具有显著抗骨质疏松作用的苦参特异性薰衣草烯基黄酮的活性化学成分、结构修饰及构效关系研究

Osteoporosis is a common disease which threat seriously to human health. The current researchs focus on the decelopment efficient and low toxicity drug from traditonal Chinese medicine (TCM). In recent years, the applicant found lavandulated flavnoids as the specific composition of Sophora flavescens was abundant and has a significant anti-osteoporosis effective part of Sophora glavescens using the classic pharmacological model and the characteristic metabolic fingerprint, optimize the structure of lavandulated flavnoids by means of microbial biotransformation, organic synthesis, evaluated the pharmacological activity and its ADME properties to summarized 3D QSAR, and investigate the molecular mechanism by molecular biology, which will lay a solid foundation for the discovery of anti-osteoporotic lead compounds with independent intellectual property rights from Sophora flavescens, organic synthesis, pharmacology and molecular biology, explore a more scientific and effective model for new drug research (especially for pharmacodynamic substance of traditional Chinese medicine).

骨质疏松是严重威胁人类健康的常见疾病，从传统中药开发高效低毒的药物是目前的研究热点。今年来，申请者发现薰衣草烯基黄酮类成分作为传统中药苦参中的特异性成分，含量丰富并具有显著的抗骨质疏松作用。在前期工作基础上，申请者拟采用经典的药理筛选模型和病理模型下的体内代谢特征指纹谱（药效谱）为指导，对苦参抗骨质疏松有效部位-薰衣草烯基总黄酮的活性化学成分进行深入研究，同时利用组合生物转化、有机合成对活性薰衣草烯基黄酮进行结构优化，并评价其药理活性和药代动力学（ADME）性质，总结3D构效关系，并运用分子生物学等手段深入研究其分子机制，为从苦参总黄酮中发现具有自主知识产权的抗骨质疏松先到药物奠定坚实的基础。本项目将从天然药物化学、代谢组学、生物转化、有机合成、药理学以及分子生物学等研究手段相结合，为新药的研究开发（尤其是传统中药的药效物质基础研究），探索一种更为科学有效的研究模式。

本课题主要研究中药苦参中具有薰衣草烯基取代的黄酮类成分，测定其对于MC3T3-E1 Subclone14成骨细胞的促生长作用，总结构效关系。阐明主要活性成分KSD-1对MC3T3-E1 Subclone14成骨细胞增殖、分化以及矿化能力的影响，并初步探讨KSD-1促进骨形成的作用机制。1. 从中药苦参中分离、鉴定了8个主要的苦参黄酮类成分：kushenol K (1), kushenol L (2), kushenol N (3), kushenol X (4), kurarinone (5), norkurarinone (6), isokurarinone (7) 和kushenol A (8)，并揭示了苦参黄酮类成分促进成骨细胞生长的活性与结构之间关系。2．KSD-1对MC3T3-E1 Subclone14作用机制：(1) KSD-1可以促进MC3T3-E1 Subclone14成骨细胞的增殖；(2) KSD-1可以增加细胞内ALP的活性，提高分化能力；(3)KSD-1可以使细胞产生的矿化结节数增加，提高矿化能力；(4)KSD-1可以上调细胞中BMP-2、Osterix mRNA表达水平；(5) KSD-1可以通过BMP-2/Smads/Msx2/Osterix和BMP-2/MAPKs/ Runx2/Osterix两条信号通路影响与骨形成相关的蛋白表达水平。