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昆明植物研究所在著名中藥草果的新型降糖活性成分研究取得新進展

文章来源:植物化學與西部植物資源持續利用國家重點實驗室  |  发布时间:2020-11-05  |  作者:何小凤,耿长安  |  浏览次数:  |  【打印】 【關閉

 

  糖尿病已成爲繼心腦血管疾病和腫瘤後影響人類健康的第三大疾病,全世界患者高達4.63億,其中90%以上爲2型糖尿病。糖尿病的臨床治療藥物主要包括胰島素類和口服降糖藥物,然而因低血糖風險和各種副作用,亟需研發結構類型多樣、作用于不同靶標的新型降血糖藥物。 

  草果爲姜科(Zingiberaceae)豆蔻屬(Amomum)多年生草本植物草果(A. tsao-ko)的幹燥成熟果實,是著名中藥和傳統香料,入藥具有燥濕溫中,截瘧和祛痰等功效,市場年需求量在6000噸以上,因此對草果開展深入研究對促進中藥産業的發展具有重要的意義。 

 

  中國科學院昆明植物研究所天然药物新药研发团队陈纪军研究组在天然源抗糖尿病药物挖掘过程中,首次发现草果提取物能显著降低db/db小鼠的空腹血糖和隨機血糖,且對小鼠攝食量、體重無明顯影響。該研究以活性篩選和LCMS分析爲導向,圍繞與糖尿病密切相關的靶點—α-葡萄糖苷酶、蛋白酪氨酸磷酸酶1BPTP1B)等,系統開展了草果降血糖活性成分研究,從活性部位發現了2,6-環氧二芳基庚烷、鏈狀二芳基庚烷、黃烷醇-脂肪醇雜合體、黃烷醇-單萜雜合體、黃烷醇二聚體等5類結構類型多樣的化合物115個,其中新化合物66個,豐富了草果的化學成分。發現78個化合物對α-葡萄糖苷酶具有抑制活性,IC50值在5.2~248.0 μM之間(阿卡波糖:213.0 μM),特別是tsaokoflavanols ABFKR活性最爲顯著,IC50值分別爲9.07.75.65.26.3 μM,是陽性藥物的24~40倍。18個化合物對PTP1B具有抑制活性,IC50值在56.4~359.4 μM之間(蘇拉明鈉:200.0 μM),其中tsaokoflavanols FJ~LS的活性最爲明顯,IC50值分別爲56.473.075.180.469.8 μM,是陽性藥物的2~4倍,而對TCPTP抑制活性較弱或無抑制活性,表明對PTP1BTCPTP具有選擇性。結構新穎的黃烷醇-脂肪醇/單萜雜合體對α-葡萄糖苷酶和PTP1B均具有較好的抑制作用,是糖尿病靶標雙重抑制劑。 

 

  研究組建立了在線降血糖活性篩選與LCMS相結合的新穎活性化合物的導向分離方法,首次得到新穎的黃烷醇-單萜杂合体tsaokols A1)和B2),建立了該類化合物ESI-MS負離子模式下的快速識別方法。 

 

  本研究深入地研究草果的化學成分,揭示了二芳基庚烷和黃烷醇及其雜合體是草果主要降血糖活性成分,特別是新穎的黃烷醇-脂肪醇/單萜杂合体具有PTP1B/TCPTP選擇性抑制活性,同時具有PTP1Bα-葡萄糖苷酶雙重抑制活性,是迄今對草果化學成分最爲系統的研究。該研究不但爲新型降血糖先導分子的發現提供了化學和藥理學依據,而且爲拓寬草果的新用途提供了重要科學依據。 

  上述研究成果在本領域著名期刊J Agric Food Chem2020, 68, 11434)、Ind Crop Prod2020, DOI: 10.1016/j.indcrop.2020.112908)、Bioorg Chem2020, 96, 103638Chin Chem Lett2020, DOI: 10.1016/j.cclet.2020.08.050)和Phytochemistry2020, 177, 112418上发表,申请中国发明專利4項(申請號202010913172.3202010551062.7201911265489.4201911265470.X)。中國科學院昆明植物研究所何小凤博士为论文的第一作者,陈纪军研究员和耿长安副研究员分别为论文的通讯作者。该研究得到云南省万人计划科技领军人才、云南省万人计划青年拔尖人才、云南省优秀青年基金和云南省中青年学术和技术后备人才等项目的支持。 

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(責任編輯:李雪)

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