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为进一步阐明山茄子(Brachybotrys paridiformis Maxim.ex Oliv.)的化学成分,寻找和开发天然有效成分,本论文在综述山茄子以及溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis,UC)研究进展的基础上,对山茄子的化学成分、抗溃疡性结肠炎生物活性以及活性成分的药代动力学进行了研究。主要包括:基于活性导向的山茄子化学成分的分析、分离与鉴定;基于网络药理学和分子对接筛选抗溃疡性结肠炎的有效成分;基于葡聚糖硫酸钠(Dextran Sulphate Sodium,DSS)诱导的小鼠UC模型,评价有效成分的药理作用;基于代谢组学探讨有效成分的作用机制以及基于超高效液相色谱-串联质谱(Ultra Performance Liquid Chromatography Tandem Mass Spectrometry,UPLC-MS/MS)技术的有效成分药代动力学研究。取得了以下创新性成果:一、山茄子化学成分研究1、基于活性导向的山茄子化学成分研究(1)山茄子抗炎活性部位筛选采用脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠RAW264.7巨噬细胞炎症模型,对山茄子乙醇提取物(Ethanol Extract of Brachybotrys paridiformis,EBP)及EBP的各萃取部位[正己烷(EBP-1)、乙酸乙酯(EBP-2)、正丁醇(EBP-3)以及剩余水层(EBP-4)]的抗炎活性进行了评价。根据对细胞上清液中NO、TNF-α、IL-6和IL-1β释放的抑制程度筛选出山茄子的抗炎活性部位为EBP-1和EBP-2,且以EBP-2的抗炎效果最佳。(2)抗炎活性部位化学成分的快速分析与鉴定基于超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(Ultra Performance Liquid Chromatography Quadrupole-time of Flight Mass Spectrometry,UPLC-Q/TOF-MS)技术联用UNIFI天然产物解析平台,对抗炎活性部位EBP-1和EBP-2开展了化学成分快速分析与鉴定。共鉴定出56个化学成分(EBP-1:32个,EBP-2:24个),包括有机酸及有机酸酯(16个)、萜(14个)、黄酮(6个)、苯丙素(4个)、萘醌(3个)、生物碱(2个)和其它化合物(11个)。说明EBP-1和EBP-2中的化学成分结构多种多样。(3)抗炎活性部位化学成分基于色谱技术的分离与鉴定基于活性导向分离,结合正/反相硅胶柱层析、重结晶以及高效液相色谱等分离纯化技术,从EBP-1和EBP-2中共分离得到43个化学成分,通过理化性质分析、核磁共振光谱技术解析鉴定了其中38个化合物的结构,分别为:龙胆苦苷(1)、8-O-乙酰山栀苷甲酯(2)、香叶醇(3)、芹菜素(4)、金丝桃苷(5)、槲皮苷(6)、表儿茶素没食子酸酯(7)、表儿茶素(8)、阿卡宁(9)、乙酰紫草素(10)、异丁酰紫草素(11)、β-乙酰氧基异戊酰紫草素(12)、异戊酰紫草素(13)、去氧紫草素(14)、β,β’-二甲基丙烯酰紫草素(15)、3-(4-羟基-3,5-二甲氧基苯基)-1,2-丙二醇(16)、迷迭香酸乙酯(17)、木犀草素(18)、芦丁(19)、2-羟基肉桂酸(20)、熊果酸(21)、阿魏酸(22)、对香豆酸(23)、丹酚酸B(24)、丁香酸(25)、原儿茶酸(26)、齐墩果酸(27)、奎宁酸(28)、没食子酸(29)、没食子酸甲酯(30)、胡萝卜苷(31)、迷迭香酸(32)、迷迭香酸甲酯(33)、豆甾醇(34)、β-谷甾醇(35)、槲皮素(36)、山柰酚(37)、咖啡酸(38)。其中,化合物1~28为首次从山茄子属植物中分离得到。2、山茄子抗UC活性成分筛选(1)应用网络药理学技术筛选潜在的活性成分应用网络药理学技术,构建了“山茄子化学成分-UC-靶点”相互作用网络,筛选出度值较大的对香豆酸、槲皮素、咖啡酸、阿魏酸和迷迭香酸乙酯(Ethyl Rosmarinate,ER)等5个潜在的活性成分;预测这些成分主要作用于MPO、TNF-α、IL-6和IL-1β等4个关键靶点,进而调控PI3K-Akt、TNF、HIF-1和MAPK等信号通路。(2)应用分子对接技术确认潜在的活性成分选择网络药理学所筛选出的5个化学成分以及4个关键靶点作为配体和受体,进行分子对接。以结合能为指标,进一步筛选潜在的活性成分。结果表明5个化学成分均可以较好的与4个关键靶点结合,其中ER与4个靶点的结合能均为最强。(3)应用LPS诱导的RAW264.7细胞炎症模型确认抗UC活性成分采用LPS诱导的小鼠RAW264.7巨噬细胞炎症模型,评价对香豆酸、槲皮素、咖啡酸、阿魏酸和ER等5个潜在活性成分的抗炎作用。结果发现,5种化合物均呈剂量依赖性地降低LPS诱导的RAW264.7细胞上清液中促炎因子NO、TNF-α,IL-1β和IL-6的水平,表现出良好的抗炎作用。其中,ER的抗炎活性最强,与分子对接结果一致。二、迷迭香酸乙酯抗UC活性研究1、迷迭香酸乙酯对DSS诱导的UC模型小鼠的影响采用DSS诱导建立小鼠UC模型,对所筛选出活性成分(ER)的抗UC活性进行研究。结果表明,在ER的干预下,UC模型小鼠体内炎症因子和髓过氧化物酶的水平均显著降低,疾病活动指数和结肠组织损伤也得到有效改善或恢复,证明ER具有较好的抗UC作用。2、迷迭香酸乙酯抗UC的代谢组学研究采用基于UPLC-Q/TOF-MS技术的代谢组学方法研究了ER对DSS诱导的UC模型小鼠内源性代谢物及相关代谢途径的影响,发现ER可通过回调UC小鼠血清和结肠中血栓素A2、20-羟基白三烯B4、前列腺素E2、花生四烯酸和亚油酸等28种内源性代谢物的含量以及其所涉及的6条代谢通路(亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、α-亚麻酸代谢、甘油磷脂代谢、视黄醇代谢和类固醇激素合成)而发挥抗UC作用。三、迷迭香酸乙酯的药代动力学研究1、灌胃给予大鼠迷迭香酸乙酯的“血药浓度-时间曲线”测定首次建立了基于UPLC-MS/MS技术的大鼠血浆中ER的定量方法,线性范围为1~2500 ng/ml、特异性、准确度、精密度、稳定性、提取回收率和残留效应均满足分析要求。首次对灌胃给予大鼠不同剂量ER(7.5、15、30 mg/kg)的药时曲线进行了测定,获得了药动学参数。结果表明,口服ER吸收迅速,三个给药剂量均在第一个采血时间点的血浆中检测到了ER,血药浓度达峰时间Tmax为0.19~0.25 h;消除较快,半衰期t1/2为1.58~1.86 h,清除率CL为42.54~46.07 L·h-1·kg-1,平均滞留时间MRT(0-t)为1.62~1.89 h;血管外分布广泛,表观分布容积Vd为100.25~118.61 L/kg。此外,ER在大鼠体内动力学属线性过程,与药效学研究中的剂量依赖呈相同趋势,且大鼠体内的药代动力学行为不存在性别差异。2、灌胃给予大鼠迷迭香酸乙酯的绝对生物利用度测定首次测定了静脉注射给予大鼠ER(2 mg/kg)的药时曲线,得到了t1/2、AUC、CL、Vd等药动学参数,发现ER进入体内后迅速清除,半衰期t1/2为1.54±0.17小时,清除率CL为3.90±0.72 L·h-1·kg-1。以静脉给药AUC(0-t)为参比,计算出灌胃给予ER的绝对生物利用度为8.76%。3、灌胃给予大鼠迷迭香酸乙酯的生物转化研究首次应用UPLC-Q/TOF-MS技术结合UNIFI代谢物分析平台对灌胃给予ER(30 mg/kg)后的大鼠血浆、尿和粪中主要代谢产物快速分析和鉴定。共鉴定了10个代谢物,包括I相代谢物4个和II相代谢物6个。I相代谢反应包括脱水、加氢、加水等,II相代谢反应包括甲基化、硫酸化和葡萄糖醛酸化等。综上,本论文研究了山茄子的化学成分,筛选出具有良好抗UC活性的迷迭香酸乙酯,并明确了迷迭香酸乙酯在大鼠体内吸收和生物转化的过程。为阐明山茄子的化学组成以及扩大山茄子的药物用途提供了科学数据,也为迷迭香酸乙酯的进一步研究与开发提供了理论基础和数据支持。本论文的创新点在于:1、首次利用UPLC-MS技术对山茄子化学成分进行了分析与鉴定。2、首次从山茄子属植物中分离得到28个化合物。3、首次发现迷迭香酸乙酯具有较好的抗溃疡性结肠炎作用,并应用代谢组学技术探讨了其作用机制。4、首次开展了迷迭香酸乙酯的药代动力学研究。