加拿大一枝黄花中灭螺活性成分的发现及其作用机制研究

Oncomelania hupensis is the only intermediate host of schistosome.O. hupensis breeding in Poyang Lake wetland causes schistosomiasis epidemic is difficult to control, seriously restricting economic development in the schistosomiasis area . Previous research indicated that the extracts of the alien invasion species-Solidago canadensis have strong killing effect on O. hupensis with IC50 0.57mg/mL withing 48 hrs by damaging liver anatomical structure and affecting activities of some enzymes, showing concentration and time dependent. On the base of these works, Applicants will identified known compounds in the extracts of S. canadensis by means of GC-MS, MALDI-TOF MS, HPLC-ESI-MS rapidly, isolate and purify the constituents that have the inhibition activity on the O. hupensis in S. canadensis by means of column chromatography such as Si Gel, ODS, Shaphadex LH-20 guided by bioactivity screening. The structures of the constituents will be elucidated on the basis of spectral analysis and chemical derivation. The inhibitory activity of the constituents will be detected by biochemistry methods. By means of these research works, we hope to find some inhibitor leading compounds. In this study project, the molluscicidal-activities of the extraction, separation and identified active compounds were systematically investigated, and the inhibition mechanisms were tested based on biochemical and ultra structural works. We believe this work can provide new method for scientific evaluation and rational use of molluscicidal plants.

钉螺孳生导致血吸虫病的流行难以控制，严重制约着血吸虫病流行区的经济发展。申请者前期研究发现，外来入侵物种加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)提取物通过影响钉螺体内酶的活性和破坏肝脏等器官的结构而对钉螺产生较强的杀灭作用，杀灭效果呈现浓度和时间依赖性，48h的IC50为0.57mg/mL。申请者拟在此工作基础上，采用活性追踪分离技术确定加拿大一枝黄花提取物的灭螺活性组分;采用GC-MS、MALDI-TOF MS、HPLC-ESI-MS技术对活性部位中的已知化合物进行快速指认；综合应用色谱、波谱技术定向追踪分离、鉴定具有抑螺活性的新型单体化合物；通过检测活性组分和活性化合物对钉螺超微结构以及蛋白质和糖原含量、酶促动力学等的影响来探讨抑螺活性的作用机理，评价活性组分和化合物的灭螺活性，为将加拿大一枝黄花用于钉螺防治、开发新型灭螺剂提供依据，实现对加拿大一枝黄花的高值资源化利用。

淡水螺是生活在淡水中的软体动物，其中的某些种类具有重要的药用价值、经济价值和生态价值。但是某些淡水螺类作为寄生虫的中间宿主，导致一些传染性疾病难以根除，如钉螺(Oncomelania hupensis Gredler)的存在，导致血吸虫病在我国鄱阳湖洞庭湖等湖区时有出现，严重影响人们健康并给畜牧养殖业带来经济损失。外来入侵物种福寿螺(Pomacea canaliculata)在我国逸为野生后，迅速扩散、快速增殖，对我国农业生产和水生生物多样性造成严重威胁。面对上述危害，迫切需要研发针对性强、杀灭效率高、环境友好、使用方便的新型灭螺药物。本项目以我国常见外来入侵植物加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)为主要研究对象，采用活性追踪分离方法，研究其提取物、萃取物及相关化学成分的灭螺活性；采用形态解剖学、生物化学和分子生物学、代谢组学等方法技术研究活性组分和活性成分对螺类的影响，以阐明其灭螺作用机理。在项目执行过程中，我们还对当地资源丰富的植物种类如无患子、山蜡梅和女贞子等的提取物的灭螺活性进行了初步研究。对加拿大一枝黄花灭螺活性的系统研究表明，加拿大一枝黄花乙醇提取物及其溶剂梯度萃取物都有一定的灭螺活性，而以石油醚萃取物(PEEE)的灭螺活性为最强。一定浓度的石油醚萃取物溶液对福寿螺浸泡处理，会导致福寿螺肝脏中的蛋白质和可溶性糖含量下降，代谢失衡，正常的转氨作用、三羧酸循环和膜结合酶活性均受到影响，控制突触部位的正常神经冲动传导也受到影响 (AChE活性升高)，肝脏发生氧化损伤 (MDA含量升高)，肝实质的结构和功能受损，蛋白质合成能力进一步减弱 (Alb含量减少)。为继续抵抗不良生理状态，可溶性糖含量进一步消耗，使蛋白质和可溶性糖含量持续降低，进而又使多种代谢受阻，肝脏组织损伤和范围进一步扩大(HE染色)，最终导致福寿螺死亡。对活性组分PEEE进行GC-MS分析，发现其中PEEE中主要含有15种化学成分，其中化合物Phthalic acid, hept-4-yl isobutyl ester (9)和化合物邻苯二甲酸二丁酯 (Dibutyl phthalate，13)含量较高，分别为23.81%和8.16%，PEEE的灭螺活性与这两种化学成分有密切关系。本项目的研究成果为外来入侵植物一枝黄花的资源化利用和新型灭螺药物的研发提供了理论依据。