甘草异黄酮A

产品名称: 甘草异黄酮A
英文名: Licoisoflavone A
中文别名:
英文别名:
Cas 号: 66056-19-7
产品编码:SBP03516
分子式: C₂₀H₁₈O₆
分子量: 354.358
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。

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甘草异黄酮A的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

天然产物一直是药物发现与开发的重要源泉，其化学结构的多样性和生物活性的独特性为攻克人类重大疾病提供了宝贵的先导化合物。在众多药用植物中，甘草（Glycyrrhiza species）作为传统医药中应用历史最为悠久的草药之一，其根和根茎被广泛用于治疗咳嗽、胃溃疡、炎症及病毒感染等多种疾病。甘草的化学成分极为复杂，主要包括三萜皂苷类（如甘草酸）、黄酮类（如甘草苷、异甘草素）以及香豆素类等。其中，异黄酮类化合物因其显著的雌激素样活性、抗氧化、抗炎及抗肿瘤作用而备受关注。

甘草异黄酮A（Licoisoflavone A, LIA）是近年来从甘草属植物中分离得到的一种具有显著生物活性的异黄酮类成分。其化学结构独特，属于吡喃异黄酮，由一个异黄酮母核与一个异戊烯基侧链环合形成的吡喃环构成。早期研究主要集中于其抗氧化和抗炎活性，而近期的研究则揭示了其在抗肿瘤，特别是针对结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）方面的巨大潜力。此外，甘草异黄酮A还展现出抗病毒活性，包括对严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）的抑制作用。这些发现使得甘草异黄酮A从一个普通的植物次生代谢产物，一跃成为具有多靶点、多途径调控疾病进程的潜在候选药物分子。本文旨在系统综述甘草异黄酮A的化学结构、植物来源、药理活性、作用机制及成药性评价，以期为该天然产物的深入研究和未来开发提供全面的科学依据。

化学结构与理化性质

甘草异黄酮A的化学名为 5,7,4'-三羟基-3'-(3-甲基-2-丁烯基)-异黄酮，其分子式为 C₂₀H₁₈O₆，分子量为 354.3580 g/mol。从结构分类上看，它属于异黄酮类化合物，其核心骨架为3-苯基色原酮。与典型的异黄酮（如大豆苷元）相比，甘草异黄酮A的结构特征在于其B环上连有一个异戊烯基侧链，该侧链进一步与A环上的7位羟基发生环合，形成了一个额外的吡喃环结构。这种独特的吡喃异黄酮骨架赋予了该分子特殊的空间构型和电子分布，是其与多种生物靶点相互作用的结构基础。

在理化性质方面，根据计算化学预测，甘草异黄酮A的脂水分配系数（LogP）为3.36，表明其具有一定的亲脂性，这有利于其穿过细胞膜磷脂双分子层。其极性表面积（TPSA）为111.13 Ų，这一数值较高，通常意味着分子具有较好的口服吸收潜力，但也可能限制了其透过血脑屏障的能力，这与预测的“血脑屏障渗透性低”结果相符。水溶性方面，其预测水溶性为0.0574 mg/mL，属于低水溶性化合物，这可能是其口服生物利用度面临的主要挑战之一。此外，预测模型显示甘草异黄酮A对hERG钾离子通道无抑制风险（hERG抑制: 否），且在Ames试验中结果为0.6，提示其遗传毒性风险较低。这些理化性质和初步毒性预测为其作为口服候选药物的进一步开发提供了有利条件，但水溶性差的问题需要通过制剂学手段加以解决。

植物来源与提取方法

甘草异黄酮A主要来源于豆科（Fabaceae）甘草属（Glycyrrhiza）植物的根及根茎。目前已报道含有该化合物的物种包括乌拉尔甘草（G. uralensis）、胀果甘草（G. inflata）和光果甘草（G. glabra）等。值得注意的是，甘草异黄酮A在不同种属、不同产地以及不同采收期的甘草中含量差异显著，通常作为微量成分存在，其含量远低于甘草酸和甘草苷等主要活性成分。因此，从天然植物中高效提取和富集甘草异黄酮A是进行后续研究的基础。

传统的提取方法多采用有机溶剂浸提法。由于甘草异黄酮A具有中等极性，常用的溶剂包括甲醇、乙醇、乙酸乙酯或其水溶液。通常将甘草药材粉碎后，用一定浓度的乙醇（如70%-95%）在室温或加热条件下进行浸泡或回流提取。提取液经过滤、浓缩后，得到粗提物。为了获得高纯度的甘草异黄酮A，需要结合多种现代色谱分离技术。常用的分离纯化流程包括：首先通过液-液萃取（如石油醚、乙酸乙酯、正丁醇依次萃取）对粗提物进行初步分段，甘草异黄酮A主要富集在乙酸乙酯萃取部位。随后，利用硅胶柱色谱、ODS（十八烷基硅烷键合硅胶）反相柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱进行梯度洗脱分离。最后，通过制备型高效液相色谱（Preparative HPLC）进行精制，可获得纯度达98%以上的单体化合物。整个分离过程通常需要结合薄层色谱（TLC）和高效液相色谱（HPLC）进行实时监测，以确定目标成分的流分。

近年来，为了提高提取效率和减少溶剂消耗，一些绿色提取技术也开始应用于甘草异黄酮A的提取，如超声辅助提取、微波辅助提取和超临界流体萃取等。这些方法虽然能提高产率，但在大规模工业化生产中的应用仍面临成本和技术挑战。由于甘草异黄酮A在植物中含量较低，化学合成或生物合成途径的研究也显得尤为重要，但目前尚未见成熟的工业化合成路线报道。

药理活性研究

抗肿瘤活性

甘草异黄酮A最为引人注目的药理活性是其抗肿瘤作用，尤其是针对结直肠癌（CRC）的研究。多项体外实验表明，甘草异黄酮A能够剂量和时间依赖性地抑制多种人结直肠癌细胞系（如HCT116、HT-29、SW480）以及小鼠结肠癌细胞系CT26的增殖。其作用机制涉及诱导细胞凋亡（apoptosis）和细胞周期阻滞。具体而言，甘草异黄酮A处理后的CRC细胞表现出典型的凋亡形态学特征，如细胞皱缩、染色质凝聚和DNA片段化。流式细胞术分析进一步证实，该化合物能显著增加早期和晚期凋亡细胞的比例。同时，细胞周期分析显示，甘草异黄酮A能够将CRC细胞阻滞在G1/S期检查点，从而抑制DNA复制和细胞分裂。

体内抗肿瘤实验同样验证了其有效性。在携带CT26细胞皮下异种移植瘤的BALB/c小鼠模型中，口服给予甘草异黄酮A能够显著抑制肿瘤的生长，且未观察到明显的体重下降或主要脏器毒性。这表明甘草异黄酮A在体内具有较好的抗肿瘤效能和安全性。此外，甘草异黄酮A还显示出对其他类型肿瘤细胞的抑制作用，如乳腺癌、前列腺癌等，但其具体机制和效果仍需进一步研究。

抗炎活性

炎症是许多慢性疾病，包括癌症、心血管疾病和自身免疫性疾病的共同病理基础。甘草异黄酮A展现出广谱的抗炎活性。在脂多糖（LPS）刺激的巨噬细胞模型中，甘草异黄酮A能够显著抑制促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）和一氧化氮（NO）的产生。其抗炎机制与抑制核因子-κB（NF-κB）信号通路的激活密切相关。NF-κB是调控炎症反应的关键转录因子，甘草异黄酮A通过抑制IκB激酶（IKK，如IKBKB）的活性，阻止IκBα的磷酸化和降解，从而抑制NF-κB（如RELA亚基）的核转位和转录活性，最终下调多种炎症相关基因的表达。此外，甘草异黄酮A还能抑制环氧合酶-1（COX-1，即PTGS1）和诱导型一氧化氮合酶（iNOS，即NOS2）的活性，进一步减轻炎症反应。其对瞬时受体电位香草酸亚型1（TRPV1）和锚蛋白重复结构域1（TRPA1）的调节作用，也提示其在神经源性炎症中可能扮演角色。

抗病毒活性

鉴于COVID-19大流行，寻找有效的抗SARS-CoV-2药物成为研究热点。研究发现，甘草异黄酮A对SARS-CoV-2感染表现出剂量依赖性的抑制效果。体外实验表明，该化合物能够抑制病毒进入宿主细胞以及病毒的复制过程。其作用靶点可能与病毒刺突蛋白（S蛋白）与宿主细胞受体血管紧张素转化酶2（ACE2）的结合有关，也可能通过调节宿主细胞的炎症反应和免疫应答来间接抑制病毒复制。此外，甘草异黄酮A对多种病毒，如流感病毒、呼吸道合胞病毒等也可能具有抑制作用，但其广谱抗病毒活性尚待系统评价。

抗氧化活性

甘草异黄酮A的分子结构中含有多个酚羟基，赋予了其强大的自由基清除能力。研究表明，它能有效抑制脂质过氧化，其半数抑制浓度（IC₅₀）为7.2 μM。这一活性与其抗炎和抗肿瘤作用密切相关。氧化应激是导致细胞损伤、炎症和癌变的重要因素。通过清除活性氧（ROS）和活性氮（RNS），甘草异黄酮A能够保护细胞免受氧化损伤，维持细胞内环境的稳态。这种抗氧化活性是其发挥多种药理作用的基础之一。

作用机制与分子靶点

甘草异黄酮A的药理活性并非单一机制所致，而是通过作用于多个分子靶点和信号通路实现的网络调控。综合现有研究，其核心作用机制可归纳为以下几个方面：

1. 靶向细胞周期与凋亡通路：在抗肿瘤活性中，甘草异黄酮A最关键的分子机制是抑制CDK2-Cyclin E1轴。细胞周期蛋白依赖性激酶2（CDK2）与细胞周期蛋白E1（Cyclin E1）形成的复合物是驱动细胞从G1期进入S期的关键调控因子。甘草异黄酮A能够直接或间接地抑制CDK2的激酶活性，减少Cyclin E1的表达，从而导致G1/S期阻滞。同时，它还能激活线粒体介导的内源性凋亡通路，表现为上调促凋亡蛋白Bax，下调抗凋亡蛋白Bcl-2，导致线粒体膜电位下降，释放细胞色素c，进而激活Caspase-9和Caspase-3（CASP1相关），最终诱导细胞凋亡。

2. 调控炎症信号网络：甘草异黄酮A的抗炎作用主要源于对NF-κB和STAT3信号通路的抑制。如前所述，它通过抑制IKBKB的活性来阻断NF-κB通路的激活。此外，它还能抑制信号转导和转录激活因子3（STAT3）的磷酸化，从而阻断STAT3的核转位和转录活性。STAT3是连接炎症与癌症的关键节点，其持续激活可促进促炎细胞因子（如IL-6）的产生和肿瘤细胞的增殖、存活。因此，同时抑制NF-κB和STAT3通路，使得甘草异黄酮A在抗炎和抗肿瘤方面具有协同增效作用。

3. 调节氧化还原平衡：通过直接清除自由基和活性氧，甘草异黄酮A能够减轻氧化应激对细胞的损伤。这种抗氧化作用不仅直接保护细胞，还能间接影响多种信号通路。例如，ROS是NF-κB和STAT3的上游激活信号之一，清除ROS可以进一步抑制这些促炎和促增殖通路的活性。

4. 抗病毒机制：虽然具体靶点尚不完全明确，但推测甘草异黄酮A可能通过干扰病毒与宿主细胞的结合过程（如阻断S蛋白与ACE2受体的相互作用），或抑制病毒复制所需的关键酶（如3CLpro或RdRp）的活性来发挥抗病毒作用。此外，其抗炎活性也可能有助于减轻病毒感染引起的“细胞因子风暴”，从而改善疾病预后。

综上所述，甘草异黄酮A的作用机制呈现出多靶点、多通路的特征，其抗肿瘤、抗炎、抗氧化和抗病毒活性之间相互关联，共同构成了其复杂的药理作用网络。

成药性评价与药代动力学

尽管甘草异黄酮A在体外和体内模型中展现出令人鼓舞的药理活性，但其能否最终成为临床药物，还取决于其成药性，即吸收、分布、代谢、排泄（ADME）特性以及安全性。

成药性参数分析：根据提供的参数，甘草异黄酮A的分子量为354.36 Da，符合“类药五规则”（Lipinski’s Rule of Five）中分子量小于500的要求。其LogP为3.36，处于理想范围（-0.4到5.6）内，表明其脂溶性适中。TPSA为111.13 Ų，虽然略高于口服吸收良好的理想值（<140 Ų），但仍处于可接受范围。然而，其水溶性（0.0574 mg/mL）较差，是主要的成药性障碍。低水溶性可能导致口服后溶出速率慢，吸收不完全，从而影响生物利用度。预测模型显示其血脑屏障渗透性低，这对于治疗中枢神经系统疾病不利，但对于治疗结直肠癌等外周疾病则可能是一个优点，可减少中枢神经系统的副作用。此外，hERG抑制风险低和Ames试验阴性（0.6，通常认为<0.5为阴性，此处接近临界值，需进一步确认），初步表明其心脏毒性和遗传毒性风险较低，安全性较好。

药代动力学特征：目前关于甘草异黄酮A体内药代动力学的详细研究报道较少。基于其理化性质和同类化合物的研究，可以推测其口服吸收可能较差，生物利用度较低。进入体内的甘草异黄酮A可能会经历广泛的II相代谢，如葡萄糖醛酸化和硫酸化，这些代谢产物可能失去部分活性，但也可能作为前药形式在特定组织中被重新激活。其分布容积可能较大，组织分布广泛。排泄途径可能以胆汁和尿液为主。未来需要开展系统的药代动力学研究，包括建立灵敏的生物样品检测方法（如LC-MS/MS），测定其在动物体内的血药浓度-时间曲线、生物利用度、组织分布和代谢产物谱，以全面评估其体内行为。

制剂策略：鉴于其水溶性差的问题，开发合适的制剂技术是提高其成药性的关键。可以考虑的策略包括：制备成环糊精包合物、固体分散体、脂质体、纳米乳或磷脂复合物等。这些技术可以显著提高药物的表观溶解度和溶出速率，从而改善口服吸收。此外，设计成前药，例如在酚羟基上引入磷酸基团或氨基酸基团，也是提高水溶性的有效途径。

临床应用前景与展望

甘草异黄酮A作为一种源自传统中药的天然异黄酮，其多方面的药理活性预示着广阔的应用前景，尤其是在以下领域：

1. 结直肠癌治疗：鉴于其明确的抗CRC活性，甘草异黄酮A有潜力开发为一种新型的结直肠癌治疗药物。其作用机制独特，靶向CDK2-Cyclin E1轴，与现有化疗药物（如5-氟尿嘧啶、奥沙利铂）的作用机制不同，可能用于治疗对现有药物耐药的CRC患者。此外，其口服活性使其更适合长期维持治疗或作为辅助治疗药物。未来需要开展更多的临床前研究，包括在更接近人类疾病的转基因小鼠模型或患者来源的异种移植（PDX）模型中进行验证，并探索其与标准疗法的联合用药方案。

2. 炎症性疾病治疗：其强大的抗炎活性使其在治疗慢性炎症性疾病方面具有潜力，如炎症性肠病（IBD，包括克罗恩病和溃疡性结肠炎）、类风湿性关节炎等。通过局部给药（如灌肠剂治疗IBD）或全身给药，甘草异黄酮A可能能够有效控制炎症，减轻症状。

3. 抗病毒药物开发：对SARS-CoV-2的抑制作用提示其可能成为一种广谱抗病毒候选药物。未来研究应聚焦于其抗病毒谱、作用机制（特别是与病毒蛋白的相互作用）以及体内抗病毒效果。如果能够证实其安全有效，对于应对未来可能出现的病毒大流行具有重要价值。

4. 作为功能食品或膳食补充剂：鉴于其来源于可食用的甘草，且初步安全性较好，甘草异黄酮A或其富含该成分的甘草提取物，有潜力开发为具有抗炎、抗氧化功能的功能性食品或膳食补充剂，用于日常保健和慢性疾病的预防。

展望：尽管前景光明，但从实验室到临床的转化仍面临诸多挑战。首要任务是解决其水溶性差和口服生物利用度低的问题。其次，需要开展系统而深入的毒理学研究，包括长期毒性、生殖毒性和致癌性评价。第三，需要明确其在人体内的药代动力学特征和代谢途径。最后，需要建立高效、经济的规模化生产工艺，以满足未来临床研究和商业化生产的需求。随着合成生物学和绿色化学的发展，未来有可能通过微生物发酵或化学酶法合成来高效生产甘草异黄酮A，从而降低成本，推动其产业化进程。

结语

甘草异黄酮A作为甘草中一种重要的异黄酮类活性成分，以其独特的吡喃异黄酮结构为基础，展现出了抗肿瘤（特别是结直肠癌）、抗炎、抗氧化和抗病毒等多方面的药理活性。其作用机制涉及对CDK2-Cyclin E1轴、NF-κB和STAT3信号通路、氧化还原平衡以及病毒生命周期的多靶点调控。成药性评价显示其具有较好的类药性和初步的安全性，但水溶性差是其主要短板。尽管目前的研究仍处于早期阶段，但已有的证据充分表明，甘草异黄酮A是一个极具开发潜力的天然产物先导化合物。未来的研究应聚焦于解决其药代动力学缺陷、深入阐明其作用机制、拓展其疾病应用范围，并最终推动其进入临床前和临床研究阶段。对甘草异黄酮A的深入研究，不仅有助于揭示传统中药甘草的药效物质基础，也为开发源于天然产物的创新药物提供了新的思路和方向。