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、抗病毒、保肝、神經(jīng)保護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)作用機制的初步探索。
　　 本論文第一章對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)系進行簡單綜述，同時介紹了皂苷化學(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等為起始原料對其三糖糖基模塊進行組裝，然后以此三糖的亞胺酯為糖基供體對IndiosideE進行了全合成，為對其進行深入的生物學(xué)活性研究提供了物質(zhì)保障。以此合成路線為基礎(chǔ)，首次合成了其五個苷元衍生化產(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比色法測定了所合成的六個皂苷對四種腫瘤細胞株(K562，KB，MCF-7和U87)和三種正常細胞株(HL7702，H9C2和EVC304)的細胞毒活性，結(jié)果顯示，IndiosideE和衍生物2(替代苷元為劍麻皂素)對所測試的四種腫瘤細胞株均具有較強的抑制增殖活性，IC50為1.32-3.77μM，且相比于IndiosideE，皂苷2對人正常肝細胞HL7702的細胞毒性稍有減弱，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于IndiosideE及其衍生物維持抗腫瘤活性至關(guān)重要?；罴毎麑崟r觀測發(fā)現(xiàn)皂苷2可誘導(dǎo)MCF-7和K562細胞脹亡性死亡;通過測定胞液中LDH的漏出率及細胞內(nèi)PI染色，發(fā)現(xiàn)皂苷2可對腫瘤細胞膜的完整性產(chǎn)生破壞、通透性增加;細胞免疫熒光染色發(fā)現(xiàn)皂苷2對MCF-7細胞骨架具有顯著的破壞作用;此外，結(jié)合細胞毒活性數(shù)據(jù)和構(gòu)象疊合分析得出IndiosideE苷元中的△5,6雙鍵是對其進行下一步結(jié)構(gòu)修飾的較好位

5、點。
　　 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)率首次實現(xiàn)了上述兩個天然皂苷的化學(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化合物，我們以熊果酸和甘草次酸對它們結(jié)構(gòu)中的齊墩果

6、酸苷元進行了替換，制備了其四個苷元衍生化產(chǎn)物。MTT法測定了所合成的六個皂苷對三種腫瘤細胞株(MCF-7，HepG-2和K562)的細胞毒活性，結(jié)果顯示皂苷CalendulosideGmethylester的抗腫瘤活性最強，對三種腫瘤細胞株的IC50為1.87-2.36μM，SpinasaponinAmethylester活性稍弱，對MCF-7和HepG-2細胞的IC50分別為4.52和8.36μM，而四個衍生物的細胞毒活性明顯降低或消

7、失;以上實驗表明，上述兩個天然皂苷中的齊墩果酸苷元對其抗腫瘤活性至關(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DAPI染色和AnnexinV-FITC/PI雙染發(fā)現(xiàn)CalendulosideGmethylester能以濃度依賴性方式誘導(dǎo)MCF-7細胞凋亡，且伴隨著MCF-7細胞內(nèi)ROS的累積和線粒體膜電勢△ψm的降低。
　　 本論文第四章首次實現(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測建立了一種方便、直觀觀測腫瘤細胞膜表面鼠李糖凝集素受體(RBLR)的分布及表達量的方法。實驗發(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在不同腫瘤細胞膜上的表達量存在差異，表達量越高或澳洲茄胺皂苷中鼠李糖基團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)計和篩選最有效的抗腫瘤寡糖鏈，利用此糖鏈對不同苷元進行修飾，可以為我們基于RBLR為靶點