葛根素的结构修饰

葛根素的结构修饰（精选3篇）

葛根素的结构修饰 篇1

葛根素的非常规应用及毒副作用

【摘要】列举葛根素的非常规应用，如抑制组织细胞凋亡和对平滑肌的保护作用，对外周血内皮祖细胞数量和功能的影响，调控骨代谢，治疗突发性耳聋、强直性脊柱炎、肺病、 帕金森病及椎-基底动脉缺血等。最后还列举了葛根素的毒副作用。

【关键词】葛根素; 非常规; 毒副

葛根为豆科植物野葛[Puerarialobata (Willd.) ohwi]及粉葛(P.thomsonii Benth)的块根,具有解肌退热,生津透疹,升阳止泻的功效。葛根化学成分复杂,含异黄酮成分葛根(Puearin,Pur) 、葛根素木糖甙(Puer?arin?xyloside) 、大豆黄酮(Daidzrin) 、大豆黄酮甙(Daid?zin)及β?谷甾醇(β?Sitosterol) 、花生酸(Arachidicacid), 又含多量淀粉等,具有多种生物活性。葛根素的分子式为4,7?二羟基?8?β?D葡萄糖异黄酮。祖国医学认为葛根归脾、胃经、具有升阳、活血、通络的作用。现代医学证明葛根素可通过抗交感样作用、钙拮抗作用及广泛的β?受体阻滞作用,显著改善冠心病、肾功能和患者心肌供血,治疗不稳定性心绞痛、室性期前收缩;降低血糖、血脂、抗氧化、增加血液流动性,降低肺动脉高压,治疗糖尿病性周围神经病变以及改善胰岛素抵抗等作用,故广泛用于临床。这些都是葛根素的常规临床应用，现将它的非常规临床应用综述如下：

1 抑制组织细胞凋亡和对平滑肌的保护作用

葛根素具有较强的清除活性氧和显著降低血管平滑肌细胞凋亡的作用,同时也可减少凋亡细胞DNA断裂以及平滑肌的坏死,故对缺血条件下的血管平滑肌具有保护作用,此作用至少部分是通过抑制胱冬肽酶?3(Aspase?3)的表达而实现的。葛根素亦具有抗脑缺血性神经细胞调亡的作用,其作用可能是通过抑制脑缺血时细胞调亡,调控相关基因的表达来实现[1]。

2 对外周血内皮祖细胞数量和功能的影响

葛根素可增加内皮祖细胞(endothelial progenitor cell, EPC)的数量且伴随着EPC功能的改善。葛根素显著增加外周血EPC数量,并且EPC数量随葛根素浓度增加及作用时间延长而增加, 3mmol/L?1浓度葛根素作用24h对EPC数量的影响最为显著(较对照组增加了1倍,P<0.01)。葛根素还能改善EPC的增殖、迁移、粘附和体外血管生成能力,提示葛根素不但可直接对内皮细胞具有保护作用,可能同时增加EPC的数量并改善其功能,从而促进内皮修复,改善冠心病患者的.临床症状和预后。葛根素无明显毒副作用,因而应用葛根素增加EPC数量和调节EPC的分化也许有较好的临床应用前景[2]。

3 调控骨代谢

观察葛根素对成骨细胞(osteoblast,OB)和破骨细胞(osteoclast,OC)的作用，结果发现,100μgoL?1的葛根素在作用48h后可以显著刺激成骨细胞碱性磷酸酶(ALP)的合成分泌，因此可以认为葛根素对体外骨形成具有一定的促进作用[3]。另一方面, 葛根素又引起了体外破骨细胞形态学上的显著变化及骨吸收功能的下降,表明其对体外骨吸收有一定的抑制作用。其中,10μgoL?1的葛根素即可显著降低体外骨吸收陷窝面积,提示葛根素抑制骨吸收的浓度较低,其在这一方面的作用似乎强于促进骨形成的作用。此种表现与雌激素的作用特点相符。因此, 葛根素防治骨质疏松(osteo porosis, OP)的机制可能是因为成骨细胞和破骨细胞都是其靶细胞,但确切分子机制还有待进一步探讨。

4 对肝脏的保护作用

葛根素可通过抗氧化、有效清除氧自由基、减轻对肝细胞的损害、保护肝细胞的完整性等途径,对有机磷农药中毒时的肝脏起保护作用。因此可用于有机磷农药中毒的辅助治疗[4]。对酒精中毒患者,葛根素有明显减轻头晕、头痛、恶心、呕吐等症状,而且能明显改善肝功能,降低ALT和AST[5]。葛根素能降低肝脏指数,降低大鼠血清和肝组织匀浆中的MDA,升高SOD,能减轻肝组织变性、坏死程度,缓解肝组织的病理改变。所以,葛根素对CCl4所致的大鼠急性肝损伤具有保护作用。

5 治疗突发性耳聋

沈翠干[6]在常规治疗的基础上加用葛根素100ml静滴,2次/d,10d为一个疗程,共2～3个疗程,对突发性耳聋有较好的疗效。葛根素通过改善微循环,特别是内耳微循环和抗血小板凝集的作用,治疗突发耳聋的总有效率为90.11%。

6 治疗强直性脊柱炎

应振华[7]在常规治疗的基础上加用葛根素0.14g+10% CS 250ml静滴,1次/d,连用15d,结果表明葛根素注射液对脊柱关节有治疗作用,葛根素通过扩张血管、改善脊柱血液循环,达到消炎止痛的作用。

7 治疗肺病

葛根素注射液250ml (含葛根素500mg)静脉滴注, 1次/d,10d为一个疗程治疗慢性阻塞性肺病有显著疗效[8]。应用葛根素注射液治疗小儿重症肺炎时,呈现临床症状改善快,治疗前后心肌酶谱、心脏血流参数变化及心功能等都有明显改善。

8 治疗帕金森病

用5%葡萄糖液500ml+葛根素针400mg静滴,1次/d,10d为一个疗程,停药2d后行第2个疗程,共一个月治疗帕金森病患者。治疗组临床总有效率为97%,且无不良反应[9]。

9 治疗椎?基底动脉供血不足

应用葛根素注射液0.15g加入5%葡萄糖液或生理盐水250ml中,静滴,1次/d,共14d, 结果表明葛根素能增加椎?基底动脉供血不足患者椎?基底动脉血流速度,降低搏动指数,降低血液流变学参数,明显改善椎?基底动脉供血不足患者的临床症状[10]。

10 毒副作用

葛根素的LD50高达78.1mg/kg,临床上葛根的可用量可达45g,甚至用到60g,也未见任何毒副作用,临床常用量为15～30g/d,大剂量者可用到50～100g/d,亦未见不良反应,所以葛根的临床使用比较安全。但近来随着葛根素日益广泛用于临床,有关不良反应,甚至罕见不良反应也不断见于文献,临床上应予以高度重视。不良反应主要有药物热(77.14%),皮肤过敏(54.29%),过敏性休克和死亡(5.71%),溶血反应(11.43%),腹痛(17.14%)和腰痛(11.43%)[11],葛根素注射液可能引起急性血液三系(白细胞、红细胞、血小板)减少[12]。罕见不良反应有脑梗死患者给予静脉滴注葛根素后发生急性融血性贫血而死亡[13]等。

【参考文献】

1 吴青,撒义蜀.葛根素与细胞调亡.四川省卫生管理干部学院学报,,23(4):300～301 .

2 张芙荣,陈君柱,朱军慧,等.葛根素对外周血内皮祖细胞数量和功能的影响.中国中药杂志,2004,29(8):777～781.

3 李斌斌,于世凤.葛根素调控骨代谢的体外实验研究.北京大学学报(医学版),,35(1):74～77.

4 杜艳秋,赵敏.葛根素对敌敌畏中毒大鼠肝脏保护作用的研究.中国腹部疾病杂志,,5(6):408～409.

5 孙霞.葛根素治疗慢性酒精中毒68例疗效观察.林沂医学专科学校学报,2005,27:291～2921.

葛根素的结构修饰 篇2

从结构上看,姜黄素是一类1,7-二(4-羟基-3-甲氧基)苯基-1,6-庚二烯-3,5-二酮类化合物(图1),研究人员对其结构的改造主要是集中在芳香环和连接桥链上,由此获得了一些具有靶向性、高活性的衍生物。本文主要对近年来姜黄素结构修饰及抗肿瘤作用的研究进展进行综述,旨在为其进一步开发姜黄素衍生物提供参考。

1 苯环的修饰

对姜黄素苯环的修饰主要包括将酚羟基成醚、成酯、增加或改变酚羟基的位置、去掉酚羟基或甲氧基以及在苯环上引入其他基团等修饰。

1.1 苯环的酚羟基成醚或酯

Shi等[3]将姜黄素的酚羟基修饰成甲氧基得到化合物2,对前列腺癌PC-3和LNCa P展现出了较强的抑制活性,其IC50分别为1.1m M和1.3m M。进一步研究发现,化合物2可能是通过雄激素的降解作用来发挥抗肿瘤活性。

除了成醚外,将酚羟基修饰成酯也能够提高抗肿瘤活性。Mishra等[4]将姜黄素的酚羟基修饰成不同的酯,其中化合物3~4通过下调与凋亡相关的蛋白Bcl-2等,诱导AK-5肿瘤细胞的凋亡。

1.2 苯环增加或改变酚羟基的位置、去掉酚羟基或甲氧基

Venkateswarlu等[5]合成了一系列的多羟基类姜黄素衍生物,活性测试发现,这类多羟基化合物具有较好的清除过氧基化合物和DPPH自由基的作用,如化合物5对道尔顿淋巴瘤有较强的抑制活性。

另外,Ishida等[6]研究发现,用氟原子代替姜黄素的酚羟基(化合物6)对多种肿瘤细胞具有较强的抑制作用。

1.3 苯环被甲基或杂环取代

Lin等[7]发现,将姜黄素的一个苯环用甲基取代后得到的化合物7也具有较强的抗肿瘤活性。但是,将苯环用五元杂环(化合物8~9)取代后降低了抗癌活性。

2 1,6-庚二烯-3,5-二酮连接的修饰

2.1 活性亚甲基的修饰

由于姜黄素的连接链是一个大共轭体系以及b-二酮的结构,因此姜黄素的亚甲基有较高的活性并有一定的酸性,能够被修饰。事实上,目前对姜黄素的修饰主要是集中在亚甲基上。

Ohtsu等[8]以姜黄素为先导化合物,主要是在C4位亚甲基引入一系列的取代基,其中以引入丙酸乙酯(化合物10)具有较强的抗前列腺癌的活性。但是将丙酸乙酯修饰成丙烯酸乙酯(化合物11)、丙烯氰(化合物12)等均降低了化合物抗前列腺癌的活性[7]。

11:R=CO2Et;12:R=CN

除了引入丙烯酸甲酯基能够提高姜黄素的抗肿瘤外,在姜黄素的C4位引入苯甲烯结构也能够显著提高抗癌活性,如化合物13~16对肺癌A549的抑制活性明显高于姜黄素,其GI50在0.35~0.55m M[9]。

此外,Youssef等[10]还合成了一系列的C4位亚甲基含脂肪环姜黄素衍生物,这些环己酮和环戊酮的衍生物对L1210均有良好的抑制活性,相比之下环戊酮衍生物的活性较环己酮衍生物的活性更好,其中化合物17(IC50=8.3μM)对L1210的抑制活性最强。

2.2 单羰基的修饰

将姜黄素连接链修饰成单羰基也是姜黄素结构修饰的一个研究热点,其中部分单羰基姜黄素衍生物也展现出了优秀的抗肿瘤活性。

Fuchs等[11]将姜黄素的2个羰基去掉一个后得到的单羰基衍生物对前列腺癌PC-3、LNCa P细胞和乳腺癌MCF-7、MDA-MB-231细胞的抑制活性均强于姜黄素,其中化合物18的活性最强,其对4种肿瘤细胞的IC50分别是2.1μM、0.5μM、0.4μM、0.6μM。Zhou等[12]以化合物18为先导化合物,将其一个苯环用环己烯取代得到了一系列的衍生物,这些衍生物(化合物19)只展现出了中等的抗前列腺癌活性。

Liang等[13]也是以化合物18为先导化合物,在C4位引入环戊烷或环己烷。其中环戊烷的衍生物对KB和Le La细胞有着较好的抑制作用,如化合物19(IC50<9.3μM)对KB的抑制作用最强,是姜黄素(IC50=35.9μM)的4倍。相比环戊烷,环己烷类化合物对HL-60和KB有着较强的抑制活性,其中化合物20对KB(IC50=6.7μM)的抑制作用最强,是姜黄素的5倍。Suarez等[14]也是以化合物18为先导化合物,将其羰基用丙二氰取代得到了化合物21,该化合物对多种肿瘤细胞均有较强的抑制活性,其中对NCI-ADR的抑制活性最强,其IC50值为2.97μM。

Tan等[15]则以化合物19为先导化合物,将环戊烷修饰成哌啶环或噻己烷。总的来说,环戊烷类化合物的抗肿瘤活性比环己环、哌啶环和噻己环类化合物的活性低;而哌啶环和噻己环类化合物对HL-60和K562的抑制活性又明显高于环己环类化合物,但是将环己环类化合物上的一个苯环用吡啶环取代后抗肿瘤活性显著增加了,其中化合物22对NB4、NB4-R1、HL-60、K562等的抑制活性最强,其IC50值分别是0.19μM、0.24μM、0.18μM、0.24μM。

Wei等[16]则基于杂环类似化合物能够提高抗肿瘤活性,合成了一系列的哌啶、吡喃和噻己环类的化合物,其中吡喃类化合物的抗肿瘤活性最强,如化合物23对PC-3、Panc-1和HT-29的抑制活性IC50分别是0.27μM、0.52μM、0.16μM。

Yadav等[17]则在姜黄素C4位引入哌啶环并将氮原子进行了甲基化,这种含有哌啶环的化合物比含有环戊烷或环己烷的化合物具有更强的抗乳腺癌活性,其中化合物24对乳腺癌MDA-MB-231的抑制活性最强,其EC50为0.3μM。Simoni等[18]也发现哌啶类化合物25对于Caco-2和SH-SY5Y有着较强的抑制活性,然而该化合物对正常的细胞也有较强的毒性。但是,在化合物25哌啶基的氮原子上引入一系列的具有神经保护的基团,能明显降低对正常细胞的毒害作用,并保留较强的抗肿瘤活性(化合物26。Makarov等[19]合成了一系列的苯环被噻吩环取代的哌啶磷酰胺类化合物,这些化合物也对多种肿瘤细胞有着较强的抑制活性,其中化合物27对Scov-3、Caov-3和A549的抑制活性最强,其IC50分别为8μM、10μM、4μM。Kalai等[20]也对哌啶氮进行衍生化,主要是将一系列的吡咯环引入到哌啶氮上,同时在苯环上用氟或三氟甲基进行取代。这些含吡咯环的化合物对A2780,MCF-7和H9c2均展现出了较好的抑制活性,其中化合物28对这3种肿瘤细胞的抑制活性最强。

Das等[21]则以化合物24为先导化合物,通过一系列的连接片段将2个化合物23的类似物进行拼接得到了一系列的二聚化合物29,这些化合物对HSC-2、HSC-3、HSC-4、HL-60均有较强的抑制活性,其中化合物29b的抑制活性最强,其IC50值分别为0.050μM、0.046μM、0.084μM和0.064μM。但是,在化合物29b的苯环上引入取代基降低了抗癌活性[22]。Hela等[23]则通过连接片段拼接了一系列的含碱性侧链(化合物30和31),以模仿抗乳腺癌药物他莫昔芬。这些碱性侧链的引入提高了化合物30(IC50=0.65μM)、31(IC50=0.49μM)对HCT-116的抑制活性,其活性至少是阳性药物5-氟尿嘧啶(IC50=3.56μM)的5倍。

Zhang等[24]则以姜黄素为先导化合物,将苯环上的酚羟基进行修饰,一系列的含氮杂环(咪唑、吲哚)被引入到了酚羟基上得到了一系列的衍生物。总的来说,这些含氮杂原子的引入(如化合物32)并没有增加抗肿瘤活性,反而丧失了对一些肿瘤细胞的抑制活性。但是将含氮的杂环改为酰胺后却能保留对多种肿瘤细胞的抑制活性,其中化合物33对多种肿瘤细胞的抑制活性甚至略高于先导化合物姜黄素。

Woo等[25]则将苯并咪唑环取代姜黄素的苯环,这些苯并咪唑化合物对MCF-7、SH-SY5Y、Hep G2和H460的抑制活性均强于姜黄素,其中化合物34对这4种肿瘤细胞的抑制活性最强,其IC50分别是1.9μM、4.6μM、3.7μM、7.2μM。但是与他莫昔芬相比这些化合物的抗肿瘤活性仍然较弱。

2.3 b-二酮的修饰

姜黄素具有b-二酮结构,酮基能够参与缩合等反应来构建一系列杂环化合物。Simoni等[26]将姜黄素的一个羰基用氨基取代,其中脂肪胺化合物35a、35c和35e展现了中等抗乳腺癌的活性,而含有芳香胺的衍生物(化合物35b和35d)却没有抗癌活性。当2个羰基被转化成异唑(化合物36,IC50=13.1μM)后,抗乳腺癌MCF-7的活性是姜黄素(IC50=29.3μM)的2倍。但是,当羰基被转化成肟衍生物时,却是含有苯环的肟(化合物37a,IC50=7.1μM)能够增强抗乳腺癌活性,而烷烃取代(化合物37b,IC50=36.3μM)却降低活性。

Ishida等将姜黄素的2个羰基与肼反应得到了咪唑类化合物38,该化合物对多种肿瘤细胞有着较强的抑制作用。此外,Qiu等[27]也以姜黄素为先导化合物,将b-二酮的2个羰基形成嘧啶环后增加抗肿瘤活性,其中化合物39展现出了最强的抗肿瘤活性,其抑制HT29和HCT-116的IC50值分别为7.1μM和6.2μM。

3 结语

本文对近年来姜黄素衍生物的研究进行总结,并初步阐述结构修饰对姜黄素抗肿瘤活性的影响,大致可以总结出以下几个规律:1)姜黄素的C4位酚羟基对抗肿瘤活性影响较大,将其修饰成醚、酯或用其他基团取代,能够增强抗肿瘤活性;2)姜黄素的C4亚甲基引入适当的取代基如苯甲烯基,能够提高抗肿瘤活性;3)姜黄素的b-二酮转化为单羰基后,包括含有杂环的单羰基或单羰基二聚物均能提高抗肿瘤活性;4)姜黄素的b-二酮结构也是一个抗肿瘤药效团,而该药效团能够被吡唑、嘧啶等杂环取代并保留抗肿瘤活性,对一些肿瘤细胞的抑制活性甚至有提高。

总之,对姜黄素进行结构修饰能够提高抗肿瘤活性,并取得一定的进展,但是目前报道的姜黄素衍生物抗癌效果与上市的抗癌药物相比仍然较弱。因此,进一步对姜黄素进行结构修饰以筛选出生物活性高效、专一的姜黄素衍生物值得研究。

摘要：姜黄素是一种天然的多酚类物质,广泛分布在多种植物中,并具有多种生物活性。但是其存在自身抗肿瘤作用较弱、生物利用度低等缺点,使其临床应用受到了限制。基于此,研究人员对姜黄素进行了大量的结构修饰,以期改善其抗肿瘤活性和成药性。本研究主要对姜黄素的结构修饰及抗肿瘤作用研究进展进行综述,旨在为以后合成高效专一活性的姜黄素衍生物提供依据。

葛根素的结构修饰 篇3

1 仪器与试药

采用北京普析通用仪器公司L6-AS6型高效液相色谱仪,对照品由中国食品药品检验研究院提供,批号:葛根素,110752-201108;测量中所用色谱纯为甲醇,所用水为超纯水,所用乙醇和其它试剂均为分析纯。采用河北安国药业集团有限公司批号为20110115、20110309、20110926的三批样品。

2 方法与结果

2.1 色谱条件

实验所需的色谱柱为:ZORBAX SB-C18 (250mm×4.6mm,5μm);流动相:甲醇-水(28∶72);流速:1.0mL/min;柱温:30℃;检测波长:250nm;理论塔板数按葛根素峰计算应不低于3 000[2]。

2.2 对照品溶液制备

采用精密称量工具,取适量的葛根素对照品,在对照品中加入30%乙醇并摇匀,使葛根素对照品溶液的浓度为80μg/mL。

2.3 供试品溶液制备

采用贵州富华药业有限责任公司生产的样品,批号为20110214,取适量,将其研细,采用精密称量工具称取10g,将本品置入锥形瓶中,然后将50mL的30%乙醇加入其中,称定重量,加热回流0.5h,冷却,再称定重量,根据乙醇减失的重量而再次补足,将溶液摇匀并过滤,取续滤液。

2.4 阴性对照溶液制备

取适量不含葛根的阴性对照样品,将其研细,采用精密称量工具称取10g,将本品置入锥形瓶中,然后将50mL的30%乙醇加入其中,称定重量,加热回流0.5h,冷却,再称定重量,根据乙醇减失的重量而再次补足,将溶液摇匀并过滤,取续滤液。

2.5 系统适用性试验

选取填充剂:十八烷基硅烷键合硅胶;流动相为甲醇-水(28∶72);柱温30℃;检测波长为250nm。分别考察对照品溶液、供试品溶液、阴性对照品溶液和溶剂,其频谱如图1～图4所示。

2.6 标准曲线制备

取适量葛根素对照品,在对照品中加入甲醇并摇匀,使葛根素对照品溶液的浓度为80.10μg/mL。用精密仪器分别量取10次对照品溶液,量取的量分别为1、1、5、5、10、10、15、15μL,横坐标为对照品进样量,纵坐标为峰面积,按照回归方程Y=142 280.853 2X-1 023.872 4 (r=0.999 8)来绘制曲线,结果显示葛根素的含量在0.080 1～1.602μg/mL之间,具有线性关系,满足测量要求。

2.7 精密度试验

取批号为20110214的贵州富华药业有限责任公司生产的样品制成供试液,用精密仪器量取10μL,连续6次将溶液置入液相色谱仪内,然后对峰面积进行测定,结果当n=6时,RSD=0.87%,说明实验所用仪器精密度符合要求。

2.8 稳定性试验

按照上述色谱条件,1天内对供试液连续进行6次峰面积测定,结果显示RSD的值均为0.52,说明供试液的稳定性较好(见表1)。

2.9 重现性试验

按上述测定方法,分别对同一供试品进行6次测定,结果显示每袋葛根素的RSD均为0.99%,说明供试液具有较好的重现性,见表2。

2.10 回收率试验

选取贵州富华药业有限责任公司生产的供试品,批号为20110214,每袋葛根素的含量为3.12mg,用精密仪器分别量取6份,然后将20.0mL的对照品溶液(浓度不在线性范围内80.10μg/mL)加入其中,并按照既定的测定方法来计算供试品回收率,结果显示供试品回收率为99.61%,RSD为0.17%,说明本法具有较高的回收率,见表3。

注:葛根素对照品加入量为1.602mg。

2.11样品测定结果

依上述方法测定20110214、20110318、20110906三批样品,结果见表4(n=3)。

3讨论

在提取溶剂考察中,通过对30%乙醇和甲醇、乙醇、50%乙醇的比较,发现30%乙醇提取效果比其它几种要好,且回流提取比较完全,但也有缺点,即停留时间如稍微延长,易对成分造成破坏,故我们在加热回流时,设定的时间为0.5h。我们分别对3个批号样品中的葛根素进行了测定,其含量最低者为每袋3.04mg,含量最高者为每袋3.18mg,结果显示感冒止咳颗粒中的葛根素含量比较稳定,可作为衡量该药品质量的指标。

本方法简单、方便,且具有较高的准确性,实验测得的回收率和重现性均符合要求,故可作为控制感冒止咳颗粒质量的方法。

参考文献

[1]胡安青.HPLC法测定感冒止咳颗粒中葛根素的含量[J].安徽医药,2007,11(11):994-995.