细胞的生长。　　 论文研究结果为将来基于天麻多/寡糖的抗肿瘤药物研究打下了良好的基础。