产品名称: 防风草内酯
英文名: Ovatodiolide
中文别名:
英文别名:
Cas 号: 3484-37-5
产品编码:BP5292
分子式: C20H24O4
分子量: 328.408
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。
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。
防风草内酯的HPLC图谱
储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃
52.60
3.06
3.06
0.07
6.09
7.31
高
80.26
5.57
否
是
否
否
有
无
0.0
是
是
是
是
天然产物作为药物发现的重要源泉，在人类与疾病的漫长斗争史中扮演着不可替代的角色。从传统草药中分离、鉴定具有生物活性的小分子化合物，并阐明其作用机制，是现代药物化学与药理学研究的重要范式。在这一背景下，源自传统药用植物广防风（Anisomeles indica）的防风草内酯（Ovatodiolide），凭借其独特的化学结构和多方面的药理活性，尤其是显著的抗癌、抗炎与抗病毒潜力，引起了国内外学者的广泛关注。
防风草内酯是一种二萜类化合物，属于对映-贝壳杉烷型（ent-kaurane）二萜内酯。其名称源于其植物来源——广防风，该植物在印度、中国及东南亚地区的传统医学体系中有着悠久的应用历史，常用于治疗风湿痹痛、感冒发热、皮肤湿疹及蛇虫咬伤等病症。现代药理学研究初步揭示了这些传统功效的科学内涵，证实广防风提取物具有抗菌、抗炎、解热、镇痛及免疫调节等作用。而防风草内酯作为其主要活性成分之一，被认为是这些药理效应的关键物质基础。
近年来，针对防风草内酯的研究取得了突破性进展。研究证实，该化合物不仅具有广谱抗菌活性，还能通过调控多条信号通路发挥强大的抗炎效应。尤为引人注目的是，其在抗肿瘤领域展现出巨大潜力。防风草内酯能够通过诱导活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）的产生，激活ATM/ATR（共济失调毛细血管扩张突变/Rad3相关蛋白）信号通路，从而引发细胞周期G2/M期阻滞和细胞凋亡，对多种癌细胞系表现出选择性细胞毒性。此外，初步研究还提示其可能通过作用于多种病毒靶点（如MPO、UL42、UL54、CCR5、CXCR4等）而具备抗病毒活性，为应对病毒性传染病提供了新的候选分子。
本文旨在对防风草内酯的研究现状进行系统性的综述。文章将首先介绍其化学结构与理化性质，随后阐述其植物来源与提取分离方法，重点梳理其在抗癌、抗炎、抗菌及抗病毒等方面的药理活性，并深入探讨其作用机制与分子靶点。在此基础上，结合成药性参数与药代动力学特征，对其作为先导化合物或候选药物的潜力进行评价，并展望其未来的临床应用前景与研究方向，以期为该天然产物的深入开发与利用提供参考。
防风草内酯（Ovatodiolide）的化学结构是其生物活性的基础。从化学分类上看，它属于二萜类化合物，具体为对映-贝壳杉烷型二萜内酯。其核心骨架由四个异戊二烯单元构成，形成一个具有多个手性中心的多环体系。防风草内酯的独特之处在于其分子内存在一个α,β-不饱和γ-内酯环（五元内酯环），该结构单元被认为是其与生物靶点相互作用、发挥多种药理活性的关键药效团。此外，分子中还包含多个羟基和双键，这些官能团为其进一步的化学修饰和衍生化提供了可能。
根据提供的化合物信息，防风草内酯的分子式为C₂₀H₂₄O₄，分子量为328.4080 Da。其脂水分配系数（LogP）为3.0607，表明该化合物具有适中的亲脂性，这有利于其穿透细胞膜，但也可能影响其在水性环境中的溶解度。事实上，其水溶性参数为0.0683 mg/mL，提示其在水中的溶解度较低，这可能是其口服生物利用度面临挑战的原因之一。极性表面积（TPSA）为52.6000 Ų，这一数值处于合理范围内，通常认为TPSA小于140 Ų的分子具有良好的口服吸收潜力。值得注意的是，其血脑屏障（BBB）穿透性被评估为“高”，这暗示防风草内酯可能具备进入中枢神经系统的能力，一方面为其治疗中枢神经系统疾病（如脑瘤、神经炎症）提供了可能性，但另一方面也可能带来潜在的中枢神经系统毒性风险，需要在后续研究中予以关注。
在安全性预测方面，hERG（human Ether-à-go-go Related Gene）抑制预测结果为“否”，这是一个积极的信号，表明该化合物引起心脏QT间期延长和致命性心律失常（如尖端扭转型室速）的风险较低。此外，Ames试验结果为0.0，提示其在细菌回复突变试验中未表现出明显的致突变性，初步排除了其作为遗传毒性致癌物的风险。这些初步的毒理学评估数据为防风草内酯的进一步开发提供了有利的安全性窗口。
综合来看，防风草内酯具备一个具有生物活性的二萜内酯骨架，其理化性质（如适中的脂溶性、良好的BBB穿透性）和初步的安全性预测（低hERG抑制风险、无Ames致突变性）使其成为一个有吸引力的先导化合物。然而，其较差的水溶性是制约其成药性的一个关键瓶颈，需要通过制剂技术（如纳米脂质体、环糊精包合物）或前药设计等策略来加以改善。
防风草内酯的主要天然来源是唇形科（Lamiaceae）广防风属植物广防风（Anisomeles indica (L.) Kuntze），又名防风草、落马衣、秽草等。广防风是一种一年生或多年生草本植物，广泛分布于中国南方（如广东、广西、云南、福建、台湾）、印度、东南亚及澳大利亚等热带和亚热带地区。该植物全草均可入药，传统上用于治疗感冒、头痛、风湿、湿疹、毒蛇咬伤等。除广防风外，同属植物如Anisomeles malabarica也被报道含有防风草内酯，但广防风仍是其主要来源。
防风草内酯在广防风植物中的含量受多种因素影响，包括生长环境、采收季节、植物部位等。研究表明，防风草内酯主要积累于植物的地上部分，尤其是叶片和茎中。因此，合理的采收时间和部位选择对于获得高含量的原料至关重要。通常，在植物生长旺盛期或花期前采收，其活性成分含量较高。
从广防风植物中提取和分离防风草内酯，通常遵循天然产物化学的经典流程，主要包括以下几个步骤：
原料预处理与提取：将干燥的广防风地上部分粉碎后，采用有机溶剂进行提取。由于防风草内酯具有中等亲脂性，常用的提取溶剂包括乙醇、甲醇或其与水的混合溶液。冷浸、渗漉或加热回流提取是常用的方法。为了提高提取效率和选择性，近年来也采用了超声辅助提取、微波辅助提取等现代技术。
初步分离与富集：将粗提物浓缩后，通常采用液-液萃取法进行初步分离。例如，将乙醇提取物悬浮于水中，依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇等不同极性的溶剂进行萃取。由于防风草内酯极性中等，其主要富集在乙酸乙酯萃取层中。通过这一步骤，可以去除大量水溶性杂质（如糖、鞣质）和脂溶性杂质（如叶绿素、蜡质）。
色谱分离与纯化：对富集了防风草内酯的乙酸乙酯萃取物，需要进行进一步的色谱分离。硅胶柱色谱是最常用的方法，通常采用氯仿-甲醇或石油醚-乙酸乙酯等溶剂系统进行梯度洗脱。通过薄层色谱（TLC）检测，合并含有目标化合物的流分。对于难以分离的组分，可结合使用其他色谱技术，如Sephadex LH-20凝胶柱色谱（用于去除色素和进一步纯化）、制备型高效液相色谱（Pre-HPLC）等，以获得高纯度的防风草内酯单体。
结构鉴定：最终获得的纯化合物需要通过波谱学方法进行结构确证。常用的技术包括核磁共振波谱（¹H-NMR、¹³C-NMR、DEPT、HMQC、HMBC、NOESY等）、质谱（MS，尤其是高分辨质谱HR-MS）、红外光谱（IR）和紫外光谱（UV）。通过与文献报道的数据进行比对，最终确定其化学结构为防风草内酯。
综上所述，防风草内酯的提取分离是一个经典的天然产物化学研究过程。随着绿色化学和高效分离技术的发展，未来有望开发出更环保、更高效的提取工艺，以满足对其药理活性和成药性进行深入研究的物质需求。
防风草内酯的药理活性研究已涵盖抗炎、抗菌、抗癌及抗病毒等多个领域，展现了其作为多功能天然产物的巨大潜力。
1. 抗炎活性
炎症是机体对有害刺激的一种防御反应，但过度或持续的炎症会导致多种疾病。防风草内酯表现出显著的抗炎活性。体外研究表明，它能有效抑制脂多糖（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（如TNF-α、IL-1β、IL-6）的产生。其作用机制与抑制核因子κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路的激活密切相关。通过阻断这些关键炎症信号通路，防风草内酯能够从转录水平下调诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶-2（COX-2）等炎症相关酶的表达，从而发挥抗炎效应。这些发现为其在治疗炎症性疾病（如关节炎、皮炎、结肠炎）中的应用提供了理论基础。
2. 抗菌活性
传统上，广防风被用于治疗感染性疾病，现代研究证实了防风草内酯的抗菌作用。研究表明，防风草内酯对多种细菌和真菌具有抑制作用，包括金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）等革兰氏阳性菌，以及大肠杆菌（Escherichia coli）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）等革兰氏阴性菌。其抗菌机制可能涉及破坏细菌细胞膜的完整性、抑制细菌核酸或蛋白质的合成等。尽管其抗菌活性相对于传统抗生素可能较弱，但作为天然产物，其不易产生耐药性的特点使其在开发新型抗菌药物方面具有潜在价值，尤其是用于对抗耐药菌株。
3. 抗癌活性
抗癌活性是当前防风草内酯研究中最受关注的领域。大量研究证实，防风草内酯对多种人类癌细胞系表现出显著的增殖抑制和细胞毒性作用，包括肝癌（HepG2, Hep3B）、肺癌（A549）、乳腺癌（MCF-7, MDA-MB-231）、结直肠癌（HCT-116, HT-29）、前列腺癌（PC-3）、胃癌（SGC-7901）、白血病（HL-60）等。更重要的是，其对正常细胞的毒性相对较低，显示出一定的选择性。
防风草内酯诱导癌细胞死亡的机制是多方面的，主要包括：
4. 抗病毒活性
根据提供的化合物信息，防风草内酯具有潜在的抗病毒活性，其相关靶点包括MPO、UL42、UL54、ICP27、TK、gD、CCR5、CXCR4、HIV1-PR、INT等。这些靶点涵盖了多种病毒，如单纯疱疹病毒（HSV，靶点UL42、UL54、ICP27、TK、gD）和人类免疫缺陷病毒（HIV，靶点CCR5、CXCR4、HIV1-PR、INT）。这表明防风草内酯可能通过作用于病毒生命周期中的不同环节（如病毒DNA复制、转录、蛋白加工、病毒进入宿主细胞等）来发挥广谱抗病毒作用。例如，抑制CCR5和CXCR4这两个HIV进入宿主细胞所需的共受体，提示其可能作为HIV进入抑制剂。而抑制HIV整合酶（INT）和蛋白酶（HIV1-PR）则可能干扰病毒的整合和成熟过程。尽管目前关于其抗病毒活性的直接实验证据可能尚不充分，但这些靶点预测为其在抗病毒药物开发中的应用指明了方向，值得进行深入的实验验证。
防风草内酯的药理活性，尤其是其抗癌作用，是通过与多个分子靶点相互作用，调控复杂的信号网络来实现的。其中，ROS依赖性ATM/ATR信号通路的激活是其诱导癌细胞G2/M期阻滞和凋亡的核心机制。
1. ROS介导的DNA损伤应答
活性氧（ROS）是细胞代谢的副产物，在低浓度时作为信号分子参与细胞增殖、分化等生理过程，但在高浓度时则会造成氧化应激，损伤DNA、蛋白质和脂质。防风草内酯能够选择性地在癌细胞中诱导ROS的大量产生，这可能是其发挥抗癌选择性的关键。ROS的积累会直接导致DNA双链断裂（DSBs）和单链断裂（SSBs），从而激活细胞的DNA损伤应答（DDR）机制。
2. ATM/ATR信号通路的激活
ATM和ATR是DDR中的两大核心激酶。ATM主要响应DNA双链断裂，而ATR则主要响应复制应激和DNA单链断裂。防风草内酯诱导的ROS可能同时激活这两条通路。激活的ATM和ATR通过磷酸化其下游的检查点激酶Chk2和Chk1，将损伤信号级联放大。磷酸化的Chk2和Chk1进而作用于Cdc25磷酸酶家族。Cdc25C是调控G2/M期转换的关键磷酸酶，它通过去除Cdk1（Cdc2）上的抑制性磷酸化位点（Thr14/Tyr15）来激活Cyclin B1/Cdk1复合物，推动细胞进入有丝分裂。Chk1和Chk2的激活会导致Cdc25C被磷酸化而失活，并被隔离在细胞质中，无法激活核内的Cyclin B1/Cdk1复合物，从而导致细胞周期停滞在G2/M检查点。这种阻滞为细胞修复受损的DNA提供了时间，但当损伤过于严重而无法修复时，则会触发细胞凋亡。
3. 线粒体凋亡途径的触发
持续的G2/M阻滞和过量的ROS会损伤线粒体，导致线粒体膜电位（ΔΨm）下降，线粒体通透性转换孔（mPTP）开放，从而释放出包括细胞色素c、Smac/DIABLO和AIF在内的促凋亡因子。细胞色素c进入细胞质后，与Apaf-1和Caspase-9前体结合形成“凋亡体”，激活Caspase-9，进而激活下游的执行型Caspase-3和Caspase-7，最终导致细胞凋亡。防风草内酯还能调节Bcl-2家族蛋白的表达，通常表现为上调促凋亡蛋白（如Bax、Bak）和下调抗凋亡蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL），进一步促进线粒体途径的凋亡。
4. 抗病毒作用的潜在靶点
如前所述，防风草内酯可能通过作用于多种病毒靶点发挥抗病毒作用。以HIV为例：
- CCR5和CXCR4：它们是HIV-1进入靶细胞所需的共受体。防风草内酯可能通过结合或下调这些受体的表达，阻断病毒包膜蛋白gp120与共受体的相互作用，从而抑制病毒的进入。
- HIV-1蛋白酶（HIV1-PR）：该酶负责将病毒前体蛋白切割成具有功能的结构蛋白和酶，是抗HIV药物的重要靶点。防风草内酯可能通过抑制该酶的活性，阻止成熟病毒颗粒的产生。
- 整合酶（INT）：该酶负责将逆转录产生的病毒DNA整合到宿主细胞基因组中。抑制整合酶可以阻止病毒的潜伏感染和持续复制。
对于HSV，靶点如UL42（DNA聚合酶辅助蛋白）、UL54（RNA聚合酶II转录因子）、ICP27（立即早期蛋白）、TK（胸苷激酶）和gD（糖蛋白D）分别涉及病毒DNA复制、基因转录、病毒蛋白表达、核苷酸代谢和病毒进入等关键步骤。防风草内酯对这些靶点的潜在抑制作用，使其成为一个有前景的多靶点抗病毒先导化合物。
将防风草内酯从实验室研究推向临床应用，必须对其成药性（Drug-likeness）和药代动力学（ADME）特性进行全面评价。根据提供的参数和现有研究，可以对其成药性前景进行初步评估。
1. 成药性评价
2. 药代动力学特征
目前关于防风草内酯体内药代动力学的详细研究报道相对有限，但根据其理化性质可以推断：
- 吸收：其适中的LogP提示其具有较好的膜通透性，但低水溶性会限制其在胃肠道的溶出速率，从而影响口服吸收。预计其口服生物利用度可能较低。吸收可能主要发生在小肠。
- 分布：由于其高脂溶性和高BBB穿透性，防风草内酯在体内可能广泛分布，尤其是在富含脂质的组织（如脑、脂肪组织）中。其与血浆蛋白的结合率尚不清楚，但预计可能较高。
- 代谢：防风草内酯的α,β-不饱和内酯环和羟基是其主要的代谢位点。它可能通过I相代谢（如细胞色素P450酶介导的氧化、还原、水解）和II相代谢（如葡萄糖醛酸结合、硫酸结合）进行生物转化。其代谢产物可能保留或丧失生物活性。
- 排泄：代谢产物和少量原形药物可能主要通过胆汁和尿液排出体外。
总结：防风草内酯具备一定的成药性基础，如符合类药性规则、初步安全性良好。然而，其水溶性差和潜在的代谢不稳定性是其主要短板。未来的药物化学和药剂学研究应聚焦于：
1. 结构优化：通过合理的结构修饰（如引入极性基团、封闭代谢位点），在不影响活性的前提下，提高水溶性和代谢稳定性。
2. 新型制剂开发：利用现代制剂技术，如纳米脂质体、聚合物胶束、自微乳化给药系统等，提高其生物利用度。
3. 深入的ADME研究：建立灵敏的生物样品分析方法（如LC-MS/MS），系统研究其在动物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程，明确其药代动力学特征和代谢途径。
基于其多方面的药理活性和初步的成药性评价，防风草内酯在多个治疗领域展现出令人期待的临床应用前景。
1. 抗肿瘤领域
这是防风草内酯最具潜力的应用方向。其通过诱导ROS和激活ATM/ATR信号通路，选择性地杀伤癌细胞，同时对正常细胞毒性较低，这一特性使其成为开发新型抗癌药物的理想先导化合物。未来的研究重点包括：
- 联合用药：探索防风草内酯与临床常用化疗药物（如顺铂、紫杉醇、阿霉素）或靶向药物（如索拉非尼、伊马替尼）的协同效应，以期降低化疗药物的剂量和毒副作用，克服耐药性。
- 增敏作用：研究其作为放疗或免疫治疗的增敏剂的可能性。ROS介导的DNA损伤可能增强放疗的效果，而诱导免疫原性细胞死亡（ICD）则可能增强免疫治疗的疗效。
- 针对特定癌症类型：鉴于其良好的BBB穿透性，应重点研究其对脑胶质瘤等中枢神经系统肿瘤的治疗潜力。
2. 抗炎与自身免疫性疾病
其强大的抗炎活性，特别是通过抑制NF-κB和MAPK通路，使其在治疗慢性炎症性疾病方面具有潜力，例如类风湿性关节炎、炎症性肠病（克罗恩病、溃疡性结肠炎）、银屑病等。开发成局部外用制剂（如软膏、凝胶）用于治疗皮炎、湿疹等皮肤病，可能是一个相对容易实现的路径。
3. 抗感染领域
4. 面临的挑战与未来研究方向
尽管前景广阔，防风草内酯的临床转化仍面临诸多挑战：
- 药代动力学瓶颈：水溶性差和潜在的代谢不稳定性是首要问题。未来的药物化学研究应致力于通过结构修饰（如合成一系列类似物或前药）来优化其ADME性质。
- 作用机制的深入阐明：虽然ROS/ATM/ATR通路是核心机制，但其上游靶点（即直接作用的蛋白靶点）尚不明确。通过化学蛋白质组学（如基于活性的蛋白质组分析，ABPP）等技术寻找其直接结合的蛋白靶点，对于理解其作用机制和指导结构优化至关重要。
- 体内药效与安全性验证：目前的研究多集中在体外细胞水平。需要建立多种动物模型（如异种移植瘤模型、炎症模型、病毒感染模型）来系统验证其体内药效，并进行全面的毒理学评价，包括对正常组织器官的毒性、对肠道菌群的影响等。
- 资源可持续性：广防风虽然是常见植物，但若要满足大规模药物开发的需求，需要建立可持续的原料供应体系，如人工栽培、组织培养或利用合成生物学技术（如酵母工程菌）生产防风草内酯。
防风草内酯，这一源自传统草药广防风的二萜内酯化合物，凭借其独特的化学结构和多效的药理活性，已从一个民间用药的活性成分，成长为现代药物研发领域中一颗引人注目的新星。本文系统综述了其在化学、植物学、药理学、机制研究和成药性评价方面的研究进展。
研究表明，防风草内酯通过ROS依赖性ATM/ATR信号通路诱导癌细胞G2/M期阻滞和凋亡，是其抗癌活性的核心机制。同时，其显著的抗炎、抗菌及潜在的抗病毒活性，使其在多个治疗领域展现出应用潜力。其符合类药性规则的理化性质和初步良好的安全性特征，为其作为先导化合物奠定了基础。然而，水溶性差、药代动力学特性不明以及直接作用靶点不清等问题，是制约其临床转化的主要瓶颈。
展望未来，防风草内酯的研究正处于从“发现”向“开发”过渡的关键时期。未来的工作应聚焦于：1）通过药物化学和制剂学手段解决其成药性缺陷；2）利用先进的化学生物学技术阐明其直接作用靶点；3）在多种体内模型中验证其药效和安全性；4）探索其与其他药物的协同作用。我们有理由相信，随着研究的不断深入，防风草内酯及其衍生物有望在未来为人类战胜癌症、炎症和感染性疾病提供新的、有效的治疗策略，续写天然产物在药物发现史上的辉煌篇章。
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