具有神经基因毒性藜芦属甾体生物碱的构毒关系及机制研究

神经元DNA损伤是神经毒性机制之一，近几年已成为研究神经毒性的一个重要方向。藜芦系《神农本草经》收载，为有毒之品。藜芦所含甾体生物碱既是活性成分又是毒性成分，药效显著，但治疗剂量与致毒剂量相接近，其毒性主要是神经毒性和基因毒性，严重制约新药的开发，如何使其减毒已成为人们亟待解决的问题。我们前期工作意外发现，藜芦甾体生物碱的取代基不同，对神经元DNA损伤程度也不同，这说明藜芦生物碱结构上的取代基可能是影响神经元DNA损伤的主要因素。本课题拟通过色谱手段和波谱分析技术分离鉴定生物碱，通过彗星实验，进行DNA损伤构毒关系研究，并通过化学生物学、神经药理学的分析，探讨其对神经元DNA损伤的机理。因此，本课题将揭示甾体生物碱的结构特征与神经元DNA损伤的关联性，如何引起神经基因毒性；为后期藜芦属总生物碱的减毒研究和毒效关系研究提供了指导性理论基础，同时能为有毒中草药的减毒问题提供一条解决途径。

藜芦系《神农本草经》收载，为有毒之品。我国有13个品种和1个变种。藜芦所含甾体生物碱既是活性成分又是毒性成分，药效显著，其毒性主要是神经毒性和基因毒性，严重制约新药的开发。尽管如此，其毒性机理还不清楚。本项目对兴安藜芦和毛穗藜芦进行了化学成分研究，加上之前已从藜芦和黑紫藜芦中分离得到的生物碱，共检测了24个生物碱对小鼠小脑和大脑皮层DNA损伤，结合已做的4个生物碱DNA损伤结果,建立了28个藜芦生物碱与小鼠小脑和大脑皮层DNA损伤的构毒关系，并以其中引起DNA损伤最严重的化合物12β-羟基藜芦酰棋盘花胺为研究对象，探讨其引起小鼠小脑和大脑皮层DNA损伤的机理。结果如下：①从兴安藜芦中分离得到甾体生物碱9个，其中2个为新化合物；毛穗藜芦中分离得到甾体生物碱13个，其中2个为新化合物。②彗星实验结果表明28个藜芦生物碱低剂量、高剂量都不同程度引起小鼠小脑和大脑皮层的DNA损伤，呈剂量依赖性。构毒关系：母核结构为西藜芦碱类和介藜芦胺类对DNA 损伤基本强于母核结构为维藜芦碱类、茄次藜芦碱类和番茄立定碱类；介藜芦胺类结构中D环为苯环结构的Veratramine引起DNA损伤最为显著，Veratramine糖苷化为Veratrosine，其引起DNA损伤降低；西藜芦碱类结构中3位为藜芦酰基取代和12位羟基取代的西藜芦碱类，以及3位和15位都为异戊酰基取代的西藜芦碱类都引起小鼠小脑和大脑皮层DNA损伤最为显著。总之，甾体生物碱母核发生芳香环取代、异戊酰基取代、多羟基取代、母环苯基化都会增强甾体生物碱对小鼠脑组织DNA损伤。③机理研究发现：12β-羟基藜芦酰棋盘花胺引起ROS、NO、MDA、8-羟基脱氧鸟苷含量显著升高，表明其引起氧化应激反应，导致DNA氧化性损伤；总抗氧化能力、OGG1和OH-1的mRNA表达水平有升高趋势，表明可能是脑细胞抗氧化防御状态和DNA修复系统的代偿性调节。该研究揭示了藜芦生物碱的构毒关系，以及通过氧化应激引起脑组织DNA损伤的机理，为后期进一步深入研究藜芦生物碱的减毒和毒效关系提供了指导性理论基础，同时为中药十八反中藜芦配伍禁忌研究提供新的研究思路。