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本论文主要包括三章,分别是关于九香虫、日本琵琶甲虫和赤芝的化学成分及生物活性研究。九香虫和日本琵琶甲虫均属于虫类中药,昆虫在自然界扮演着重要角色,其生生不息应与其体内含有适应性和防御性物质密切相关,但迄今昆虫化学研究较少,已有研究主要集中于肽和蛋白等大分子,昆虫中是否有结构新颖的小分子及其可能的生物学意义如何,尚不清楚。赤芝是中国药典收载的灵芝品种,因其名贵多年来成为国内外研究热点,尽管如此,但赤芝的药效物质阐述还远远不够,新的药效物质亟待发现。本论文重点关注抗慢性肾病活性物质发现,其对于研发临床急需的药物具有重要意义,但如何从自然界寻找有效物质却并非易事,此可从迄今临床尚缺乏相关治疗药物见一斑。慢性肾病属于顽症痼疾,相当于中医的久病,中医认为久病及肾,久病及络,久病多虚多瘀,同时中医也认为虫类通络,灵芝补虚,因此我们选择具有通络功能的虫类中药和具有补虚作用的菌物类中药灵芝为研究对象,期望从中发现抗慢性肾病活性物质是理性和值得期待的。 采用多种分离材料和分离方法并结合波谱学技术,从上述三种中药共分离鉴定183个化合物,其中新成分84个,其结构特点分述如下。其中九香虫中分离鉴定化合物59个,新化合物23个,其中(±)-Aspongamide A(1)是一个首次获得的聚合方式新颖的多巴胺三聚体,与常规的多巴胺三聚体的不同之处是其形成了一个新的六元碳环;化合物(±)-Aspongamide B(7)具有双环[3.3.1]系一个桥环骨架的新颖多巴胺二聚体;化合物19-30为吡啶盐,其中19-22以少见的磷酸盐形式存在;化合物23-24为吡啶与磺酸的季胺内盐;化合物25-29是氨基酸与杂环形成的N-烷基化物;化合物31-33是核苷或碱基的衍生物;化合物39是一个新的具有芳环的倍半萜。围绕糖尿病肾病与肾纤维化相关的体外模型发现(±)-Aspongamide A(1)具有显著抑制高糖诱导的肾系膜细胞分泌细胞外基质与炎症因子作用,且是Smad3磷酸化抑制剂,可显著抑制TGF-β1诱导的Smad3磷酸化及Smad3的表达,提示九香虫天然产物确切的肾保护作用。 从日本琵琶甲虫中分离鉴定化合物119个,包括51个新成分,其中Blapspirols A-C(1-3)是具有spiro[chromane-4,3-indoline]环系的新颖聚合物。Blapindols A-K(4-14)是一系列吲哚生物碱衍生物;Blapfurans A-D(16-19)为新的苯并呋喃衍生物;化合物20-30是一系列苯并咪唑类衍生物,其中24-30是苯并咪唑与氨基酸杂合而成的季胺碱;化合物31-35是多巴胺衍生物,其中31是首次发现形成苯并呋喃结构的多巴胺二聚体,可见多巴胺聚合体的聚合方式是千变万化的;化合物47系吡咯烷酮衍生物;48是具有benzo[c]azepin结构的生物碱;49是一个完全对称的吡啶联苯环结构;化合物55-57具有天然罕见的砜基等。活性筛选发现部分化合物具有抗炎活性,与该昆虫的传统功效相一致。 从真菌赤芝中分离鉴定化合物14个,含10个新结构,其中Lingzhiol(1)是首次从灵芝属分离鉴定的具有新颖5/5/6/6环系和旋转门结构特征的芳香杂萜;Lingzhilactone C(2)是具有5/5/5环系的新颖芳香杂萜;Spirolingzhine C(6)为具有螺环结构的新颖酚性杂萜;化合物3-5是具有5/5并环结构的新苯酚杂萜等。围绕糖尿病肾病与肾纤维化相关的体外模型发现灵芝芳香杂萜类化合物对高糖诱导的肾系膜细胞株促炎性细胞因子(IL-6)、单核细胞趋化因子(MCP-1)、细胞外基质(Fibronectin及CollagenⅣ)有显著的抑制作用;其中化合物1和3均具有激活氧化应激通路Nrf2和抑制TGF-β通路Smad3磷酸化双重作用,显示该类化合物具有抗糖尿病肾病或慢性肾病前景。 长期以来肽和蛋白被认为是虫类中药的主要有效成分,该研究从2种昆虫中共获得169个非肽类小分子化合物,是首次对昆虫小分子化合物开展系统研究,研究结果将人们对昆虫天然产物的认知推向一个新的阶段,不仅对于阐释昆虫药效具有重要意义,也将利于从中发现新的化学药物。我们的研究也表明昆虫中富含多巴胺衍生物,其可以聚合形成多聚体,昆虫中的杂合体类型丰富,其可以是核苷或碱基与脂肪类化合物的杂合,也可以氨基酸与吡啶杂环的共轭,但有趣的是这些化合物多以消旋体被分离,昆虫天然产物的杂合和消旋现象值得进一步研究。长期以来多糖和三萜被认为是灵芝的主要成分,致使法定标准也往往以该类成分为主进行质控,我们的研究揭示了灵芝芳香杂萜的存在,这有助于人们重新认识灵芝有效成分的结构类型,也为开展灵芝杂萜的生物合成提供了重要模板分子。