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本学位论文得到江苏省自然科学基金《白首乌C21甾总苷的化学降解及降解产物抗肿瘤活性研究》(BK2009457)的资助。白首乌为祖国传统中药之一,主要来自萝藦科鹅绒藤属植物耳叶牛皮消(Cynanchum auriculatum)、隔山牛皮消(C. wifordii)和戟叶牛皮消(C. bungei)的块根。白首乌历史上多用作补益性中药,被历代医家视为养生防老的珍品,有养血益肝、固肾益精、强筋健骨、乌黑须发及延年益寿等功效。现代药理研究表明,白首乌具有抑制肿瘤、清除自由基、提高特异和非特异性免疫、抗衰老、保护肝脏等活性。前期的研究表明,白首乌抗肿瘤活性成分主要是其所含的C21甾苷类。且白首乌C21甾苷类成分的抗肿瘤活性与其糖链结构有关,即短糖链(1-2个糖基)的C21甾体苷抑瘤率高于长糖链的C21甾体苷,高于苷元。基于此,对白首乌中的C21甾总苷进行不同方式的化学降解,研究不同降解条件下白首乌C21甾总苷降解产物的抗肿瘤活性,以期从降解产物中寻找和发现活性更强或含量更高的抗癌成分。一、白首乌C21甾总苷的化学降解1.利用强酸(HCl)水溶液对白首乌C21甾体皂苷进行降解。HPLC法分析降解产物,以苷元和含1-2糖残基的次生苷的含量为指标,即选择开德苷元-3-O-β-D-洋地黄毒糖苷、告达庭、开德苷元-3-O-α-L-迪吉糖-(1→4)-β-D-磁麻糖苷和告达庭-3-O-β-D-磁麻糖苷为四个指标性成分,采用全概率公式评分法结合正交试验设计优化白首乌C21甾总苷的盐酸解降条件,确定白首乌C21甾总苷盐酸水解最佳条件为：0.5%盐酸溶液,100℃回流6 h。2.利用弱酸(HAc)水溶液对白首乌C21甾体皂苷进行降解。HPLC法分析降解产物,以苷元和含1-2糖残基的次生苷的含量为指标,即选择开德苷元-3-O-β-D-洋地黄毒糖苷、告达庭、开德苷元-3-O-α-L-迪吉糖-(1→4)-β-D-磁麻糖苷和告达庭-3-O-β-D-磁麻糖苷为四个指标性成分,采用全概率公式评分法结合正交试验设计优化白首乌C21甾总苷的醋酸解降条件,确定白首乌C21甾总苷醋酸水解最佳条件为：5.0%醋酸溶液,100℃回流6 h。二、白首乌C21甾总苷降解产物抑制肿瘤活性及急性毒性研究1.将优化降解条件下产生的白首乌C21甾总苷盐酸降解产物、醋酸降解产物以及白首乌C21甾总苷,采用腹腔注射给药方式对接种H22肝癌和Lewis肺癌细胞的皮下移植性肿瘤模型小鼠的抑瘤率进行研究。结果发现,白首乌C21甾总苷醋酸降解产物的抑瘤率要高于盐酸降解产物的抑瘤率,两者的抑瘤效果均高于白首乌C21甾总苷的抑瘤效果。证明对白首乌C21甾总苷降解后的产物可以提高抑制肿瘤活性。2.白首乌C21甾总苷及其醋酸降解产物进行急性毒性实验发现,白首乌C21甾总苷和其醋酸降解产物的LD50值分别是721.2675和984.0087 mg/kg。结果表明,醋酸水解降低了白首乌C21甾总苷的毒性。三、白首乌C21甾总苷醋酸降解产物的分离、结构鉴定利用硅胶、Sephadex LH-20和ODS柱层析以及重结晶等分离纯化手段,对抑瘤作用最强的降解产物——白首乌C21甾总苷醋酸降解产物进行系统分离,分离得到12个化合物。并通过理化性质、光谱(UV、IR)和波谱方法(1H-NMR、13C-NMR)进行鉴定。它们分别为：告达庭苷元-3-O-α-L-迪吉糖-(1→4)-β-D-磁麻糖苷(Caudatin-3-O-α-Z-digin-(1→4)-β-Z)-cymaropyrannoside, B-l),开德苷元(Kidjolanin,B-2),开德苷元-3-O-α-L-迪吉糖-(1→4)-β-D-磁麻糖苷(Kidjoranin 3-O-a-L-digin-(l→4)-β-D-cymaropyrannoside, B-3),告达庭-3-O-β-D-磁麻糖苷(Caudatin-3-O-β-D-cym, B-4),告达庭-3-O-α-L-迪吉糖-(1→4)-β-D-夹竹桃糖苷(Caudatin-3-O-α-L-diginopyranosyl-(l→4)-β-D-oleandropyranoside, B-5),隔山消苷C3N(Caudatin-3-0-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-a-L-diginopyranosyl-(l→4)-β-D-cymaropyranoside,B-6),开德苷元-3-O-β-D-磁麻糖-(1→4)-α-L-迪吉糖-(1→4)-β-D-磁麻糖苷(Kidjolanin 3-o-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-α-L-diginopyranosyl-(1→4)-β-D)-cymaropyranoside,B-7),告达庭(Caudatin, B-8),开德苷元-3-O-β-D-毛地黄毒糖苷(Kidjoranin-3-O-β-D-digitox, B-9),蒲公英醇乙酸酯(Traxasterol acetate, B-10),β-胡萝卜苷(Daucosterol,B-11),β-谷甾醇(β-Sitosterol, B-12)。其中有两个化合物B-1和B-9是从水解产物中分离得到的,原植物中不存在。化合物B-1是新化合物。通过上述研究表明,白首乌C21甾总苷通过强酸(HCl)水溶液和弱酸(HAc)水溶液进行化学降解,能明显提高苷元和短糖链(1-2个糖基)的C21甾体苷的含量,增强其对小鼠H22肝癌和小鼠Lewis肺癌等移植瘤的抑制作用,同时降低白首乌总苷的毒性。总之,本文的各项研究结果为白首乌C21甾总苷开发抗肿瘤药物提供可靠的理论依据。