雪胆甲素及其衍生物的研究概况

喻 琨，刘爱芹，刘 波，姚庆强

（1.济南大学 山东省医学科学院 医学与生命科学学院，山东 济南 250200；2.山东省医学科学院 药物研究所国家卫生部生物技术药物重点实验室 山东省罕少见病重点实验室，山东 济南 250062）

雪胆甲素（cucurbitacin IIa，Cu IIa）主要存在于葫芦科雪胆属植物雪胆（Hemsleya）的块根中，具有抗肿瘤、抑菌、抗胃溃疡、清热、解毒、止痛、抗HIV和细胞毒活性等作用，广泛用于治疗肝炎、冠心病和气管炎等疾病[1]。目前对雪胆甲素及其衍生物的研究较多，在总结前人研究的基础上，我们对雪胆甲素的含量测定、药理作用、结构修饰及活性研究等作一综述，旨在为雪胆甲素的深入研究提供参考。

1 雪胆甲素简介

雪胆甲素为葫芦烷型四环三萜类化合物。化学名为23,24-双氢葫芦苦素F-25-乙酸酯（23,24-dihydroxycucurbitacin F-25-acetate）；白色固体；分子式：C32H50O8，分子量：562.74，熔点226 ℃，易溶于丙酮、甲醇和乙醇，难溶于水和石油醚，对碱不稳定。1975年陈维新等[2]从圆果雪胆中提取出雪胆甲素并进行了结构确证，其结构见图1。

图1 雪胆甲素结构

2 测定方法

目前应用于雪胆甲素测定的方法主要包括高效液相色谱法（HPLC）、反相高效液相色谱法（RPHPLC）、高效液相色谱-蒸发光散射法（HPLCELS）、薄层色谱法（TLC）、质谱法（MS）等。

2.1 HPLC

何效平等[3]采用HPLC测定了雪胆中雪胆甲素的含量，结果表明：雪胆甲素在0.427～4.27 μg范围内具有较好的线性关系。此方法操作简便、准确、灵敏度高、重现性好，可用于雪胆药材中雪胆甲素的含量测定和质量控制。李胜容等[4]采用HPLC测定了金洋冠心胶囊中雪胆甲素的含量，并建立了雪胆中活性成分雪胆甲素的含量测定方法。魏云[5]采用HPLC对长果雪胆、峨眉雪胆或巨花雪胆中雪胆甲素进行定量分析，结果发现雪胆甲素进样量与峰面积在0.1255～2.51 mg/ml范围内呈良好的线性关系，此方法为雪胆的品质评价提供了较好的依据。

2.2 RP-HPLC

施亚琴等[6]首次通过RP-HPLC建立了长果雪胆中雪胆甲素的含量测定方法，并对不同采收期长果雪胆中雪胆甲素含量进行了比较。结果表明，长果雪胆中雪胆甲素的含量在11月份时最高，为确定合理采收该植物的时间提供了根据。

2.3 HPLC-ELS

骆延波等[7]采用HPLC-ELS测定了雪胆溶液中雪胆甲素含量。雪胆溶液是雪胆经提取后制成的单味药制剂，其主要有效成分为雪胆甲素。由于雪胆甲素只在紫外末端有吸收，且为消除低波长（200～210 nm）处溶剂背景的干扰，进一步提高检测的精确度，采用HPLC测定雪胆甲素的含量，并使用蒸发散射检测器进行了检测。结果表明此方法重现性、准确性好。

2.4 TLC

魏云[5]采用TLC和显微鉴别法对雪胆进行定性鉴别，采用HPLC对雪胆甲素进行定量分析。结果表明长果雪胆、峨眉雪胆、巨花雪胆均与对照品在相应的位置上显相同颜色的斑点，且具有明显的鉴别特征，并得出结论：峨眉雪胆中雪胆甲素的含量在秋末时节比夏初时节高出一倍。

2.5 MS

吕世明等[1]采用MS和HPLC对大籽雪胆中的经乙醇提取，乙酸乙酯纯化，丙酮沉淀后的结晶物进行检测，并对其准分子离子进行ESI碰撞诱导裂解规律进行分析，确证其雪胆甲素的含量为95.1%。陈维新等[2]对圆果雪胆中雪胆甲素的MS峰进行分析，得出雪胆甲素在质谱中的裂解规律，为雪胆甲素的MS鉴定提供了有效参考。

3 药理作用

雪胆甲素具有抗肿瘤、抑菌、体外抗HIV活性和对实验性胃溃疡的保护作用等。

3.1 抗肿瘤

Chen等[8]研究发现雪胆甲素具有抑制人宫颈癌细胞（Hela细胞）的活性，其IC50为0.389 μmol/L。Boykin等[9]发现雪胆甲素可通过诱导肌动蛋白聚集、抑制JAK2/STAT3下游的生长素而诱导细胞经历PARP介导的细胞凋亡。高申等[10]发现雪胆甲素对人非小细胞肺癌A549细胞有抑制作用。陈育林等[11]检测雪胆甲素对肺癌细胞NCI-H460和A549的抑制活性，并检测雪胆甲素对肿瘤细胞凋亡和周期的影响，得出雪胆甲素半抑制浓度（IC50）分别为224.9，108.3 nmol/L。

3.2 抑菌作用

Yi等[12]研究显示雪胆甲素通过抑制细菌细胞壁的合成发挥抗菌作用。李亮等[13]采用琼脂二倍稀释法对雪胆素片进行体外抗菌活性测定，发现雪胆甲素对革兰阳性菌的最低抑菌浓度（MIC）为0.0036～0.75 mg/ml，对革兰阴性菌的MIC为0.0056～1.5 mg/ml。

3.3 体外抗HIV活性

Tian等[14]测定了雪胆甲素的体外抗HIV活性，结果表明雪胆甲素抑制HIV-1诱导合胞体形成的半数效应浓度（EC50）为3.09 μg/ml。

3.4 抗炎作用

何建等[15]发现雪胆甲素可明显地抑制巨噬细胞RAW 264.7的增殖，使用Transwell法得出雪胆甲素可有效地抑制巨噬细胞RAW 264.7的迁移，并诱导细胞内肌动蛋白细胞骨架发生聚集。李艺丹等[16]发现雪胆炮制前后都能明显提高小鼠的痛阈，且甘草汁炮制后的雪胆抗炎镇痛作用更加明显。

3.5 减轻实验性肝损伤

柳爱华等[17]建立了四氯化碳急性肝损伤动物模型，探讨高（500 mg/kg）、中（250 mg/kg）、低（50 mg/kg）剂量口服雪胆素减轻肝损伤的作用。结果发现不同剂量的雪胆素均能减轻四氯化碳所致的肝损伤，其中高剂量保护作用最为显著。

3.6 防治实验性胃溃疡

宛蕾等[18]采用大鼠醋酸致胃溃疡、幽门结扎性胃溃疡、应激性胃溃疡等模型研究雪胆提取物对实验性胃溃疡的作用，发现以雪胆素为主的提取物可使胃溃疡指数降低，且有抑菌、镇痛、抗炎作用。

4 雪胆甲素结构修饰

文献报道了雪胆甲素的多种结构修饰物，多数修饰物显示出与雪胆甲素不同的生物活性。

4.1 25位乙酰基的转移反应

王方材等[19]用适量氢氧化钾-乙醇溶液溶解雪胆甲素（1），加热回流，盐酸催化，氯仿提取，水洗干燥，氯仿重结晶得到化合物2和化合物3，结构见图2。

图2 化合物1～3的结构式

4.2 酯类衍生物

Guo等[20]为研究雪胆甲素酯类衍生物抗乙肝病毒活性，对其2，3和16位游离羟基进行酯化修饰。雪胆甲素（1）与相应酐类在吡啶溶液中室温反应得到单或双酰类化合物A1～A7；将雪胆甲素（1）与酐类或羧酸类在4-二甲氨基吡啶（DMAP）中反应得到三酰类化合物B1～B5；将雪胆甲素与间氯过氧苯甲酸（m-CPBA）反应，得到5,6位环氧化化合物C，化合物C在酸酐，DMAP和吡啶中反应得到化合物D系列衍生物；雪胆甲素与m-CPBA反应得到化合物E；化合物B1，B4和B5在二氯甲烷中与m-CPBA反应，得到化合物F1～F3。多数衍生物的抗HBV活性有所增强，其中A1～A7，B5，C和E表现出明显的抑制HBV DNA复制的活性，其IC50值为2.8～11.6 μmol/L；化合物A1～A3，A5，B5和C表现出较低的细胞毒性，其安全指数（SI）值分别为89.7，55.6，77.8，＞83.4，＞55.8和＞150.5。衍生物A1～A7，B1～B6的结构式见图3，衍生物C、D1～D5、E和F1～F3的结构式见图4。

4.3 新骨架

Ren等[21]根据雪胆甲素20位存在羟基和22位存在羰基，设计将羰基还原为羟基，利用酰化保护2，3和16位羟基后，使用NaIO4等断开20～22位邻二羟基后，消去16位乙酯基得到16～17位双键新骨架Q，结构见图5。新骨架Q可继续修饰衍生成新的化合物。

图3 酯类衍生物A1～A7，B1～B6的结构式

图4 酯类衍生物C、D1～D5、E和F1～F3的结构式

图5 新骨架Q的结构及合成

4.4 16位胺基衍生物

董晨欢[22]用Dess-Martin试剂将C-16位羟基氧化为酮，然后与盐酸羟胺反应生成肟，再用NaBH3CN，醋酸铵，15%三氯化钛还原，得到雪胆甲素C-16位氨基衍生物，结构见图6。研究发现雪胆甲素有较好的腺苷5’-单磷酸活化蛋白激酶（AMPK） α2β1γ1激动活性，且16位氨基衍生物的活性亦较好（EC50分别为8.3，1.7 μmol/L）。

图6 氨基衍生物结构式

4.5 B环双键衍生物

董晨欢[22]分别用靶碳催化还原双键和用m-CPBA对雪胆甲素C-5,6位双键进行环氧化，得到相应产物A，B，结构见图7。将化合物A，B在人源重组AMPK α2β1γ1分子模型上进行了初步活性评价，测定结果显示活性都有所提高，表明双键不是雪胆甲素激活AMPK磷酸化的活性必需基团。

图7 双键氢化、环氧化衍生物结构式

5 展望

随着研究的深入，雪胆甲素及其衍生物因有效而广泛的生物活性受到更多关注。人们对雪胆甲素的提取分离、含量测定、药理活性及其衍生物的合成等方面的研究也越来越多，目前已应用于医药保健等行业。雪胆甲素在雪胆中含量较为丰富，提取方便，这为进一步对雪胆甲素的结构修饰和药理活性研究提供了良好的条件。随着天然药物化学的蓬勃发展，中药在国际上受到了更多的关注，雪胆甲素作为中药雪胆中较为重要的成分，其更多药理活性和结构的优化有待于我们更加深入的研究。