珠子参化学成分及生物活性研究

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珠子参(Panacis majoris Rhizoma)为五加科(Araliaceae)人参属(Panax)植物珠子参(Panax japonicus C.A.Mey.var.major(Burk.)C.Y.Wu et K.M.Feng)或羽叶三七(Panax japonicus C.A.Mey.var.bipinnatifidus(Seem.)C.Y Wu et K.M.Feng)的干燥根茎,具有抗肿瘤、抗血栓、提高免疫力等药理作用。珠子参的化学成分主要为三萜皂苷,但与人参、西洋参、三七等同属植物相比,珠子参的研究报道较少,其化学成分及药理作用的研究尚存在许多空白。为完善珠子参的质量标准,研究其药效物质基础,进而开发其新的医药用途,本文对珠子参的化学成分与生物活性进行了研究。本文首先使用硅胶柱层析、ODS柱层析、制备色谱等分离方法并结合MS、1D、2D NMR等波谱学手段从珠子参乙醇提取物中分离并鉴定了42个单体化合物,其中包括6个新化合物和16个首次从珠子参中分离出的化合物。新化合物分别为(20S,24S,25R*)-6-O-[β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖基]-达玛-20,24-环氧-3β,6α,12β,25,26-五醇(1)、(20S,24R,25R)-6-O-[β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖基]-达玛-20,24-环氧-3β,6α,12β,25,26-五醇(2)、(20S)-6-O-[β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖基]-达玛-20,25-环氧-3β,6α,12β,24α-四醇(3)、6-O-[β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖基]-达玛-3β,6α,12β,20S,24R,25-六醇(4)、6-O-[β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖基]-达玛-25(26)-烯-3β,6α,12β,20S,24R-五醇(5)和3-O-[β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β-D-(6′-O-乙基)-吡喃葡萄糖醛基]-齐墩果酸-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(6)。首次分离出的化合物分别为齐墩果酸-3-O-α-L-呋喃阿拉伯糖基-(1→4)-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷(12)、3-O-{β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[α-L-呋喃阿拉伯糖基-(1→4)]-β-D-吡喃葡萄糖醛基}-齐墩果酸-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(18)、6″-O-乙酰基人参皂苷Rb1(20)、越南皂苷R4(21)、6″′-O-乙酰基人参皂苷Re(27)、拟人参皂苷RT2(32)、拟人参皂苷F11(33)、越南皂苷R8(34)、三七皂苷E(35)、越南皂苷R9(36)、越南皂苷R13(37)、ginsenoside I(38)、人参皂苷Re5(39)、ginsenjilinol(40)、西洋参皂苷L11(41)、yesanchinoside R2(42)。所分离出的化合物分别为竹节参皂苷V(7)、人参皂苷Ro甲酯(8)、齐墩果酸-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷(9)、竹节参皂苷IV(10)、araloside A methyl ester(11)、pseudoginsenoside RT1(13)、pseudoginsenoside RT1 methyl ester(14)、竹节参皂苷IVa(15)、竹节参皂苷IVa甲酯(16)、齐墩果酸-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(17)、人参皂苷Rb1(19)、人参皂苷Rf(22)、20-葡萄糖人参皂苷Rf(23)、三七皂苷R2(24)、三七皂苷R1(25)、人参皂苷Re(26)、人参皂苷Rd(28)、珠子参苷R1(29)、24(R)-珠子参苷R1(30)和珠子参苷R2(31)。上述分离出的皂苷类成分按苷元结构不同,分为齐墩果烷型皂苷、达玛烷型皂苷和奥克梯隆型皂苷。为明确上述不同类型的皂苷类成分在珠子参中的含量,本文分别建立了三种利用新的前处理手段的HPLC检测方法。(1)首次使用离子液体双水相结合HPLC法对珠子参中5种齐墩果烷型皂苷进行了提取与含量测定。通过实验条件的优化,最终建立了0.2 g珠子参样品,3.0 m L去离子水,0.5m L[Hmim]Br离子液体,2.5 g K2HPO4的样品前处理方法。该方法的检出限在0.310.88μg·m L-1之间,稳定性实验的RSD值在0.26%2.69%之间,回收率在90.00%106.00%之间,显示该方法灵敏度高、稳定性和回收率良好,适用于测定珠子参中齐墩果烷型皂苷的含量。在此条件下,测得5种齐墩果烷型皂苷的含量分别为47.10 mg·g-1、24.00 mg·g-1、0.35 mg·g-1、0.17 mg·g-1和0.44 mg·g-1;(2)首次使用离子液体提取-SPE富集结合HPLC法对珠子参中5种达玛烷型皂苷进行了提取与含量测定。通过实验条件的优化,最终建立了50.0 mg珠子参样品,0.8 m L去离子水,0.2 m L[Bmim]Br离子液体,3.0 m L 60%丙酮-水溶液洗脱的样品前处理方法。该方法的检出限在0.430.90μg·m L-1之间,稳定性实验的RSD值在0.63%1.73%之间,回收率在92.00%106.40%之间,显示该方法灵敏度高、稳定性和回收率良好,适用于测定珠子参中达玛烷型皂苷的含量。在此条件下,测得5种达玛烷型皂苷的含量分别为92.0μg·g-1、106.0μg·g-1、100.0μg·g-1、33.0μg·g-1和470.0μg·g-1;(3)首次使用基质固相分散提取结合HPLC-ELSD法对珠子参中5种奥克梯隆型皂苷进行了提取与含量测定。通过实验条件的优化,最终建立了以硅藻土为分散剂,甲醇为洗脱剂的样品前处理方法。该方法稳定性实验的RSD值在0.57%1.96%之间,回收率在85.71%103.00%之间,显示该方法灵敏度高、稳定性和回收率良好,适用于测定珠子参中奥克梯隆型皂苷的含量。在此条件下测得5种奥克梯隆型皂苷的含量分别为916.0μg·g-1、35.7μg·g-1、720.0μg·g-1、19.2μg·g-1和12.9μg·g-1。上述三种类型的皂苷中,含量最高的是齐墩果烷型5种皂苷,在珠子参中总含量达到7.02%,远高于其他两种类型。与传统方法相比,上述三种样品前处理方法均具有便捷、快速、环保等优点,适于珠子参中有效成分的快速提取与准确分析。据文献报道,齐墩果烷型皂苷当C3位连糖C28位不连糖时其活性最强,据此,我们推测将C3,C28-双糖链齐墩果烷型皂苷降解成C3-单糖链皂苷后其药理活性有可能增强。为此本文对珠子参总皂苷进行了降解并对降解产物的化学成分进行了分离与结构鉴定,同时对降解前后的总皂苷的生物活性进行了对比研究。首先利用大孔吸附树脂法制备珠子参总皂苷(PJTS),经HPLC分析可知,PJTS中的主要成分为5种C3,C28-双糖链齐墩果烷型皂苷,它们分别为竹节参皂苷IVa(I)、竹节参皂苷IV(II)、pseudoginsenoside RT1(III)、竹节参皂苷V(IV)和3-O-{β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[α-L-呋喃阿拉伯糖基-(1→4)]-β-D-吡喃葡萄糖醛基}-齐墩果酸-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(V),它们在PJTS中含量分别为168.1mg·g-1、115.7 mg·g-1、65.4 mg·g-1、270.9 mg·g-1和79.3 mg·g-1,总含量达到69.94%。接着采用碱降解的方法对上述珠子参总皂苷进行了降解,获得了珠子参总皂苷降解产物(DPJTS)。化学成分研究结果表明,上述5种C3,C28-双糖链齐墩果烷型皂苷(化合物IV)完全降解为C3-单糖链齐墩果烷型皂苷,它们分别为齐墩果酸-3-O-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷(P-1)、齐墩果酸-3-O-α-L-呋喃阿拉伯糖基-(1→4)-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷(P-2)、齐墩果酸-3-O-β-D-吡喃木糖基-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷(P-3)、齐墩果酸-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷(P-4)和齐墩果酸-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-[α-L-呋喃阿拉伯糖基-(1→4)]-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷(P-5),它们在DPJTS中的含量分别为128.1mg·g-1、99.7 mg·g-1、39.2 mg·g-1、302.6 mg·g-1和63.7 mg·g-1,总含量达到63.33%。接着利用大鼠心肌缺血再灌注损伤模型,对比考察了PJTS及DPJTS对大鼠心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的保护作用,并初步探讨了其作用机制。实验结果显示,PJTS及DPJTS对大鼠实验性心肌缺血再灌注损伤均具有保护作用,其机制可能与抑制血小板黏附、聚集,抑制血液高黏滞状态及增强机体的抗氧化能力有关。DPJTS的上述作用略优于PJTS,但两者之间无明显差异,没有观察到文献所述的单糖链皂苷活性显著大于双糖链皂苷的现象,具体原因有待深入研究。另据文献报道,珠子参总皂苷具有抗血栓类疾病的作用,另外本文的研究结果也证明珠子参总皂苷具有抑制血小板黏附、聚集的作用。为探明珠子参中皂苷类单体成分与其抗血栓作用的关系,本实验利用体外抗血小板凝集实验模型,研究了珠子参中17种皂苷类单体成分对由二磷酸腺苷(ADP)和花生四烯酸(AA)作为诱导剂引起的血小板聚集的抑制作用,探讨了其构效关系。结果表明,上述皂苷对由二磷酸腺苷(ADP)和花生四烯酸(AA)引起的血小板聚集均有一定的抑制作用,在糖基数目相等的情况下,抑制活性随着羟基个数的增加而增强。综上所述,本文对珠子参的化学成分与生物活性进行了较为深入的研究,在化学成分的分离鉴定、含量测定、总皂苷降解产物的制备及生物活性研究等方面取得了创新性研究成果,为珠子参的开发利用提供了新的科学依据。
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