白芥子苷钾盐

产品名称: 白芥子苷钾盐
英文名: 白芥子苷; 白芥子硫苷钾盐; 对羟基苄基芥子油苷钾盐Glucosinalbate
中文别名:
英文别名: 4-Hydroxybenzyl glucosinolate
Cas 号: 16411-05-5
产品编码:BP1822
分子式: C₁₄H₁₈KNO₁₀S₂
分子量: 463.52
来源:
物理性状:
化合物类型: Miscellaneous

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。

提供相关图谱和分析方法指导，可以提供包括色谱柱，标准品和分析方法在内的含量测定整体服务包，价格优惠。
提供改善产品水溶性解决方案，改善化合物在水中的溶解度，便于进行各种活性试验和临床应用。

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，尤其在抗感染、抗炎及免疫调节领域展现出独特的优势。在众多具有生物活性的天然产物中，硫代葡萄糖苷（Glucosinolates, GSLs）及其水解产物异硫氰酸酯（Isothiocyanates, ITCs）因其广泛的药理活性而备受关注。白芥子苷钾盐（Sinalbin potassium salt），化学名为4-羟基苄基硫代葡萄糖苷钾盐，是十字花科植物，尤其是白芥（Sinapis alba L.）种子中含量最为丰富的硫代葡萄糖苷。与黑芥子中常见的黑芥子苷（Sinigrin）不同，白芥子苷钾盐在芥子酶（Myrosinase）作用下水解生成的主要产物是4-羟基苄基异硫氰酸酯（4-Hydroxybenzyl isothiocyanate），该产物具有独特的化学稳定性和较低的刺激性，使其在传统医学和现代药理学研究中占据一席之地。

传统医学中，白芥子（Semen Sinapis Albae）作为一味常用中药，具有温肺豁痰、利气散结、通络止痛的功效，常用于治疗寒痰喘咳、胸胁胀痛、关节麻木等症。现代药理学研究逐步揭示了其活性成分——白芥子苷钾盐及其水解产物的作用机制。近年来，随着对呼吸道感染（Respiratory tract infection, RTI）病理生理学认识的深入，尤其是对固有免疫应答中Toll样受体（Toll-like receptors, TLRs）信号通路及其下游炎症因子网络调控的重视，白芥子苷钾盐因其显著的抗炎、免疫调节及潜在的抗病毒活性，在防治呼吸道感染及相关并发症方面展现出巨大的研究价值。本文旨在系统综述白芥子苷钾盐的化学结构、植物来源、药理活性、分子机制及成药性特征，以期为该天然产物的深入开发与临床转化提供科学依据。

化学结构与理化性质

白芥子苷钾盐属于硫代葡萄糖苷家族，其核心结构由一个β-D-硫代葡萄糖基、一个磺酸肟基团和一个源自氨基酸的侧链（R基）组成。在白芥子苷钾盐中，其侧链为4-羟基苄基（4-hydroxybenzyl）。其完整的化学名称为：1-S-[(E)-1-[(4-羟基苯基)甲基]-N-(磺酰氧基)甲亚胺基]-1-硫代-β-D-吡喃葡萄糖苷钾盐。

从理化性质来看，白芥子苷钾盐（分子量：425.44 g/mol）是一种极性较大的化合物。其计算LogP值为-0.8358，表明其亲水性远强于亲脂性，这与其分子结构中含有多个羟基和磺酸基团（以钾盐形式存在）密切相关。较高的极性赋予了该化合物优异的水溶性（计算水溶性值为7.4550 mg/mL），这为其在生物体内的吸收和分布奠定了基础。拓扑极性表面积（TPSA）高达186.34 Ų，进一步证实了其强极性特征。高TPSA值通常意味着化合物难以被动扩散通过细胞膜，其跨膜转运可能依赖于特定的转运蛋白或内吞作用。此外，高极性也预示其穿透血脑屏障（BBB）的能力极低（预测为“低”），这在一定程度上限制了其在中枢神经系统疾病中的应用，但对于治疗外周组织（如呼吸道）的疾病而言，则可能是一个有利特性，可减少中枢副作用。该化合物在室温下通常以白色或类白色结晶性粉末形式存在，性质相对稳定，但在遇到内源性芥子酶或在酸性、碱性条件下加热时，会迅速水解。

植物来源与提取方法

白芥子苷钾盐主要存在于十字花科（Brassicaceae）植物中，其中白芥（Sinapis alba L.）的干燥成熟种子是其最经典、含量最高的来源。此外，在辣根（Armoracia rusticana）、水芹（Nasturtium officinale）以及某些甘蓝（Brassica oleracea）品种中也有发现，但含量远低于白芥子。白芥子中白芥子苷钾盐的含量通常占种子干重的2%-5%，是决定其药用价值和辛辣风味的主要化合物。

提取白芥子苷钾盐的方法主要基于其水溶性特点。传统提取工艺通常采用水或醇-水混合溶剂进行。具体流程如下：首先将白芥子粉碎，以破坏种子结构，但需注意控制温度（通常低于60℃）以避免内源性芥子酶被过度激活导致水解。随后，采用热水或50%-70%的乙醇溶液进行回流提取或渗漉提取。提取液经过滤、减压浓缩后，利用白芥子苷钾盐在乙醇中溶解度较低的特性，通过加入大量乙醇进行沉淀，或采用大孔吸附树脂（如D101型）进行纯化。上样后，先用水洗脱除去多糖、蛋白质等杂质，再用不同浓度的乙醇梯度洗脱，收集富含白芥子苷钾盐的组分。最后，通过重结晶或制备型高效液相色谱（Prep-HPLC）获得高纯度产品。近年来，为了保持其天然活性并提高效率，一些绿色提取技术如微波辅助提取（MAE）和超声波辅助提取（UAE）也被成功应用，这些方法能显著缩短提取时间并提高得率。

药理活性研究

1. 抗炎与免疫调节活性

白芥子苷钾盐及其水解产物4-羟基苄基异硫氰酸酯在体内外模型中均表现出显著的抗炎活性。研究证实，该化合物能够抑制脂多糖（LPS）刺激的巨噬细胞（如RAW264.7细胞）中一氧化氮（NO）、前列腺素E2（PGE2）以及多种促炎细胞因子的产生。在呼吸道感染模型中，其抗炎作用尤为突出。通过抑制核因子κB（NF-κB）信号通路的激活，白芥子苷钾盐能有效降低肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）等关键炎症因子的表达。此外，它还能调节趋化因子如CXCL10和CXCL8（IL-8）的分泌，从而影响免疫细胞的趋化与浸润，减轻气道炎症反应。

2. 抗菌与抗病毒活性

虽然白芥子苷钾盐本身的水解产物具有广谱抗菌活性，但近年来其直接抗病毒潜力，特别是针对呼吸道病毒的研究引起了广泛关注。研究表明，白芥子苷钾盐能够通过干扰病毒吸附或进入宿主细胞的过程，抑制流感病毒、呼吸道合胞病毒（RSV）的复制。其机制可能与下调宿主细胞表面的病毒受体或共受体表达有关。此外，通过调节宿主免疫应答，如诱导干扰素（IFN）的产生，也能间接发挥抗病毒效应。

3. 对呼吸道黏液分泌的调节作用

呼吸道感染常伴随气道黏液高分泌，MUC5AC是气道中主要的分泌型黏蛋白，其过度表达是导致气道阻塞和感染加重的重要因素。白芥子苷钾盐被证实能够显著抑制由炎症刺激（如LPS或IL-13）诱导的气道上皮细胞中MUC5AC mRNA和蛋白水平的表达。这一作用与其抑制NF-κB以及MAPK信号通路密切相关，表明该化合物在缓解呼吸道感染引起的咳嗽、咳痰症状方面具有潜在应用价值。

4. 抗氧化与细胞保护作用

白芥子苷钾盐及其代谢产物能够激活核因子E2相关因子2（Nrf2）信号通路，诱导一系列抗氧化酶（如血红素加氧酶-1 HO-1、醌氧化还原酶NQO1）的表达，从而增强细胞对抗氧化应激的能力。在呼吸道感染过程中，氧化应激是导致组织损伤的重要环节，白芥子苷钾盐的抗氧化活性有助于保护气道上皮屏障的完整性，减轻病理损伤。

作用机制与分子靶点

白芥子苷钾盐的药理作用机制是多靶点、多途径的，其核心在于对炎症信号网络的精细调控。根据提供的靶点信息，其主要作用机制可归纳如下：

1. 对TLR信号通路的调控

TLR4和TLR2是识别病原体相关分子模式（PAMPs）的关键模式识别受体。在呼吸道感染中，革兰氏阴性菌的LPS激活TLR4，而革兰氏阳性菌的肽聚糖等激活TLR2。白芥子苷钾盐能够直接或间接地干扰TLR4/TLR2与其配体的结合，或者抑制其下游接头蛋白（如MyD88）的招募。通过阻断TLR信号向胞内的传递，从而在源头上抑制炎症级联反应的启动。

2. 抑制NF-κB转录活性

NFKB1（编码p50蛋白）是NF-κB家族的核心成员。在静息状态下，NF-κB与IκB蛋白结合存在于细胞质中。TLR激活后，通过一系列激酶（如IKK复合物）的磷酸化作用导致IκB降解，释放NF-κB进入细胞核，启动靶基因转录。白芥子苷钾盐被证实能够抑制IκB的磷酸化和降解，从而阻止NF-κB的核转位。这直接导致了其下游靶基因——包括TNF、IL6、IL1B、CXCL8、ICAM1和MUC5AC——的转录活性显著降低。

3. 调节细胞因子与黏附分子网络

• TNF、IL6、IL1B：这些是炎症反应中的核心细胞因子。TNF-α是早期炎症反应的关键启动因子；IL-6参与急性期反应和T细胞分化；IL-1β则介导发热和炎症放大。白芥子苷钾盐通过抑制NF-κB，同时下调这三种细胞因子的表达，实现了对炎症风暴的有效遏制。
• CXCL10与CXCL8：CXCL10是Th1型趋化因子，主要招募活化的T细胞和NK细胞；CXCL8（IL-8）是强效的中性粒细胞趋化因子。在呼吸道感染中，过度招募中性粒细胞会导致组织损伤。白芥子苷钾盐下调这两种趋化因子，有助于平衡免疫细胞浸润，减轻炎症损伤。
• ICAM1：细胞间黏附分子-1（ICAM-1）是免疫细胞与血管内皮细胞黏附并迁移至炎症部位所必需的分子。白芥子苷钾盐抑制ICAM-1的表达，可以减少炎症细胞向气道组织的浸润，从而减轻气道壁的炎症和水肿。

综上所述，白芥子苷钾盐通过“TLR4/TLR2 → NF-κB → 炎症因子/趋化因子/黏附分子/黏蛋白”这一核心信号轴，实现了对呼吸道感染炎症反应的系统性调控。

成药性评价与药代动力学

基于计算预测和初步实验数据，对白芥子苷钾盐的成药性进行评价：

1. 类药性分析

• 分子量：425.44 Da，符合Lipinski五规则（<500 Da）的要求。
• 脂水分配系数：LogP为-0.84，水溶性极佳（7.46 mg/mL）。高水溶性有利于制剂开发（如口服液、吸入制剂），但低脂溶性可能限制其被动跨膜吸收。
• 拓扑极性表面积：TPSA为186.34 Ų，远高于口服药物通常推荐的140 Ų上限，提示其口服生物利用度可能较低，肠道吸收主要依赖主动转运。

2. 安全性评价

• hERG抑制：预测结果为“否”，表明其引发心脏QT间期延长和尖端扭转型室性心动过速的风险较低，心脏毒性风险小。
• Ames试验：预测结果为0.9（通常认为<0.5为阴性，0.5-0.9为弱阳性或可疑）。该数值接近临界值，提示其可能具有潜在的遗传毒性风险，需要在实际实验中进行更严格的验证。不过，考虑到其作为传统食物成分长期使用的历史，实际风险可能较低。

3. 药代动力学特征

• 吸收：由于高极性和高TPSA，口服后被动吸收差。推测其可能通过肠道中的葡萄糖转运体（如SGLT1）或单羧酸转运体（MCTs）进行主动吸收。此外，肠道菌群可能将其代谢为更易吸收的异硫氰酸酯形式。
• 分布：水溶性好，主要分布在细胞外液。血脑屏障穿透能力低，提示中枢神经系统暴露量小，安全性好。
• 代谢：在体内，白芥子苷钾盐可能经历两种代谢途径：一是被肠道菌群或组织中的芥子酶水解生成4-羟基苄基异硫氰酸酯；二是直接通过II相代谢（如葡萄糖醛酸化或硫酸化）后排出。
• 排泄：主要以原形或代谢产物的形式通过肾脏（尿液）和胆汁（粪便）排泄。

总体而言，白芥子苷钾盐具有较好的安全性基础（低心脏毒性），但其口服生物利用度是主要的开发瓶颈。将其开发为吸入制剂、透皮贴剂或通过纳米技术提高其口服吸收，是未来制剂研究的重要方向。

临床应用前景与展望

基于其独特的药理活性和安全性特征，白芥子苷钾盐在以下领域展现出广阔的临床应用前景：

1. 呼吸道感染及其并发症的治疗

这是白芥子苷钾盐最具潜力的应用领域。其多靶点作用机制使其既能直接抑制病毒/细菌，又能通过调控TLR-NF-κB通路有效抑制过度的炎症反应，减轻气道黏液高分泌，缓解咳嗽、咳痰、呼吸困难等症状。尤其对于病毒性呼吸道感染（如流感、COVID-19）后期出现的“细胞因子风暴”，白芥子苷钾盐可能成为一种理想的辅助治疗药物。开发成吸入用溶液或鼻喷雾剂，可使其直接作用于病灶，提高局部药物浓度并降低全身暴露。

2. 慢性炎症性气道疾病

鉴于其强大的抗炎和黏液调节作用，白芥子苷钾盐在慢性阻塞性肺疾病（COPD）和支气管哮喘的长期管理中也有应用潜力。通过抑制气道重塑和黏液腺增生，可能延缓疾病进展。

3. 天然防腐剂与免疫增强剂

作为十字花科植物的天然成分，白芥子苷钾盐或其水解产物可作为天然的食品防腐剂。同时，作为膳食补充剂，适量摄入可能有助于调节肠道菌群，增强机体对呼吸道感染的免疫力。

展望

尽管前景光明，但白芥子苷钾盐的临床转化仍面临挑战。未来研究应聚焦于：
1. 药代动力学优化：开发新型给药系统（如脂质体、聚合物纳米粒）以提高其口服生物利用度或实现肺部靶向递送。
2. 深入的机制研究：利用基因敲除动物模型，进一步明确其在体内对TLR4/TLR2信号通路的具体调控节点，以及与其他信号通路（如Nrf2、MAPK）的交互作用。
3. 安全性再评价：针对Ames试验的预测结果，开展系统的体内外遗传毒性研究，明确其安全窗口。
4. 临床试验设计：开展严谨的随机、双盲、安慰剂对照临床试验，验证其在急性呼吸道感染患者中的疗效和安全性，特别是针对特定病原体（如RSV、流感病毒）的疗效。

结语

白芥子苷钾盐作为传统中药白芥子的主要活性成分，正从经验医学走向循证医学。其化学结构清晰，理化性质独特，具有优异的水溶性和低血脑屏障穿透性。现代药理学研究揭示了其通过调控TLR4/TLR2-NF-κB信号轴，进而抑制TNF、IL6、IL1B、CXCL8、ICAM1及MUC5AC等一系列炎症和黏液相关靶点，从而发挥抗炎、抗病毒、调节免疫和抑制黏液分泌的多重药理作用。成药性评价显示其具有较好的安全性基础，但口服生物利用度是其主要短板。未来，通过制剂学手段克服这一瓶颈，并深入开展临床研究，白芥子苷钾盐有望开发成为治疗呼吸道感染及相关炎症性疾病的新型天然药物，为人类健康事业做出新的贡献。