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桔梗不同部位化学成分及抗抑郁作用的研究

王翠竹  
【摘要】:本论文利用GC-MS、LC-MS、NMR、代谢组学、血清药物化学等先进技术和手段,对桔梗根、茎、叶及种子中的化学成分、抗抑郁药理活性及作用机制、药效物质基础进行了全面、系统、深入的研究。从桔梗4个部位中共鉴定了268个化学成分,其中发现1个新的炔醇类化合物;结合非靶标代谢组学研究,找到可区分不同部位的29个差异性成分;筛选出具有良好抗抑郁作用的桔梗叶新药用部位;揭示了桔梗叶发挥抗抑郁作用的9条内源性代谢通路;发现桔梗叶提取物20个原型入血成分。取得了以下创新性成果:1、首次采用HS-SPME结合GC-MS技术,从桔梗4个部位中共鉴定出87个挥发性成分,包括:烃类39种,醛类9种,醇类4种,酯类15种,酮类4种,杂氧类13种,酚类2种以及酸类1种。其中,根中26个成分,主要为酯类(32.40%)和醛类(21.89%),包括香草醛(16.22%)等15个特征性成分;茎中17个成分,主要为烃类(36.19%)和醇类(29.11%),包括己醇(29.11%)等9个特征性成分;叶中33个成分,主要为酯类(34.18%)和烃类(25.60%),包括(Z)-3-己烯基乙酸酯(19.21%)等20个特征性成分;种子中30个成分,主要为烃类(19.60%)和醛类(13.06%),包括芍药醇(6.68%)等21个特征性成分。鉴定并比较了挥发性成分的种类及含量分布,填补了桔梗茎、叶及种子部位挥发性成分研究的空白。2、首次采用UPLC-QTOF-MS结合UNIFI天然产物分析平台,对桔梗的根、茎、叶及种子的化学成分进行了快速的分析与鉴定,分别鉴定了73,42,53及66种化合物,包括三萜皂苷类、黄酮类及甾体等物质成分。3、首次采用UPLC-QTOF-MS技术结合主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘法分析(OPLS-DA)等多元统计分析方法,对桔梗4个部位进行了非靶标的植物代谢组学研究鉴定,发现29种差异性成分,分别为:根中9个差异性成分,包括桔梗皂苷A、-B、-D2、-G3和-K、去芹糖桔梗皂苷E、2'-O-乙酰基桔梗皂苷D2、2″-O-乙酰基远志皂苷D2以及三棱酸;茎中3个差异性成分,包括棉黄苷、槲皮素-3-O-阿拉伯糖苷以及2,6-二-O-没食子酰-β-D-葡萄糖;叶中7个差异性成分,包括罗汉果黄素、7-羟基-1-甲氧基-2,3-亚甲二氧基ロ山酮、4′,7-二甲基鸢尾黄素、姜黄醇酮、白术内酯II、老鹳草素、1,2,3,4,6-五氧-没食子酰基-β-D-吡喃葡萄糖;种子中10个差异性成分,包括异补骨脂双氢黄酮、黄杉素7-O-α-L-吡喃鼠李糖基(1→6)-β-D-吡喃葡萄糖苷、花旗松素-3-O-葡萄糖苷、双氢山奈酚、石莲姜素、3-羟基柚皮素、芹菜醇、ω-羟基大黄素、6-羟基芦荟大黄素及2-羟基-6-甲氧基苯甲酸苄酯。研究结果表明,桔梗的4个部位中化学成分含量差异明显。4、利用反复硅胶柱色谱法、Sephadex LH-20及制备HPLC从桔梗叶中分离得到45个化合物。利用TLC色谱法、NMR及MS法鉴定了其中41个化合物的结构,分别为:桔梗炔醇(1)、桔梗皂苷E(2)、桔梗皂苷元(3)、桔梗皂苷D3(4)、去芹糖桔梗皂苷D3(5)、桔梗皂苷元-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(6)、去芹糖桔梗皂苷D(7)、桔梗皂苷D(8)、桔梗皂苷G1(9)、远志酸(10)、齐墩果酸(11)、齐墩果酮酸(12)、3β-羟基-12-氧代齐墩果-28-酸(13)、白桦脂醇(14)、α-菠菜甾醇(15)、豆甾醇(16)、β-谷甾醇(17)、胡萝卜苷(18)、党参炔苷(19)、槲皮苷(20)、野黄芩苷(21)、柚皮苷(22)、芦丁(23)、芹菜素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(24)、二氢槲皮素(25)、山奈素(26)、木樨草素(27)、紫丁香苷(28)、乙烷基紫丁香苷(29)、甲氧基丁香酚4-O-鼠李糖基-葡糖苷(30)、白术内酯II(31)、联苯甲酸(32)、咖啡酸(33)、没食子酸(34)、肉豆蔻酸(35)、棕榈酸(36)、(2R,3R,4E)-十八碳-4-烯-1,2,3-三醇(37)、1,2,4-三羟基十七-16-烯(38)、正十八烷(39)、蔗糖(40)、果糖(41)。其中化合物13、29、30、31、32、37及38均为首次从桔梗科植物中分离得到,化合物1为未见文献报道的新化合物。5、首次开展了桔梗根、茎、叶及种子提取物的抗抑郁活性筛选。结果显示,桔梗根和叶提取物均具有一定的生物活性,但桔梗叶提取物显示出更为显著的药理作用,包括增加LPS诱导的抑郁症小鼠的体重和摄食量,提高其糖水偏好率,增加旷场实验中的直立次数,显著缩短其强迫游泳实验和悬尾实验中的不动时间。6、首次采用代谢组学技术探讨了桔梗叶提取物抗抑郁的作用机制。研究结果表明,桔梗叶提取物可通过调控甘油磷脂代谢、鞘脂代谢、亚油酸代谢、色氨酸代谢、三羧酸循环、花生四烯酸代谢、谷胱甘肽代谢、泛酸和辅酶A生物合成以及肌醇磷酸代谢等9个内源性代谢通路而起到抗抑郁作用。7、首次利用血清药物化学方法研究了桔梗叶提取物抗抑郁的药效物质基础。从灌胃给予桔梗叶提取物的健康小鼠血清中共鉴定了24个原型成分,其中的20种成分也在抑郁症病理模型小鼠血清中检测出。结合文献报道,推断入血成分中的芦丁、飞燕草素、双氢槲皮素、木犀草素-7-O-葡萄糖苷及山奈酚-3-O-L-阿拉伯吡喃糖苷等黄酮类化合物以及桔梗炔醇可能与桔梗叶抗抑郁作用密切相关。综上,通过本论文的研究,阐明了桔梗根、茎、叶及种子不同部位的化学物质基础;发现了不同部位的化学差异性成分;筛选出桔梗叶提取物具有抗抑郁的生物活性,并探讨了作用机制;研究了桔梗叶的入血成分等,提高了桔梗研究的科技含量,为进一步将桔梗叶提取物开发成抗抑郁创新药物提供了科学依据。


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