刺五加和无梗五加为五加科五加属灌木植物,广泛分布于我国的东北林区,以及朝鲜半岛、俄罗斯西伯利亚地区和日本北部,是重要的药食两用植物资源。刺五加叶和无梗五加叶中的主要化学成分是黄酮类、三萜类、苯丙素类以及有机酸,挥发油以及少量微量元素。现代药理学研究表明,刺五加叶的主要具有镇静催眠、抑制肥胖、抗肿瘤、免疫调节、抗炎等药理活性。无梗五加叶具有镇静催眠、抑制肥胖、抗肿瘤、免疫抗炎、对心肌和肝脏的保护作用等药理活性。chiisanoside是一种3,4-裂环羽扇豆烷型三萜皂苷,具有广泛的药理活性,包括抗肿瘤、镇静催眠、抑制肥胖、免疫抗炎和对心肌和肝脏的保护作用等,其中抗肿瘤作用活性显著,有望发展成为抗肿瘤药物的先导化合物。以chiisanoside为母核进行结构修饰,增强其抗肿瘤活性,进而发现先导化合物作为候选抗肿瘤药物,具有十分重要的理论和现实意义。本研究首先基于“质量标志物五原则”预测刺五加叶和无梗五加叶的潜在质量标志物,其次通过网络药理学分析刺五加叶和无梗五加叶中具有抗肿瘤活性的成分,发现在二者中共同存在的活性成分chiisanoside可能具有良好的抗肿瘤活性且与铁死亡有关。此外,本课题组在前期研究工作中发现chiisanoside具有良好的抑制肿瘤细胞增殖的作用。因此最终选择化合物chiisanoside进行设计结构衍生化,并且对chiisanoside衍生物进行体外抗肿瘤活性评价,通过分子对接技术分析优势化合物与铁死亡相关蛋白的结合能和结合位点,期望为抗肿瘤活性衍生物的设计提供新思路,为肿瘤治疗药物的开发提供新方向。主要研究结果如下:1.刺五加叶和无梗五加叶质量标志物分析预测及网络药理学抗肿瘤机制研究基于“质量标志物”概念,依托“质量标志五原则”,从刺五加叶化学物质组及成分传递、植物亲缘学、化学成分有效性、化学成分可测性方面较为全面地分析与预测刺五加叶的质量标志物,推测刺五加叶中chiisanoside、chiisanogenin、金丝桃苷、槲皮苷、槲皮素、刺五加苷E、绿原酸、咖啡酸可以作为刺五加叶的候选质量标志物;从化学成分可测性,植物亲缘学以及传统药性三个spinal biopsy方面对无梗五加叶的质量标志物进行预测,推测无梗五加叶中的萜类,皂苷类以及苯丙素类成分作为无梗五加叶的质量标志物参考,活性成分chiisanoside和chiisanogenin作为无梗五加叶潜在的质量标志物,以期为后续实验提供一定的理论支撑。利用网络药理学方法,通过文献搜集及中药系统药理学数据库与分析平台(HERB)中获得活性成分,Swiss Target Prediction数据库得到活性成分的潜在靶点,Gene Cards、OMIM数据库获取抗肿瘤相关靶点,并筛选出刺五加叶和无PI3K/Akt/mTOR抑制剂梗五加叶与肿瘤的交集靶点。将数据导入Cytoscape软件构建“活性成分-疾病-交集靶点网络图”,通过String数据库分析得出关键靶点蛋白,Metascape数据库进行富集分析并筛选得到GO条目和KEGG通路。发现刺五加叶和无梗五加叶的共有成分chiisanoside可能通过铁死亡通路抑制肿瘤细胞的生长,为后续实验研究提供一定参考。2.chiisanoside衍生物的制备从刺五加叶和无梗五加叶中分离得到chiisanoside,对其进行酸水解和碱水解得到苷元产物(GC)和酸醇产物(SC),以GC和SC为原料分别与1,3-二溴丙烷,1,4-二溴丁烷,1,5-二溴戊烷,1,6-二溴己烷,1,10-二溴癸烷在丙酮中加热回流,合成十种中间体GC1～GC5和SC1～SC5并对其进行酯化和取代反应最终设计合成17种的衍生物,运用波谱技术对其进行结构表征。3.chiisanoside衍生物体外抗肿瘤活性评价及分子对接验证评价了化合物2a～2e,3a～3d,4a～4e,5a～5c对人前列腺癌细胞(PC-3M)、人肺癌细胞(A549)、人乳腺癌细胞(MCF-7)、人肝癌细胞(Hep G2)、人胰腺癌细胞(PANC-1)的细胞毒性,实验发现:PC-3M细胞中,IC_(50)值较低的衍生物是5b和5a;A549细胞中,IC_(50)值较低的衍生物是5b;MCF-7细胞中,IC_(50)值较低的衍生物是5a和;Hep G2细胞中,IC_(50)值较低的衍生物是4b和4a;PANC-1细胞中,IC_(50)值较低的衍生物是5b和5a。将对多种肿瘤细胞均具有抑制增殖作用的衍生物5b和5c作为配体与铁死亡相关蛋白TFRC(PDB ID:2nsu)进行分子对接。一般认为,配体与受体对GDC-0973接的结合能小于0即说明配体和受体可以自发结合。结合能越低,结合的可能性越大,结果显示:5b和5c分别都与氨基酸残基ASP360和THR359形成3个氢键,结合能分别为-10.613k J/mol和-10.368k J/mol。