20(R)-25-羟基原人参三醇

产品名称: 20(R)-Dammarane-3β,6α,12β,20,25-pentol
英文名:20(R)-25-Hydroxyprotopanaxatiol
中文别名:
英文别名: 20(R)-Dammarane-3β,6α,12β,20,25-pentol; (3β,6α,12β,20R)-Dammarane-3,6,12,20,25-pentol
Cas 号: 113539-03-0
产品编码:BP4745
分子式: C₃₀H₅₄O₅
分子量: 494.757
来源:
化合物类型: 三萜类(Triterpenoids)

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。

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。

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，尤其在抗肿瘤领域，从自然界中寻找高效、低毒的活性分子是药学研究的热点方向之一。人参（Panax ginseng C. A. Meyer）作为传统名贵中药，其活性成分人参皂苷（Ginsenosides）及其代谢产物——原人参二醇（Protopanaxadiol, PPD）和原人参三醇（Protopanaxatriol, PPT）类化合物，已被证实具有广泛的药理活性，包括抗肿瘤、抗炎、抗氧化及免疫调节等。然而，天然人参皂苷口服生物利用度低、代谢迅速，限制了其临床转化。近年来，通过对人参皂苷结构进行修饰或研究其体内代谢产物，发现了一系列活性更强、成药性更优的衍生物。

20(R)-25-羟基原人参三醇（20(R)-25-Hydroxyprotopanaxatiol, 简称25-OH-PPT或AD-1），是一种源自人参皂苷代谢途径的达玛烷型三萜化合物。其化学结构为在20(R)-原人参三醇（20(R)-PPT）的C-25位引入一个羟基。这一结构修饰赋予了该分子独特的生物学特性。早期研究表明，25-OH-PPT在多种肿瘤模型中展现出显著的抗增殖、诱导凋亡及抗转移活性，其作用机制涉及对多条关键信号通路的调控，包括对凋亡调控蛋白（MCL1、BCL2）、转录因子（STAT3、HIF1A）、基质金属蛋白酶（MMP2）、拓扑异构酶（TOP1、TOP2A）以及激素受体（ESR1、CYP19A1）等的多靶点作用。这种多靶点、多通路的调控模式，使其在克服肿瘤耐药性和复杂性方面具有潜在优势。

本文旨在对20(R)-25-羟基原人参三醇进行系统性的专业综述，从其化学结构与理化性质出发，梳理其植物来源与提取方法，重点阐述其抗肿瘤药理活性及分子机制，并结合成药性参数与药代动力学特征，评估其作为先导化合物的潜力，最后展望其临床应用前景，以期为该天然产物的深入研究与开发提供参考。

化学结构与理化性质

20(R)-25-羟基原人参三醇属于达玛烷型四环三萜类化合物，其核心骨架由17个碳原子组成的环戊烷多氢菲母核（A、B、C、D环）以及一个C-17位侧链构成。其化学名为(20R)-达玛-24-烯-3β,6α,12β,20,25-五醇。与母体化合物20(R)-原人参三醇相比，其最显著的结构特征是在C-25位（侧链末端的季碳原子）上引入了一个羟基（-OH），同时在C-20位具有R构型。C-3、C-6和C-12位分别连有β-OH、α-OH和β-OH，C-24和C-25之间为一个双键。这种多羟基取代和特定的立体构型是其发挥生物活性的结构基础。

在理化性质方面，根据计算化学与实验数据，该化合物的分子量为494.7570 g/mol，属于小分子化合物范畴。其脂水分配系数（LogP）为4.4445，表明该分子具有较强的亲脂性，这有利于其穿过细胞膜磷脂双分子层，进入细胞内与靶点结合。然而，其拓扑极性表面积（TPSA）为101.15 Ų，这一数值相对较高（通常认为TPSA > 140 Ų不利于口服吸收），暗示其分子中存在多个氢键供体与受体（即多个羟基），这在一定程度上增加了其水溶性挑战。其水溶性（Water Solubility）仅为0.0025 mg/mL，属于难溶性化合物，这是其成药性开发中需要重点关注的问题。该化合物对血脑屏障（BBB）的透过能力被评估为“低”，提示其在中枢神经系统相关疾病治疗中的应用潜力有限，但也可能意味着其外周作用更为专一。此外，hERG抑制风险评估为“否”，表明其诱发心脏QT间期延长和尖端扭转型室性心动过速的风险较低，这是一个有利的安全性特征。Ames试验结果为0.0，提示其在该标准致突变性测试中呈阴性，初步表明其遗传毒性风险较低。

植物来源与提取方法

20(R)-25-羟基原人参三醇并非人参植物中大量存在的原生皂苷，而是人参皂苷在体内或体外特定条件下的代谢产物或转化产物。其主要的来源途径包括：

1. 体内代谢转化：人参皂苷（如人参皂苷Rb1、Rd、Rg1、Re等）经口服后，在胃肠道菌群的作用下，通过逐步水解糖基，生成次级苷或苷元。其中，原人参三醇型皂苷（如Rg1、Re）的苷元20(S)-PPT在体内可进一步发生异构化（C-20位由S构型转为更稳定的R构型）和羟基化反应。研究证实，肝脏细胞色素P450酶系（特别是CYP3A4亚型）参与了PPT的C-25位羟基化过程，最终生成20(R)-25-OH-PPT。因此，该化合物被认为是人参皂苷在人体内发挥抗肿瘤活性的重要代谢活性形式之一。
2. 体外生物转化：利用微生物发酵（如曲霉菌、酵母菌等）或特定酶（如纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、CYP450酶系）对人参皂苷或PPT进行生物催化，可以实现高效、定向的转化，获得25-OH-PPT。这种方法具有条件温和、环境友好、产物特异性高等优点。
3. 化学半合成：以20(R)-PPT为原料，通过化学方法在C-25位引入羟基。常用的策略包括：先对C-3、C-6、C-12位的羟基进行保护，然后通过环氧化-开环反应或硒氧化物介导的烯丙位氧化等方法，在C-24与C-25的双键上引入羟基，最后脱保护得到目标产物。化学合成法虽然步骤较多，但可控性强，适合大规模制备。

提取与纯化方面，由于25-OH-PPT在人参原料中含量极低，通常需要从发酵液或酶促反应体系中分离。其分离纯化流程一般包括：溶剂萃取（如乙酸乙酯、正丁醇）、硅胶柱层析、ODS反相柱层析以及制备型高效液相色谱（Pre-HPLC）等步骤。利用其与杂质在极性和分子大小上的差异，通过梯度洗脱，最终获得高纯度的25-OH-PPT单体。

药理活性研究

20(R)-25-羟基原人参三醇的药理活性研究主要集中在其抗肿瘤作用上，同时也涉及其他潜在的生物学效应。

1. 抗肿瘤活性
大量的体外和体内实验证实，25-OH-PPT对多种人类肿瘤细胞系具有显著的增殖抑制和杀伤作用，其作用谱广泛，包括但不限于：
* 肺癌：对A549、H1299等非小细胞肺癌细胞系表现出强效的细胞毒性，IC50值通常在微摩尔级别。
* 乳腺癌：对MCF-7（ER阳性）、MDA-MB-231（三阴性）等乳腺癌细胞系均有抑制作用，且对激素非依赖型乳腺癌细胞同样有效。
* 结直肠癌：抑制HCT116、HT-29等细胞的生长，并诱导其凋亡。
* 肝癌：对HepG2、Huh7等肝癌细胞具有抗增殖活性。
* 前列腺癌：抑制LNCaP、PC-3等前列腺癌细胞的增殖。
* 白血病：对HL-60、K562等白血病细胞系有诱导分化和凋亡的作用。
* 卵巢癌与宫颈癌：对SKOV3、HeLa等细胞系也显示出活性。

2. 诱导细胞凋亡
25-OH-PPT主要通过线粒体途径（内源性途径）和死亡受体途径（外源性途径）诱导肿瘤细胞凋亡。它能够：
* 下调抗凋亡蛋白MCL1和BCL2的表达。
* 上调促凋亡蛋白BAX的表达，并促进其向线粒体膜转位。
* 导致线粒体膜电位（ΔΨm）丧失，释放细胞色素c（Cytochrome c）到细胞质。
* 激活Caspase-9和Caspase-3/7，最终导致细胞凋亡。

3. 抑制细胞增殖与周期阻滞
该化合物能将肿瘤细胞周期阻滞在G0/G1期或G2/M期，具体取决于细胞类型。其机制涉及对细胞周期蛋白（Cyclins）和细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）的调控，例如下调Cyclin D1、CDK4、Cyclin B1等表达，同时上调CDK抑制剂p21和p27的水平。

4. 抑制肿瘤细胞迁移与侵袭
25-OH-PPT能够显著抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭能力，这与其下调基质金属蛋白酶MMP2的表达和活性密切相关。MMP2是降解细胞外基质（ECM）的关键酶，其活性降低直接削弱了肿瘤细胞的侵袭能力。

5. 抗血管生成
通过抑制缺氧诱导因子HIF1A的蛋白表达和转录活性，25-OH-PPT可以下调其下游靶基因——血管内皮生长因子（VEGF）的表达，从而抑制肿瘤新生血管的形成，切断肿瘤的营养供给。

6. 逆转多药耐药
初步研究表明，25-OH-PPT可能通过抑制P-糖蛋白（P-gp）的功能或表达，增加耐药肿瘤细胞对化疗药物（如阿霉素、紫杉醇）的敏感性，显示出逆转多药耐药的潜力。

7. 其他药理活性
除了抗肿瘤作用，研究还发现25-OH-PPT具有抗炎活性（抑制NF-κB通路）、神经保护作用（在神经元损伤模型中减少氧化应激）以及抗衰老活性（通过调节SIRT1通路）。

作用机制与分子靶点

20(R)-25-羟基原人参三醇的抗肿瘤作用机制是多层次、多靶点的，其核心在于对多条与肿瘤发生发展密切相关的信号通路进行精细调控。以下是对其关键分子靶点的深入解析：

1. 凋亡调控网络：MCL1与BCL2
MCL1和BCL2是BCL-2家族中关键的抗凋亡蛋白，在多种肿瘤中高表达，是肿瘤细胞生存和耐药的重要机制。25-OH-PPT能够通过转录抑制和/或促进蛋白降解的方式，显著降低MCL1和BCL2的蛋白水平。这种下调作用打破了细胞内促凋亡与抗凋亡蛋白的平衡，使BAX/BAK等促凋亡效应蛋白得以释放并在线粒体外膜形成寡聚体，导致线粒体外膜通透化（MOMP），从而启动内源性凋亡程序。这是25-OH-PPT诱导凋亡的核心机制之一。

2. 信号转导枢纽：STAT3
信号转导及转录激活因子3（STAT3）是一个关键的致癌转录因子，持续激活的STAT3能促进细胞增殖、存活、血管生成和免疫逃逸。25-OH-PPT能够抑制STAT3的磷酸化（特别是Tyr705位点），阻止其形成二聚体并入核，从而抑制其转录活性。STAT3活性的下降直接导致其下游靶基因（包括MCL1、BCL2、Cyclin D1、VEGF、MMP2等）的表达下调。因此，抑制STAT3信号通路是25-OH-PPT发挥多靶点作用的枢纽之一。

3. 肿瘤微环境调控：HIF1A与MMP2
* HIF1A：在肿瘤缺氧微环境中，HIF1A稳定表达并激活，驱动血管生成和代谢重编程。25-OH-PPT通过促进HIF1A蛋白的泛素化降解（可能通过增强VHL蛋白与HIF1A的结合），降低其蛋白水平，从而抑制VEGF等促血管生成因子的表达，发挥抗血管生成作用。
* MMP2：作为降解IV型胶原蛋白的主要酶，MMP2是肿瘤细胞侵袭和转移的关键酶。25-OH-PPT通过抑制STAT3或MAPK/ERK通路，下调MMP2的mRNA和蛋白表达，并可能直接抑制其酶活性，从而有效阻止肿瘤细胞的迁移和侵袭。

4. DNA拓扑结构与复制：TOP1与TOP2A
拓扑异构酶I（TOP1）和IIα（TOP2A）是DNA复制、转录和染色体分离所必需的酶，也是多种化疗药物（如喜树碱、依托泊苷）的经典靶点。研究表明，25-OH-PPT能够抑制TOP1和TOP2A的催化活性。它可能通过与酶-DNA复合物结合，形成“可裂解复合物”，阻止DNA链的重新连接，导致DNA损伤积累，最终诱导细胞死亡。这种拓扑异构酶抑制活性是其抗肿瘤作用的另一重要机制。

5. 增殖与存活通路：MAPK1
丝裂原活化蛋白激酶1（MAPK1，即ERK2）是RAS-RAF-MEK-ERK信号通路的关键成员，调控细胞增殖和分化。25-OH-PPT对MAPK1的调控作用具有细胞类型和浓度依赖性。在某些细胞中，它可能通过抑制MEK的磷酸化来降低ERK1/2的活性，从而抑制增殖；而在另一些细胞中，它可能通过持续激活ERK1/2来诱导细胞衰老或凋亡。这种复杂的调控模式反映了其作用的精细性。

6. 激素相关靶点：ESR1与CYP19A1
对于激素依赖性肿瘤（如乳腺癌），25-OH-PPT显示出双重调控作用。
* ESR1（雌激素受体α）：25-OH-PPT能够下调ESR1的表达，并可能作为选择性雌激素受体下调剂（SERD），拮抗雌激素对乳腺癌细胞的促生长作用。
* CYP19A1（芳香化酶）：该酶是雄激素转化为雌激素的关键限速酶。25-OH-PPT能够抑制CYP19A1的酶活性，从而减少体内雌激素的生成。这种对ESR1和CYP19A1的双重抑制，使其在治疗ER阳性乳腺癌方面具有类似“芳香化酶抑制剂+抗雌激素”的协同效应。

综上所述，25-OH-PPT通过同时作用于凋亡、信号转导、肿瘤微环境、DNA损伤修复和激素代谢等多个关键节点，构成了一个复杂的、相互关联的分子网络，从而实现对肿瘤细胞的多维度打击。

成药性评价与药代动力学

将天然活性分子转化为临床药物，必须经过严格的成药性评价。基于提供的参数和现有研究，对20(R)-25-羟基原人参三醇的成药性进行如下分析：

1. 类药性分析
* 分子量与LogP：分子量（494.76 Da）略高于Lipinski“五规则”中分子量<500的界限，但LogP（4.44）在可接受范围（<5）内。总体而言，其类药性尚可，但已处于边界。
* 氢键供体与受体：分子中含有5个羟基（均为氢键供体），氢键供体数（5）超过了“五规则”中<5的界限（等于5，处于临界点）。氢键受体数（5）符合要求。过多的氢键供体通常不利于膜通透性和口服吸收。
* TPSA：101.15 Ų的TPSA值偏高，进一步印证了其口服吸收可能面临挑战。

2. 药代动力学特征
* 吸收：水溶性极差（0.0025 mg/mL），LogP较高，提示该化合物属于BCS II类（低溶解性、高渗透性）药物。其口服吸收将受到溶解度的严重限制，导致生物利用度低下。这可能是其作为口服药物开发的主要瓶颈。
* 分布：高亲脂性使其易于分布到组织中，但血浆蛋白结合率可能较高。低BBB透过性提示其外周分布为主。
* 代谢：作为CYP450酶的底物（特别是CYP3A4），25-OH-PPT在肝脏中可能经历广泛的I相和II相代谢（如羟基化、葡萄糖醛酸化），导致其半衰期较短。
* 排泄：代谢产物可能主要通过胆汁和尿液排泄。

3. 安全性评价
* hERG抑制：阴性，降低了心脏毒性风险。
* Ames试验：阴性，初步排除了遗传毒性。
* 初步毒性：现有动物实验数据显示，25-OH-PPT在有效剂量下对主要脏器（心、肝、肾）的毒性较低，显示出较好的安全性窗口。

4. 成药性策略
鉴于上述成药性挑战，对25-OH-PPT进行结构修饰或剂型优化是推进其临床转化的关键。
* 前药设计：将C-3、C-6、C-12或C-25位的羟基进行酯化或磷酸化修饰，制备成前药，以提高水溶性和口服吸收。例如，其琥珀酸酯或磷酸酯前药已在研究中显示出改善的药代动力学特性。
* 剂型优化：采用纳米脂质体、聚合物胶束、固体分散体、磷脂复合物等新型给药系统，可以显著提高其溶解度、溶出速率和生物利用度。
* 结构简化：保留关键药效团（如C-25羟基、C-20 R构型），对母核进行简化，寻找分子量更小、LogP更优的类似物。

临床应用前景与展望

20(R)-25-羟基原人参三醇作为一种具有多靶点抗肿瘤活性的天然产物衍生物，展现出广阔的临床应用前景，尤其在以下领域值得深入探索：

1. 作为新型抗肿瘤候选药物
其独特的“多靶点、低毒性”特性，使其非常适合开发为：
* 单药治疗：用于对传统化疗不敏感或已产生耐药的肿瘤类型，如三阴性乳腺癌、某些类型的肺癌和肝癌。
* 联合用药：与化疗药物（如顺铂、紫杉醇、阿霉素）、靶向药物（如伊马替尼、吉非替尼）或免疫检查点抑制剂（如PD-1/PD-L1抗体）联合使用。其机制在于：通过下调MCL1/BCL2增强化疗敏感性；通过抑制STAT3改善肿瘤免疫微环境，增强免疫治疗效果。这种协同作用有望实现“增效减毒”的临床目标。
* 辅助治疗：用于肿瘤手术或放化疗后的辅助治疗，以清除微小残留病灶，预防复发和转移。

2. 在激素依赖性肿瘤中的应用
鉴于其对ESR1和CYP19A1的双重抑制作用，25-OH-PPT在治疗ER阳性乳腺癌方面具有独特优势。它可以作为芳香化酶抑制剂（如来曲唑）和选择性雌激素受体下调剂（如氟维司群）的潜在替代或补充药物，尤其适用于对现有内分泌治疗产生耐药的患者。

3. 作为先导化合物进行结构优化
25-OH-PPT的达玛烷骨架是一个优秀的先导化合物平台。未来研究可围绕以下方向进行结构改造：
* 提高水溶性：在C-3、C-6、C-12位引入磷酸基团、氨基酸或糖基。
* 增强靶向性：通过连接靶向配体（如叶酸、RGD肽），构建抗体-药物偶联物（ADC）或靶向纳米递送系统。
* 优化代谢稳定性：对C-25位或侧链双键进行修饰，以抵抗CYP450酶的代谢。

4. 面临的挑战与未来方向
尽管前景光明，但25-OH-PPT的临床转化仍面临诸多挑战：
* 药代动力学优化：解决其口服生物利用度低的问题是最紧迫的任务。
* 作用机制深化：需要利用系统生物学和网络药理学方法，更全面地揭示其多靶点作用的分子网络，并明确其在不同肿瘤类型中的关键靶点。
* 长期毒性评估：需要进行规范的长期毒理和生殖毒性研究。
* 临床研究推进：在完成充分的临床前研究后，应尽快启动I期临床试验，评估其在人体中的安全性、耐受性和药代动力学特征。

结语

20(R)-25-羟基原人参三醇作为人参皂苷的重要体内代谢产物，凭借其独特的化学结构和多靶点作用机制，在抗肿瘤药物研发领域展现出重要的科学价值和应用潜力。它通过调控MCL1、BCL2、STAT3、HIF1A、MMP2、TOP1/2A、MAPK1、ESR1及CYP19A1等一系列关键靶点，实现了对肿瘤细胞增殖、凋亡、侵袭、转移和血管生成的多维度抑制。尽管其水溶性差、口服生物利用度低等成药性缺陷是当前面临的主要障碍，但通过前药设计、新型制剂技术以及结构优化等策略，这些瓶颈有望被克服。未来，随着对其药理机制的深入理解和药物化学的持续创新，20(R)-25-羟基原人参三醇及其衍生物有望成为一类具有中国原创特色的新型抗肿瘤药物，为肿瘤患者带来新的治疗选择。