活性天然皂苷的合成、衍生物制備及抗腫瘤活性研究.pdf

1、天然皂苷(Naturalsaponins)廣泛地存在于陸生植物和部分海洋生物中，具有抗腫瘤、抗炎、抗真菌、抗寄生蟲(chóng)、抗病毒、保肝、神經(jīng)保護(hù)及抗誘變等多種生物學(xué)活性，其作為新藥研發(fā)的先導(dǎo)化合物已引起科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。本論文主要涉及活性天然皂苷的合成、衍生物制備、抗腫瘤活性研究及相關(guān)作用機(jī)制的初步探索。
　　 本論文第一章對(duì)具有代表性意義的皂苷的生物學(xué)活性以及它們結(jié)構(gòu)與活性之間的構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)單綜述，同時(shí)介紹了皂苷化學(xué)合成方面所涉

2、及的幾種經(jīng)典合成策略及其在不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的皂苷合成中的應(yīng)用。
　　 本論文第二章選定具有顯著抗腫瘤活性的紫花茄皂苷IndiosideE為先導(dǎo)化合物，首先以D-木糖、L-鼠李糖和IPTG等為起始原料對(duì)其三糖糖基模塊進(jìn)行組裝，然后以此三糖的亞胺酯為糖基供體對(duì)IndiosideE進(jìn)行了全合成，為對(duì)其進(jìn)行深入的生物學(xué)活性研究提供了物質(zhì)保障。以此合成路線(xiàn)為基礎(chǔ)，首次合成了其五個(gè)苷元衍生化產(chǎn)物(替代苷元分別為劍麻皂素、膽固醇、β-谷甾醇、蒲公

3、英賽醇和羽扇豆醇)。MTT比色法測(cè)定了所合成的六個(gè)皂苷對(duì)四種腫瘤細(xì)胞株(K562，KB，MCF-7和U87)和三種正常細(xì)胞株(HL7702，H9C2和EVC304)的細(xì)胞毒活性，結(jié)果顯示，IndiosideE和衍生物2(替代苷元為劍麻皂素)對(duì)所測(cè)試的四種腫瘤細(xì)胞株均具有較強(qiáng)的抑制增殖活性，IC50為1.32-3.77μM，且相比于IndiosideE，皂苷2對(duì)人正常肝細(xì)胞HL7702的細(xì)胞毒性稍有減弱，其它苷元替代產(chǎn)物的抗腫瘤活性則顯著

4、降低或消失，以上結(jié)果表明螺甾烷型苷元對(duì)于IndiosideE及其衍生物維持抗腫瘤活性至關(guān)重要?；罴?xì)胞實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)發(fā)現(xiàn)皂苷2可誘導(dǎo)MCF-7和K562細(xì)胞脹亡性死亡;通過(guò)測(cè)定胞液中LDH的漏出率及細(xì)胞內(nèi)PI染色，發(fā)現(xiàn)皂苷2可對(duì)腫瘤細(xì)胞膜的完整性產(chǎn)生破壞、通透性增加;細(xì)胞免疫熒光染色發(fā)現(xiàn)皂苷2對(duì)MCF-7細(xì)胞骨架具有顯著的破壞作用;此外，結(jié)合細(xì)胞毒活性數(shù)據(jù)和構(gòu)象疊合分析得出IndiosideE苷元中的△5,6雙鍵是對(duì)其進(jìn)行下一步結(jié)構(gòu)修飾的較好位

5、點(diǎn)。
　　 本論文第三章以具有顯著抗腫瘤活性的齊墩果烷型天然皂苷SpinasaponinAmethylester和CalendulosideGmethylester為研究對(duì)象，以D-葡萄糖、D-半乳糖和齊墩果酸為起始原料共17步反應(yīng)、約12％的產(chǎn)率首次實(shí)現(xiàn)了上述兩個(gè)天然皂苷的化學(xué)全合成。為深入探討它們的皂苷元結(jié)構(gòu)單元對(duì)其抗腫瘤活性的影響，以及探索發(fā)現(xiàn)新型的具有顯著抗癌活性的糖苷類(lèi)化合物，我們以熊果酸和甘草次酸對(duì)它們結(jié)構(gòu)中的齊墩果

6、酸苷元進(jìn)行了替換，制備了其四個(gè)苷元衍生化產(chǎn)物。MTT法測(cè)定了所合成的六個(gè)皂苷對(duì)三種腫瘤細(xì)胞株(MCF-7，HepG-2和K562)的細(xì)胞毒活性，結(jié)果顯示皂苷CalendulosideGmethylester的抗腫瘤活性最強(qiáng)，對(duì)三種腫瘤細(xì)胞株的IC50為1.87-2.36μM，SpinasaponinAmethylester活性稍弱，對(duì)MCF-7和HepG-2細(xì)胞的IC50分別為4.52和8.36μM，而四個(gè)衍生物的細(xì)胞毒活性明顯降低或消

7、失;以上實(shí)驗(yàn)表明，上述兩個(gè)天然皂苷中的齊墩果酸苷元對(duì)其抗腫瘤活性至關(guān)重要，苷元上非常小的結(jié)構(gòu)變化即可導(dǎo)致其抗腫瘤活性的降低或消失。通過(guò)DAPI染色和AnnexinV-FITC/PI雙染發(fā)現(xiàn)CalendulosideGmethylester能以濃度依賴(lài)性方式誘導(dǎo)MCF-7細(xì)胞凋亡，且伴隨著MCF-7細(xì)胞內(nèi)ROS的累積和線(xiàn)粒體膜電勢(shì)△ψm的降低。
　　 本論文第四章首次實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯三糖、α-L-鼠李糖和β-D-葡萄糖生物素標(biāo)記產(chǎn)物的

8、化學(xué)合成，并結(jié)合QD-streptavidin與激光共聚焦顯微鏡觀(guān)測(cè)建立了一種方便、直觀(guān)觀(guān)測(cè)腫瘤細(xì)胞膜表面鼠李糖凝集素受體(RBLR)的分布及表達(dá)量的方法。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)單鼠李糖或含鼠李糖的寡糖可以和RBLR特異性結(jié)合，且RBLR在不同腫瘤細(xì)胞膜上的表達(dá)量存在差異，表達(dá)量越高或澳洲茄胺皂苷中鼠李糖基團(tuán)越多則皂苷抗腫瘤效果越明顯。利用本章建立的方法可以幫助設(shè)計(jì)和篩選最有效的抗腫瘤寡糖鏈，利用此糖鏈對(duì)不同苷元進(jìn)行修飾，可以為我們基于RBLR為靶點(diǎn)