云南美丽芍药主要次生代谢产物作用于褪黑素受体活性成分及构效关系研究

Pharmacophylogeny can provide clues for the chemical investigation and bio activity exploration in plants. Previous studies revealed that paeoniflorin-related compounds were the characteristic components of Paeonia genus, which showed anti-depression, regulating cardiovascular and central nerves system action, anti-oxidation activities in various models. Melatonin receptor agonists can improve dysfunction in cardiovascular and central nerves system. Current agonists with side effects and low binding affinity are far from satisfaction. Our previous investigation of Paeonia veitchii and P.suffruticosa led to the isolation of melatonin receptor 1 agonists features the skeleton of paeoniflorin and benzofuran. It is worth noticing that a pair of novel norditerpene paeoveitols was elucidated from P. veitchii. Preliminary LC-MS analysis of Paeonia mairei suggested the existence of different paeoniflorin-related compounds and benzofurans in this plant. Guided by LCMS-IT-TOF-MSn and assays of agitating melatonin receptor activity on HEK293 cell line in vitro, chemical investigation, structural modification and discussion of structure-activity relationship would carried on to find melatonin receptor agonists from P. mairei. This research may provide chemical and preliminary pharmacological basis of this plant, which may also expand the utilization of P. mairei.

植物亲缘关系可为化学成分和活性研究提供线索，蒎烷型单萜苷类成分是芍药属植物特有成分，具有抗抑郁，调节神经和心血管系统，抗氧化等活性。褪黑素受体激动剂能够改善机体心血管和神经系统多种机能退化。现有褪黑素受体激动剂具有亲和力低，副作用大的问题。申请人前期从同属植物川赤芍和牡丹皮中发现蒎烷型单萜苷类、苯并呋喃类褪黑素受体1 激动剂和生源上来源于蒎烷型单萜的新颖的降二萜骨架，对云南美丽芍药进行LCMS-IT-TOF-MSn初步分析显示含有与上述植物不同蒎烷型单萜苷类和苯并呋喃苷类成分，为深入讨论该类特异性成分结构、功能和生源间的关系，本项目选择云南美丽芍药为研究对象，以LC-MS为指导，采用HEK293体外细胞模型同步追踪，开展云南美丽芍药激动褪黑素受体活性成分、结构修饰及构效关系研究，为进一步认识芍药属植物化学成分，疗效和亲缘间的关系提供理论与实践基础，对云南美丽芍药植物资源应用前景进行展望。

项目选择云南美丽芍药的干燥根为研究对象，开展以激动褪黑素受体1(MT1)活性追踪和LC-MS-IT-TOF导向的美丽芍药化学成分研究，共分离鉴定出52个单体化合物，其中首次从美丽芍药中分离鉴定出48个化学成分。结构类型涉及小分子酚酸及其苷类(22)，黄酮和类黄酮类 (15)，单萜及其苷类(10)，生物碱类(3)，三萜类 (1)，甾体类 (1)，其中小分子酚酸，黄酮和类黄酮类成分较前期研究的同属植物川赤芍和牡丹皮多。特别的，通过LC-MS-IT-TOF追踪分析和系统的分离纯化，对美丽芍药提取物50 % 和70 % 的活性部位追踪分离鉴定出15个黄酮和类黄酮和8个绿原酸类成分，通过激动褪黑素受体1(MT1)的活性筛选分析了其构效关系，结果显示黄酮苷元3位，3' 和4' 位取代对激动褪黑素受体1有较大影响；对于绿原酸及其同系物的激动MT1活性研究显示，异绿原酸活性最强，奎宁酸4位的咖啡酰基对绿原酸活性有决定作用，但随着奎宁酸上咖啡酰基的增加活性降低。针对该属植物的特征性成分，借助LC-MS-IT-TOF追踪共分离鉴定出9个芍药苷及其衍生物和1个单萜成分，并对所有单萜类进行了激动MT1的活性筛选，结果显示苯甲酰芍药苷具有微弱的激动MT1活性。值得注意的是首次从美丽芍药中发现的生物碱类成分P58具有较好的激动褪黑素受体1活性(激动率为 88.64 %, EC50 : 17.79µM, 以褪黑素为阳性对照，EC50 :1.80 nM)。通过以上研究，明确了云南美丽芍药中具有激动褪黑素受体1(MT1) 的主要物质及其构效关系，为进一步认识芍药属植物化学成分，疗效和亲缘间的关系提供理论与实践基础，为该植物资源的开发利用提供一定的数据支撑。本研究发现云南美丽芍药中具有潜在激动MT1活性成分为黄酮类，小分子酚酸类和生物碱类，且激动活性大于该属植物的特征性成分芍药苷及其衍生物。对于以上类别的活性成分在美丽芍药中地上和地下部分的积累、分布及生物转化值得深入研究。