支气管哮喘是由气道慢性炎症病变引起的支气管高反应性疾病,全球患者已达到3亿,它不仅严重影响人们的正常生活,严重的哮喘甚至威胁生命。迄今为止,哮喘尚无根治手段,只能采用症状改善药物进行治疗和预防,临床治疗主要采用支气管扩张药(β2受体激动剂为主)和抗炎药物(激素为主)的联合用药方案。β2受体激动剂对于危重哮喘患者存在一定程度的心功能损害,且与哮喘严重程度呈正相关,对于此类患者,联合用药方案会加大心衰的风险。因此,寻找和发现对心脏功能无影响、无激素类副作用的抗哮喘药物,将为患者提供新的选择,对于哮喘的临床治疗具有重要的价值。前期课题组发现天然产物单萜类化合物α-萜品烯醇对气管平滑肌有直接松弛的作用,且具有祛痰、镇咳、抗过敏等作用。但是α-萜品烯醇在艾叶中含量低,无法用水汽蒸馏法提取,药用来源受到限制,亟需采用新方法解决。另外,虽然α-萜品烯醇解痉作用好、起效快,但是其有效作用时间短(仅半小时左右)。因此,限制了该药物在临床中治疗哮喘的使用。针对药用来源受限的问题,本论文对αα-萜品烯醇的提取、分离方法进行研究,采用超临界CO2萃取与高速逆流色谱法分离相结合的方法,对艾叶中α-萜品烯醇进行分离纯化,成功获得90%以上含量的产物;另一方面,α-萜品烯醇的体内初步药代动力学研究表明,其半衰期T1/2约为2.148h,清除率为1.544L/h/kg,证明其口服吸收迅速、作用时间短是由于其药代动力学特性所致。针对α-萜品烯醇虽吸收速度快、但有效作用时间短的缺点,本文采用前药策略,对其结构中的羟基进行酯化修饰,设计、合成17个α-萜品烯醇酯类前药。另一方面,利用药物骈合原理,将具舒张支气管作用的NO供体片段亚硝酸酯(ONO2)引入α-萜品烯醇中,获得2个含有亚硝酸酯片段的α-萜品烯醇衍生物。此外,还合成了 α-萜品烯醇双键还原产物,初步探索烯烃片段对活性的影响。对上述合成的21个化合物进行豚鼠支气管平滑肌舒张试验。结果显示,有8个化合物显示出优良的舒张支气管平滑肌活性,优于阳性对照氨茶碱(舒张率45%)。特别是化合物6a和6d,在1.25mmol/l的浓度下,舒张率分别达到83%和85%。作用机制研究表明,6a、6b、6c、6d、6f、6g、6i等化合物对平滑肌细胞内cAMP含量有显著提升,提示该类化合物可能是通过增加细胞内cAMP含量来舒张支气管平滑肌,且与β2受体无关。MTT试验表明,在1.25mmol/L和0.625mmol/L浓度下,上述7个化合物对支气管平滑肌细胞增殖无明显影响。对高活性化合物6a,6d的体内初步药代动力学研究表明,化合物6a和6d的半衰期分别为2.309h和3.386h,较α-萜品烯醇的T1/2=2.148h有所提升,证明论文前药设计策略的合理性和可行性。进一步对化合物6a,6d开展整体动物平喘活性评价(大鼠哮喘模型),以肺功能、炎症因子IL-4,IL-17A等作为评价指标。结果显示,化合物6a,6d可通过提高哮喘鼠的气道顺应性和减少气道阻力,达到改善肺功能的效果,同时,可降低血清中的IL-4、IL-17A含量,抑制炎症,且对哮喘鼠的心率没有明显影响。因此,上述化合物显示出舒张支气管平滑肌和抗炎的双重活性,具有代替临床上β2受体激动剂和激素联合用药的潜力。