产品名称: 染料木素-7,4'-二-O-β-D-葡萄糖苷
英文名: Genistein 7,4'-O-diglucoside
中文别名:
英文别名: Genistein 4',7-diglucoside
Cas 号: 36190-98-4
产品编码:BP4834
分子式: C₂₇H₃₀O₁₅
分子量: 594.522
来源:
化合物类型: 异黄酮类(Isoflavones)

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。

染料木素-7,4'-二-O-β-D-葡萄糖苷的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

染料木素-7,4'-二-O-β-D-葡萄糖苷：从天然产物到多靶点抗癌药物的研究进展

引言/概述

天然产物一直是药物发现的重要源泉，尤其在抗肿瘤领域，植物来源的活性成分因其结构多样性和独特的生物活性而备受关注。大豆异黄酮作为一类重要的植物雌激素，长期以来被广泛研究其与人类健康的关系，尤其是在癌症预防与治疗方面的潜力。在众多大豆异黄酮中，染料木素（Genistein）因其显著的酪氨酸激酶抑制活性而成为研究热点。然而，天然存在的异黄酮多以糖苷形式存在，其生物利用度和药理活性与苷元形式存在显著差异。

染料木素-7,4'-二-O-β-D-葡萄糖苷（Genistein 7,4'-O-diglucoside，以下简称G7DG）是染料木素的双葡萄糖苷衍生物，其化学结构特征在于染料木素母核的7位和4'位羟基分别与一分子β-D-葡萄糖通过糖苷键连接。这种双糖基化修饰不仅改变了分子的理化性质，也赋予了其独特的药代动力学特征和生物活性谱。与染料木素苷元相比，G7DG具有更高的水溶性和更好的口服生物利用度，同时保留了其作为多重酪氨酸激酶抑制剂的活性，能够通过调控细胞凋亡、细胞周期、血管生成和转移等多个环节发挥抗肿瘤作用。

近年来，随着对G7DG研究的深入，其在乳腺癌等多种恶性肿瘤中的治疗潜力逐渐被揭示。研究表明，G7DG能够通过调控AMPK、MCL1、BCL2、NOTCH1、STAT3、ESR2等多个信号通路分子，实现对肿瘤细胞增殖、存活和转移的多维度抑制。本文将从化学结构、植物来源、药理活性、作用机制、成药性评价及临床应用前景等方面，对G7DG的研究进展进行系统综述，以期为该天然产物的深入开发和临床转化提供参考。

化学结构与理化性质

化学结构特征

G7DG的化学名为5,7,4'-三羟基异黄酮-7,4'-二-O-β-D-葡萄糖苷，分子式为C27H30O15，分子量为594.5220 Da。其核心结构为异黄酮母核，即3-苯基色原酮骨架，其中A环的7位和B环的4'位分别连接一分子β-D-吡喃葡萄糖。这种双糖基化模式在天然异黄酮中较为常见，但G7DG的独特之处在于两个糖基分别位于母核的不同环上，这种空间分布对其与生物靶标的相互作用具有重要影响。

从结构-活性关系角度分析，异黄酮母核的5位羟基（5-OH）与4位羰基（4-C=O）能够形成分子内氢键，这一结构特征对于维持分子的平面性和与靶蛋白的结合能力至关重要。7位和4'位的糖基化修饰虽然降低了分子与某些靶点的直接结合能力，但显著改善了分子的水溶性和代谢稳定性。值得注意的是，糖基的存在可能通过影响分子的空间构象，改变其与酪氨酸激酶ATP结合口袋的相互作用模式，从而产生不同于苷元的抑制活性谱。

理化性质参数

G7DG的理化性质参数为其成药性评价提供了重要依据。该化合物的脂水分配系数（LogP）为-0.7025，表明其具有较强的亲水性，这与其分子中含有多个羟基和糖基结构单元相一致。拓扑极性表面积（TPSA）为249.2000 Ų，远高于口服药物通常推荐的140 Ų上限，提示该化合物可能难以通过被动扩散方式透过细胞膜。水溶性参数为3.3851，属于中等水溶性范畴，这为其口服制剂的开发提供了一定的可行性。

在吸收、分布、代谢和排泄（ADME）相关参数方面，G7DG的血脑屏障穿透能力评估为“低”，这与其高极性和大分子量特征相符，提示该化合物在中枢神经系统疾病治疗中的应用可能受限。hERG抑制风险评估为“否”，表明其心脏毒性风险较低，这是一个有利的安全性特征。Ames试验结果为1.2，提示该化合物可能具有轻微的遗传毒性风险，但需要进一步的体内实验验证。

与染料木素苷元（LogP约2.8，水溶性约0.1 mg/mL）相比，G7DG的水溶性提高了约30倍，这一显著改善为其口服给药提供了便利。然而，高极性也带来了膜通透性降低的问题，这可能是其口服生物利用度仍然有限的主要原因之一。

植物来源与提取方法

天然来源分布

G7DG主要存在于豆科植物中，尤其是大豆（Glycine max）及其加工制品中。在未发酵的大豆制品中，异黄酮主要以糖苷形式存在，其中染料木素糖苷占总异黄酮含量的50%-60%。G7DG是染料木素的主要糖苷形式之一，在大豆种子中的含量约为0.1-0.5 mg/g干重，具体含量因品种、产地、生长条件和加工方式而异。

除大豆外，G7DG还存在于其他豆科植物中，如野葛（Pueraria lobata）、红三叶草（Trifolium pratense）和鹰嘴豆（Cicer arietinum）等。值得注意的是，不同植物来源中G7DG的含量和糖基化模式存在差异，这可能与植物体内糖基转移酶的表达和活性有关。此外，某些传统中药如葛根、淡豆豉等也含有一定量的G7DG，这为其作为膳食补充剂或中药活性成分的应用提供了物质基础。

提取与纯化技术

G7DG的提取通常采用溶剂提取法，常用的提取溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮及其水溶液。由于G7DG具有较高的极性，含水醇类溶剂（如70%-80%乙醇）往往能够获得较高的提取效率。提取过程中，温度、时间、料液比和pH值等因素均会影响提取效果。研究表明，在60-70°C条件下，采用70%乙醇作为提取溶剂，料液比1:10（w/v），提取2-3次，每次1-2小时，可获得较为理想的提取率。

提取液经浓缩后，可采用多种色谱技术进行纯化。大孔吸附树脂（如HPD-100、D101型）是常用的初步纯化方法，能够有效去除糖类、蛋白质等杂质。随后，利用硅胶柱色谱、聚酰胺柱色谱或制备型高效液相色谱（HPLC）进行进一步分离纯化。其中，反相C18柱色谱结合甲醇-水或乙腈-水梯度洗脱系统，能够实现G7DG与其他异黄酮糖苷的有效分离。近年来，高速逆流色谱（HSCCC）和分子印迹技术等新型分离方法也被应用于G7DG的高效纯化。

值得注意的是，在提取和纯化过程中，应避免高温、强酸或强碱条件，以防止糖苷键的水解。此外，由于G7DG对光敏感，操作过程应尽量避光，以保持化合物的稳定性。

药理活性研究

抗肿瘤活性

G7DG的抗肿瘤活性是其最受关注的药理作用之一。体外实验表明，G7DG对多种肿瘤细胞系具有增殖抑制作用，包括乳腺癌（MCF-7、MDA-MB-231）、前列腺癌（PC-3、LNCaP）、结肠癌（HT-29、HCT-116）、肺癌（A549）和肝癌（HepG2）等。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。

在乳腺癌研究中，G7DG表现出对雌激素受体阳性（ER+）和阴性（ER-）细胞系的双重抑制作用。对于ER+的MCF-7细胞，G7DG能够通过竞争性结合雌激素受体（ERβ）发挥抗雌激素样作用；而对于ER-的MDA-MB-231细胞，其抗增殖作用则主要依赖于非雌激素受体介导的机制，如酪氨酸激酶抑制和细胞周期阻滞。值得注意的是，G7DG对正常乳腺上皮细胞的毒性较低，显示出一定的选择性抗肿瘤作用。

细胞凋亡诱导作用

G7DG能够通过多种途径诱导肿瘤细胞凋亡。研究表明，G7DG处理可导致线粒体膜电位下降，细胞色素c释放增加，进而激活caspase-9和caspase-3，启动内源性凋亡通路。同时，G7DG能够上调促凋亡蛋白Bax的表达，下调抗凋亡蛋白Bcl-2和Mcl-1的表达，改变Bax/Bcl-2比值，促进凋亡发生。

此外，G7DG还能通过激活死亡受体通路诱导外源性凋亡。在部分肿瘤细胞中，G7DG处理可上调Fas和FasL的表达，激活caspase-8，进而通过Bid蛋白的剪切连接内源性和外源性凋亡通路。这种多通路凋亡诱导机制使得G7DG能够克服某些肿瘤细胞对单一凋亡通路的耐药性。

细胞周期阻滞作用

细胞周期调控异常是肿瘤发生发展的重要特征。G7DG能够通过影响细胞周期检查点相关蛋白的表达，将肿瘤细胞阻滞在特定细胞周期时相。研究发现，G7DG处理可导致乳腺癌细胞G2/M期阻滞，这一效应与cyclin B1、CDK1和CDC25C等G2/M期关键调控蛋白的表达下调有关。同时，G7DG还能上调p21和p27等CDK抑制因子的表达，进一步强化细胞周期阻滞效应。

值得注意的是，G7DG对细胞周期的影响具有细胞类型依赖性。在某些肿瘤细胞中，G7DG主要引起G0/G1期阻滞，这与cyclin D1和CDK4/6的表达抑制相关。这种差异可能与不同细胞中信号通路网络的差异有关，也提示G7DG可能通过多种机制调控细胞周期进程。

抗血管生成与抗转移活性

血管生成和转移是恶性肿瘤恶性进展的关键步骤。G7DG能够通过抑制血管内皮生长因子（VEGF）的表达和分泌，以及抑制内皮细胞的增殖、迁移和管状结构形成，发挥抗血管生成作用。在鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）模型中，G7DG能够显著抑制新生血管的形成。

在抗转移方面，G7DG能够抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。研究表明，G7DG处理可下调基质金属蛋白酶（MMP-2和MMP-9）的表达和活性，同时上调组织金属蛋白酶抑制剂（TIMP-1和TIMP-2）的表达，从而抑制细胞外基质的降解。此外，G7DG还能通过抑制上皮-间充质转化（EMT）相关蛋白（如Snail、Twist、N-cadherin）的表达，维持上皮表型，降低肿瘤细胞的侵袭和转移能力。

其他药理活性

除抗肿瘤活性外，G7DG还具有抗氧化、抗炎和神经保护等药理作用。其抗氧化活性主要来源于异黄酮母核的酚羟基结构，能够直接清除自由基和螯合金属离子。在抗炎方面，G7DG能够抑制NF-κB通路的激活，降低促炎细胞因子（如TNF-α、IL-6、IL-1β）的产生。这些活性可能与其在慢性疾病预防中的潜在应用相关。

作用机制与分子靶点

酪氨酸激酶抑制机制

G7DG作为多重酪氨酸激酶抑制剂，其作用机制主要涉及与ATP竞争性结合激酶催化结构域。分子对接研究表明，G7DG的异黄酮母核能够嵌入酪氨酸激酶（如EGFR、HER2、VEGFR等）的ATP结合口袋，通过氢键和疏水相互作用与关键氨基酸残基结合。与染料木素苷元相比，G7DG的糖基部分可能延伸至激酶表面的亲水区域，形成额外的相互作用，从而影响其抑制活性和选择性。

在EGFR信号通路中，G7DG能够抑制EGFR的自磷酸化及其下游信号分子（如PI3K/Akt、MAPK/ERK）的激活。这种抑制作用不仅直接抑制肿瘤细胞的增殖，还能增强肿瘤细胞对化疗药物和放疗的敏感性。研究表明，G7DG与紫杉醇或顺铂联合使用时，能够产生协同抗肿瘤效应。

AMPK信号通路调控

AMPK（AMP活化蛋白激酶）是细胞能量代谢的关键调控因子，在肿瘤代谢重编程中发挥重要作用。G7DG能够通过激活AMPK信号通路，抑制mTOR的活性，进而抑制蛋白质合成和细胞生长。研究发现，G7DG处理可导致AMPKα亚基Thr172位点的磷酸化增加，这一效应可能与其抑制线粒体呼吸链复合物I的活性，导致细胞内AMP/ATP比值升高有关。

AMPK的激活还介导了G7DG对脂质代谢和葡萄糖代谢的调控作用。在乳腺癌细胞中，G7DG通过AMPK依赖的方式抑制脂肪酸合成酶（FASN）的表达，减少脂质合成，从而抑制肿瘤细胞的生长。此外，AMPK的激活还能促进自噬的发生，这可能与G7DG诱导的细胞死亡有关。

凋亡相关蛋白调控

G7DG对凋亡相关蛋白的调控是其抗肿瘤作用的核心机制之一。在BCL2家族蛋白方面，G7DG能够下调抗凋亡蛋白MCL1和BCL2的表达，同时上调促凋亡蛋白BAX和BAK的表达。这种表达谱的改变导致线粒体外膜通透性增加，促进细胞色素c的释放和凋亡体的形成。

NOTCH1信号通路在维持肿瘤干细胞特性中发挥重要作用。研究表明，G7DG能够抑制NOTCH1的活化，下调其靶基因HES1和HEY1的表达，从而抑制肿瘤干细胞的自我更新能力。这一机制可能与G7DG长期抗肿瘤效应和预防肿瘤复发相关。

STAT3信号通路是多种细胞因子和生长因子信号传导的汇聚点。G7DG能够抑制STAT3的Tyr705位点磷酸化，减少其核转位和转录活性。STAT3活性的抑制导致其下游靶基因（如cyclin D1、survivin、VEGF）的表达下调，从而抑制细胞增殖、诱导凋亡和抑制血管生成。

雌激素受体介导的机制

作为异黄酮类化合物，G7DG具有与雌激素受体（ER）结合的能力。与染料木素苷元相比，G7DG对ER的亲和力较低，但仍然能够通过ERβ介导的信号通路发挥生物学效应。在ER+乳腺癌细胞中，G7DG能够竞争性结合ERβ，抑制雌二醇诱导的ERα活化，从而发挥抗雌激素样作用。

此外，G7DG还能通过非基因组途径调控雌激素信号。研究表明，G7DG能够抑制G蛋白偶联雌激素受体（GPER）的活化，进而抑制EGFR的转激活和下游MAPK/ERK信号通路的激活。这种非基因组机制可能解释了G7DG在ER-乳腺癌细胞中仍能发挥抗肿瘤作用的原因。

多药耐药逆转机制

多药耐药（MDR）是肿瘤化疗失败的主要原因之一。G7DG能够通过抑制药物外排泵蛋白（如ABCB1/P-gp、ABCG2/BCRP）的表达和功能，逆转肿瘤细胞对化疗药物的耐药性。研究表明，G7DG处理可下调ABCB1和ABCG2的mRNA和蛋白水平，同时抑制其ATP酶活性，减少药物的外排，增加细胞内药物浓度。

此外，G7DG还能通过抑制PRKCA（蛋白激酶Cα）的活性，影响药物外排泵的磷酸化状态和功能。PRKCA的抑制还能影响NF-κB和AP-1等转录因子的活性，进一步调控MDR相关基因的表达。这种多靶点的MDR逆转机制使得G7DG在克服肿瘤耐药方面具有潜在优势。

成药性评价与药代动力学

成药性参数分析

基于前述理化性质参数，G7DG的成药性呈现出明显的双面性。其良好的水溶性（3.3851）和低LogP值（-0.7025）有利于口服制剂的开发和体内溶解，但高极性也带来了膜通透性差的问题。根据“Lipinski五规则”，G7DG的分子量（594.52 Da）超过500 Da，氢键供体数（10个羟基）超过5个，氢键受体数（15个氧原子）超过10个，这些特征提示其口服生物利用度可能较低。

然而，天然产物糖苷类化合物的药代动力学特征往往不同于传统小分子药物。G7DG在肠道中可能被肠道菌群产生的β-葡萄糖苷酶水解为染料木素苷元，后者具有更高的膜通透性，能够被有效吸收。这种“前药”策略使得G7DG的口服生物利用度可能高于基于理化参数预测的值。

药代动力学特征

关于G7DG的药代动力学研究相对有限，但已有研究揭示了其体内过程的一些关键特征。口服给药后，G7DG在胃肠道中部分被水解为染料木素苷元，后者经肠道上皮细胞吸收后，在肝脏和肠壁中发生葡萄糖醛酸化和硫酸化结合反应，形成Ⅱ相结合物。这些结合物通过胆汁排泄进入肠道，经肠道菌群脱结合后可能被重吸收，形成肠肝循环。

G7DG及其代谢产物的血浆浓度-时间曲线通常呈现双峰现象，第一个峰对应于原型药物和早期代谢产物的吸收，第二个峰可能与肠肝循环有关。其消除半衰期约为6-8小时，主要排泄途径为尿液和胆汁。值得注意的是，G7DG的代谢存在显著的个体差异，这可能与肠道菌群组成、遗传多态性和饮食因素有关。

安全性评价

初步安全性评价表明，G7DG具有较好的安全性特征。在急性毒性实验中，小鼠口服G7DG的LD50值大于2000 mg/kg，属于低毒化合物。亚慢性毒性研究中，连续给药28天未观察到明显的器官毒性或血液学参数异常。hERG抑制风险评估为阴性，提示其心脏毒性风险较低。

然而，Ames试验结果为1.2，提示该化合物可能具有轻微的遗传毒性风险。这一结果需要引起重视，但考虑到天然产物中许多具有抗肿瘤活性的化合物（如白藜芦醇、姜黄素）在Ames试验中也呈现弱阳性结果，其临床意义需要结合体内实验和长期毒性研究进行综合评估。此外，作为异黄酮类化合物，G7DG的雌激素样活性可能对内分泌系统产生潜在影响，长期使用的安全性需要进一步研究。

临床应用前景与展望

乳腺癌治疗潜力

基于G7DG对乳腺癌细胞的多靶点作用机制，其在乳腺癌治疗中的应用前景尤为值得关注。对于ER+乳腺癌，G7DG可以作为抗雌激素治疗的辅助药物，通过同时抑制ER信号和生长因子信号通路，克服内分泌治疗耐药。对于三阴性乳腺癌（TNBC），G7DG能够通过抑制EGFR、STAT3和NOTCH1等信号通路，发挥抗肿瘤作用，为这一缺乏靶向治疗方案的乳腺癌亚型提供新的治疗选择。

此外，G7DG与化疗药物（如紫杉醇、多柔比星、顺铂）的联合应用显示出协同效应，能够降低化疗药物的使用剂量，减少毒副作用。G7DG的多药耐药逆转作用也使其在耐药性乳腺癌的治疗中具有潜在价值。未来，基于G7DG的联合治疗方案有望进入临床试验阶段。

其他肿瘤类型

除乳腺癌外，G7DG在前列腺癌、结肠癌、肺癌和肝癌等肿瘤中也显示出抗肿瘤活性。在前列腺癌中，G7DG能够通过抑制雄激素受体信号和PI3K/Akt通路，抑制肿瘤细胞增殖和诱导凋亡。在结肠癌中，G7DG的抗炎和抗氧化活性可能与其预防作用相关。这些研究为G7DG的广谱抗肿瘤应用提供了科学依据。

剂型开发策略

针对G7DG口服生物利用度低的问题，多种剂型开发策略正在探索中。纳米技术，如脂质体、聚合物纳米粒和固体脂质纳米粒，能够提高G7DG的包封率和口服吸收。磷脂复合物技术能够改善G7DG的脂溶性，促进其通过肠道淋巴系统吸收。此外，前药设计策略，如将G7DG的糖基进行化学修饰，可能进一步提高其代谢稳定性和生物利用度。

未来研究方向

尽管G7DG的研究取得了显著进展，但仍有许多问题需要解决。首先，G7DG的体内代谢产物及其生物活性需要系统鉴定，以明确其发挥药理作用的真正活性形式。其次，G7DG对正常组织的长期安全性需要更多研究，特别是其对内分泌系统和肠道菌群的影响。第三，基于G7DG结构的衍生物设计和合成，有望获得活性更强、选择性更高的先导化合物。最后，G7DG与其他天然产物或化疗药物的协同作用机制需要深入研究，为临床联合用药提供理论依据。

结语

染料木素-7,4'-二-O-β-D-葡萄糖苷作为大豆异黄酮的重要活性成分，凭借其多重酪氨酸激酶抑制活性和多靶点作用机制，在抗肿瘤研究领域展现出独特的价值。其通过调控AMPK、MCL1、BCL2、NOTCH1、STAT3、ESR2等多个信号通路分子，实现对肿瘤细胞增殖、凋亡、血管生成和转移的多维度抑制，为乳腺癌等多种恶性肿瘤的治疗提供了新的思路。

从天然产物到候选药物的转化过程中，G7DG面临成药性优化、药代动力学改善和安全性评价等多重挑战。然而，其良好的水溶性、低心脏毒性和多药耐药逆转活性等优势，使其具有进一步开发的潜力。随着纳米制剂技术、前药设计策略和联合用药方案的不断发展，G7DG有望在未来成为肿瘤综合治疗的重要组成部分。

天然产物药物开发是一个漫长而充满挑战的过程，G7DG的研究历程再次证明，深入理解天然产物的化学结构、药理活性和作用机制，结合现代药物化学和药剂学技术，能够将传统知识转化为现代医学的治疗武器。期待未来有更多关于G7DG的基础研究和临床转化研究，为人类健康事业做出贡献。