葡萄叶类黄酮的异戊烯基化结构修饰及其抗肿瘤活性研究

异戊烯基类黄酮具有独特的生物活性，但其在植物中含量极低，全合成步骤又过于复杂，使其研究与应用受到了限制。本课题组拟基于新疆的葡萄资源优势，以葡萄叶类黄酮为前体，采用微波辅助催化的方法，高效、选择性地合成各型异戊烯基类黄酮，测定其抗肿瘤活性，研究其抗肿瘤机制，运用量化参数系统地研究其构效关系，以期克服类黄酮在实际应用中脂溶性差、生物膜透性低的问题，为新疆类黄酮资源的二次深度开发及新型药物的研发提供科学依据。

本项目测定了新疆几种常见葡萄叶的类黄酮含量，并采用响应面实验设计法确定了超声辅助提取葡萄叶类黄酮的最适工艺条件。在此基础上，考察了几种不同类型的大孔树脂对葡萄叶中总类黄酮的吸附和解吸效果，发现D-101树脂是纯化葡萄叶类黄酮较理想的树脂，并优化了其分离条件。通过紫外、红外、质谱、核磁共振分析，确定显齿蛇葡萄叶中的主要类黄酮为二氢杨梅素，其DPPH自由基清除能力, 还原力, 热稳定性优于人工合成抗氧化剂特丁基对苯二酚(TBHQ)，其抑制亚油酸氧化能力则稍逊于TBHQ。通过乙酰基保护，异戊烯化衍生、保护基去除等三步反应，对芹菜素、柚皮素、橙皮素、金雀异黄酮、黄豆苷元等类黄酮进行了异戊烯化修饰。紫外、红外、质谱、核磁共振分析表明异戊烯基被选择性的引入了上述类黄酮的A环。抗增殖实验和显微分析表明异戊烯化修饰可以显著提高类黄酮抑制HepG2人肝癌细胞、Caco-2人结肠腺癌细胞、MCF-7人乳腺癌细胞的效果，并呈剂量关系。细胞周期和细胞凋亡分析表明类黄酮的异戊烯衍生物对细胞周期的影响显著，使细胞周期停滞在Sub G0期，而对细胞凋亡的影响并不显著，这表明其抗肿瘤活性来源于其细胞毒性作用。本研究采用基于R基团搜索技术的Topomer CoMFA 建立了异戊烯化类黄酮抑制P糖蛋白的三维构效关系模型(3D-QSAR), 所得优化模型的拟合、交互验证以及外部验证的复相关系数分别为0.978, 0.817 和0.79。根据该模型，在类黄酮A环上引入异戊烯基团能很好的满足立体场和静电场修饰要求，提高类黄酮与P-糖蛋白的结合能力。Surflex-dock分子对接结果表明异戊烯化类黄酮与P-糖蛋白的Tyr303, Gln721, Ser975和Val978等位点作用显著。这表明戊烯化修饰可提高类黄酮与P-糖蛋白结合能力，抑制肿瘤细胞的耐药性，从而达到提高抗肿瘤活性的目的。本研究为葡萄叶和类黄酮的深度开发及新型抗肿瘤药物的研发提供了科学依据。