何首乌中二苯乙烯苷类化合物神经保护的作用机制和构效关系研究

Alzheimer’s disease is one of the most prevalent neurodegenerative disorders. Neurofibrillary degeneration of abnormally hyperphosphorylated tau protein is a crucial factor in the pathogenesis of AD, which leads to dementia in the absence of amyloid plaques. Moreover, hyperphosphorylated tau protein can mediate the toxicity of amyloid plaques and aggravate memory impairment. Inhibition of hyperphosphorylation of tau has become an important direction of development drugs for treatment of AD. Our previous phytochemical study on the roots of Polygonum multiflorum had led to the isolation of numbers of new stilbene glucosides, some of which showed the remarkable neuroprotective activities and presented obvious structure selectivity. Further research proved the neuroprotective activities of stilbene glucosides were associated with the inhibition of hyperphosphorylation of tau protein. On the basis of previous of work, the project will be intensive research on the stilbene glucosides of Polygonum multiflorum and evaluate the activities of these compounds acting on tau phosphorylation as well as the mechanism and structure-activity relationship. Our study will provide scientific basis for the development of new AD drugs.

AD是常见的一种神经退行性疾病。Tau蛋白异常磷酸化引起的神经纤维变性是导致AD发生的关键因素。Tau蛋白异常磷酸还可以介导β-淀粉样蛋白引起的神经毒性，加重记忆损害。抑制Tau蛋白过度磷酸化已经成为寻找治疗AD药物的一个重要方向。我们在前期工作中，从何首乌中分离鉴定了多种骨架类型的二苯乙烯苷类化合物，首次发现了二苯乙烯苷与二氢黄烷的聚合体和二苯乙烯苷的三聚体。活性结果显示，部分二苯乙烯苷类化合物具有显著的神经保护活性并呈现出明显的结构选择性差异。初步的作用机制研究提示，该类成分的神经保护作用与抑制Tau蛋白的磷酸化有关。本项目拟在前期研究工作的基础上，对何首乌中二苯乙烯苷类化合物成分进一步分离和富集，评价和研究该类成分神经保护的生物活性、作用机制以及构效关系，为治疗AD药物的研究与开发提供科学依据。

何首乌为蓼科何首乌属植物，何首乌的干燥块根，其味苦、涩，性温，具解毒、消痈、润肠通便等功效，可用于治疗瘰疠疮痈、风疹瘙痒、肠燥便秘、高血脂等症。近年药理研究表明，二苯乙烯苷类化合物为何首乌的主要活性成分，具有抗衰老、抗炎、降血脂、神经保护、抗癌等多种药理作用。. 前期从何首乌中发现了一些二苯乙烯苷类化合物，通过神经保护活性评价和初步的作用机制研究，发现部分化合物具有神经保护的活性，为了进一步寻找具有良好神经保护作用的二苯乙烯苷类化合物，阐明其作用机制和构效关系，本课题对何首乌二苯乙烯苷富集部位(正丁醇萃取部位)进行了系统的化学成分研究。结果分离得到34个二苯乙烯苷类化合物，通过UV、IR、MS、NMR、ECD、量子化学计算及化学方法鉴定了它们的结构，分别为15个二苯乙烯苷二聚体(1−15)，2个二苯乙烯苷三聚体(16和17)，2个二苯乙烯苷和二氢黄烷的杂合体(18和19)和 15个二苯乙烯苷单体(20−34)。化合物1−8、11−22和24为21个新化合物，具有环丁烷骨架的化合物1−5、具有四氢萘骨架的化合物6−8、以及通过C-4−C-8′键连接的化合物12−15在二苯乙烯低聚体中是罕见的。此外，具有四氢萘骨架的化合物6−8和通过C-4−C-8′键偶联的化合物12−15均为首次发现的二苯乙烯苷低聚体；化合物16和17是首次发现的具有链状骨架的二苯乙烯苷三聚体，并且其苷元中C-4−C-8′键和C-4′−C-8′′键的连接方式也为首次报道。. 化合物1−5和6−8分别通过关键的[2 + 2]环加成反应和[2 + 4]环加成反应生成。化合物11和14−17主要通过自由基加成反应生成反应，而化合物9, 10, 12和13主要通过自由基偶联反应生成。自由基加成反应在二苯乙烯低聚体生物合成途径中是罕见的。此外，化合物1−8在何首乌根中是天然存在的，并且化合物1−4不是通过简单的光反应生成。. 对分离得到的二苯乙烯苷类化合物进行了神经保护作用的活性评价，结果显示，化合物26和27具有一定的神经保护活性, 化合物26的活性强于化合物27，提示化合物的立体构型会对其神经保护作用产生影响。另外，我们对低聚体化合物体外抗炎活性进行了测试，部分化合物对LPS诱导的RAW264.7细胞释放NO显示出较好的抑制作用。