胡萝卜苷

产品名称: 胡萝卜苷
英文名: Sitogluside

中文别名: 刺五加苷A；西托糖苷; 胡萝卜甙; 谷甾醇-3-O-葡萄糖苷;
英文别名: Beta-Sitosterol-D-glucoside; Eleutheroside A; Daucosterol; Alexandrin; Daucosterin

Cas 号: 474-58-8
产品编码:BP0524
分子式: C₃₅H₆₀O₆
分子量: 576.859
来源: many plants
物理性状: Powder
化合物类型: 甾体及其皂苷类(Steroids)

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。

可以满足克级至公斤级大量需求，90%的产品有公斤级现货，满足食品，化妆品，保健品的需求，详情请咨询。

胡萝卜苷又名西托糖苷，刺五加苷A，谷甾醇-3-O-葡萄糖苷，是一种广泛存在于不同植物里面的甾体皂苷类化合物。
文献报道胡萝卜苷在制备治疗色素增加性皮肤病（黄褐斑,雀斑,咖啡斑,炎症后色素沉着等色素增加性皮肤病）药物和抗病毒的药物方面有良好的应用前景。

胡萝卜苷的核磁图谱

胡萝卜苷的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

天然产物作为药物发现的重要宝库，在人类疾病防治史上扮演着不可替代的角色。其中，植物来源的皂苷类化合物因其结构多样性和广泛的生物活性，一直是药物化学与药理学研究的热点。胡萝卜苷（Sitogluside，CAS号：474-58-8），作为一种典型的类固醇皂苷，其化学本质是谷甾醇（Sitosterol）在C-3位通过β-糖苷键与一个β-D-吡喃葡萄糖基相连形成的单糖苷。该化合物最初从五加科植物竹节参（Panax japonicus var. major）以及大戟科植物黑面神（Breynia fruticosa）等植物中分离得到，被归类为一种植物次级代谢产物。

尽管胡萝卜苷的化学结构相对明确，但其深入、系统的药理学研究，尤其是其作为活性成分在复杂疾病网络中的作用，仍有待全面揭示。近年来，随着氧化应激在多种慢性疾病（如神经退行性疾病、心血管疾病、代谢综合征及癌症）发生发展中的核心作用被不断阐明，寻找高效、低毒的天然抗氧化剂成为研究前沿。胡萝卜苷因其潜在的抗氧化损伤活性而重新进入研究视野。初步研究表明，其药理效应可能与调控核因子E2相关因子2（NRF2，由NFE2L2基因编码）等关键抗氧化信号通路密切相关。本文旨在系统综述胡萝卜苷的化学特性、植物来源、药理活性，特别是其抗氧化损伤的作用机制与分子靶点，并对其成药性及临床应用前景进行评价与展望，以期为该天然产物的深度开发与利用提供科学依据。

化学结构与理化性质

胡萝卜苷的分子式为C35H60O6，分子量为576.8590。其核心结构由疏水的甾体母核（豆甾烷氢化物衍生物）和亲水的糖基两部分组成。甾体母核为谷甾醇结构，这是一种广泛存在于植物中的植物甾醇，具有与胆固醇相似的环戊烷多氢菲骨架。糖基部分为一个β-D-吡喃葡萄糖，通过β-1-糖苷键连接在谷甾醇C-3位的羟基上，从而构成了典型的类固醇皂苷结构。这种两亲性结构（一端亲脂、一端亲水）是许多皂苷类化合物具有表面活性和复杂生物活性的基础。

在理化性质方面，胡萝卜苷的脂水分配系数（LogP）为6.0047，表明其具有高度的亲脂性。其拓扑极性表面积（TPSA）为99.38 Ų，相对较低，这主要归因于分子中仅有一个葡萄糖单元贡献极性。水溶性极低，约为0.0015 mg/mL，这与其高LogP值相符，提示其在水中难以溶解，但在有机溶剂（如甲醇、乙醇、氯仿）中溶解性较好。这种低水溶性是其在药物开发过程中需要克服的关键物理化学障碍之一。

从化学分类学角度看，胡萝卜苷属于β-D-葡萄糖苷、类固醇皂苷和单糖衍生物。它是谷甾醇的直接糖苷化产物，因此在生物合成和代谢上与谷甾醇关系密切。这种糖苷化修饰往往能显著改变母体化合物的溶解性、生物膜通透性以及生物活性，使得胡萝卜苷具有不同于游离谷甾醇的药理特性。

植物来源与提取方法

胡萝卜苷在自然界中分布相对广泛，主要存在于多种药用植物中。
1. 主要植物来源：
* 五加科植物：竹节参（Panax japonicus var. major）是胡萝卜苷的经典来源之一。竹节参作为人参属植物，富含多种皂苷类成分，胡萝卜苷是其甾体皂苷的代表。
* 大戟科植物：黑面神（Breynia fruticosa）的枝叶中也分离得到胡萝卜苷，这拓展了其植物来源的多样性。
* 其他来源：胡萝卜苷也常见于其他富含植物甾醇的植物中，如豆类、坚果、种子以及一些传统药用植物（如部分茄科、苋科植物），常与β-谷甾醇等其他甾醇共存。
2. 提取与分离方法：
由于胡萝卜苷属于中等极性化合物，其提取分离通常遵循植物化学中皂苷类成分的通用策略。
* 提取：常采用有机溶剂回流提取或超声辅助提取。常用溶剂系统包括不同比例的甲醇-水、乙醇-水或氯仿-甲醇混合溶剂。甲醇和乙醇因其对皂苷良好的溶解性和穿透力而被广泛应用。
* 分离纯化：粗提物经减压浓缩后，通常利用溶剂分配法（如正丁醇-水分配）初步富集皂苷部位。进一步的纯化依赖于柱色谱技术，包括：
* 正相硅胶柱色谱：以氯仿-甲醇-水等梯度洗脱系统进行初步分离。
* 反相硅胶柱色谱（如ODS-C18）：以甲醇-水或乙腈-水系统洗脱，是获得高纯度胡萝卜苷的关键步骤。
* 凝胶柱色谱（如Sephadex LH-20）：基于分子大小进行分离，常用于最终的精制纯化。
* 鉴定：纯化得到的化合物通过核磁共振（NMR，包括1H-NMR和13C-NMR）、质谱（MS）、红外光谱（IR）等波谱学技术进行结构确证，并与文献数据或标准品对照。

药理活性研究

胡萝卜苷的药理活性研究目前虽不及其三萜皂苷同类（如人参皂苷）深入，但已有证据表明其具有多方面的生物效应，其中以抗氧化损伤为核心。

1. 核心活性：抗氧化损伤
   氧化应激是机体活性氧（ROS）产生与清除失衡导致组织损伤的状态。多项体外研究表明，胡萝卜苷能有效减轻由各种氧化剂（如过氧化氢、叔丁基过氧化氢、铁离子等）诱导的细胞氧化损伤模型。在肝细胞、神经细胞及内皮细胞等模型中，胡萝卜苷预处理能显著提高细胞存活率，降低细胞内ROS水平，减少脂质过氧化产物（如MDA）的生成，同时提升细胞内源性抗氧化物质的含量。这些效应提示胡萝卜苷具有直接的自由基清除能力和/或间接激活细胞内源性抗氧化防御系统的能力。

2. 相关药理活性
   基于其抗氧化活性，胡萝卜苷在其他病理过程中也显示出潜在益处：

   • 抗炎作用：氧化应激与炎症反应紧密偶联。研究表明，胡萝卜苷可能通过抑制促炎介质（如TNF-α, IL-6, NO）的产生，以及下调核因子-κB（NF-κB）信号通路，发挥抗炎效果。
   • 神经保护作用：在阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的细胞模型中，胡萝卜苷显示出保护神经元免受β-淀粉样蛋白或6-羟基多巴胺等毒性物质损伤的潜力，其机制与减轻氧化应激和线粒体功能障碍有关。
   • 心血管保护作用：初步研究提示，胡萝卜苷可能通过保护血管内皮细胞免受氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）损伤、抑制血管平滑肌细胞异常增殖等途径，对动脉粥样硬化的发展产生抑制作用。
   • 潜在的抗肿瘤辅助作用：虽然直接杀伤癌细胞的研究有限，但其通过调节肿瘤微环境中的氧化还原状态，可能影响癌细胞的增殖与存活，或增强某些化疗药物的敏感性。

作用机制与分子靶点

胡萝卜苷发挥药理作用，特别是其核心抗氧化损伤活性的分子机制，正逐渐被揭示。现有研究主要指向其对细胞内源性抗氧化防御系统的调控，其中NRF2/ARE信号通路被认为是关键枢纽。

1. 核心通路：NRF2/ARE信号通路的激活

   • 靶点：NFE2L2/NRF2是胡萝卜苷作用的核心转录因子。在静息状态下，NRF2与其负调控蛋白Keap1结合于细胞质中，并被泛素化降解。当受到胡萝卜苷等亲电物质或氧化应激刺激时，Keap1的构象发生改变，导致NRF2解离、稳定，并易位至细胞核。
   • 作用：在细胞核内，NRF2与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动下游一系列Ⅱ相解毒酶和抗氧化蛋白的基因转录。
   • 下游效应分子：
     • HMOX1（血红素氧合酶-1）：催化血红素降解为具有强大抗氧化、抗炎活性的胆绿素、一氧化碳和铁离子。胡萝卜苷可显著上调HMOX1的表达。
     • SOD1（超氧化物歧化酶1，胞质）与SOD2（超氧化物歧化酶2，线粒体）：是清除超氧阴离子自由基（O2•−）的第一道防线。胡萝卜苷能增强SOD的活性或表达。
     • CAT（过氧化氢酶）：负责分解过氧化氢（H2O2）为水和氧气。研究表明胡萝卜苷可提升CAT活性。
     • GPX1（谷胱甘肽过氧化物酶1）：利用还原型谷胱甘肽（GSH）还原H2O2和有机过氧化物。胡萝卜苷处理可增加GPX1的活性及细胞内GSH水平。
       通过协同上调这些关键抗氧化酶，胡萝卜苷系统性地增强了细胞清除ROS、维持氧化还原稳态的能力。

2. 其他潜在机制

   • 直接自由基清除：胡萝卜苷的甾体结构和糖基可能使其具有一定的直接中和自由基（如DPPH自由基、ABTS自由基）的能力，但这可能不是其主要作用方式。
   • 抑制炎症通路：其抗炎作用可能与抑制NF-κB的激活、减少炎症小体的组装等有关，这些过程也与氧化应激信号存在交叉对话。
   • 调节细胞凋亡与自噬：在氧化损伤模型中，胡萝卜苷可能通过调节Bcl-2/Bax比例、抑制caspase-3活化以及促进保护性自噬等途径，抑制细胞凋亡。

成药性评价与药代动力学

基于提供的成药性参数和现有研究，对胡萝卜苷的成药性进行初步评价：

1. 理化与ADME性质分析：

   • 溶解性与渗透性：极低的水溶性（0.0015 mg/mL）和高LogP值（6.0047）使其属于生物药剂学分类系统（BCS）Ⅱ类或Ⅳ类化合物（低溶、高渗或低溶、低渗）。这会导致口服吸收差且变异大，生物利用度可能很低。
   • 血脑屏障通透性：预测为“低”，这与多数大分子、极性较高的分子难以自由通过血脑屏障的规律一致。这对于其治疗中枢神经系统疾病（如神经退行性疾病）是一个挑战，可能需要剂型改良或结构修饰。
   • 代谢与毒性初步预警：
     • hERG抑制：“否”，提示其引起心脏QT间期延长（一种严重心律失常风险）的潜在风险较低，这是药物安全性评价中的一个积极信号。
     • Ames试验：值为0.0（通常解读为阴性），表明在本试验条件下未显示出致突变性，遗传毒性风险初步可控。

2. 药代动力学研究现状：
   目前关于胡萝卜苷系统药代动力学的研究非常有限，这限制了对其体内过程（吸收、分布、代谢、排泄）的全面了解。可以推测：

   • 吸收：口服后，其糖苷键可能在肠道菌群或肠黏膜酶的作用下水解，释放出葡萄糖和谷甾醇。原型药物和/或其水解产物的吸收效率、部位和机制尚不明确。
   • 分布：由于其亲脂性，可能倾向于分布在脂肪组织或与血浆蛋白（如白蛋白）高度结合，影响其向靶组织的递送。
   • 代谢：作为糖苷化合物，可能经历水解、羟基化、结合（如葡萄糖醛酸化、硫酸化）等代谢反应。肝脏和肠道菌群是主要代谢场所。
   • 排泄：代谢产物可能主要通过胆汁和粪便排泄。

3. 成药性挑战与改进策略：

   • 主要挑战：低水溶性和潜在的低口服生物利用度是开发成口服制剂的最大障碍。血脑屏障通透性低也限制了其对脑部疾病的直接疗效。
   • 改进策略：
     • 剂型技术：采用纳米制剂（如纳米混悬剂、脂质体、聚合物胶束）、固体分散体、环糊精包合物等技术提高其溶解度和溶出速率。
     • 前药设计：对其糖基或甾体母核进行化学修饰，制备水溶性或靶向性更好的前药。
     • 给药途径：探索非口服途径，如注射（需解决注射用制剂的溶解度问题）、经皮或鼻腔给药。

临床应用前景与展望

胡萝卜苷作为一种具有明确抗氧化机制的天然产物，其临床应用开发具有潜力，但也面临诸多挑战。

1. 潜在应用方向：

   • 慢性病辅助治疗与预防：适用于以氧化应激为共同病理基础的慢性疾病，如：
     • 代谢性疾病：非酒精性脂肪性肝病、糖尿病及其并发症（肾病、视网膜病变）。
     • 心血管疾病：动脉粥样硬化、高血压、心肌缺血再灌注损伤。
     • 神经退行性疾病：阿尔茨海默病、帕金森病（需克服血脑屏障）。
     • 炎症性疾病：慢性关节炎、炎症性肠病。
   • 化学预防剂：作为膳食补充剂或功能食品成分，用于降低由环境毒素和慢性炎症引发的癌症风险。
   • 联合用药：与现有化疗药物或放疗联用，通过减轻后者的氧化损伤副作用（如心脏毒性、神经毒性）或增敏，提高肿瘤治疗效果。

2. 未来研究重点与展望：

   • 深入机制研究：利用基因敲除/敲低技术（如Keap1、NRF2）、蛋白质组学和代谢组学等手段，全面阐明胡萝卜苷作用的直接分子靶点、信号网络及其在特定疾病模型中的调控细节。
   • 系统药代动力学研究：开展动物及人体（如使用稳定同位素标记化合物）的药代动力学研究，明确其ADME特性、绝对生物利用度、组织分布及主要代谢产物。
   • 临床前有效性验证：在更接近人类疾病的动物模型（如基因工程小鼠、自发疾病模型）中，评估其长期给药的有效性和剂量效应关系。
   • 安全性系统评价：进行全面的临床前毒理学研究，包括重复给药毒性、生殖毒性、致癌性等，尽管初步的hERG和Ames数据乐观。
   • 制剂开发与优化：如前所述，针对其理化缺陷，开发新型递药系统是将其推向临床应用的关键步骤。
   • 结构优化与类似物筛选：以其为母核，进行结构修饰与构效关系研究，以期获得活性更强、成药性更优的衍生物。

结语

胡萝卜苷作为一种结构明确的植物类固醇皂苷，其研究价值正从单纯的植物化学成分鉴定，逐步转向基于明确分子靶点的药理学探索。现有证据强有力地表明，通过激活NRF2/ARE这一核心抗氧化防御通路，上调HMOX1、SOD、CAT、GPX1等一系列关键抗氧化酶的表达，胡萝卜苷能够有效地抵御氧化应激损伤，并由此衍生出抗炎、神经保护、心血管保护等多重潜在药理活性。这为其在多种氧化应激相关慢性疾病的防治中提供了理论依据和应用前景。

然而，从“活性化合物”到“候选药物”的道路依然漫长。其固有的低水溶性、潜在的低口服生物利用度以及有限的体内药代动力学和系统毒理学数据，构成了其成药性开发的主要瓶颈。未来的研究需要在深化机制理解的基础上，着力解决这些药学与药代动力学难题，通过现代制剂技术和合理的药物设计策略，改善其体内行为。同时，开展严谨的临床前与临床研究，以确证其安全有效性。总之，胡萝卜苷是一个颇具潜力的天然先导化合物，对其持续而深入的研究，不仅有助于揭示植物甾体皂苷的生物学意义，也可能为开发新型抗氧化治疗药物提供新的思路与候选分子。