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姜黄素提取及其修饰产物的活性研究

江明星  
【摘要】:姜黄素是一种从植物中提取的天然药物,其多种药理作用已被公认,目前已被广泛应用于生物医药领域。抗癌方面的活性研究表明,姜黄素不但具有预防肿瘤的作用,同时还能够治疗肿瘤。此外,对动脉粥样硬化、肝纤维化和急性肺损伤等疾病也有良好的药效。目前姜黄素的提取方法主要有酸碱水提取法、有机溶剂提取法、酶法等,其操作过程对姜黄素结构产生一定程度破坏或较为繁琐,对结果数据的简单处理也不利于对姜黄素单体的准确分析,此外,姜黄素自身存在结构上的缺陷,其水溶性差,生物利用度不高,且体内半衰期短,这对于姜黄素的生物医学应用是不利的。 本实验采用不同浓度的乙醇和水浸提姜黄素,然后过滤、浓缩,用快速吸附柱层析分离粗提物得到姜黄素单体。以姜黄素为先导化合物,选用单糖类和维生素类化合物对其两端的酚羟基进行酯化处理。通过观察姜黄素及其修饰产物在作用于肿瘤细胞24小时前后的形态变化以及MTT法所得OD值计算出的抑制率来分析肿瘤细胞受其作用的凋亡情况,并且根据数据验证修饰产物在肿瘤细胞受体引导的在细胞凋亡过程起促进作用的机制。 (1)通过5种不同浓度的乙醇提取姜黄中姜黄素,HPLC验证检测80%乙醇浓度条件下得率最高为31.6%,快速柱层析分离得到姜黄素单体纯度较高,得到的姜黄素为橙黄色结晶粉末。 (2)选用两种单糖(葡萄糖、D-阿拉伯糖)与一种维生素(烟酸)对姜黄素进行修饰,获得了3种姜黄素衍生物。在制备过程中利用姜黄素苯环上含有极易吸电子的取代基以及羟基的邻位效应促进活化处理的修饰物与姜黄素发生酯化反应。经红外、紫外和核磁共振检测在姜黄素苯环酚羟基处形成酯基基团,目标产物得率较高均在30%左右。红外图谱中C=O(1850-1600 cm-1)碳氧双键的特征峰较标准品的吸收强度从不同程度上变大。紫外可见吸收的官能团即生色团含量提升导致产物发生明显蓝移。δ5.22(2H,d,J=7.6 Hz,Glca-1,Glcb-1),4.41(1H,d,J=5.8 Hz,2xAra-1)等特征峰数据说明实现了目标化合物的制备。 (3)将姜黄素与葡萄糖、D-阿拉伯糖和烟酸3种化合物连接后,将产物加入HeLa和HepG2细胞培养液中,发现在不同浓度下均对这2种肿瘤细胞产生抑制,其中葡萄糖修饰姜黄素的产物和烟酸修饰的产物效果较强,这与文献报道的HeLa和HepG2细胞凋亡机制有关,烟酸受体在介导细胞过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARy的)激活能抑制癌细胞生长,葡萄糖受体在肿瘤细胞表面可以介导葡萄糖偶联体的识别。这些对于提高姜黄素在自身活性基团不被破坏的前提下作用于肿瘤细胞方面提供了一定的靶向性。


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