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姜黄（Curcuma longa L.）,姜科姜黄属植物,是一种盛产于东南亚的传统药材,具有行气破淤、通经止痛等作用。姜黄素（Cur）是来源于姜黄等姜科植物的一种天然抗氧化剂,对肿瘤、阿尔茨海默症（AD）、帕金森症、高血脂等多种疾病具有预防和治疗作用,成为研究的焦点。但Cur极差的稳定性和水难溶性降低了其生物利用度,严重限制了其临床应用,因此对Cur的结构修饰和改造成为近年来研究的焦点。本论文的主要研究内容以及相关结论如下:（1）响应面法优化超声辅助离子液体提取天然姜黄素类化合物的工艺。通过单因素优化得到最佳提取溶剂为[Omim]Br,最佳液固比30 mL/g;通过响应面法优化实验发现:0.42 mol/L[Omim]Br水溶液、超声功率250 W,提取时间90 min条件下,姜黄素类化合物的提取率最高,提取物的自由基清除能力最强。（2）姜黄素类似物的设计合成及生物学活性初步评价。为克服姜黄素结构不稳定的缺点,论文以不同取代基的芳香醛为底物,设计合成一系列单羰基姜黄素类似物,并考察新类似物的血浆稳定性和体外抗氧化活性,筛选得到生物学活性较佳的类似物3和8。课题设计合成的单羰基姜黄素类似物均表现出优于Cur的稳定性,推测单羰基取代β-二酮结构能大幅提高姜黄素类结构的稳定性。且化合物3、8均表现出优于Cur和维生素C（Vc）的体外抗氧化能力,可见缩短碳链长度和-OCH3取代有利于化合物自由基清除能力的提高。（3）Cur、类似物3和8介导光动力治疗的抗菌和抗肿瘤活性。通过MTT实验和平板菌落计数法考察Cur、类似物3和8结合光动力治疗对Hela细胞和S.aureus的抑制作用。实验结果显示20μM Cur、类似物3和8结合1.0 min光照治疗具有对Hela细胞明显的抑制作用,且化合物浓度越高,抑制效果越明显;0.25mg/mL Cur、类似物3和8结合1.0 min光照治疗对S.aureus的抑菌效果最佳。（4）Cur及类似物3和8在不同给药方式下均能不同程度预防和保护Aβ25-35诱导的PC12细胞的损伤。论文采用Aβ25-35诱导PC12细胞损伤作为AD疾病的细胞模型,通过MTT法测定细胞存活率,显微镜下观察细胞形态,检测细胞内氧化应激水平和抗氧化酶活性。结果显示:Aβ25-35对PC12神经细胞有明显的损伤作用,促进细胞死亡,使细胞皱缩,细胞内ROS、H2O2、MDA水平明显上升,SOD,catalase活性明显降低。Cur、类似物3和8在不同给药方式下对PC12神经细胞损伤的保护作用有所区别,保护能力表现为:预保护法>修复法>衰减法。在预保护法和修复的给药方式下,Cur、类似物3和8均能一定程度抑制Aβ25-35诱导的PC12细胞氧化损伤:主要表现为降低PC12细胞内ROS、H2O2、MDA水平和细胞外LDH含量,提高细胞内SOD和catalase活性,以及通过减少脂质过氧化、增加抗氧化酶活性而发挥保护作用。（5）Cur、类似物3和8对Keap1/Nrf2/HO-1信号通路及凋亡相关蛋白的影响。采用Western blotting法考察AD细胞模型中,Cur、类似物3和8对抗氧化应激相关信号通路Keap1、Nrf2、HO-1以及凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax和Cyt-c蛋白表达水平的影响。结果显示:Cur、类似物3和8能在不同程度上降低胞质中Keap1水平,提高细胞核中Nrf2水平和胞质中HO-1浓度而激活Keap1/Nrf2信号通路,对抗Aβ25-35引起的氧化应激;Cur、类似物3和8也对Bcl-2、Bax和Cyt-c的水平有一定的影响,Bcl-2/Bax比例升高,胞质中Cyt-c水平也有一定的降低,说明Cur、类似物3和8能抑制Aβ25-35引起的PC12细胞凋亡。本文研究了姜黄素类化合物的提取、合成及体外生物活性。采用RSM优化离子液体-超声辅助提取姜黄粉末中姜黄素类化合物的最优方法。通过对Cur的结构修饰,合成了一系列具有高稳定性和抗氧化活性的单酮类衍生物,其中以类似物3和8的生物活性最佳。在细胞水平考察姜黄素类似物介导光动力治疗的抑菌和抗肿瘤活性,发现类似物3和8适用于光动力治疗法,且具有比Cur更高的活性。通过考察在细胞水平抗氧化应激作用的结果发现,发现类似物3和8在低浓度下具有与高浓度Cur相同的生物活性,且稳定性和溶解性均优于Cur,能有效提高生物利用度,为寻找预防和治疗AD的潜在候选化合物奠定基础。