产品名称: 喷杜素
英文名: Penduletin
中文别名: 4',5-二羟基-3,6,7-三甲氧基黄酮; 垂叶黄素
英文别名: 3,6,7-Trimethyl-6-hydroxykaempferol; 5,4'-Dihydroxy-3,6,7-trimethoxyflavone
Catalogue No.: SBP00619
Cas No.: 569-80-2
Formula: C₁₈H₁₆O₇
Mol Weight: 344.319

来源:


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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喷杜素的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

喷杜素（Penduletin）：一种天然黄酮类化合物的抗癌活性与成药性研究进展

引言/概述

天然产物作为药物发现的重要源泉，在人类与疾病的长期斗争中扮演着不可替代的角色。黄酮类化合物作为自然界中分布最为广泛的一类次生代谢产物，因其结构多样性和广泛的生物活性而备受关注。喷杜素（Penduletin），化学名为5,4′-二羟基-3,6,7-三甲氧基黄酮，是一种典型的甲基化黄酮类化合物，最早从菊科植物Brickellia pendula中分离鉴定，随后在唇形科植物黄荆（Vitex negundo）等多种药用植物中也被发现。喷杜素因其显著的抗癌活性而成为近年来天然产物药理学研究的热点分子之一。

癌症作为全球第二大死因，其发病率和死亡率仍在持续攀升。尽管现代医学在手术、放疗、化疗和靶向治疗等方面取得了长足进步，但传统化疗药物普遍存在毒副作用大、易产生耐药性等局限性。因此，从天然产物中寻找高效低毒的抗癌先导化合物一直是药物化学和药理学研究的重要方向。喷杜素作为一种具有独特甲氧基取代模式的黄酮，其对多种癌细胞系表现出选择性杀伤作用，且作用机制涉及活性氧（ROS）介导的凋亡通路，展现出作为新型抗癌候选药物的潜力。

本文将从化学结构与理化性质、植物来源与提取方法、药理活性研究、作用机制与分子靶点、成药性评价与药代动力学、临床应用前景与展望等方面，对喷杜素的研究进展进行系统综述，以期为该化合物的深入开发和利用提供参考。

化学结构与理化性质

喷杜素的化学结构属于黄酮类化合物中的黄酮亚类，其母核为2-苯基色原酮（2-phenylchromone）骨架。具体而言，喷杜素的化学名为5,4′-二羟基-3,6,7-三甲氧基黄酮（5,4′-dihydroxy-3,6,7-trimethoxyflavone），分子式为C18H16O7，分子量为344.3190 g/mol。其结构特征在于A环的C-5位和B环的C-4′位各有一个羟基（-OH），而C-3、C-6和C-7位则被甲氧基（-OCH3）取代。这种多甲氧基取代模式在黄酮类化合物中相对少见，赋予了喷杜素独特的理化性质和生物活性。

从理化性质来看，喷杜素为黄色针状结晶，熔点在200-202°C之间。其脂水分配系数（LogP）为2.3569，表明该化合物具有一定的亲脂性，有利于跨膜转运和与生物大分子相互作用。极性表面积（TPSA）为98.3600 Ų，这一数值处于中等水平，提示其可能具有适度的口服生物利用度。水溶性方面，喷杜素的水溶性较低，仅为0.0776 mg/mL，这在一定程度上限制了其制剂开发。值得注意的是，喷杜素的血脑屏障穿透能力较低，这一特性对于需要避免中枢神经系统毒性的抗癌药物而言可能是一个优势。此外，hERG抑制预测结果为阴性，提示其心脏毒性风险较低；Ames试验结果为0.6，表明其致突变性风险处于中等水平，需要进一步实验验证。

喷杜素的紫外吸收光谱特征与其结构密切相关，通常在240-280 nm（带II，A环苯甲酰基系统）和300-380 nm（带I，B环肉桂酰基系统）范围内有两个主要吸收峰。红外光谱中，羟基（~3400 cm⁻¹）、羰基（~1650 cm⁻¹）和甲氧基（~2850 cm⁻¹）的特征吸收峰可辅助结构鉴定。核磁共振氢谱和碳谱中，甲氧基的质子信号（δ 3.8-4.0 ppm）和羟基的质子信号（δ 12-13 ppm，C-5位羟基与C-4位羰基形成分子内氢键）是关键的鉴定依据。

植物来源与提取方法

喷杜素最初从菊科植物Brickellia pendula（垂枝布里克利菊）中分离得到，该植物原产于墨西哥和美国西南部，在传统医学中用于治疗消化系统疾病和炎症。随后，研究人员在多种植物中发现了喷杜素的存在，其中最为重要的是唇形科牡荆属植物黄荆（Vitex negundo）。黄荆广泛分布于亚洲热带和亚热带地区，包括中国、印度、日本和东南亚国家，其叶、根和种子在传统医学中用于治疗感冒、头痛、风湿和炎症等疾病。此外，喷杜素还从Vitex trifolia、Vitex rotundifolia、Artemisia annua（黄花蒿）、Eupatorium species（泽兰属）等植物中分离得到。

从植物材料中提取喷杜素通常采用有机溶剂提取法。常用的提取溶剂包括甲醇、乙醇、乙酸乙酯和氯仿等。由于喷杜素具有一定的亲脂性，采用乙醇-水混合溶剂（如70-80%乙醇）进行回流提取或冷浸提取可获得较好的提取效率。提取液经减压浓缩后，可依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯和正丁醇进行液-液萃取，喷杜素主要富集在氯仿和乙酸乙酯萃取部位。

进一步的分离纯化通常采用柱色谱技术。硅胶柱色谱是最常用的方法，以氯仿-甲醇或石油醚-乙酸乙酯系统进行梯度洗脱。对于结构类似的黄酮类化合物，可采用聚酰胺柱色谱或Sephadex LH-20凝胶柱色谱进行精细分离。高效液相色谱（HPLC）可用于喷杜素的高纯度制备，常用C18反相色谱柱，以甲醇-水或乙腈-水系统为流动相。近年来，高速逆流色谱（HSCCC）和制备型薄层色谱也被应用于喷杜素的分离纯化。

值得注意的是，喷杜素在不同植物中的含量差异较大。在黄荆叶中，喷杜素的含量约为0.01-0.05%（干重），而在Brickellia pendula中的含量相对较高。为了提高喷杜素的获取效率，研究人员也在探索生物技术方法，如利用植物细胞培养或毛状根培养技术生产喷杜素，但这些方法目前仍处于实验室研究阶段。

药理活性研究

喷杜素的药理活性研究主要集中在抗癌领域，同时也有关于其抗炎、抗氧化和抗菌活性的报道。

抗癌活性

喷杜素对多种人类癌细胞系表现出显著的增殖抑制作用。研究发现，喷杜素对人乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-231、人肝癌细胞HepG2、人结肠癌细胞HT-29和HCT-116、人肺癌细胞A549、人前列腺癌细胞PC-3和DU-145、人宫颈癌细胞HeLa以及人黑色素瘤细胞A375等均有不同程度的抑制作用。其半数抑制浓度（IC50）通常在10-50 μM范围内，具体数值因细胞类型和处理时间而异。

值得注意的是，喷杜素对正常细胞的毒性相对较低。例如，对人正常肝细胞L-02和人正常乳腺上皮细胞MCF-10A的IC50值显著高于癌细胞，表明其具有一定的选择性抗肿瘤活性。这一特性对于抗癌药物的开发具有重要意义。

抗炎活性

喷杜素在体外和体内模型中均显示出抗炎活性。在脂多糖（LPS）刺激的巨噬细胞RAW264.7中，喷杜素能够显著抑制一氧化氮（NO）和前列腺素E2（PGE2）的产生，降低诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶-2（COX-2）的表达。此外，喷杜素还能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）和白细胞介素-1β（IL-1β）的释放。在动物模型中，喷杜素可减轻角叉菜胶诱导的小鼠足趾肿胀和乙酸诱导的腹腔毛细血管通透性增加。

抗氧化活性

作为黄酮类化合物，喷杜素具有直接的抗氧化活性。其分子结构中的酚羟基能够有效清除自由基，包括1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基、2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）自由基和超氧阴离子自由基。喷杜素的抗氧化活性与其结构中的C-5和C-4′位羟基密切相关，这些羟基能够提供氢原子或电子以中和自由基。然而，值得注意的是，喷杜素的抗癌机制中涉及ROS的生成，这与其直接的抗氧化活性看似矛盾，实则反映了该化合物在不同浓度和细胞环境下可能发挥不同的生物学效应。

抗菌活性

喷杜素对某些细菌和真菌也表现出抑制作用。研究表明，喷杜素对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和大肠杆菌（Escherichia coli）具有一定的抑菌活性，最低抑菌浓度（MIC）在50-200 μg/mL范围内。此外，喷杜素还对白色念珠菌（Candida albicans）等真菌有抑制作用。

作用机制与分子靶点

喷杜素抗癌作用机制的深入研究揭示了其通过多条信号通路发挥抗肿瘤效应，其中活性氧（ROS）介导的凋亡通路被认为是最关键的机制之一。

ROS介导的凋亡诱导

大量研究表明，喷杜素能够显著提高癌细胞内ROS水平。ROS是一类含氧的化学活性分子，包括超氧阴离子（O₂⁻）、过氧化氢（H₂O₂）和羟基自由基（·OH）等。在正常生理条件下，细胞内ROS水平受到抗氧化系统的严格调控。当ROS水平超过细胞的抗氧化能力时，即发生氧化应激，导致线粒体功能障碍、DNA损伤和脂质过氧化等一系列有害事件。

喷杜素诱导ROS产生的具体机制尚不完全清楚，但可能与以下途径有关：（1）抑制线粒体电子传递链复合物I和III的活性，导致电子泄漏和ROS生成；（2）激活NADPH氧化酶（NOX）家族酶；（3）耗竭细胞内谷胱甘肽（GSH）等抗氧化物质，削弱细胞的抗氧化防御能力。

ROS的积累进而激活线粒体介导的内源性凋亡通路。具体表现为：线粒体膜电位（ΔΨm）下降，线粒体通透性转换孔（mPTP）开放，细胞色素c从线粒体释放到胞浆，与凋亡蛋白酶激活因子-1（Apaf-1）结合形成凋亡体，激活caspase-9，进而激活下游的执行caspase（如caspase-3和caspase-7），最终导致细胞凋亡。此外，ROS还能上调促凋亡蛋白Bax的表达，下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，改变Bax/Bcl-2比例，进一步促进线粒体凋亡通路的激活。

其他信号通路

除了ROS介导的凋亡通路外，喷杜素还能调控多种其他信号通路。研究发现，喷杜素能够抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路，该通路在细胞存活、增殖和代谢中发挥关键作用。Akt的磷酸化水平降低导致下游效应分子如哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）和叉头框蛋白O（FoxO）的活性改变，从而抑制细胞增殖并促进凋亡。

喷杜素还能激活p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）和c-Jun N末端激酶（JNK）信号通路，这些应激激活的蛋白激酶在细胞对氧化应激和炎症反应的调控中起重要作用。p38 MAPK和JNK的激活可促进凋亡相关基因的表达，增强凋亡信号。

此外，喷杜素对核因子κB（NF-κB）信号通路具有抑制作用。NF-κB是调控炎症、细胞存活和增殖的关键转录因子。喷杜素能够抑制IκBα的磷酸化和降解，阻止NF-κB的核转位，从而下调其靶基因如Bcl-2、Bcl-xL、c-IAP和cyclin D1的表达，促进细胞凋亡并抑制细胞周期进展。

表观遗传调控

最新研究表明，喷杜素还可能通过表观遗传机制发挥抗癌作用。黄酮类化合物能够抑制DNA甲基转移酶（DNMT）和组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的活性，从而逆转肿瘤抑制基因的异常甲基化和组蛋白修饰。虽然目前关于喷杜素表观遗传调控的研究尚不充分，但已有初步证据表明其可能通过调节microRNA的表达来影响癌细胞的生物学行为。

分子靶点

综合现有研究，喷杜素的直接分子靶点可能包括：（1）线粒体电子传递链复合物，通过干扰电子传递导致ROS生成；（2）NADPH氧化酶，通过激活该酶促进ROS产生；（3）PI3K/Akt信号通路中的关键激酶；（4）NF-κB信号通路中的IκB激酶（IKK）复合物。然而，这些靶点的直接结合证据尚不充分，需要进一步的分子对接、表面等离子体共振（SPR）和药物亲和力反应靶标稳定性（DARTS）等实验加以验证。

成药性评价与药代动力学

成药性评价是天然产物能否进入临床前研究的关键环节。喷杜素的成药性参数显示其具有一定的开发潜力，但也存在一些需要克服的挑战。

理化性质与类药性

根据Lipinski的“五规则”（Rule of Five），喷杜素的分子量（344.32 Da）小于500 Da，LogP（2.36）小于5，氢键供体数（2个羟基）小于5，氢键受体数（7个氧原子）小于10，符合类药性化合物的基本要求。其TPSA为98.36 Ų，处于50-140 Ų的可接受范围内，提示其可能具有适度的口服生物利用度。然而，喷杜素的水溶性较差（0.0776 mg/mL），这可能导致口服吸收不完全，是制剂开发中需要解决的主要问题。

药代动力学特征

目前关于喷杜素药代动力学的体内研究相对有限。基于其理化性质推测，喷杜素口服后可能在小肠被动扩散吸收，但由于水溶性低，吸收可能不完全。其亲脂性较高，提示分布容积可能较大，易于在组织中蓄积。代谢方面，喷杜素可能经历I相代谢（如O-去甲基化）和II相代谢（如葡萄糖醛酸化和硫酸化），主要代谢酶可能包括细胞色素P450酶（CYP450）和尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UGT）。排泄途径可能以胆汁排泄和肾脏排泄为主。

值得注意的是，喷杜素的血脑屏障穿透能力较低，这对于需要避免中枢神经系统毒性的抗癌药物而言是一个有利特性。同时，hERG抑制预测为阴性，提示其心脏毒性风险较低。然而，Ames试验结果为0.6，表明其致突变性风险处于中等水平，需要进一步的遗传毒性实验进行确认。

制剂策略

针对喷杜素水溶性差的问题，可采用多种制剂策略提高其生物利用度。包括：（1）制备环糊精包合物，利用β-环糊精或其衍生物提高喷杜素的溶解度和稳定性；（2）制备脂质体或纳米粒，将喷杜素包裹于脂质双分子层或聚合物基质中，改善其水溶性和靶向性；（3）制备固体分散体，将喷杜素分散于水溶性聚合物载体中，提高其溶出速率；（4）合成水溶性前药，如磷酸酯或氨基酸酯前药，在体内经酶解释放原药。

临床应用前景与展望

喷杜素作为一种具有独特结构和显著抗癌活性的天然黄酮，在药物开发方面展现出良好的前景，但也面临诸多挑战。

优势与潜力

喷杜素的主要优势在于：（1）对多种癌细胞具有抑制作用，且对正常细胞毒性较低，表现出一定的选择性；（2）作用机制明确，主要通过ROS介导的凋亡通路，同时调控多条信号通路，有利于克服单一靶点药物的耐药性问题；（3）具有抗炎、抗氧化等多重药理活性，可能对癌症相关炎症和氧化应激有协同治疗作用；（4）理化性质和成药性参数基本符合类药性要求，具有进一步开发的潜力。

挑战与问题

喷杜素开发面临的主要挑战包括：（1）水溶性差，口服生物利用度低，需要开发合适的制剂技术；（2）体内药代动力学数据匮乏，需要系统开展吸收、分布、代谢和排泄（ADME）研究；（3）Ames试验结果提示中等致突变风险，需要全面的毒理学评价；（4）植物中含量较低，化学合成或生物合成方法有待开发；（5）缺乏体内药效学数据，需要建立合适的动物模型验证其抗肿瘤效果。

未来研究方向

基于当前研究现状，未来喷杜素的研究可从以下几个方向展开：

1. 结构优化与构效关系研究：通过对喷杜素分子进行结构修饰，如引入不同取代基、改变甲氧基位置或数量、合成黄酮类似物等，研究结构变化对活性和成药性的影响，寻找活性更高、毒性更低的先导化合物。

2. 组合治疗策略：研究喷杜素与临床常用化疗药物（如顺铂、紫杉醇、阿霉素等）或靶向药物（如索拉非尼、伊马替尼等）的联合应用效果，探索协同抗肿瘤作用及其分子机制。

3. 靶向递送系统：开发基于纳米技术（如脂质体、聚合物纳米粒、介孔二氧化硅纳米粒等）的靶向递送系统，提高喷杜素在肿瘤部位的富集，降低全身毒性。

4. 体内药效与安全性评价：建立多种肿瘤异种移植模型，系统评价喷杜素的体内抗肿瘤效果、药代动力学特征和毒理学安全性。

5. 作用机制的深入解析：利用组学技术（如蛋白质组学、转录组学和代谢组学）全面解析喷杜素的分子靶点和信号网络，为精准治疗提供理论基础。

6. 资源可持续利用：开发喷杜素的高效提取纯化工艺，研究其生物合成途径，探索利用基因工程或合成生物学技术实现喷杜素的规模化生产。

结语

喷杜素作为一种天然甲基化黄酮类化合物，凭借其独特的化学结构和显著的抗癌活性，已成为天然产物药理学研究的重要对象。现有研究表明，喷杜素通过ROS介导的凋亡通路以及PI3K/Akt、MAPK和NF-κB等多条信号通路的调控，对多种癌细胞发挥选择性杀伤作用。其成药性参数基本符合类药性要求，但水溶性差和潜在遗传毒性等问题仍需解决。

从天然产物到临床药物是一条漫长而充满挑战的道路。喷杜素的研究目前仍处于早期阶段，距离临床应用还有相当距离。然而，随着结构优化、制剂开发、药代动力学和毒理学研究的深入，喷杜素及其衍生物有望成为新型抗癌候选药物。同时，对喷杜素作用机制的深入解析也将为理解黄酮类化合物的抗癌机制提供重要参考，推动天然产物在癌症治疗中的应用。

在“回归自然”和“绿色药物”理念日益深入人心的今天，喷杜素的研究不仅具有重要的科学意义，也蕴含着潜在的临床应用价值。我们期待在不久的将来，喷杜素能够从实验室走向临床，为癌症患者带来新的治疗选择。