甜菊糖是从甜菊叶中提取的内-贝壳杉烯酸(ent-kaurenoic acid)/酯类的四环二萜类化合物族,除具有高甜度特性外还兼具广泛的生物活性,其主要甜味成分斯替夫苷分子中有两个糖苷键(C13位的醇苷键、C13位的β-1,2糖苷键)和一个酯键(C19位),本文以斯替夫苷为原料,选用不同的催化剂定向催化水解斯替夫苷分子中的糖苷键或酯键制备悬钩子苷、甜菊醇双糖苷、甜菊醇和异甜菊醇,并从细胞毒性评价、抗癌活性、抗炎、抗氧化活性四个方面对8种斯替夫苷系化合物进行研究,主要结论如下:1.在浓度250μg/mL下,甜味成分斯替夫苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷C、悬钩子苷和斯替夫苷的酶转苷产物对选取的14株人胃肠肝正常细胞或癌细胞均无细胞毒性。甜菊醇双糖苷对三株肠细胞T84、HCT-8、HCT 116和两株肝细胞Hep G2、Hep3B有轻微的细胞毒性。而除对MHCC97-L和HCCLM3细胞外,非甜味成分甜菊醇和异甜菊醇对胃肠肝癌细胞存活率均小于25%,细胞毒性较大,故可作为抗癌药物做进一步深入研究。2.甜菊醇和异甜菊醇对选取的9株人胃肠肝癌细胞的抑制作用,随着浓度的增大和时间的增长抑制作用增强,呈浓度和时间依赖关系,甜菊醇和异甜菊醇比五氟尿嘧啶的浓度依赖关系更明显,且异甜菊醇的抑制作用优于甜菊醇。对三个时间的综合考察,48 h为最佳药物作用时间。光学显微镜下观察到甜菊醇和异甜菊醇对三株肝癌细胞(Hep G2、Hep3B、Huh-7)作用48 h后,细胞密度降低,形态固缩,连接消失,与周围细胞脱离,失去了正常生长状态下透亮的形态,且随着浓度的增大,细胞的密度降低和固缩程度更明显。48 h时甜菊醇和异甜菊醇对人盲肠癌细胞HCT-8的抑制作用的IC50分别为140.37μg/m L和134.86μg/m L,而对正常肠细胞T84的IC50分别为305.46μg/m L和256.97μg/m L,显然甜菊醇和异甜菊醇对肠癌细胞比对正常肠细胞的抑制作用高,选择性较好。与斯替夫苷系化合物体内代谢途径相结合,斯替夫苷系化合物中的甜味成分在肠道内的代谢产物为甜菊醇,因此可以服用安全的甜味成分,在满足口感需求的同时,到达肠道内代谢为甜菊醇,可治疗肠癌等肠道疾病,起到靶向用药的作用,这种与代谢相结合的治疗方法,大大降低了对其它细胞和组织的伤害,同时也为治疗癌症提供了一种新方法。3.与五氟尿嘧啶相似,甜菊醇和异甜菊醇也是周期阻滞类药物,但对选取的7株人胃肠肝癌细胞的周期阻滞时期不同,在G1、S、G2三个时期都有。对三株含不同P53基因的人肝癌细胞Hep G2(野生型P53)、Huh-7(突变型P53)、Hep3B(P53缺失)周期结果表明,甜菊醇对肝癌细胞周期阻滞时期的不同可能与P53基因有关,但外显子第220个密码子的突变对周期阻滞时期没有影响,而异甜菊醇对肝癌细胞周期阻滞时期可能与P53无关。甜菊醇和异甜菊醇对DNA的溶解温度Tm和粘度均无明显的变化,并结合紫外吸收光谱带的增色效应,推断甜菊醇和异甜菊醇以沟槽方式作用于DNA,从细胞周期和与DNA结合方式两方面的研究,推断甜菊醇和异甜菊醇以沟槽方式与DNA结合,干扰了DNA的转录和复制,从而将癌细胞阻滞在不同的时期,进而抑制了癌细胞的生长,起到抗癌的作用。4.250μg/mL的斯替夫苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷C、悬钩子苷、斯替夫苷的酶转苷产物和100μg/m L的甜菊醇双糖苷、甜菊醇、异甜菊醇对鼠巨噬细胞Raw264.7无细胞毒性。8种斯替夫苷系化合不会引起炎症反应,用1μg/m L脂多糖刺激Raw264.7细胞建立炎症模型,除了异甜菊醇外,其它7种斯替夫苷系化合物对NO的产生量影响都较低,且随着浓度的增大,异甜菊醇对NO的产生量逐渐降低。5.在浓度5 mg/m L下,斯替夫苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷C、悬钩子苷和斯替夫苷的酶转苷产物对DPPH的清除率无显著的差别,而甜菊醇双糖苷、甜菊醇和异甜菊醇的清除能力相对较强,20 mg/m L时甜菊醇双糖苷、甜菊醇和异甜菊醇对DPPH的清除率分别为20.71%、21.16%、24.81%。在8种斯替夫苷系化合物中,悬钩子苷对·OH自由基的清除能力最强,甜菊醇的次之,20 mg/m L时,悬钩子苷对·OH自由基的清除率为13.83%。与1 mg/m L抗坏血酸相比,斯替夫苷系化合物对两种自由基的清除能力都较弱,但作为甜味剂使用的同时,能兼具一定的抗氧化活性,这比单纯的服用抗氧化剂对机体更好。