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草豆蔻为姜科植物草豆蔻(Alpinia katsumadai Hayata.)的干燥近成熟种子。主产于海南和广西,广东也有分布,资源丰富。草豆蔻性辛、温,归脾、胃经,为常用中药。具有燥湿健脾、温胃止痛、止呕截疟的功能,主要用于治疗寒湿内阻、脘腹胀满冷痛、暖气呕逆、不思饮食等症。文献报道草豆蔻主要含有黄酮、二苯庚烷、二苯乙烯及萜类等化合物。为了进一步开发和利用草豆蔻药材,寻找结构新颖的微量活性成分,阐明其有效成分在体内的作用形式和代谢途径,建立草豆蔻药材科学、可靠的质量评价方法,我们从化学成分、质量标准、体内外代谢、生物活性等方面对草豆蔻药材进行了系统的研究。
一、化学成分分离及活性研究
从草豆蔻中共分离鉴定了29个化合物。其中二苯庚烷类化合物7个,黄酮类化合物9个,卡瓦内酯(Kavalactone)类化合物1个,生物碱类化合物5个,酚酸类化合物4个,倍半萜类化合物1个,甾醇类化合物2个。这些化合物中3个为新化合物:katsumain A(CDK-1)、katsumain B(CDK-2)、katsumadain(CDK-3),9个为首次从山姜属植物中分离得到:quercetin3-O-(2,6-di-O-thamnopyranosylgalactopyranoside)(CDK-20)、isorhamnetin3-O-(2,6-di-O-thamnopyranosylgalactopyranoside)(CDK-21)、pinocembrin-3,7-di-O-β-D-glucoside(CDK-22)、quercetin3-O-robinobioside(CDK-23)、次黄嘌呤(hypoxanthine,CDK-25)、腺嘌呤(adelune,CDK-26)、腺苷(adenosine,CDK-27)、尿嘧啶(uracil,CDK-28)、烟酸(lucotinic acid, CDK-29);6个为首次从草豆蔻中分离得到:反式桂皮酸(trans-cinnamic acid,CDK-13)、原儿茶酸(protocatechuic acid,CDK-14)、对羟基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid, CDK-15)、香草酸(vanillic acid,CDK-16)、(2Z,6E)-法尼醇[(2Z,6E)-farnesol,CDK-17]、儿茶素(catechin,CDK-24)。
活性研究表明新化合物katsumadain、katsumain B和已知化合物alnustone对人肝癌细胞系Bel7402有较强的抑制作用。在浓度为25μM时的抑制率分别为49.18%、96.20%和62.61%。化合物cardamonin、helichrysetin和新化合物katsumadain、katsumain A、katsumain B对核因子NF-κB有较强的抑制作用。在浓度为25μM时的抑制率分别为88.13%、96.06%、60.13%、84.14%和43.00%。而katsumadain、katsumain A、cardamonin和helichrysetin在具有较高抑制活性的同时,对293/luc细胞系和人肝细胞系L0-2显示出较小的细胞毒性。
二、质量标准研究
《中国药典》(2005版一部)草豆蔻药材的质量标准收载了以豆蔻明、山姜素为指标成分的薄层色谱鉴别和总挥发油的含量测定,显然不能全面反映草豆蔻的内在质量。我们在化学成分及药理活性研究的基础上,分别以山姜素、乔松素、豆蔻明和桤木酮为指标成分,建立了草豆蔻药材的薄层色谱鉴别和HPLC含量测定方法。9批草豆蔻药材测定结果显示,此方法操作简便,具有较好的适用性与可靠性,测定结果已通过海南省药品检验所的复核,并向《中国药典》(2010版)提交了质量标准修订(草案)和起草说明。
三、山姜素、乔松素、豆蔻明和桤木酮的代谢研究
我们制备了SD大鼠肝微粒体,对豆蔻明、乔松素、山姜素、桤木酮进行了体内外代谢产物鉴定、CYP450酶促反应动力学和选择性抑制剂鉴定CYP450亚酶的代谢研究。首次以UPLC-MS/MS法研究了豆蔻明、乔松素、山姜素、桤木酮在大鼠肝微粒体及大鼠体内的代谢,发现和鉴定了2’,4’,2-三羟基-6’-甲氧基查尔酮、蜡菊亭(helichrysetin)等8个豆蔻明的代谢产物,5,7,2’-三羟基二氢黄酮、柚皮素(naringerun)、5,7,3’-三羟基二氢黄酮等7个乔松素的代谢产物,及5个山姜素代谢产物和2个桤木酮代谢产物。初步阐明了这4个化合物在大鼠体内的作用形式及代谢途径。首次以代谢产物蜡菊亭及柚皮素为对照品,研究了豆蔻明、乔松素在大鼠肝微粒体中的CYP450酶促反应动力学。首次以选择性CYP450亚酶抑制剂研究了大鼠肝微粒体中豆蔻明及乔松素的主要代谢酶,抑制试验表明CYP286是豆蔻明转化为蜡菊亭的主要代谢酶,CYP2A6是乔松素转化为柚皮素的主要代谢酶。