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论文在综述原人参二醇（Protopanaxadiol,PPD）、原人参三醇（Protopanaxatriol,PPT）、Pyxinol、（24S）-Pyxinol、（20R）-人参二醇（Panaxadiol,PD）、（20R）-人参三醇（Panaxatriol,PT）、Ocotillol等7个先导化合物及相关衍生物研究进展的基础上,开展了化学合成、生物活性筛选以及药代动力学早期评价等研究。定向制备了系列新氨基酸酯衍生物、测定了衍生物的抗肿瘤活性、获得了药代动力学参数,成功地筛选出一个具有良好抗肝癌活性的创新候选药物。取得了以下创新性研究成果:一、人参皂苷元氨基酸酯衍生物的合成选择与肝癌、肺癌、乳腺癌、宫颈癌、结肠癌密切相关的11个氨基酸（丙氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、亮氨酸、缬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸）与7个人参皂苷元（PPD、PPT、Pyxinol、（24S）-Pyxinol、PD、PT和Ocotillol）的C-3位进行成酯反应,制备了130个氨基酸酯衍生物。利用硅胶柱层析、重结晶等手段分离和纯化,通过理化性质分析、高分辨率质谱（High resolution mass spectrometry,HR-MS）以及核磁共振谱（Nuclear magnetic resonance,NMR）技术鉴定了所有衍生物的结构,包括Pyxinol、（24S）-Pyxinol、PD、PT、Ocotillol衍生物各22个,PPD、PPT衍生物各10个。除化合物1b、1c、1f～1j、2b、2c、2f～2j、4c、8a～8d、8f～8j、9a～9d、9f～9j、12c,其他96个衍生物均为首次合成的新化合物。二、人参皂苷元氨基酸酯衍生物的抗肿瘤活性测定1、对肿瘤细胞的抑制作用研究采用CCK-8法检测了7个人参皂苷元及130个氨基酸酯衍生物对人肝癌细胞（Hep G2细胞）、人肺癌细胞（A549细胞）、人乳腺癌细胞（MCF-7细胞）、人宫颈癌细胞（He La细胞）以及人结肠癌细胞（HCT-116细胞）等5种肿瘤细胞增殖的影响。结果表明,多数衍生物呈现了优于先导化合物的抗肿瘤活性;以IC50值≤20μM为评价指标,筛选出9个活性衍生物;其中,新化合物8e（3-L-脯氨酰-Pyxinol）对Hep G2细胞的IC50值最小（12.3μM）。构效关系分析表明,氨基酸亲水性越好,衍生物活性越强;脱Boc衍生物活性优于未脱Boc衍生物;C-24位为R构型的化合物活性强于C-24位为S构型的化合物;C-17位连接五元环时的活性优于连接六元环结构和链状结构;C-6位无羟基的化合物抗肿瘤活性强于C-6位有羟基的化合物。2、化合物8e对H22荷瘤小鼠的影响建立H22荷瘤小鼠模型,以小鼠体重、肿瘤大小及组织形态学、肝肾指数、炎性因子、血液生化学等为评价指标,评价了化合物8e对H22荷瘤小鼠的影响。结果表明,化合物8e可呈剂量依赖性地抑制肿瘤生长、增加TNF-α和IL-2含量以及减少VEGF含量,提示化合物8e可能通过提高免疫能力、抑制肿瘤血管生成而发挥抗肝癌的作用;此外,化合物8e单独应用或与环磷酰胺联用均可显著回调荷瘤小鼠的ALT、AST、BUN以及CRE含量,明显缓解荷瘤小鼠的肝组织和肾功能损伤,对肝、肾组织具有保护作用。3、化合物8e抗肝癌的代谢组学研究采用基于UPLC-Q/TOF-MS的代谢组学技术,对化合物8e干预的肝癌小鼠血清和肝脏样本进行分析。结果表明,色氨酸、4-羟基视黄酸、前列腺素I2、白三烯B4、（15S）-HPETE、12,13-Ep OME、全反式视黄酸、硬脂酸、鞘氨醇-1-磷酸酯、（5S）-羟基二十二碳四烯酸、13-L-羟基油酸、全反式-5,6-环氧维甲酸、8,9-环氧二十碳三烯酸、Lyso PC（18:1（9Z）/0:0）、PC（16:0/16:0）、视黄酯、α-亚麻酸、花生四烯酸、亚油酸和胆红素等21种内源性物质水平得以显著回调,推断化合物8e是通过干预花生四烯酸代谢、亚油酸代谢、视黄醇代谢、鞘脂代谢、α-亚麻酸代谢、甘油磷脂代谢、卟啉和叶绿素代谢、色氨酸代谢等8条代谢途径而发挥抗肝癌作用。三、灌胃给予化合物8e的大鼠药代动力学研究1、化合物8e的脂水分配系数测定模拟胃肠道不同部位环境,采用摇瓶法使化合物8e在p H 2.0、5.8、7.4等条件下在水-正辛醇缓冲溶液中达到分配平衡,继而采用HPLC-ELSD技术测定两相中化合物8e的浓度,获得了化合物8e的脂水分配系数Log P值（2.07～2.19）,小于先导化合物Pyxinol的Log P值（3.51～3.86）,说明引入氨基酸酯基团可以明显改善化合物的水溶性。2、大鼠灌胃给予化合物8e的“血药浓度-时间曲线”研究建立了大鼠血浆中化合物8e和主要代谢产物Pyxinol的HPLC-ELSD定量分析方法,线性范围为5～250μg/ml、LLOQ为5μg/ml、特异性、准确度、精密度、提取回收率、残留效应和稳定性等均满足分析要求。测定了灌胃给予大鼠化合物8e的血药浓度-时间曲线,获得了药动学参数。结果表明,灌胃给药后,化合物8e在体内吸收和清除均较缓慢(CL:0.02L·h-1·kg-1;t1/2:9.71～10.59小时;Tmax:6.67～6.80小时),半衰期明显长于先导化合物Pyxinol半衰期（3.0小时）;表观分布容积Vd为0.28～0.32 L/kg;平均驻留时间（MRT（0-t）:14.12～15.69小时）较长,可有效延长作用时间。同时定量测定了化合物8e的代谢产物Pyxinol在大鼠血浆中的浓度。结果显示,原型药物达峰前,代谢产物在血浆中的浓度很低;当原型药物消除时,代谢产物在血浆中的浓度逐渐增加,给药后16小时代谢产物在血浆中的浓度最大。3、大鼠灌胃给予化合物8e的生物利用度研究测定了静脉注射化合物8e的大鼠血药浓度-时间曲线,并以静脉注射给药AUC（0-t）为参比,计算出化合物8e的灌胃给药绝对生物利用度为45.75%,高于文献报道的先导化合物Pyxinol生物利用度（43%）。4、大鼠灌胃给予化合物8e的生物转化研究应用高灵敏、高分辨的UPLC-Q/TOF-MS技术,首次测定了灌胃给予大鼠化合物8e的血浆、尿、粪及胆汁样本,继而应用UNIFI代谢产物分析平台对样本中的主要代谢物进行快速分析和鉴定。结果共鉴定了5个I相代谢物和7个II相代谢物。化合物8e在大鼠体内的代谢反应主要有脱水、脱氢、加水、氧化、去脯氨酰基等I相代谢反应,以及甲基化、磷酸化、硫酸化和葡萄糖醛酸化等II相代谢反应。综上所述,本论文丰富了人参皂苷元的结构修饰,并成功筛选出1个具有较强抗肝癌活性的创新候选化学药物——新化合物8e（3-L-脯氨酰-Pyxinol）。该化合物具有较好的抗癌活性,且体内药代动力学参数较理想。本论文为抗肿瘤天然产物的进一步研究与开发提供了理论基础和科学数据。论文创新点在于:1、合成了96个新的人参皂苷元氨基酸酯衍生物,丰富了人参皂苷元的结构修饰。2、筛选出对HepG2、A549、MCF-7、HeLa和HCT-116细胞具有较好抑制作用的衍生物,对后续的研究提供了理论基础。3、探讨了人参皂苷元氨基酸酯衍生物抗肿瘤的构效关系。4、研究了新化合物8e的抗肝癌作用,证明其具有较强抗肝癌活性。5、开展了新化合物8e的口服吸收、生物转化等药代动力学研究,有助于其进一步的研究与开发。