广东紫珠化学成分及抗炎分子作用机制研究

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目的:氧化应激是炎症反应重要组成部分,通过降低机体氧化应激水平来减弱炎症反应是当今医学领域的研究热点。长期使用西药治疗炎症可引发严重不良反应,因此,天然抗炎药物研发具有重要意义。广东紫珠(Callicarpa kwangtungensis Chun.)为紫珠属的代表性药用植物,主要分布在江西、广东、福建、湖北等地。目前广东紫珠已收录于2015版《中国药典》,具有收敛止血、散瘀、清热解毒的功效,临床上单独或配伍其他中药用于治疗各种出血症及炎症,为民间临床妇科炎症及各类出血症的常用药物,具有良好的开发前景。经系统文献查阅发现,苯乙醇苷和黄酮类成分是紫珠属植物主要化学成分类型,该类化合物具有抗氧化、抗炎、神经保护等生物活性。Keap1-Nrf2-ARE信号通路被认为是最重要的抗氧化应激信号通路之一,是体内细胞氧化应激反应中的中枢作用元件,可作为广东紫珠抗炎和抗氧化机制研究的重要靶标。本论文旨在探讨广东紫珠抗炎药效物质基础及从抗氧化角度阐述有效分子抗炎作用机制。该研究将为广东紫珠在炎症疾病治疗方面的深层次开发利用提供科学依据。方法:为深入挖掘广东紫珠潜在的药用价值,本实验将从以下几个方面开展:(1)采用3种经典炎症动物模型和NO抑制实验完成广东紫珠醇提物体内抗炎活性测试。(2)对广东紫珠醇提物进行系统的化学成分研究。将广东紫珠甲醇提取物分别用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇进行部位萃取。运用现代色谱技术,如正相硅胶柱色谱、反相硅胶柱色谱、凝胶柱色谱、液相制备色谱等并结合重结晶等方法,对乙酸乙酯部位和正丁醇部位进行分离纯化。运用现代波谱技术,如NMR、MS、UV、IR等,对分离得到的单体化合物进行结构鉴定。(3)采用LPS诱导RAW264.7小鼠巨噬细胞,建立体外炎症模型。MTT法测定广东紫珠代表性成分苯乙醇苷类化合物对该细胞的细胞毒性,筛选出安全剂量浓度。采用酶联免疫吸附法(ELISA)对TNF-α、IL-6和Griess法对NO等炎症因子和炎症介质进行测定,以此为指标评价6个苯乙醇苷化合物的抗炎活性。(4)采用Western blot法研究广东紫珠苯乙醇苷类成分对LPS诱导的RAW264.7细胞Keap1-Nrf2-ARE信号通路中相关重要蛋白的影响。采用计算机模拟技术对广东紫珠中2个苯乙醇苷类小分子(forsythoside B和a1yssonoside)与靶点蛋白Keap1的相互作用模式进行研究,从分子水平探讨影响小分子与靶蛋白结合强度的结构因素。结果:(1)广东紫珠给药组耳肿胀度较模型组明显减轻,腹膜毛细血管通透性较模型组明显降低,棉球所致肉芽肿重量明显减轻,提示广东紫珠醇提物对急、慢性炎症均有显著的抗炎效果;从广东紫珠正丁醇部位和乙酸乙酯部位分离得到42个化合物,经结构鉴定分别为:ethylhexyl salicylate(1);sambucunlin A(2);dibutylphthalate(3);2-methyl butyl propyl phthalate(4);stearic acid(5);oleanolic acid(6);betuliinc acid(7);α-amyrin(8);stigmast-4-en-3-one(9);2α-hydroxy-lupeol(10);mixture of sitosterol and stigmasterol(11);5,3’-dihydroxy-3,7,4’-trimethoxyflavone(12);kigelio(13);indole-3-carboxylic acid(14);salicylic acid(15);swinhoeic acid(16);glyceryl monooleate(17);2,5-diethyl-1,4-dimethoxy-benzene(18);5-methoxyluteolin(19);3’,4’,7-trihydroxy-3,5-dimethoxy-flavone(20);3β-hydroxy-urs-11-en-13β,28-olide(21);euscaphic acid(22);β-daucosterol(23);2α,3β,6β,18β,23-pentahydroxy-olean-12-en-28-oic acid(24);3’,4’,6,7-tetrahydroxyflavone(25);rel-5-(3S,8S-dihydroxy-1R,,5S-dimethyl-7-oxa-6-oxobicyclo-oct-8-yl)-3-methyl-2Z,4E-pentadienoic acid(26);1-nystose(27);kelampayoside A(28);canthoside C(29);peiioside A(30);tachioside(31);n-butyl-O-β-D-fructopyranoside(32);syringalide A 3’-α-L-rhanmnopyranoside(33);salvionoside B(34);parvifloroside A(35);3-hydroxy-1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[4-(3-hydroxy-1-(E)-propenyl)-2,6-dimetho xyphenoxy]propyl-β-D-glucopyranoside(36);leucosceptoside B(37);dehydrodico niferyl-alcohol-γ-β-D-glucoside(38);aeteoside(39);forsythoside B(40);poliumoside(41);alyssonoside(42);longissimoside B(43)。其中,化合物 1-4、9、10、14、16、18-21、24-27、29、31、32、34-36、38为首次从紫珠属植物中分离得到;12、13、27、28、30、37、43为首次从广东紫珠中分离得到。(2)MTT法结果表明:苯乙醇苷化合物浓度在200 μM时对LPS诱导的RAW264.7小鼠巨噬细胞有明显的毒副作用,3-100 μM为安全剂量。与模型组相比,6个苯乙醇苷药物组对炎症因子TNF-α、IL-6和炎症介质NO均有明显的抑制作用,呈量效关系。(3)Western blot实验结果表明:LPS诱导的RAW264.7小鼠巨噬细胞中,2个苯乙醇苷forsythoside B和alyssonoside分别给药后,Ⅱ相解毒酶(HO-1、NQO-1)、核转录因子Nrf2及Keap1的蛋白表达量升高,表明这2个苯乙醇苷分子可以促使Keap1-Nrf2蛋白发生解离,从而激活抗氧化通路。分子对接结果显示,forsythoside B和alyssonoside均与靶点蛋白Keap1具有很强的结合力,与蛋白结合强度alyssonoside 大于 forsythoside B。结论:广东紫珠醇提物对急、慢性炎症动物均有显著的抗炎效果,其化学成分丰富,主要代表性成分为苯乙醇苷和黄酮,二者均为多酚类化合物。苯乙醇苷主要集中在中高极性正丁醇部位,黄酮主要集中在中低极性乙酸乙酯部位。细胞实验和分子生物学实验结果表明,苯乙醇苷可以减轻LPS诱导的RAW264.7小鼠巨噬细胞的炎症反应,该类化合物可以通过与Nrf2竞争性结合氧化应激通路中Keap1结合界面上的关键氨基酸残基,干扰Keap1-Nrf2结合,从而激活Nrf2-ARE信号通路,最终减弱炎症反应的发生。上述实验结果为探讨广东紫珠在氧化应激介导的炎症反应方面的开发利用提供科学依据。
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