英文名: Crocin I
中文别名: 藏红花素; 番红花苷 I；西红花苷
英文别名: alpha-Crocin; Crocin; Gardenin
Cas 号: 42553-65-1
产品编码：BP0406
分子式: C44H64O24
分子量: 976.972
来源: 番红花
药理药效：西红花苷是西红花的一种水溶性胡萝卜素类化合物西红花酸与不同糖结合而成的一系列酯苷，是西红花的主要活性成分之一，具有抗血小板聚集、抗血栓形成、抗心肌缺血、降血脂与抗动脉粥样硬化、降血压与心脏保护、抑制肿瘤细胞增殖、抗氧化与抗自由基等多种药理作用。
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，标准包装10mg，20mg，50mg；可以按客户需求包装。
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西红花苷I的HPLC图谱
西红花苷I的核磁图谱
储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃
391.20
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低
49.36
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是
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天然产物作为药物发现的重要源泉，在人类疾病防治史上扮演着不可替代的角色。其中，源自鸢尾科植物番红花（Crocus sativus L.）干燥柱头的活性成分——西红花苷类化合物，因其鲜艳的色泽和广泛的药理活性而备受关注。西红花苷I（Crocin I， CAS号：42553-65-1）是西红花苷家族中的核心成员之一，是一种水溶性的类胡萝卜素糖苷。现代药理学研究揭示，西红花苷I不仅赋予番红花独特的色泽，更展现出卓越的抗炎、抗氧化及抗肿瘤等多重生物活性。其通过干预JAK/STAT等关键信号通路，调控细胞增殖与凋亡，为多种疾病的治疗提供了新的分子视角。特别是在氧化应激相关疾病领域，西红花苷I通过激活以NRF2为核心的抗氧化防御系统，展现出强大的细胞保护潜力。本文旨在系统综述西红花苷I的化学特性、植物来源、药理活性、分子作用机制、成药性评价及其临床应用前景，以期为该天然产物的深入研究和开发提供全面的科学参考。
西红花苷I是一种罕见的、高度水溶性的类胡萝卜素糖苷酯。其化学结构基于藏花酸（crocetin）这一共轭多烯二羧酸骨架，该骨架由8个异戊二烯单元构成，形成包含多个共轭双键的线性结构，这是其显色和抗氧化活性的基础。西红花苷I的具体结构为藏花酸与两分子龙胆二糖（gentiobiose，即葡萄糖-β(1→6)-葡萄糖）通过酯键连接而成。这种双糖链的引入极大地改变了母体藏花酸的理化性质。
其分子式为C44H64O24，分子量为976.9720。由于分子中存在多个羟基和糖基，其脂水分配系数（LogP）为负值（-0.5043），表明其具有高度的亲水性。拓扑极性表面积（TPSA）高达391.2000 Ų，进一步印证了其强极性特征。这些性质决定了西红花苷I在水中的溶解度良好（计算值约为13.8265 mg/mL），而在脂质环境中溶解度较低。这种亲水性特征直接影响其体内药代动力学行为，如其透过血脑屏障的能力被预测为“低”。在安全性初步评价中，西红花苷I显示无明显的hERG钾通道抑制风险（可能不诱发心脏QT间期延长），且Ames试验结果为阴性（0.0），提示其无直接的遗传毒性。西红花苷I对光、热和酸碱条件较为敏感，尤其在溶液中易发生异构化和降解，这是在提取、储存及制剂研究中需要重点考虑的问题。
西红花苷I几乎专一地存在于番红花（Crocus sativus L.）的干燥柱头中。番红花是一种珍贵的多年生草本植物，其“三个柱头”的采收完全依赖人工，且产量极低，使得番红花成为世界上最昂贵的香料之一。西红花苷I与西红花苷II、III等其他糖苷形式共同构成番红花的主要色素和活性成分群。
从番红花柱头中提取西红花苷I主要基于其水溶性和极性。传统方法包括水提法或低浓度醇水（如20-50%乙醇）溶液浸提法。这些方法温和，能有效提取水溶性的西红花苷，同时减少脂溶性杂质的溶出。现代提取技术则致力于提高效率、保护活性成分和实现绿色提取：
1. 超声辅助提取：利用超声波的空化效应破坏植物细胞壁，加速溶剂渗透和成分溶出，可显著缩短提取时间，提高得率。
2. 微波辅助提取：微波加热使植物内部水分迅速汽化，产生压力冲破细胞，使目标成分快速释放，具有高效、节能的优点。
3. 超临界流体萃取：通常使用超临界CO₂。由于西红花苷I极性大，纯超临界CO₂提取效果不佳，常需加入极性夹带剂（如乙醇、水）。该方法虽成本较高，但无溶剂残留，适合高纯度产品的制备。
提取后的粗提物通常需经过进一步的分离纯化，如大孔吸附树脂层析（利用树脂对糖苷类物质的吸附和不同浓度醇溶液的梯度洗脱）、硅胶柱层析、制备型高效液相色谱（HPLC）等，以获得高纯度的西红花苷I单体，用于深入的药理和药代研究。
大量体内外研究证实，西红花苷I具有广泛且显著的药理活性。
1. 抗氧化活性：这是西红花苷I最基础且核心的活性之一。其分子中的共轭双键体系使其能够有效淬灭单线态氧、清除自由基（如DPPH自由基、ABTS自由基阳离子、超氧阴离子等），表现出直接的化学抗氧化能力。在细胞和动物模型中，西红花苷I能显著减轻由过氧化氢（H₂O₂）、百草枯等氧化剂诱导的氧化损伤，提高细胞存活率，降低脂质过氧化产物（如MDA）水平，保护生物膜、蛋白质和DNA免受氧化攻击。
2. 抗炎活性：西红花苷I对急性和慢性炎症模型均显示出良好的抑制作用。在脂多糖（LPS）刺激的巨噬细胞模型中，它能剂量依赖性地抑制关键促炎因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6）的产生和一氧化氮（NO）的释放。在动物模型中，西红花苷I能减轻角叉菜胶或弗氏完全佐剂诱导的足爪肿胀，其机制与调控NF-κB、MAPK等炎症信号通路密切相关。
3. 抗肿瘤活性：西红花苷I对多种肿瘤细胞系（如乳腺癌、肺癌、结肠癌、白血病等）的生长具有抑制作用，并能诱导细胞凋亡和细胞周期阻滞。其抗肿瘤作用具有多靶点特性，不仅限于直接杀伤肿瘤细胞，还能通过抗炎、抗氧化、抑制血管生成等多途径发挥效应。重要的是，一些研究提示西红花苷I对正常细胞的毒性相对较低，显示出一定的选择性。
4. 神经保护活性：基于其强大的抗氧化和抗炎能力，西红花苷I在多种神经退行性疾病和脑损伤模型中展现出保护潜力。研究报道其在阿尔茨海默病、帕金森病、脑缺血再灌注损伤以及抑郁模型中，能改善学习记忆障碍、减少神经元丢失、缓解行为学缺陷。
5. 其他活性：此外，研究还提示西红花苷I在心血管系统保护（如抗心肌缺血、抗动脉粥样硬化）、肝脏保护（抗肝纤维化、抗酒精性肝损伤）、改善代谢综合征（如降血糖、调血脂）等方面也具有潜在的应用价值。
西红花苷I的药理作用源于其对细胞内多条信号通路的精密调控，其分子靶点网络日益清晰。
1. 抗氧化损伤的核心通路：NRF2/ARE系统
这是西红花苷I对抗氧化应激的最关键分子机制。在基础状态下，转录因子NRF2（由NFE2L2基因编码）与其抑制蛋白Keap1结合于细胞质中，并被泛素化降解。当西红花苷I介入后，可能通过修饰Keap1上的半胱氨酸残基，或影响相关激酶，促使NRF2与Keap1解离，进而易位至细胞核。在核内，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转录表达。这包括：
- 超氧化物歧化酶（SOD1， SOD2）：催化超氧阴离子转化为过氧化氢。
- 过氧化氢酶（CAT）：将过氧化氢分解为水和氧气。
- 谷胱甘肽过氧化物酶（GPX1）：利用谷胱甘肽还原过氧化氢和有机氢过氧化物。
- 血红素加氧酶-1（HMOX1）：催化血红素降解，产生具有抗氧化、抗炎作用的胆绿素、一氧化碳和铁离子。
通过这一系统性的上调，西红花苷I显著增强了细胞的整体抗氧化防御能力。
2. 抗炎与抗肿瘤相关通路
- JAK/STAT通路：如描述所述，西红花苷I能抑制JAK通路。JAK激酶的活化会磷酸化STAT蛋白，使其二聚化并转入核内调控基因表达，参与炎症、增殖和凋亡。西红花苷I通过抑制JAK磷酸化，阻断STAT（特别是STAT3）的异常活化，从而抑制下游与细胞增殖、存活相关的基因（如Bcl-2， Cyclin D1）表达，并促进促凋亡因子表达，这是其诱导肿瘤细胞凋亡的重要机制之一。
- NF-κB通路：西红花苷I能抑制IκB激酶（IKK）的活化，阻止IκB蛋白的降解，从而将NF-κB二聚体滞留于细胞质，阻断其核转位及促炎基因（TNF-α， IL-6， COX-2等）的转录。
- MAPK通路：西红花苷I可调节ERK， JNK， p38 MAPK等蛋白的磷酸化水平，影响细胞增殖、分化和应激反应。
- 线粒体凋亡通路：西红花苷I能调节Bcl-2家族蛋白（如降低Bcl-2/Bax比值），诱导线粒体膜电位下降，细胞色素C释放，进而激活caspase级联反应，导致细胞凋亡。
这些通路并非孤立存在，而是相互交织，形成复杂的调控网络。例如，氧化应激可激活NF-κB和MAPK通路，而NRF2的激活又能抑制NF-κB的活化。西红花苷I的多靶点作用正是其发挥多效性药理活性的基础。
尽管西红花苷I药理活性显著，但其成药性（Drug-likeness）和药代动力学（PK）特性是其走向临床应用必须跨越的关卡。
成药性参数分析：如前所述，西红花苷I分子量大（>500），强亲水性（LogP < 0， TPSA > 140），这些特性符合“类先导化合物”特征，但不符合传统的“类药五原则”（Lipinski规则）。这预示其口服吸收可能面临挑战，如跨膜渗透性差、易受胃肠道酶解等。其水溶性好有利于制成注射剂，但血脑屏障透过性低可能限制其对中枢神经系统疾病的疗效。安全性预警指标（hERG抑制阴性， Ames试验阴性）为其早期开发提供了积极信号。
药代动力学研究：现有动物药代研究（主要在啮齿类动物中进行）揭示了西红花苷I的一些PK特点：
- 吸收：口服给药后，西红花苷I在胃肠道吸收迅速但不完全，生物利用度较低。这与其极性大、难以被动扩散通过肠黏膜上皮细胞有关。它可能通过肠上皮细胞的主动转运体（如钠依赖葡萄糖转运体SGLT1）部分吸收，或在肠道菌群作用下发生水解，生成极性较小的藏花酸后再被吸收。
- 分布：静脉给药后，西红花苷I表现出快速分布和消除的特点。其分布容积较小，主要分布于血液丰富、膜通透性较高的组织，如肝脏、肾脏。由于其低脂溶性和可能存在的外排泵作用（如P-糖蛋白），其进入大脑和脂肪组织的量有限。
- 代谢：西红花苷I在体内主要经历水解代谢。其糖苷键在肠道、血液及肝脏中被酯酶或糖苷酶水解，逐步脱去糖基，生成西红花苷II、III等中间体，最终转化为苷元藏花酸。藏花酸可能是其发挥系统药理作用的主要活性形式之一。此外，也可能发生葡萄糖醛酸结合等Ⅱ相代谢反应。
- 排泄：西红花苷I及其代谢产物主要经肾脏和胆汁排泄。原型药物及其糖苷代谢物因水溶性高，易从尿中排出；藏花酸等可能更多通过胆汁进入肠道，随粪便排出。
为了提高其成药性，目前的研究策略包括：开发新型给药系统（如脂质体、纳米粒、磷脂复合物、自微乳等）以提高其口服生物利用度和靶向性；进行结构修饰，在保留活性核心的前提下改善其脂溶性和代谢稳定性；探索其作为前药（在体内水解为藏花酸）的特性并加以利用。
西红花苷I的多靶点、多通路作用机制为其在多种疾病的防治中展现了广阔的应用前景。
1. 潜在治疗领域：
- 氧化应激相关疾病：作为NRF2强效激活剂，西红花苷I在糖尿病并发症（肾病、视网膜病变）、神经退行性疾病（阿尔茨海默病、帕金森病）、心血管疾病（动脉粥样硬化、缺血再灌注损伤）以及化学性肝损伤等领域具有巨大潜力。
- 炎症性疾病：可用于辅助治疗类风湿性关节炎、炎症性肠病、哮喘等慢性炎症性疾病。
- 肿瘤辅助治疗：其抗肿瘤活性及对放化疗的增敏、减毒作用（通过抗氧化保护正常细胞），使其有望成为肿瘤综合治疗的辅助药物。
- 情绪与认知障碍：基于其神经保护作用，在抑郁症、焦虑症及年龄相关的认知功能下降方面也值得探索。
2. 开发挑战与展望：
- 资源与成本：番红花资源稀缺，价格昂贵，化学全合成路线复杂且成本高。未来需发展高效的生物合成技术（如微生物细胞工厂、植物组织培养）以实现可持续、规模化生产。
- 成药性优化：必须持续投入于制剂技术创新和合理的结构修饰研究，以解决其口服吸收差、代谢快、靶组织分布不足等瓶颈问题。
- 机制深度挖掘：需要利用系统生物学、网络药理学、化学生物学等手段，更精确地阐明其多靶点作用的协同网络和主次关系，发现其最优势的适应症。
- 临床转化：目前绝大多数研究仍停留在临床前阶段。亟需设计严谨的临床试验，验证其在人体内的安全性、有效性和最佳用药方案，推动其从实验室走向病床。
未来，西红花苷I不仅有望开发成单一成分的创新药物，更可能作为功能食品添加剂、化妆品活性成分或复方中药的核心组分之一，在“治未病”和大健康产业中发挥重要作用。
西红花苷I作为番红花中代表性的水溶性活性成分，凭借其独特的化学结构和多重的药理活性，已成为天然产物药理学研究中的一个亮点。从直接清除自由基到系统性地激活NRF2抗氧化防御体系，从抑制JAK/STAT通路诱导肿瘤细胞凋亡到多通路协同抗炎，其作用机制研究不断深入，揭示了天然产物多靶点、整体调节的治疗优势。尽管其强极性和复杂的药代动力学特性给新药研发带来了挑战，但这同时也激励着研究者们在制剂工程、结构优化和给药策略上进行创新。随着合成生物学技术带来的生产革命，以及精准医学理念下的机制阐明，西红花苷I有望跨越从“活性化合物”到“临床药物”的鸿沟，为人类应对氧化应激、慢性炎症、肿瘤等重大健康问题提供一种源自古老植物的现代解决方案。对其持续而深入的研究，不仅将丰富天然药物宝库，也将为理解复杂生命过程的调控提供新的科学洞见。
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