黃酮類植物化學(xué)物抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷的結(jié)構(gòu)-效應(yīng)關(guān)系研究.pdf

1、動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)已成為西方發(fā)達(dá)國家引起死亡的主要病因，在我國的發(fā)病率也逐年上升。國內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者贊同Ross提出的“損傷應(yīng)答學(xué)說”，認(rèn)為氧化應(yīng)激(oxidative stress)導(dǎo)致的內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷和功能障礙是AS發(fā)生的始動因素和早期病理改變，并已成為AS防治的重要靶點。血漿氧化低密度脂蛋白(oxidizedlow-density lipoprotein，oxLDL)被認(rèn)為是AS發(fā)生最重要的危險因

2、子，它主要通過活化ROS-p38MAPK-NF-κB信號通路并影響相關(guān)基因表達(dá)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷。
　　 近年來研究發(fā)現(xiàn)，AS的發(fā)生與不健康的生活方式，特別是不合理的膳食結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，WHO的資料表明近50％的AS或冠心病可通過改善飲食等生活方式來預(yù)防，提示合理膳食在AS防治中占有重要地位。流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，廣泛存在于蔬菜、水果、谷類、豆類等植物性食物中的黃酮類(flavonoids)植物化學(xué)物的攝入與AS等心血管疾病的發(fā)

3、生、發(fā)展呈明顯負(fù)相關(guān)。實驗研究也表明，黃酮類植物化學(xué)物大都具有明顯的抗氧化生物活性，一些化合物也表現(xiàn)出明顯地抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷作用，通過分子改構(gòu)或結(jié)構(gòu)修飾有望使這些先導(dǎo)化合物(lead compound)成為AS治療的有效藥物。隨著越來越多的黃酮類植物化學(xué)物在不同種類的植物性食物中被發(fā)現(xiàn)，通過構(gòu)效關(guān)系研究明確與其抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷密切相關(guān)的分子結(jié)構(gòu)特征，并闡明相關(guān)結(jié)構(gòu)特征在其保護內(nèi)皮結(jié)構(gòu)和功能完整性中的作用，將為藥物研發(fā)提供

4、重要理論依據(jù)。
　　 本課題首先在體外構(gòu)建oxLDL誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷模型，觀察oxLDL對細(xì)胞活力，氧化損傷標(biāo)志物MDA、LDH、NO、SOD酶活力和sICAM-1，細(xì)胞內(nèi)ROS生成及細(xì)胞凋亡等的影響。進而選擇21種花色苷和23種類黃酮化合物，分別觀察其對內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷的影響，通過相關(guān)性分析和配對比較進行結(jié)構(gòu)-效應(yīng)關(guān)系研究，分別明確與花色苷和類黃酮抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷密切相關(guān)的分子結(jié)構(gòu)特征，并篩選出作用較顯著

5、2種花色苷元(anthocyanidin)--飛燕草素(delphinidin)和矢車菊素(cyanidin)、2種黃酮醇(flavonols)-楊梅黃酮(myricetin)和槲皮素(quercetin)、2種黃酮(flavones)--毛地黃黃酮(luteolin)和芹菜苷(apigenin)及2種異黃酮(isoflavones)--三羥異黃酮(genistein)和大豆甙元(daidzein)，進一步比較其對細(xì)胞內(nèi)ROS水平、p3

6、8MAPK磷酸化、NF-κB的核轉(zhuǎn)位、氧化應(yīng)激相關(guān)基因mRNA表達(dá)及NF-κB和ER介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄活性的影響，深入闡明相關(guān)分子結(jié)構(gòu)特征在黃酮類植物化學(xué)物通過ROS-p38MAPK-NF-κB信號通路抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷中的作用。本實驗的主要實驗結(jié)果和結(jié)論如下：
　　 (1)oxLDL能明顯誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷，主要表現(xiàn)為顯著抑制內(nèi)皮細(xì)胞活力、促進細(xì)胞凋亡、增加脂質(zhì)過氧化和炎性反應(yīng)、降低細(xì)胞抗氧化能力、抑制內(nèi)皮細(xì)胞分泌功能

7、及增加細(xì)胞內(nèi)ROS水平，并均呈一定濃度依賴關(guān)系。
　　 (2)總-OH數(shù)量和B環(huán)-OH數(shù)量與花色苷抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷作用顯著正相關(guān)。3’，4’-鄰二羥基和3-羥基與花色苷抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷作用密切相關(guān)，5-羥基對其抑制作用影響不顯著，而6-羥基的存在明顯削弱花色苷的抑制作用。不同糖基取代也能降低花色苷的抑制作用。實驗篩選出作用較顯著的兩種花色苷飛燕草素(delphinidin)和矢車菊素(cyanidin)。

8、　　 (3)總-OH數(shù)量和B環(huán)-OH數(shù)量與類黃酮抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷作用顯著正相關(guān)。3’，4’-鄰二羥基、3-羥基、2，3-雙鍵、5，7-間二羥基及B環(huán)取代在C環(huán)3位與類黃酮抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化損傷作用密切相關(guān)，而6-羥基的存在可削弱其抑制作用。實驗篩選出作用較顯著的兩種黃酮醇楊梅黃酮(myricetin)和槲皮素(quercetin)，兩種黃酮木犀草素(luteolin)和芹菜苷(apigenin)及兩種異黃酮三羥異黃酮(genis

9、tein)和大豆甙元(daidzein)。
　　 (4)分子結(jié)構(gòu)特征差異顯著影響不同黃酮類植物化學(xué)物對內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷的抑制作用。實驗結(jié)果表明：3’，4’-鄰二羥基和3-羥基是黃酮類植物化學(xué)物抑制ROS-p38MAPK-NF-κB信號通路和NF-κB介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄活性及調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激相關(guān)基因表達(dá)的必要結(jié)構(gòu)特征。5，7-間二羥基主要與黃酮類植物化學(xué)物通過NF-κB抑制與粘附和趨化相關(guān)基因表達(dá)密切相關(guān)。B環(huán)取代在C環(huán)3位與異黃酮通過E

10、R促進eNOS表達(dá)和NO分泌有關(guān)。
　　 綜上所述，本課題利用21種花色苷和23種類黃酮比較其對內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷作用的影響，通過結(jié)構(gòu)-效應(yīng)關(guān)系分析，明確與其抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷密切相關(guān)的分子結(jié)構(gòu)特征并闡明不同結(jié)構(gòu)特征在其通過ROS-p38MAPK-NF-κB信號通路抑制內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷中的作用。植物化學(xué)物生物學(xué)功效的研究已經(jīng)成為營養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點，同時也是藥物研發(fā)先導(dǎo)化合物的重要來源。黃酮類植物化學(xué)物種類繁多，結(jié)構(gòu)