白及中联苄和菲类成分的抗炎活性及其构效关系和作用机制研究

Bibenzyls and phenanthrenes, mainly existing in Orchidaceae family, are two kinds of relatively rare natural products with unique structures and various bioactivities. Bletilla striata, a species belonging to the Orchidaceae family, contains an abundant of bibenzyls and phenanthrenes and these constituents possess marked anti-inflammatory effects based on our literature review and previous studies. Therefore, modern analysis and separation techniques are applied to detect and obtain bibenzyls and phenanthrenes from Bletilla striata in this research and their structures are identified by the combination of IR, NMR, MS, CD and X-ray crystallographic analysis techniques. Afterwards, the isolated bibenzyls and phenanthrenes are evaluated for their anti-inflammatory activities on the lipopolysaccharide-induced NO and TNF-α expression in macrophage RAW264.7 cells and the structural-activity relationship is elucidated by comparison of structural differences between the active and inactive compounds. Additionally, study on the mechanism of action is beneficial for understanding the anti-inflammatory effect of compounds and discovering potential drug targets. Thus, the anti-inflammatory mechanism of bioactive bibenzyls and phenanthrenes is investigated through the TLR4/MyD88/NF-κB signal pathway.

联苄和菲类成分主要存在于兰科植物中，是自然界中相对稀少的两类天然产物，其化学结构独特，活性多样。申请人在前期文献调研和研究工作中发现兰科植物白及中含有丰富的联苄和菲类成分，而且它们具有较好的抗炎活性。本项目拟用现代分析与分离技术检测和获得白及中的联苄和菲类成分，应用红外、核磁共振、质谱、圆二色谱以及X-射线单晶衍射等波谱技术鉴定它们的化学结构。采用脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞NO生成抑制以及TNF-α分泌抑制等炎症模型评价分离得到的联苄和菲类化合物的抗炎活性，并通过比较活性和非活性化合物的结构差异阐明它们的构效关系。此外，作用机制研究有助于深入理解化合物的抗炎作用和发现潜在的药物靶点，因此，本项目通过TLR4/MyD88/NF-κB炎症信号通路对活性化合物的抗炎作用机制进行了初步探讨。

联苄和菲类是白及的特征性成分，容易发生自由基加成反应而产生类型丰富、结构新颖、抗炎活性良好的聚合物，具有潜在的药物开发价值。因此，本项目以白及中的联苄和菲类成分为主要的研究对象。通过联用现代分析分离技术与波谱学技术，我们从白及中分离鉴定了97个联苄和菲类成分，包括12结构新颖的联苄、菲类与苯丙素类的三聚体。采用多种炎症模型筛选出了45个具有体外抗炎活性的化合物。其中，化合物32对LPS诱导的RAW264.7生成的TNF-α抑制作用显著，IC50值达到0.09 μM，强于阳性药地塞米松的2.09 μM。化合物74b和95b对LPS诱导的BV-2生成的NO抑制作用显著，IC50值分别达到0.73 μM和0.78 μM，强于阳性对照姜黄素的2.57 μM。构效关系分析显示，二氢菲、联苄单体，菲与联苄、苯丙素通过碳碳键形成的二聚体和三聚体抗炎活性较强，而且多聚体的立体构型可以明显影响其抗炎活性。抗炎作用机制研究发现，活性化合物可以通过下调AKT/IκBα/NF-κB信号通路的中AKT，IκBα和NF-κB的磷酸化水平，显著减少炎症因子iNOS的产生，从而减弱LPS诱导的炎症反应。该研究鉴定出了多个结构新颖、活性显著的联苄和菲类成分，探讨了其抗炎作用机制，不仅深化了对白及抗炎活性物质基础的研究，也为新型抗炎药物的开发提供了活性先导物。