五種苔類植物的化學(xué)成分及其抗腫瘤活性研究.pdf

1、苔蘚植物在植物進(jìn)化過程中介于藻類植物與蕨類植物之間，是一類代表著從水生到陸生過渡的高等植物類群，從形態(tài)學(xué)上可以分為苔綱、蘚綱和角苔綱。在民間，苔蘚植物被廣泛用于治療外傷、燒傷、炎癥、肺結(jié)核、肝臟疾病、驚厥和水腫等癥。大部分苔蘚植物均不被各種昆蟲或其他動物所采食，也不會被真菌、細(xì)菌或病毒所感染。近年來，國內(nèi)外對苔類植物研究較多，已從中分離獲得了大量結(jié)構(gòu)新穎的萜類和芳香類化合物，其中許多具有良好的生物活性。
　　本文對中國的五種苔類植

2、物，包括采自廣西的圓葉異萼苔、齒邊廣萼苔、延葉葉苔、透明葉苔和采自貴州的雙齒異萼苔的化學(xué)成分進(jìn)行了系統(tǒng)研究，采用MCI柱層析、硅膠柱層析、SephadexLH-20柱層析、C18反相硅膠柱層析以及HPLC等分離手段共分離了78個(gè)次級代謝產(chǎn)物。通過核磁共振、質(zhì)譜、圓二色譜和X射線單晶衍射等方法確定了化合物的結(jié)構(gòu)，包括60個(gè)二萜、4個(gè)三萜、6個(gè)甾體以及8個(gè)其他類化合物，其中新化合物41個(gè)。本文對圓葉異萼苔和延葉葉苔的成分研究尚屬首次。

3、>　　從圓葉異萼苔(Heteroscyphustener)中分離并鑒定了8個(gè)化合物，包括5個(gè)ent-半日花烷型(1-5)和3個(gè)殼梭孢烷型(6-8)二萜，其中1-4為新化合物。測定了化合物1-8對9種細(xì)胞株(PC3，DU145，K562，A549，NCI-H292，NCI-H1299，NCI-H446，HBE，RWPE1)的細(xì)胞毒性，結(jié)果顯示化合物3和5有中等偏弱的活性。對化合物5在前列腺癌PC3和DU145細(xì)胞株中的細(xì)胞毒機(jī)制進(jìn)行了進(jìn)一

4、步的研究，發(fā)現(xiàn)其通過誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)ROS水平的升高，引起DNA氧化損傷，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期，從而誘發(fā)細(xì)胞凋亡。
　　從雙齒異萼苔(H.coalitus)中分離并鑒定了16個(gè)化合物，骨架類型比較多，包括1個(gè)具有新穎骨架的香豆素類衍生物(9)、1個(gè)視黃烷型二萜(10)以及1個(gè)單萜查爾酮衍生物(11)等，其中10為首次從苔蘚植物中分得的視黃烷型二萜類化合物。測定了化合物9-12對3株腫瘤細(xì)胞(PC3，DU145，HepG-2

5、)的細(xì)胞毒活性，它們均表現(xiàn)出中等偏弱的活性。從化學(xué)分類學(xué)角度對異萼苔屬植物進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)所研究的這兩種同屬植物在化學(xué)上完全不同，而圓葉異萼苔有可能屬于毛耳苔亞目。
　　從齒邊廣萼苔(Chandonanthushirtellus)中分離并鑒定了7個(gè)西松烷型二萜(25-31)、1個(gè)殼梭孢烷型二萜(6)以及3個(gè)簡單芳香化合物(32-34)，其中25-29為新化合物。篩選了化合物25-31對6種腫瘤細(xì)胞株(PC3，A549，NCI-H2

6、92，NCI-H1299，A172，PC12)的細(xì)胞毒性，它們大都表現(xiàn)出較弱的活性。我們得到的西松烷型二萜可以作為該屬植物的化學(xué)標(biāo)記物。
　　從延葉葉苔(Jungermanniafauriana)中分離并鑒定了24個(gè)對映-貝殼杉烷型二萜化合物(35-58)，其中35-54為新化合物。從透明葉苔(J.hyalina)中得到了23個(gè)相同骨架的化合物(56-78)，其中59-70為新化合物。化學(xué)分類學(xué)分析表明這兩種植物都富含對映-貝殼杉

7、烷二萜化合物，這類化合物在葉苔屬中較為常見，可以作為化學(xué)標(biāo)記物。含有相同的3個(gè)化合物說明這兩種植物可能有著一定的親緣關(guān)系。另外，以甜菊苷為原料合成了3個(gè)相同類型的化合物80-82。系統(tǒng)篩選了所得化合物對24株人類細(xì)胞的細(xì)胞毒活性。發(fā)現(xiàn)該類化合物毒性比較大，對細(xì)胞種類的選擇性差。系統(tǒng)的構(gòu)效關(guān)系分析表明α，β不飽和酮的結(jié)構(gòu)是活性的必需基團(tuán)，18或19位的甲基羥基化后會降低活性，羧基化使活性進(jìn)一步降低，但是羧基成酯或成酰胺會使活性大大增強(qiáng)。通

8、過一種巰基熒光探針染色發(fā)現(xiàn)該類化合物進(jìn)入細(xì)胞后顯著降低了熒光強(qiáng)度，且沒有明顯的分布特點(diǎn)，這可能是其作用選擇性差和毒性大的主要原因?；衔?2具有堿性基團(tuán)，對其作用的細(xì)胞巰基探針的熒光定量發(fā)現(xiàn)它進(jìn)入細(xì)胞后只是部分降低了熒光強(qiáng)度。通過對溶酶體的染色發(fā)現(xiàn)，82作用于溶酶體，2h后就可以引起溶酶體明顯的腫脹。這說明堿性基團(tuán)修飾可能會使其選擇性分布于溶酶體，從而改變了該類化合物在細(xì)胞內(nèi)的分布和作用方式。
　　對化合物的作用機(jī)制研究中，發(fā)現(xiàn)化

9、合物81可以引起ROS升高，還原劑NAC可以同時(shí)逆轉(zhuǎn)ROS升高和細(xì)胞毒，但是VC為還原劑時(shí)雖能逆轉(zhuǎn)升高的ROS，但是不能逆轉(zhuǎn)細(xì)胞死亡。通過HPLC-MS/MS的方法研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將化合物81加入到含有NAC的培養(yǎng)基中后幾乎檢測不到化合物原型的存在，但卻同時(shí)檢測到了加成產(chǎn)物81-NAC。這說明NAC之所以會逆轉(zhuǎn)細(xì)胞毒是因?yàn)榕c化合物發(fā)生反應(yīng)，使之失去藥效集團(tuán)。所以很多學(xué)者在研究該類化合物時(shí)用NAC作為還原劑來證明ROS的作用是不準(zhǔn)確的，ROS

10、也可能不是引起細(xì)胞死亡的主要因素。
　　本論文對中國的五種苔類植物的系統(tǒng)化學(xué)成分研究得到了41個(gè)新結(jié)構(gòu)化合物?？鼓[瘤活性篩選發(fā)現(xiàn)了具有中等活性的半日花烷型二萜，并且報(bào)道了其中的化合物5通過ROS途徑引起細(xì)胞周期G0/G1阻滯和凋亡，以及一批具有較好活性的對映-貝殼杉烷型二萜，并總結(jié)了其構(gòu)效關(guān)系。首次采用一種小分子熒光探針來檢測化合物在細(xì)胞內(nèi)的分布，并針對分布特點(diǎn)特異性改造了化合物結(jié)構(gòu)。首次采用液質(zhì)聯(lián)用方法證明了還原劑NAC與對映-