山柰酚-3-O-龙胆二糖苷

产品名称: 山柰酚-3-O-龙胆二糖苷
英文名: Kaempferol 3-O-gentiobioside
中文别名: 山奈酚-3-O-龙胆二糖苷
英文别名:
Cas 号: 22149-35-5
产品编码:BP3219
分子式: C₂₇H₃₀O₁₆
分子量: 610.521
来源:
物理性状: Yellow powder
化合物类型: 黄酮类(Flavonoids)

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，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，对照品和分析方法在内的含量测定整体服务包，价格优惠。

山柰酚-3-O-龙胆二糖苷的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

骨质疏松症是一种以骨量减少、骨微结构破坏、骨脆性增加，从而导致骨折风险增高为特征的全身性骨骼疾病。随着全球人口老龄化进程加速，骨质疏松症及其引发的骨折已成为严峻的公共卫生问题，给患者家庭和社会带来沉重的经济与医疗负担。当前主流的治疗药物，如双膦酸盐、选择性雌激素受体调节剂、RANKL抑制剂及甲状旁腺激素类似物等，虽能有效抑制骨吸收或促进骨形成，但长期使用常伴随下颌骨坏死、非典型股骨骨折、心血管风险增加等潜在副作用。因此，从天然产物中探寻高效、低毒的新型抗骨质疏松先导化合物，始终是药物研发领域的重要方向。

黄酮类化合物广泛存在于蔬菜、水果及药用植物中，因其多样的化学结构和广泛的生物活性而备受关注。山柰酚（Kaempferol）作为一种常见的黄酮醇苷元，其抗炎、抗氧化、抗肿瘤及骨保护作用已被大量研究证实。当山柰酚与糖基结合形成糖苷后，其水溶性、生物利用度及生物活性常发生显著改变。山柰酚-3-O-龙胆二糖苷（Kaempferol 3-O-gentiobioside, CAS: 22149-35-5）是山柰酚与龙胆二糖（由两分子葡萄糖通过β-1,6糖苷键连接）在C-3位结合形成的黄酮苷。该化合物最初因其从豆科植物C. alata叶中分离并显示出显著的α-葡萄糖苷酶抑制活性（IC50 = 50.0 µM）而进入研究者视野，提示其在抗糖尿病方面的潜力。然而，近年来的网络药理学、分子对接及初步实验研究揭示，该化合物可能通过作用于多个与骨代谢密切相关的关键靶点，在防治骨质疏松症方面展现出令人期待的应用前景。本文旨在系统综述山柰酚-3-O-龙胆二糖苷的化学特性、植物来源、药理活性，特别是其抗骨质疏松的潜在作用机制与分子靶点，并对其成药性进行初步评价，以期为该天然产物的深度开发提供科学依据。

化学结构与理化性质

山柰酚-3-O-龙胆二糖苷的分子式为 C27H30O16，分子量为 610.5210。其核心结构为黄酮醇母核山柰酚，其特征是在C-3位羟基上连接了一个龙胆二糖基。山柰酚母核本身具有4′-OH，3,5,7-三羟基取代模式，而龙胆二糖（Gentiobiose）是一种二糖，由两分子D-吡喃葡萄糖通过β-(1→6)糖苷键连接而成。这种糖基化修饰显著改变了化合物的理化性质。

从计算的成药性参数来看，该化合物的脂水分配系数（LogP）为-0.9562，表明其具有亲水性。拓扑极性表面积（TPSA）高达269.4300 Ų，这主要归因于分子中众多的羟基和糖基上的氧原子，这些基团是氢键供体和受体的主要来源。高TPSA和负的LogP值共同决定了其良好的水溶性，计算值为3.2494（LogS），预示其在水介质中易于溶解。然而，这些特性也影响了其跨膜转运能力。血脑屏障（BBB）渗透性预测为“低”，意味着该化合物很难进入中枢神经系统，这对于主要作用于外周骨骼系统的抗骨质疏松药物而言，可能反而降低了中枢神经副作用的风险。在安全性初步预测方面，该化合物对hERG钾通道的抑制风险为“否”，提示其引发心脏QT间期延长的潜在风险较低。Ames试验预测值为1.2（通常阈值约为0.8-1.0，高于此值可能提示致突变风险，但需实验验证），需在后续开发中通过实验进一步确认其遗传毒性。

综上所述，山柰酚-3-O-龙胆二糖苷是一个水溶性良好的极性分子，具有较低的脑渗透性和初步预测良好的心脏安全性，但其较大的分子量和极性可能影响其口服生物利用度，这是其作为药物开发需要解决的关键问题之一。

植物来源与提取方法

山柰酚-3-O-龙胆二糖苷在自然界中分布相对广泛，主要存在于多种药用植物和食用植物中。其最初被报道的来源是豆科决明属植物C. alata（可能为翅荚决明或相关种）的叶片。此外，该化合物也在其他植物中被发现，例如蔷薇科的欧李种子、菊科的雪莲、以及一些蔬菜和水果中，但含量因植物种类、部位、生长环境和采收季节而异。

从植物材料中提取山柰酚-3-O-龙胆二糖苷，通常遵循黄酮苷类化合物的通用提取与分离流程。首先，采用溶剂提取法。鉴于该化合物的亲水性，常用中等极性的溶剂或溶剂混合物进行提取，如甲醇、乙醇、丙酮-水体系或甲醇-水体系。为了提高提取效率，现代技术如超声辅助提取（UAE）、微波辅助提取（MAE）和加压液体提取（PLE）常被应用，这些方法能缩短提取时间，减少溶剂消耗，并可能提高目标化合物的得率。

粗提物经过滤、浓缩后，需进一步分离纯化以得到单一化合物。常采用大孔吸附树脂（如AB-8、D101、HP-20等）进行初步富集，利用其吸附性和不同浓度乙醇水溶液洗脱的特性，去除大量糖类、蛋白质等杂质，富集黄酮苷类成分。随后，运用柱层析技术进行精细分离。正相硅胶柱层析、反相硅胶柱层析（如ODS-C18）是常用手段，以氯仿-甲醇-水、甲醇-水等梯度洗脱系统进行分离。此外，葡聚糖凝胶柱层析（如Sephadex LH-20）利用分子筛和吸附原理，对黄酮苷类化合物的分离纯化效果尤为显著，常作为关键纯化步骤。最终，通过高效液相色谱（HPLC）或制备型液相色谱进行最终纯化，获得高纯度的山柰酚-3-O-龙胆二糖苷。其结构鉴定则综合运用紫外光谱（UV）、质谱（MS）、核磁共振氢谱和碳谱（1H-NMR, 13C-NMR）等技术完成。

药理活性研究

山柰酚-3-O-龙胆二糖苷的药理活性研究目前虽处于初级阶段，但已显示出多方面的生物活性潜力，其中抗骨质疏松和抗糖尿病活性最为突出。

1. 抗骨质疏松活性：这是该化合物近年来最受关注的新兴研究方向。基于网络药理学预测，山柰酚-3-O-龙胆二糖苷可能通过作用于MCL1、BCL2、ESR1、RUNX2、SP7、TNFRSF11B、COL1A1等多个靶点，调控成骨细胞分化、增殖、凋亡以及破骨细胞分化与功能。初步的体外细胞实验证据（虽需更多直接研究证实其苷形式的活性）支持了其骨保护作用。例如，其苷元山柰酚已被广泛证明能促进大鼠骨髓间充质干细胞或MC3T3-E1前成骨细胞向成骨细胞分化，增强碱性磷酸酶活性，促进矿化结节形成，并上调成骨关键基因如RUNX2、OSX（SP7）、COL1A1、OCN的表达。同时，山柰酚能抑制核因子κB受体活化因子配体诱导的破骨细胞生成，减少破骨细胞特异性基因表达和骨吸收陷窝的形成。作为糖苷，山柰酚-3-O-龙胆二糖苷可能在体内经肠道菌群或组织酶解后释放出山柰酚苷元发挥作用，也可能其完整分子具有独特的生物活性。

2. 抗糖尿病活性：该活性是其最早被报道的药理作用。研究表明，山柰酚-3-O-龙胆二糖苷能有效抑制α-葡萄糖苷酶，其IC50值为50.0 µM。α-葡萄糖苷酶是小肠刷状缘上负责将寡糖和二糖分解为单糖的关键酶，抑制其活性可以延缓碳水化合物的消化吸收，从而降低餐后血糖峰值，是治疗2型糖尿病的有效策略之一。这一活性提示该化合物可能通过调节糖代谢，间接对糖尿病性骨质疏松产生有益影响。

3. 其他潜在活性：基于其母核山柰酚的广泛活性，该糖苷也可能具备抗氧化、抗炎等作用。氧化应激和慢性炎症是骨质疏松发病的重要促进因素。黄酮类化合物的抗氧化能力有助于清除骨微环境中的活性氧，保护成骨细胞免受氧化损伤；其抗炎作用则可能通过抑制NF-κB等炎症通路，下调促炎细胞因子（如TNF-α, IL-1β, IL-6）的表达，这些细胞因子是强有力的骨吸收刺激因子。

作用机制与分子靶点

山柰酚-3-O-龙胆二糖苷抗骨质疏松的潜在作用机制复杂，涉及对成骨细胞和破骨细胞双向调节的多个信号通路和分子靶点。根据提供的靶点信息，可将其作用机制归纳如下：

1. 促进成骨细胞活性与分化：

   • 调控核心转录因子：该化合物可能直接或间接（通过其苷元）激活RUNX2和SP7（Osterix）。RUNX2是成骨细胞分化的主控转录因子，SP7是RUNX2的下游关键因子，二者共同调控成骨特异性基因（如COL1A1、OCN、BSP）的表达，驱动间充质干细胞向成骨细胞谱系分化。
   • 促进骨基质合成：通过上调COL1A1（I型胶原α1链）的表达，直接促进骨有机基质的合成，这是骨形成和矿化的基础。
   • 抑制成骨细胞凋亡：通过上调抗凋亡蛋白BCL2和BCL2L1（Bcl-xL）的表达，同时可能影响MCL1，抑制线粒体途径的细胞凋亡，延长成骨细胞的存活时间，增强其骨形成功能。
   • 雌激素样效应：可能通过与雌激素受体ESR1（ERα）发生弱相互作用，模拟雌激素的部分作用，激活下游MAPK/ERK、PI3K/Akt等促生存和分化信号通路，这对维持绝经后女性的骨量至关重要。

2. 抑制破骨细胞生成与骨吸收：

   • 调节RANKL/OPG系统：可能上调TNFRSF11B基因的表达，其编码产物骨保护素（OPG）。OPG作为诱饵受体，可与RANKL结合，阻断RANKL与破骨细胞前体上的RANK受体结合，从而抑制破骨细胞的分化、活化与存活。
   • 影响破骨细胞能量代谢：靶点LDHA（乳酸脱氢酶A）是糖酵解的关键酶。破骨细胞在骨吸收过程中高度依赖糖酵解供能。抑制LDHA可能干扰破骨细胞的能量代谢，削弱其骨吸收功能。
   • 抗炎与抗氧化：通过其潜在的抗炎作用，抑制促破骨细胞生成的炎症因子信号通路。其抗氧化活性可减少活性氧对骨组织的损伤，而ROS也是破骨细胞活化的重要信号分子。

3. 改善骨微环境代谢：

   • 靶点AKR1B1（醛糖还原酶）是多元醇通路的关键限速酶。在高糖状态下，该通路激活会导致细胞内山梨醇堆积和氧化应激增强，损害成骨细胞功能。抑制AKR1B1可能改善糖尿病状态下的骨代谢紊乱，这与其抗糖尿病活性相呼应，为防治糖尿病性骨质疏松提供了双重机制。

综上所述，山柰酚-3-O-龙胆二糖苷可能通过一个多靶点、多通路的网络，协同促进骨形成、抑制骨吸收，并改善骨代谢的局部环境，从而发挥抗骨质疏松作用。

成药性评价与药代动力学

尽管山柰酚-3-O-龙胆二糖苷在体外显示出良好的生物活性，但其能否成为药物，还取决于其成药性，即“类药性”和药代动力学性质。

1. 吸收：该化合物分子量较大（>500），且具有高极性（低LogP，高TPSA），这些特性不利于其通过被动扩散跨过小肠上皮细胞的脂质双分子层。因此，其口服生物利用度可能较低。黄酮苷类化合物的吸收通常有两种途径：一是通过小肠上皮细胞上的主动转运体（如钠依赖的葡萄糖转运体SGLT1）被少量吸收；二是主要途径，即被结肠肠道菌群分泌的β-葡萄糖苷酶水解，释放出苷元山柰酚和糖基，苷元的脂溶性更高，更易被吸收。因此，口服后血液中检测到的可能是其苷元形式或II相结合代谢物。

2. 分布：吸收后的山柰酚或其苷元在血液中常与血浆蛋白（如白蛋白）结合。由于其低血脑屏障渗透性，它主要分布在外周组织和器官，包括骨骼。骨骼血供丰富，且黄酮类化合物对骨组织有一定的亲和力，这有利于其在靶部位蓄积。

3. 代谢：黄酮类化合物在体内的代谢非常广泛。主要代谢场所是肝脏和肠道。I相代谢主要通过细胞色素P450酶系进行羟基化、去甲基化等反应；II相代谢是主要途径，包括与葡萄糖醛酸、硫酸、甲基等的结合反应，生成极性更大的代谢物，便于排泄。山柰酚-3-O-龙胆二糖苷若以完整形式吸收，也可能经历类似的结合代谢。

4. 排泄：代谢产物主要经肾脏随尿液排出，部分也可通过胆汁进入肠道，随粪便排出。存在肠肝循环的可能性。

5. 成药性挑战与优化策略：

   • 挑战：低口服生物利用度是最大挑战。此外，较大的极性可能导致其组织渗透性不足，尤其是在骨组织中的有效浓度可能难以达到。
   • 优化策略：
     • 前药设计：对糖基或酚羟基进行酯化、烷基化等修饰，制备脂溶性更高的前药，以提高膜渗透性和吸收，在体内再酶解释放出活性分子。
     • 纳米递送系统：将其包裹在脂质体、固体脂质纳米粒、聚合物胶束或纳米乳中，可以改善其溶解性，保护其免受胃肠道环境和代谢酶的破坏，增强肠道吸收，并可能实现骨靶向或缓释。
     • 结构简化与修饰：在保留药效团的前提下，对糖基部分进行改造，寻找活性更高、理化性质更优的类似物。

临床应用前景与展望

山柰酚-3-O-龙胆二糖苷作为一种具有多靶点抗骨质疏松潜力的天然黄酮苷，其临床应用前景值得期待，但道路漫长。

1. 潜在应用方向：

   • 骨质疏松的预防与辅助治疗：可作为功能性食品添加剂或保健品的活性成分，用于中老年人群，特别是绝经后妇女的骨骼健康维护。与现有药物联用，可能起到增效减毒的作用。
   • 糖尿病性骨质疏松的防治：其兼具的α-葡萄糖苷酶抑制和潜在抗骨质疏松活性，使其在防治2型糖尿病并发症——糖尿病性骨质疏松方面具有独特优势。
   • 骨折愈合促进剂：其促进成骨分化和骨基质合成的特性，可能有助于加速骨折愈合过程。

2. 未来研究展望：

   • 深入的机制研究：当前机制多基于网络药理学预测和其苷元的研究。亟需开展直接以山柰酚-3-O-龙胆二糖苷为研究对象的作用机制实验，明确其完整分子形式是否具有独特活性，并利用基因敲除、报告基因、共沉淀等技术验证其与关键靶点（如RUNX2、ESR1、AKR1B1等）的直接相互作用。
   • 系统的药效学评价：建立去卵巢大鼠、糖皮质激素诱导、老年性等多种骨质疏松动物模型，通过灌胃给药，系统评价该化合物对骨密度、骨微结构（Micro-CT）、骨生物力学性能以及骨转换生化标志物的影响，明确其体内疗效。
   • 全面的药代动力学研究：开展动物体内的ADME研究，明确其口服后的吸收、血药浓度-时间曲线、组织分布（尤其在骨骼中的浓度）、主要代谢产物及排泄途径，为剂型设计提供依据。
   • 安全性评价：在药效剂量基础上，进行急毒、长毒实验，评估其对主要脏器（肝、肾、心）的功能和组织学影响，并实验验证其遗传毒性（Ames试验）和生殖毒性等。
   • 制剂开发：基于其成药性短板，积极开发新型给药系统，如基于纳米技术的口服制剂或局部植入剂型，以提高其生物利用度和骨靶向性。

结语

山柰酚-3-O-龙胆二糖苷是从天然植物中发现的具有多重生物活性的黄酮苷类化合物。从最初的抗糖尿病活性，到如今网络药理学和初步实验揭示的抗骨质疏松多靶点潜力，其研究价值日益凸显。该化合物可能通过调控RUNX2/SP7成骨分化轴、BCL2家族抗凋亡通路、RANKL/OPG平衡系统以及AKR1B1等关键靶点，从促进骨形成、抑制骨吸收、改善骨代谢微环境等多个层面发挥骨保护作用。然而，其较大的分子量和强亲水性导致的潜在低生物利用度，是将其开发成药物面临的主要挑战。未来研究需在深入阐明其分子机制、确认体内药效的基础上，借助现代药剂学和药物化学手段，克服其递送难题。随着研究的不断深入，山柰酚-3-O-龙胆二糖苷有望成为防治骨质疏松症，特别是糖尿病相关性骨病的候选先导化合物或功能性成分，为开发新型、安全、多靶点的骨骼健康产品提供重要的科学依据和物质基础。