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中药知母始载于《神农本草经》,为百合科植物知母Anemarrhena asphodeloidesBunge.的干燥根茎,具有清热泻火,生津润燥等功效。现代药理研究表明,知母具有显著增加下丘脑和海马区的去甲肾上腺素和5-羟色胺的水平,对抑郁症有改善作用。本文采用体内外相结合的方法,在对知母药材成分进行分析,并选择含量高且体内暴露量大的成分进行抗抑郁活性筛选的基础上,对药效显著的成分进行体内代谢研究,并人工半合成制备代谢产物,用于确证代谢产物结构及药理活性筛选。取得以下主要结果: 1.采用高分辨液质联用技术对知母提取物的化学成分进行分析。在自建知母成分数据库基础上,根据LC-ESI-Q-TOF-MS/MS测得的精确分子量及碎片元素组成,分析归纳化合物的裂解规律,比较保留时间等参数,分析鉴定了19种知母化学成分,其中包括Mangiferin等3种(山)酮类成分和Timosaponin B-Ⅱ等16种甾体皂苷类成分。这些分析鉴定结果和方法为下一步的体内体外定量分析奠定了基础。 2.根据上述药材中化学成分分析结果,选取知母中四种主要成分——以Mangiferin为代表的(山)酮成分和以Timosaponin B-Ⅱ、Timosaponin B-Ⅲ为代表的呋甾烷型甾体皂苷成分,以及以Timosaponin A-Ⅲ为代表的螺甾烷型甾体皂苷成分,分别对这四种成分的药材中含量和大鼠口服后体内暴露量进行分析比较,发现药材中含量高低顺序为:Timosaponin B-Ⅱ(100)>Mangiferin(19.2)>Timosaponin B-Ⅲ(6.0)>Timosaponin A-Ⅲ(5.2),而体内(全身血)暴露量大小顺序为:Mangiferin(100)>Timosaponin B-Ⅱ(18.5)>Timosaponin A-Ⅲ(11.4)>Timosaponin B-Ⅲ(3.4),表明知母成分口服吸收存在明显差异,药材中含量高的在体内的暴露量不一定大。选择体内暴露量大和药材含量高的Mangiferin和Timosaponin B-Ⅱ进行动物药效筛选,结果表明Timosaponin B-Ⅱ具有显著的抗抑郁作用,而Mangiferin无此药效。 3.在建立可用于分析生物样品中皂苷类代谢产物的LC-MS方法基础上,给大鼠灌胃Timosaponin B-Ⅱ后收集脑脊液、血浆以及尿液进行LC-MS分析,根据高分辨质谱信息和碎片离子特征,从含药脑脊液中推测鉴定了2种代谢产物(M10和M12)含药血浆中推测鉴定了1种原形成分(M0)和2种代谢产物(M10和M12),从含药尿液中推测鉴定了1种原形成分(M0)和12种代谢产物(M1-M12)。结果表明Timosaponin B-Ⅱ在大鼠体内主要进行脱羟基化和水解代谢反应,相继发生C-22位羟基丢失以及C-3位和C-26位的糖苷键水解断裂,生成Timosaponin B-Ⅱ和Timosaponin B-Ⅲ的次级皂苷、苷元或其异构体。 4.在上述质谱初步分析推测基础上,为进一步确证代谢产物的结构,并对代谢产物进行药理活性筛选,本文采用人工方法制备代谢产物。先从知母药材中分离Timosaponin B-Ⅱ(1)单体,再以上述质谱分析推测的代谢产物结构为目标化合物,人工半合成制备了13种Timosaponin B-Ⅱ可能的代谢产物及衍生物,包括Timosaponin B-Ⅱ的次级皂苷、苷元及其异构体等,分别为Timosaponin B-Ⅲ(2),Timosaponin A-Ⅲ(3), Timosaponin BⅡ-a(4), Timosaponin BⅡ-b(5), TimosaponinBⅡ-d(6), Timosaponin BⅢ-a(7), Timosaponin BⅢ-b(8), Timosaponin BⅢ-c(9),Timosaponin BⅢ-d(10), Sarsasapogenin(11), Isosarsasapogenin(12), TimosaponinA-Ⅰ(13), Isotimosaponin A-Ⅰ(14)。其中Timosaponin BⅢ-a, Timosaponin BⅢ-b,Timosaponin BⅢ-c,Timosaponin BⅢ-d为首次报道的新化合物。以这些化合物作为对照品,与上述生物样品总离子流图比较色谱保留行为和质谱裂解特征,进一步确证了上述LC-MS分析推测13种Timosaponin B-Ⅱ代谢产物中11种的化学结构,分别为Timosaponin B-Ⅱ(M0),Timosaponin B-Ⅲ(M2),Timosaponin A-Ⅲ(M8),Timosaponin BⅡ-a(M3), Timosaponin BⅡ-b(M5), Timosaponin BⅢ-b(M6),Timosaponin BⅢ-d(M4), Timosaponin A-Ⅰ(M10), Isotimosaponin A-Ⅰ(M9),Sarsasapogenin(M12),Isosarsasapogenin(M11)。对这些合成的代谢产物正在进行抗抑郁活性筛选。 5.本文研究发现呋甾烷型皂苷Timosaponin B-Ⅱ在大鼠体内主要发生C-3和C-26的脱糖化水解代谢反应,其中当C-26位脱糖后,会发生F环闭合从而生成螺甾烷型皂苷,如得到Timosaponin A-Ⅲ等代谢产物;而且,Timosaponin B-Ⅱ在体内发生脱糖化的同时,C-25位的立体构型会发生转变,由原先的S构型转变成R构型,这个现象在Timosaponin B-Ⅱ代谢研究中属首次发现。