雪膽甲素及其衍生物的研究概況

喻 琨，劉愛芹，劉 波，姚慶強

（1.濟南大學 山東省醫學科學院 醫學與生命科學學院，山東 濟南 250200；2.山東省醫學科學院 藥物研究所國家衛生部生物技術藥物重點實驗室 山東省罕少見病重點實驗室，山東 濟南 250062）

雪膽甲素（cucurbitacin IIa，Cu IIa）主要存在于葫蘆科雪膽屬植物雪膽（Hemsleya）的塊根中，具有抗腫瘤、抑菌、抗胃潰瘍、清熱、解毒、止痛、抗HIV和細胞毒活性等作用，廣泛用于治療肝炎、冠心病和氣管炎等疾病[1]。目前對雪膽甲素及其衍生物的研究較多，在總結前人研究的基礎上，我們對雪膽甲素的含量測定、藥理作用、結構修飾及活性研究等作一綜述，旨在為雪膽甲素的深入研究提供參考。

1 雪膽甲素簡介

雪膽甲素為葫蘆烷型四環三萜類化合物。化學名為23,24-雙氫葫蘆苦素F-25-乙酸酯（23,24-dihydroxycucurbitacin F-25-acetate）；白色固體；分子式：C32H50O8，分子量：562.74，熔點226 ℃，易溶于丙酮、甲醇和乙醇，難溶于水和石油醚，對堿不穩定。1975年陳維新等[2]從圓果雪膽中提取出雪膽甲素并進行了結構確證，其結構見圖1。

圖1 雪膽甲素結構

2 測定方法

目前應用于雪膽甲素測定的方法主要包括高效液相色譜法（HPLC）、反相高效液相色譜法（RPHPLC）、高效液相色譜-蒸發光散射法（HPLCELS）、薄層色譜法（TLC）、質譜法（MS）等。

2.1 HPLC

何效平等[3]采用HPLC測定了雪膽中雪膽甲素的含量，結果表明：雪膽甲素在0.427～4.27 μg范圍內具有較好的線性關系。此方法操作簡便、準確、靈敏度高、重現性好，可用于雪膽藥材中雪膽甲素的含量測定和質量控制。李勝容等[4]采用HPLC測定了金洋冠心膠囊中雪膽甲素的含量，并建立了雪膽中活性成分雪膽甲素的含量測定方法。魏云[5]采用HPLC對長果雪膽、峨眉雪膽或巨花雪膽中雪膽甲素進行定量分析，結果發現雪膽甲素進樣量與峰面積在0.1255～2.51 mg/ml范圍內呈良好的線性關系，此方法為雪膽的品質評價提供了較好的依據。

2.2 RP-HPLC

施亞琴等[6]首次通過RP-HPLC建立了長果雪膽中雪膽甲素的含量測定方法，并對不同采收期長果雪膽中雪膽甲素含量進行了比較。結果表明，長果雪膽中雪膽甲素的含量在11月份時最高，為確定合理采收該植物的時間提供了根據。

2.3 HPLC-ELS

駱延波等[7]采用HPLC-ELS測定了雪膽溶液中雪膽甲素含量。雪膽溶液是雪膽經提取后制成的單味藥制劑，其主要有效成分為雪膽甲素。由于雪膽甲素只在紫外末端有吸收，且為消除低波長（200～210 nm）處溶劑背景的干擾，進一步提高檢測的精確度，采用HPLC測定雪膽甲素的含量，并使用蒸發散射檢測器進行了檢測。結果表明此方法重現性、準確性好。

2.4 TLC

魏云[5]采用TLC和顯微鑒別法對雪膽進行定性鑒別，采用HPLC對雪膽甲素進行定量分析。結果表明長果雪膽、峨眉雪膽、巨花雪膽均與對照品在相應的位置上顯相同顏色的斑點，且具有明顯的鑒別特征，并得出結論：峨眉雪膽中雪膽甲素的含量在秋末時節比夏初時節高出一倍。

2.5 MS

呂世明等[1]采用MS和HPLC對大籽雪膽中的經乙醇提取，乙酸乙酯純化，丙酮沉淀后的結晶物進行檢測，并對其準分子離子進行ESI碰撞誘導裂解規律進行分析，確證其雪膽甲素的含量為95.1%。陳維新等[2]對圓果雪膽中雪膽甲素的MS峰進行分析，得出雪膽甲素在質譜中的裂解規律，為雪膽甲素的MS鑒定提供了有效參考。

3 藥理作用

雪膽甲素具有抗腫瘤、抑菌、體外抗HIV活性和對實驗性胃潰瘍的保護作用等。

3.1 抗腫瘤

Chen等[8]研究發現雪膽甲素具有抑制人宮頸癌細胞（Hela細胞）的活性，其IC50為0.389 μmol/L。Boykin等[9]發現雪膽甲素可通過誘導肌動蛋白聚集、抑制JAK2/STAT3下游的生長素而誘導細胞經歷PARP介導的細胞凋亡。高申等[10]發現雪膽甲素對人非小細胞肺癌A549細胞有抑制作用。陳育林等[11]檢測雪膽甲素對肺癌細胞NCI-H460和A549的抑制活性，并檢測雪膽甲素對腫瘤細胞凋亡和周期的影響，得出雪膽甲素半抑制濃度（IC50）分別為224.9，108.3 nmol/L。

3.2 抑菌作用

Yi等[12]研究顯示雪膽甲素通過抑制細菌細胞壁的合成發揮抗菌作用。李亮等[13]采用瓊脂二倍稀釋法對雪膽素片進行體外抗菌活性測定，發現雪膽甲素對革蘭陽性菌的最低抑菌濃度（MIC）為0.0036～0.75 mg/ml，對革蘭陰性菌的MIC為0.0056～1.5 mg/ml。

3.3 體外抗HIV活性

Tian等[14]測定了雪膽甲素的體外抗HIV活性，結果表明雪膽甲素抑制HIV-1誘導合胞體形成的半數效應濃度（EC50）為3.09 μg/ml。

3.4 抗炎作用

何建等[15]發現雪膽甲素可明顯地抑制巨噬細胞RAW 264.7的增殖，使用Transwell法得出雪膽甲素可有效地抑制巨噬細胞RAW 264.7的遷移，并誘導細胞內肌動蛋白細胞骨架發生聚集。李藝丹等[16]發現雪膽炮制前后都能明顯提高小鼠的痛閾，且甘草汁炮制后的雪膽抗炎鎮痛作用更加明顯。

3.5 減輕實驗性肝損傷

柳愛華等[17]建立了四氯化碳急性肝損傷動物模型，探討高（500 mg/kg）、中（250 mg/kg）、低（50 mg/kg）劑量口服雪膽素減輕肝損傷的作用。結果發現不同劑量的雪膽素均能減輕四氯化碳所致的肝損傷，其中高劑量保護作用最為顯著。

3.6 防治實驗性胃潰瘍

宛蕾等[18]采用大鼠醋酸致胃潰瘍、幽門結扎性胃潰瘍、應激性胃潰瘍等模型研究雪膽提取物對實驗性胃潰瘍的作用，發現以雪膽素為主的提取物可使胃潰瘍指數降低，且有抑菌、鎮痛、抗炎作用。

4 雪膽甲素結構修飾

文獻報道了雪膽甲素的多種結構修飾物，多數修飾物顯示出與雪膽甲素不同的生物活性。

4.1 25位乙酰基的轉移反應

王方材等[19]用適量氫氧化鉀-乙醇溶液溶解雪膽甲素（1），加熱回流，鹽酸催化，氯仿提取，水洗干燥，氯仿重結晶得到化合物2和化合物3，結構見圖2。

圖2 化合物1～3的結構式

4.2 酯類衍生物

Guo等[20]為研究雪膽甲素酯類衍生物抗乙肝病毒活性，對其2，3和16位游離羥基進行酯化修飾。雪膽甲素（1）與相應酐類在吡啶溶液中室溫反應得到單或雙酰類化合物A1～A7；將雪膽甲素（1）與酐類或羧酸類在4-二甲氨基吡啶（DMAP）中反應得到三酰類化合物B1～B5；將雪膽甲素與間氯過氧苯甲酸（m-CPBA）反應，得到5,6位環氧化化合物C，化合物C在酸酐，DMAP和吡啶中反應得到化合物D系列衍生物；雪膽甲素與m-CPBA反應得到化合物E；化合物B1，B4和B5在二氯甲烷中與m-CPBA反應，得到化合物F1～F3。多數衍生物的抗HBV活性有所增強，其中A1～A7，B5，C和E表現出明顯的抑制HBV DNA復制的活性，其IC50值為2.8～11.6 μmol/L；化合物A1～A3，A5，B5和C表現出較低的細胞毒性，其安全指數（SI）值分別為89.7，55.6，77.8，＞83.4，＞55.8和＞150.5。衍生物A1～A7，B1～B6的結構式見圖3，衍生物C、D1～D5、E和F1～F3的結構式見圖4。

4.3 新骨架

Ren等[21]根據雪膽甲素20位存在羥基和22位存在羰基，設計將羰基還原為羥基，利用酰化保護2，3和16位羥基后，使用NaIO4等斷開20～22位鄰二羥基后，消去16位乙酯基得到16～17位雙鍵新骨架Q，結構見圖5。新骨架Q可繼續修飾衍生成新的化合物。

圖3 酯類衍生物A1～A7，B1～B6的結構式

圖4 酯類衍生物C、D1～D5、E和F1～F3的結構式

圖5 新骨架Q的結構及合成

4.4 16位胺基衍生物

董晨歡[22]用Dess-Martin試劑將C-16位羥基氧化為酮，然后與鹽酸羥胺反應生成肟，再用NaBH3CN，醋酸銨，15%三氯化鈦還原，得到雪膽甲素C-16位氨基衍生物，結構見圖6。研究發現雪膽甲素有較好的腺苷5’-單磷酸活化蛋白激酶（AMPK） α2β1γ1激動活性，且16位氨基衍生物的活性亦較好（EC50分別為8.3，1.7 μmol/L）。

圖6 氨基衍生物結構式

4.5 B環雙鍵衍生物

董晨歡[22]分別用靶碳催化還原雙鍵和用m-CPBA對雪膽甲素C-5,6位雙鍵進行環氧化，得到相應產物A，B，結構見圖7。將化合物A，B在人源重組AMPK α2β1γ1分子模型上進行了初步活性評價，測定結果顯示活性都有所提高，表明雙鍵不是雪膽甲素激活AMPK磷酸化的活性必需基團。

圖7 雙鍵氫化、環氧化衍生物結構式

5 展望

隨著研究的深入，雪膽甲素及其衍生物因有效而廣泛的生物活性受到更多關注。人們對雪膽甲素的提取分離、含量測定、藥理活性及其衍生物的合成等方面的研究也越來越多，目前已應用于醫藥保健等行業。雪膽甲素在雪膽中含量較為豐富，提取方便，這為進一步對雪膽甲素的結構修飾和藥理活性研究提供了良好的條件。隨著天然藥物化學的蓬勃發展，中藥在國際上受到了更多的關注，雪膽甲素作為中藥雪膽中較為重要的成分，其更多藥理活性和結構的優化有待于我們更加深入的研究。