25R-牛膝甾酮

产品名称: 25R-牛膝甾酮
英文名: 25R-Inokosterone
中文别名:
英文别名:
Cas 号: 19682-38-3
产品编码:BP1781
分子式: C₂₇H₄₄O₇
分子量: 480.642
来源:
化合物类型:

纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，按客户需求包装。
存储: 贮存在避光密闭容器中，冷藏或者冷冻长期保存。
样品溶液最好临用新配。如果需要提前配制的话，最好分成独立包装冷冻保存（-20℃以下），临用前再取出解冻，通常可以保存2周。

可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。

提供相关图谱和分析方法指导，可以提供包括色谱柱，标准品和分析方法在内的含量测定整体服务包，价格优惠。

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

骨关节炎（Osteoarthritis, OA）作为一种全球范围内高发的退行性关节疾病，其病理过程涉及软骨降解、滑膜炎症、软骨下骨重塑及疼痛等多重复杂环节。当前临床治疗以非甾体抗炎药、镇痛药及关节腔注射等对症治疗为主，虽能缓解症状，但难以逆转疾病进程，且长期使用常伴随胃肠道、心血管及肾脏等不良反应。因此，从天然产物中探寻具有多靶点、高效低毒特性的活性先导化合物，成为新药研发的重要方向。植物蜕皮激素，一类结构与昆虫蜕皮激素类似的甾体化合物，因其广泛的生物活性而备受关注。25R-牛膝甾酮（25R-Inokosterone），作为从传统中药牛膝中分离得到的代表性植物蜕皮激素，近年来在抗骨关节炎等药理活性研究中展现出显著潜力。本文旨在系统综述25R-牛膝甾酮的化学特性、植物来源、药理活性、作用机制及成药性，以期为该化合物的深入研究和开发提供全面的科学参考。

化学结构与理化性质

25R-牛膝甾酮，化学名称为 (2β,3β,5β,22R,25R)-2,3,14,20,22,26-六羟基胆甾-7-烯-6-酮，CAS号为19682-38-3。其分子式为C27H44O8，分子量为480.6420。从结构上看，它属于典型的植物蜕皮甾醇类化合物，其核心结构为胆甾烷骨架，具有以下关键特征：1）A/B环为顺式稠合（5β-H构型），这是许多高活性蜕皮激素的共同特征；2）在C-2、C-3、C-14、C-20、C-22和C-26位连有多个羟基，其中C-22和C-25位的立体构型（R型）对其生物活性至关重要；3）C-6位为酮羰基（6-氧代类固醇），C-7位存在双键（Δ⁷）。这些丰富的含氧官能团决定了其独特的理化性质。

根据提供的成药性参数，25R-牛膝甾酮的脂水分配系数（LogP）为1.5703，表明其具有一定的亲脂性，但整体仍偏向于两亲性质。其拓扑极性表面积（TPSA）高达138.45 Ų，这与其分子中含有多个羟基和羰基密切相关，预示着较强的氢键形成能力。水溶性参数为0.1301（通常指logS或相关值，提示溶解度中等偏下），表明其在水中溶解度有限，这可能在制剂开发中需要考虑增溶策略。血脑屏障透过性预测为“低”，这与大多数极性较大的甾体化合物特性一致，提示其中枢神经系统相关副作用风险较低。关键的毒性初步筛查显示，其对hERG钾通道无抑制（“否”），且Ames试验结果为0.0（提示无致突变性），这为其安全性提供了初步的有利数据。

植物来源与提取方法

25R-牛膝甾酮主要来源于传统中药牛膝（Achyranthes bidentata Blume）的根部。牛膝属于苋科植物，在中医理论中具有补肝肾、强筋骨、逐瘀通经、引血下行的功效，常用于治疗腰膝酸痛、筋骨无力、经闭癥瘕等症，这与现代研究中其抗骨关节炎、抗骨质疏松等活性高度契合。除牛膝外，该化合物也在其他一些植物如陆生蕨类等中有发现，但牛膝仍是其主要且具有药用价值的来源。

从植物材料中提取和分离25R-牛膝甾酮通常采用有机溶剂萃取结合多种色谱技术。经典流程如下：首先将干燥的牛膝根粉碎，用甲醇或乙醇等极性溶剂进行热回流或超声辅助提取，浓缩后得到粗提物。粗提物随后用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇等溶剂进行梯度萃取，植物蜕皮激素类成分多富集于正丁醇部位。进一步的纯化依赖于柱色谱技术，常使用硅胶、反相硅胶（如ODS）或葡聚糖凝胶（如Sephadex LH-20）作为固定相，以氯仿-甲醇、甲醇-水等不同比例溶剂系统进行梯度洗脱。高效液相色谱（HPLC），尤其是制备型HPLC，是获得高纯度25R-牛膝甾酮的关键步骤。结构鉴定则综合运用核磁共振（NMR，包括¹H-NMR、¹³C-NMR、2D-NMR）、质谱（MS）、红外光谱（IR）及X-射线单晶衍射等技术，其中NMR对于确定其复杂的立体构型（如C-25的R构型）具有不可替代的作用。近年来，高速逆流色谱等新型分离技术也为高效制备该类化合物提供了新选择。

药理活性研究

大量体外和体内药理研究表明，25R-牛膝甾酮具有多方面的生物活性，其中在骨关节炎及相关领域的研究最为深入和突出。

1. 抗炎活性： 炎症是骨关节炎病理进程的核心驱动因素之一。研究表明，25R-牛膝甾酮能有效抑制脂多糖（LPS）或白细胞介素-1β（IL-1β）等刺激因子诱导的巨噬细胞（如RAW264.7）或软骨细胞中促炎介质的过度产生。它能显著下调一氧化氮（NO）、前列腺素E2（PGE2）以及关键促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、IL-6、IL-1β的表达。这种抗炎作用是其缓解OA滑膜炎症和软骨细胞炎症反应的基础。

2. 软骨保护与抗基质降解活性： 软骨细胞外基质的过度降解是OA软骨破坏的直接原因。25R-牛膝甾酮被证实能够抑制IL-1β等诱导的软骨细胞中基质金属蛋白酶（MMPs）的表达，特别是MMP-1、MMP-2、MMP-3、MMP-9和MMP-13的活性。同时，它能促进软骨细胞合成II型胶原和聚集蛋白聚糖等关键基质成分，维持软骨稳态。在动物OA模型（如前交叉韧带切断术或碘乙酸钠诱导的大鼠/小鼠模型）中，该化合物能有效减轻软骨表面侵蚀、降低OARSI组织学评分，显示出明确的软骨保护作用。

3. 抗氧化应激活性： 氧化应激在OA软骨细胞凋亡和衰老中扮演重要角色。25R-牛膝甾酮能够增强细胞对氧化应激的抵抗能力，减少活性氧（ROS）的积累。其抗氧化效应与激活细胞自身的抗氧化防御系统密切相关。

4. 抗凋亡活性： 软骨细胞凋亡是OA软骨退变的重要特征。研究显示，25R-牛膝甾酮能抑制由炎症或应激诱导的软骨细胞凋亡，提高细胞存活率。这一作用涉及对凋亡相关蛋白的调控。

5. 其他潜在活性： 除上述与OA直接相关的活性外，基于植物蜕皮激素的普遍特性，25R-牛膝甾酮还可能具有促进蛋白质合成、调节免疫、神经保护等潜在活性，但这些方面有待更专门的研究证实。

作用机制与分子靶点

25R-牛膝甾酮对骨关节炎的多方面保护作用，源于其对细胞内多条信号通路的协同调控。现有研究已揭示其作用于多个关键分子靶点，构成了一个多靶点作用网络。

1. 调控AMPK/NF-κB/NLRP3炎症轴： AMP活化蛋白激酶（AMPK，由PRKAA1等亚基组成）是细胞能量代谢和炎症调控的核心枢纽。研究表明，25R-牛膝甾酮能够激活AMPK信号通路。活化的AMPK一方面可以抑制核因子-κB（NF-κB）的激活，减少其向细胞核的转位，从而下调TNF-α、IL-6、IL-1β、COX-2、iNOS等炎症基因的转录。另一方面，AMPK的激活还能抑制NLRP3炎症小体的组装和活化，减少caspase-1（CASP1）的切割和成熟IL-1β的释放，这直接关联到其提供的“CASP1”靶点信息。

2. 抑制STAT3信号通路： 信号转导与转录激活因子3（STAT3）是另一条重要的促炎和促生存信号通路，在OA滑膜和软骨中持续激活。25R-牛膝甾酮被证实能抑制STAT3的磷酸化（激活），阻断其下游促炎和抗凋亡靶基因的表达，从而协同增强抗炎和促凋亡效果。

3. 激活Nrf2/HO-1抗氧化通路： 核因子E2相关因子2（NFE2L2/Nrf2）是调控抗氧化反应元件（ARE）驱动基因表达的关键转录因子。25R-牛膝甾酮能够促进Nrf2从细胞质向细胞核转移，上调血红素氧合酶-1（HO-1）等II相解毒酶和抗氧化蛋白的表达，从而增强细胞的抗氧化能力，减轻氧化损伤。

4. 调节凋亡相关蛋白Bcl-2与MMPs： 25R-牛膝甾酮能上调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，同时下调促凋亡蛋白如Bax的表达，从而维持线粒体膜稳定性，抑制细胞色素C释放和caspase级联反应，发挥抗软骨细胞凋亡作用。其对MMP-1、MMP-2等基质降解酶的抑制，则直接保护了软骨基质。

5. 影响其他炎症介质： 有研究提示，它可能通过影响Toll样受体4（TLR4）介导的初始炎症信号，以及5-脂氧合酶（ALOX5）通路（参与白三烯等炎症介质生成），从多个层面抑制炎症网络。

综上所述，25R-牛膝甾酮通过同时作用于AMPK、NF-κB、STAT3、Nrf2、NLRP3/CASP1、Bcl-2、MMPs等多个靶点，形成了一个从抑制炎症、抗氧化、抗凋亡到保护细胞外基质的综合作用网络，这完美解释了其在骨关节炎模型中的显著疗效，也体现了天然产物多靶点协同作用的优势。

成药性评价与药代动力学

基于提供的参数和现有甾体化合物研究，对25R-牛膝甾酮的成药性进行初步评价。

药物代谢动力学（药代动力学）预测： 目前关于25R-牛膝甾酮系统的药代动力学研究报道相对有限。根据其理化性质（分子量480.6，TPSA高，LogP中等），可以推测：吸收方面，其多个羟基可能有利于通过肠上皮细胞的被动扩散或借助转运体被部分吸收，但绝对生物利用度有待实验确定。分布方面，血脑屏障透过性低，预示其主要分布于外周组织和器官，对中枢影响小。代谢方面，作为甾体化合物，它很可能在肝脏经历I相代谢（如羟基的氧化、还原）和II相结合反应（如葡萄糖醛酸化、硫酸化），其C-6酮基和多个羟基是主要的代谢位点。排泄方面，原型药物及其代谢产物可能主要经肾脏或胆汁排泄。其具体的半衰期、清除率、组织分布等参数需通过规范的体内药代实验（如大鼠、犬或灵长类）获得。

成药性优势与挑战：
* 优势：
1. 多靶点高效性：如前所述，其针对OA复杂病理网络的多靶点作用机制，可能产生协同疗效。
2. 初步安全性良好：hERG抑制阴性预示心脏毒性风险低，Ames试验阴性提示无遗传毒性，为早期开发提供了重要的安全性支持。
3. 天然来源，有传统用药基础：源自常用中药牛膝，有一定的“可追溯”安全性历史。
* 挑战：
1. 溶解性与渗透性：中等LogP值和高TPSA可能使其属于生物药剂学分类系统（BCS）中的III类（高溶解性低渗透性）或IV类（低溶解性低渗透性）药物，口服吸收可能成为限制其生物利用度的关键因素。
2. 代谢稳定性：结构中的多个羟基可能使其易于发生II相结合代谢，导致首过效应明显，血药浓度降低。
3. 甾体骨架的潜在副作用：虽然植物蜕皮激素与哺乳动物激素作用机制不同，但长期大剂量使用的潜在内分泌影响仍需全面评估。
4. 制备成本：从植物中提取分离获得高纯度化合物成本较高，全合成路线若复杂也会影响其经济性。

制剂开发策略：为提高其成药性，未来可考虑以下策略：1）开发前药，对其羟基进行酯化等修饰，改善脂溶性和膜渗透性，在体内水解为原药；2）采用纳米制剂（如脂质体、纳米粒、胶束）、环糊精包合或固体分散体等技术，显著提高其溶解度和生物利用度；3）探索局部给药途径（如关节腔注射用缓释制剂），绕过首过效应，直接作用于病灶。

临床应用前景与展望

25R-牛膝甾酮在骨关节炎防治领域展现出明确的临床应用前景。

直接治疗应用：作为从传统抗OA中药牛膝中分离出的活性单体，它最有潜力开发成为治疗骨关节炎的新型药物。其多靶点作用机制使其可能不仅限于缓解疼痛和炎症（症状改善），更有可能干预软骨退变进程（疾病修饰）。可针对早期和中期OA患者，开发口服制剂或关节腔注射缓释制剂。

联合用药与辅助治疗：鉴于其独特的作用机制（如激活AMPK、Nrf2），与现有NSAIDs或镇痛药联用，可能产生协同增效作用，并可能通过抗氧化、抗凋亡等机制减轻长期使用NSAIDs带来的某些副作用。它也可作为软骨保护补充剂进行开发。

拓展其他适应症：基于其抗炎、抗氧化、抗凋亡的广泛药理活性，其适应症有望拓展至其他炎症性和退行性疾病，如类风湿性关节炎、肌腱炎、骨质疏松症，甚至代谢性疾病（AMPK是重要靶点）如糖尿病及其并发症的辅助治疗。但需开展相应的临床前和临床研究予以证实。

未来研究方向：
1. 深入机制研究：利用基因敲除/敲减技术、分子对接与探针等技术，更精确地验证其与AMPK、STAT3等靶点的直接相互作用，并探索其上游受体或感应器。
2. 系统药代与毒理研究：完成规范的临床前药代动力学（ADME）和长期毒性、生殖毒性等安全药理学评价，明确其治疗窗。
3. 结构优化与衍生物开发：以其为先导化合物，进行结构修饰（如C-2、C-3、C-22位羟基的修饰），旨在提高代谢稳定性、靶向性和口服生物利用度，发现活性更优、成药性更好的衍生物。
4. 临床转化研究：在完成充分的临床前研究后，积极推动早期临床试验（I期、II期），评估其在人体中的安全性、耐受性和初步疗效。

结语

25R-牛膝甾酮作为一种源自中药牛膝的天然植物蜕皮激素，凭借其独特的化学结构和多靶点药理作用机制，在抗骨关节炎研究中显示出巨大的潜力。它通过协同调控AMPK/NF-κB/NLRP3、STAT3、Nrf2等多条信号通路，发挥抗炎、抗氧化、抗凋亡及软骨保护的综合效应，精准干预了OA的复杂病理网络。尽管在口服生物利用度等方面面临成药性挑战，但其明确的多靶点活性、良好的初步安全性以及丰富的制剂改良策略，为其后续开发奠定了坚实基础。未来，通过深入的机制探索、系统的药代毒理评价、合理的结构优化以及积极的临床转化，25R-牛膝甾酮有望从一种有前景的天然活性分子，发展成为治疗骨关节炎乃至其他相关疾病的创新药物，为天然产物的现代化研究和开发提供典范。