二水槲皮素

英文名: Quercetin Dihydrate
中文别名: 二水槲皮素；二水合槲皮素
英文别名: 3',4',5,7-Tetrahydroxyflavonol; Sophoretin; Meletin; Quercetol; Quertin; Ericin
Cas 号: 6151-25-3
产品编码：BP1190
分子式: C₁₅H₁₀O₇
分子量: 302.238
来源: many plants, esp. fruits, such as Helichrysum, Euphorbia and Karwinskia spp. Present in the Solanaceae, Rhamnaceae, Passifloraceae and many other families. For example detected in almost all studied Umbelliferae

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。
可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。


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储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

天然产物一直是创新药物发现的重要宝库，其中黄酮类化合物因其广泛的生物活性和较低的毒性备受关注。二水槲皮素（Quercetin Dihydrate，CAS号：6151-25-3）作为槲皮素的一种常见水合物形式，是膳食中含量最为丰富的黄酮醇之一，广泛存在于水果、蔬菜、茶叶及多种药用植物中。其母核结构槲皮素（3,3‘,4’,5,7-五羟基黄酮）是研究最为深入的黄酮类化合物之一。现代药理学研究表明，二水槲皮素不仅具有强大的抗氧化能力，更展现出多靶点、多通路调节的独特药理特性。它能够通过激活SIRT1、抑制PI3K等多种关键信号蛋白，在细胞代谢、炎症反应、细胞增殖与凋亡等生理病理过程中发挥核心调节作用。本文旨在系统综述二水槲皮素的化学特性、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潜力，以期为该天然产物的深度开发与转化研究提供全面的科学参考。

化学结构与理化性质

二水槲皮素的化学名称为3,3‘,4’,5,7-五羟基黄酮二水合物，分子式为C₁₅H₁₀O₇·2H₂O，分子量为302.2380（以无水槲皮素计，加上结晶水后实际分子量更大）。其基本骨架为经典的黄酮母核，即由两个苯环（A环和B环）通过一个含氧杂环（C环）连接而成。其结构特征在于A环的5,7位和B环的3‘,4’位均被羟基取代，C环的3位亦有一个羟基，这种邻苯二酚（儿茶酚）结构和多个酚羟基是其强大抗氧化活性的化学基础。

在理化性质方面，二水槲皮素为黄色结晶性粉末。其脂水分配系数（LogP）约为1.94，表明其具有一定的亲脂性，但并非高度脂溶。拓扑极性表面积（TPSA）高达131.36 Ų，这主要归因于其分子中众多的羟基和羰基，这些极性基团也导致其水溶性较差，约为0.0767 mg/mL，这在一定程度上限制了其生物利用度。该化合物在Ames试验中结果为0.6，提示其致突变风险较低。此外，其对hERG钾通道无显著抑制作用，表明潜在的致心律失常风险较小。然而，其血脑屏障透过性被评估为“低”，这暗示其对中枢神经系统疾病的直接治疗作用可能受限，需要通过剂型改良或结构修饰来改善。

植物来源与提取方法

二水槲皮素在自然界中分布极其广泛，主要以糖苷形式（如芦丁、异槲皮苷等）存在于多种植物中，游离态的槲皮素及其水合物相对较少。富含槲皮素苷的植物来源包括：洋葱（尤其是红皮洋葱）、苹果、浆果（如蔓越莓、蓝莓）、西兰花、茶叶（特别是绿茶）、银杏叶、贯叶连翘（圣约翰草）以及多种中药如槐花、桑叶等。这些植物中的槲皮素糖苷在人体肠道菌群或植物自身酶的作用下，可水解生成具有生物活性的槲皮素。

从植物材料中提取二水槲皮素或其糖苷，常采用溶剂提取法。乙醇-水体系是最常用的溶剂，因其对黄酮类化合物选择性好、毒性低且成本适中。具体工艺通常包括：将干燥粉碎的植物原料用一定浓度的乙醇（如60%-80%）进行加热回流或超声辅助提取。提取液经过滤、浓缩后，可采用大孔吸附树脂（如AB-8、D101型）进行富集纯化，利用槲皮素类化合物与树脂的吸附-解吸附特性，用水和不同浓度乙醇梯度洗脱，可获得较高纯度的槲皮素苷组分。若要获得游离的二水槲皮素晶体，则需对糖苷提取物进行酸水解或酶水解，将糖苷键断裂，释放出槲皮素苷元，再经过重结晶等步骤，即可得到二水槲皮素纯品。现代提取技术如超临界CO₂萃取、微波辅助提取和高压脉冲电场提取等，也在不断被探索以提高提取效率和保护活性成分。

药理活性研究

二水槲皮素的药理活性研究已积累了数十年的证据，其作用广泛而复杂，核心活性可归纳如下：

1. 卓越的抗氧化与抗炎活性：这是二水槲皮素最基础且重要的活性。它能够直接清除超氧阴离子、羟自由基、过氧亚硝基等多种活性氧/氮物种，其作用机制包括提供氢原子或电子以中和自由基，以及螯合过渡金属离子（如Fe²⁺、Cu²⁺）从而阻止芬顿反应。更重要的是，它能通过激活细胞自身的抗氧化防御系统，实现间接抗氧化。其强大的抗氧化能力是其抗炎、抗动脉粥样硬化、神经保护等多种下游效应的基石。

2. 抗肿瘤活性：大量体外和动物模型研究表明，二水槲皮素对多种癌细胞系（如乳腺癌、肺癌、前列腺癌、结肠癌等）具有生长抑制和促凋亡作用。其抗肿瘤机制是多方面的，包括：诱导细胞周期阻滞（常在G1期或G2/M期）、线粒体途径介导的细胞凋亡、抑制肿瘤细胞侵袭与转移、抑制肿瘤血管生成，以及作为化学增敏剂增强传统化疗药物的疗效。

3. 心血管保护作用：二水槲皮素通过改善内皮功能、抑制低密度脂蛋白氧化、减轻血管炎症、抗血小板聚集以及调节血压（如抑制血管紧张素转换酶活性）等多重途径，发挥抗动脉粥样硬化作用。流行病学研究提示，富含槲皮素的饮食与降低冠心病风险相关。

4. 代谢调节作用：研究表明，二水槲皮素能够改善胰岛素抵抗，降低血糖水平，对糖尿病及其并发症具有潜在防治作用。它还能调节脂质代谢，降低血清总胆固醇和甘油三酯。

5. 神经保护作用：尽管其血脑屏障透过性有限，但仍有研究显示，二水槲皮素可通过其抗氧化和抗炎特性，减轻β-淀粉样蛋白诱导的神经毒性，抑制小胶质细胞过度活化，在阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的动物模型中展现出保护效应。

作用机制与分子靶点

二水槲皮素的多重药理活性源于其对细胞内多个关键信号分子和通路的精确调控，其作用机制网络复杂而有序。

1. 激活SIRT1通路：SIRT1是一种依赖于NAD⁺的III类组蛋白去乙酰化酶，在能量代谢、应激抵抗、衰老和炎症中扮演核心角色。二水槲皮素被证实是SIRT1的激活剂。SIRT1的激活可导致其下游靶点如PGC-1α、FOXO转录因子的去乙酰化和激活，进而上调线粒体生物合成、增强抗氧化防御（如诱导SOD2表达）、促进自噬，并抑制NF-κB介导的炎症反应。这是其发挥抗衰老、代谢调节和细胞保护作用的核心机制之一。

2. 抑制PI3K/Akt/mTOR通路：二水槲皮素是PI3K的天然抑制剂，其对PI3K不同亚型（γ、δ、β）的抑制活性（IC50值在微摩尔级别）已被量化。PI3K/Akt/mTOR通路是调控细胞生长、增殖、代谢和存活的核心信号轴，在癌症和代谢性疾病中常过度激活。通过抑制PI3K，二水槲皮素可阻断Akt的磷酸化激活，进而抑制其下游的mTOR等靶点，最终导致细胞周期停滞、诱导凋亡和自噬。这是其抗肿瘤和调节代谢的重要分子基础。

3. 调控Nrf2/ARE抗氧化防御系统：面对氧化应激，二水槲皮素能稳定核因子E2相关因子2（Nrf2），促进其从细胞质向细胞核转位。在核内，Nrf2与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动一系列II相解毒酶和抗氧化蛋白的转录，包括血红素加氧酶-1（HMOX1）、超氧化物歧化酶（SOD1， SOD2）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX1）等。这一系统性的防御网络增强，是二水槲皮素实现间接、长效抗氧化的关键。

4. 调节炎症信号通路：除了通过激活SIRT1间接抑制NF-κB外，二水槲皮素还能直接干扰NF-κB的激活过程，抑制IκB激酶（IKK）的活性，阻止IκB的降解和NF-κB p65亚基的核转位，从而下调TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎细胞因子的表达。同时，它也能抑制COX-2和iNOS等炎症介质的产生。

5. 其他靶点：二水槲皮素还能影响MAPK通路、Wnt/β-catenin通路、表观遗传修饰酶（如组蛋白乙酰转移酶/去乙酰化酶、DNA甲基转移酶）等，构成了一个高度互联的调控网络。

成药性评价与药代动力学

尽管二水槲皮素药理活性卓越，但其成药性（Drug-likeness）面临挑战，主要体现在其药代动力学特性上。

吸收：口服后，槲皮素糖苷（如芦丁）在小肠上部吸收有限，主要在大肠经肠道菌群水解为苷元后被吸收。游离的二水槲皮素本身口服生物利用度较低（通常报道<2%），原因包括：水溶性差、在胃肠道中不稳定、首过代谢效应显著以及可能与肠腔内容物或肠道菌群相互作用。

分布：吸收后，槲皮素在血浆中迅速与白蛋白结合，广泛分布于全身各组织，但在不同组织中的浓度差异较大。其血脑屏障透过性低，限制了其在中枢的直接作用。

代谢：槲皮素在体内经历广泛的代谢转化。主要代谢部位在肝脏和肠道，代谢反应包括葡萄糖醛酸化、硫酸化和甲基化，生成多种代谢产物（如槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷、槲皮素-3‘-硫酸酯等）。这些代谢产物通常活性低于原型药物，但部分仍保留一定的生物活性。

排泄：槲皮素及其代谢产物主要通过尿液和胆汁排泄，半衰期相对较短（约3-4小时）。

成药性优化策略：为提高其生物利用度和疗效，研究者们开发了多种策略：① 剂型改良：如制备纳米晶体、脂质体、固体分散体、磷脂复合物、环糊精包合物等，以增加溶解度和稳定性，促进吸收。② 结构修饰：合成槲皮素的前药或衍生物，改善其理化性质和代谢稳定性。③ 联合用药：与维生素C、胡椒碱等物质联用，后者可抑制槲皮素的代谢酶或提高其吸收。

临床应用前景与展望

二水槲皮素从实验室研究走向临床应用的潜力巨大，但其转化路径需要科学规划和严谨验证。

当前应用与临床试验：目前，二水槲皮素/槲皮素主要作为膳食补充剂和功能性食品成分在市场流通，声称具有抗氧化、抗炎和增强免疫力等功效。在临床研究层面，已有数百项临床试验注册，探索其在以下领域的应用：① 代谢综合征与心血管疾病：作为辅助手段，改善血压、血脂和血管内皮功能。② 癌症辅助治疗：与化疗/放疗联用，旨在减轻副作用、增敏疗效。③ 炎症性疾病：如骨关节炎、慢性前列腺炎等，利用其抗炎特性。④ 运动医学：用于减轻运动后的氧化损伤和肌肉疲劳。然而，多数临床试验规模较小，结果不一，尚缺乏大规模、多中心、长期随访的确证性研究。

未来发展方向：
1. 精准靶向递送系统：开发基于纳米技术的靶向递送系统，将二水槲皮素特异性递送至肿瘤组织、炎症部位或动脉粥样硬化斑块，提高局部浓度，降低全身副作用。
2. 基于机制的组合疗法：深入研究其与现有药物（如化疗药、免疫检查点抑制剂、SGLT2抑制剂等）的协同作用机制，设计合理的联合用药方案，用于癌症、糖尿病并发症等复杂疾病。
3. 结构优化与新药开发：以其为先导化合物，进行系统的结构修饰与构效关系研究，开发具有更高活性、更好选择性和更优药代动力学性质的合成衍生物，创制全新化学实体药物。
4. 深入机制与生物标志物研究：利用系统生物学和计算生物学方法，全面解析其多靶点作用网络，并寻找可预测其疗效和毒性的生物标志物，实现个体化用药。
5. 扩大适应症探索：鉴于其激活SIRT1和抑制PI3K的特性，在衰老相关疾病、神经退行性疾病、纤维化疾病等领域具有广阔的探索空间。

结语

二水槲皮素作为一种经典的天然黄酮类化合物，其研究历程堪称天然产物药理学的缩影。从最初的抗氧化特性，到如今被揭示为能够同时调控SIRT1、PI3K、Nrf2等多个关键信号节点的多靶点调节剂，其科学内涵不断丰富。它所展现的“一石多鸟”式的生物学效应，为应对癌症、代谢性疾病、慢性炎症等复杂多因素疾病提供了极具吸引力的干预策略。尽管其固有的成药性缺陷，如低溶解度和低生物利用度，是当前临床转化面临的主要瓶颈，但现代药剂学、药物化学和纳米技术的飞速发展，正为克服这些障碍提供强有力的工具。未来，通过跨学科的深度融合与创新，二水槲皮素有望从一种广为人知的膳食成分，蜕变为基于明确分子机制的现代药物，或至少成为优化治疗方案的重要组成部分，在人类健康维护与疾病防治领域发挥更实质性的作用。对其持续而深入的研究，不仅具有重要的科学价值，也蕴含着巨大的社会与经济潜力。