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目的:云木香(Saussurea lappa C.B.Clarke)和藏木香(Inula racemosa Hook.f)是菊科多年生草本植物,干燥根茎入药。它的抗炎作用已被广泛研究并应用于临床。大量研究表明,云木香和藏木香中主要活性成分的抗炎机制表现在:(1)抑制NF-κB,MAPKs,TRIF和STAT信号通路关键蛋白和基因表达;(2)有效抑制其他炎症通路相关因子(TNF-α,PGE2,NO,IL-1β,IL-6,IL-8)的表达,降低炎症因子的产生。本课题对云木香和藏木香活性成分进行提取分离纯化,且评价5种倍半萜内酯类物质—木香内酯(MCL)、去氢木香内酯(DL)、木香烯内酯(CTL)、土木香内酯(ATL)和异土木香内酯(IAL)的保肝作用及其构效关系。方法和结果:1.分别将云木香和藏木香药材粉碎,在60°C条件下,用4倍体积95%乙醇回流提取3次,每次提取2 h。将药液浓缩成浸膏,加入适量的水混悬,分别用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,得到不同的活性部位。然后采用硅胶柱色谱法对石油醚部位进行分离纯化,通过核磁共振法鉴定其结构,高效液相色谱法测定其纯度,得到纯度都高于95%的4种倍半萜内酯类物质—DL、CTL、ATL和IAL。MCL(纯度>98%)购买于成都瑞芬思生物科技有限公司。2.体外实验,通过脂多糖(LPS)诱导RAW264.7巨噬细胞造成经典的炎症模型。采用中性红染色检测细胞吞噬能力、流式细胞仪测定ROS水平、酶联免疫吸附试验分析细胞上清液促炎性因子(NO、IL-1β和TNF-α)的含量、蛋白免疫印迹法研究LPS-TLR4通路中关键蛋白的表达。同时加入TLR4抑制剂,研究TLR4及其下游蛋白的表达。结果如下:5种倍半萜内酯类物质能增加RAW264.7巨噬细胞的吞噬能力、减少ROS、NO、IL-1β和TNF-α的生成,抑制LPS/TLR4信号通路TLR4、p65、c-fos、c-jun、p-IRF3关键蛋白的表达。在加入TLR4抑制剂后,倍半萜内酯类物质抑制TLR4及其下游蛋白的表达更加显著,表明5种倍半萜内酯类物质阻断TLR4和LPS的相互作用。3.体内实验,采用脂多糖/D-氨基半乳糖(LPS/D-Gal N)刺激小鼠造成急性肝损伤模型。分别利用试剂盒法和酶联免疫吸附试验法检测5种倍半萜内酯类物质对小鼠血清和肝脏中常见指标的影响、蛋白免疫印迹法研究LPS-TLR4相关信号通路蛋白的表达。实验结果表明:5种倍半萜内酯类物质能显著降低血清天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶、一氧化氮和前列腺素的水平,抑制一氧化氮合酶和环氧合酶的活性,提高过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽抗氧化酶的活性。同时5种倍半萜内酯类物质还可抑制TLR4、My D88、NF-κB、MAPKs、p-IRF3等蛋白的表达。4.通过构效关系的建立,发现5种倍半萜内酯类物质抑制肝损伤的功能基团。其抗氧化和抗炎保肝活性的强弱如下,MCL<DL可能与DL中存在C4-C15和C10-C14双键有关,也可能和C4-OH有关。MCL,DL<CTL是因为CTL为开环结构[10+5],而MCL、DL是闭环结构[5+7+5]的区别。IAL≈ATL,可能是因为ATL结构为环外双键(C5-C6),而IAL结构含有环内双键(C4-C15)。MCL,DL,CTL<ATL,IAL,可能是因为[5+7+5],[10+5]环状结构的活性小于[6+6+5]环状结构的活性。因此,5种倍半萜内酯类的抗氧化和抗炎保肝活性为MCL<DL<CTL<IAL≈ATL。综上所述,本文对云木香和藏木香中4种倍半萜内酯类物质进行提取分离和纯化,得到的单体化合物进行纯度测评和结构鉴定,得到纯度大于95%的4种倍半萜内酯类物质,木香内酯来自商业购买。体内外实验结果表明5种倍半萜内酯类物质对LPS刺激的炎症具有改善作用,对LPS/D-Gal N介导的小鼠急性肝损伤有保护作用,主要体现在减少炎症因子和ROS生成、提高机体抗氧化能力、减轻炎症因子在肝脏的聚集和浸润以及抑制LPS-TLR4介导的信号通路。构效关系的研究表明,5种倍半萜内酯类物质的活性和结构有紧密的关系,这为后续化学修饰改性提供研究思路。