德鸢尾素

产品名称: 德鸢尾素
英文名: Irilone
中文别名:
英文别名: 4',5-Dihydroxy-6,7-(epoxymethanoxy)isoflavone
Cas 号: 41653-81-0
产品编码:BP5339
分子式: C₁₆H₁₀O₆
分子量: 298.25
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。

德鸢尾素的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

天然产物作为药物发现的重要源泉，在人类与疾病的漫长斗争史中扮演着不可替代的角色。其中，黄酮类化合物以其广泛的存在、多样的生物活性及较低的毒性，成为天然产物药理学研究的热点领域。在众多黄酮类化合物中，异黄酮亚类因其与雌二醇结构相似而具备的雌激素样作用，尤其受到关注。德鸢尾素（Irilone），作为一种结构独特的异黄酮类化合物，正逐渐从众多天然产物中脱颖而出，展现出值得深入挖掘的药理学潜力。

德鸢尾素（CAS号：41653-81-0）最早从鸢尾科植物（Iris species）中分离鉴定，其名称亦由此而来。然而，后续研究发现，豆科植物红三叶草（Trifolium pratense）的花和叶是其更为丰富且易于获取的来源。红三叶草作为一种传统的药用植物和牧草，在民间医学中常被用于治疗更年期综合征、心血管疾病及某些炎症性疾病。长期以来，人们将红三叶草的药理活性主要归因于其富含的染料木素（Genistein）、大豆苷元（Daidzein）等常见异黄酮。然而，随着分离分析技术的进步，德鸢尾素等含量相对较低但活性独特的成分开始进入研究者的视野。

与染料木素等经典异黄酮相比，德鸢尾素在结构上具有一个独特的亚甲二氧基环（Methylenedioxy group），这一结构修饰往往能显著影响分子的理化性质、代谢稳定性以及与生物靶点的相互作用模式。早期研究多聚焦于德鸢尾素的雌激素样活性，但近年来，越来越多的证据表明，其药理作用谱远不止于此，涵盖了抗炎、抗氧化、抗肿瘤、神经保护等多个领域。这些发现提示德鸢尾素可能是一个具有多靶点、多途径作用特征的先导化合物。

尽管德鸢尾素展现出诱人的研究前景，但当前对其系统性的认识仍相对有限。其药代动力学特性、体内代谢途径、具体分子靶点的确认以及潜在的毒理学风险等关键问题，尚待深入阐明。本文旨在系统梳理德鸢尾素的研究现状，从其化学结构、植物来源、药理活性、作用机制到成药性评价，进行全面而深入的综述，以期为该天然产物的后续研究与开发提供有价值的参考，并探讨其在现代药物发现中的潜在角色。

化学结构与理化性质

德鸢尾素属于异黄酮类化合物，其核心骨架为3-苯基色原酮（3-Phenylchromen-4-one）。与典型的异黄酮如大豆苷元相比，德鸢尾素最显著的结构特征是在A环的C-6和C-7位之间引入了一个亚甲二氧基（-O-CH₂-O-）桥环结构。具体而言，其化学名为5,7-二羟基-6,7-亚甲二氧基异黄酮（5,7-Dihydroxy-6,7-methylenedioxyisoflavone），系统命名（IUPAC）为5,7-二羟基-3-(4-羟基苯基)-6H-[1,3]二氧杂环戊烯并[4,5-g]色烯-6-酮。这个独特的亚甲二氧基环是区分德鸢尾素与其他常见异黄酮的关键结构单元。

从理化性质来看，德鸢尾素的分子式为C₁₆H₁₀O₆，分子量为298.24 g/mol。其拓扑极性表面积（TPSA）为110.38 Ų，这一数值相对较高，通常意味着分子具有较好的水溶性潜力，但同时也可能限制其穿透生物膜的能力，尤其是通过血脑屏障。分子结构中包含6个氢键受体（主要来自酚羟基和羰基氧），以及2个氢键供体（来自C-5和C-7位的酚羟基）。这些官能团使得德鸢尾素能够与多种生物大分子（如蛋白质、酶）通过氢键发生相互作用，是其发挥生物活性的化学基础。

德鸢尾素为黄色或淡黄色结晶性粉末，具有一定的熔点。其紫外吸收光谱在异黄酮的特征区域（约250-270 nm和300-350 nm）有强吸收，可用于其定性和定量分析。在溶解性方面，德鸢尾素微溶于水，但易溶于甲醇、乙醇、二甲基亚砜（DMSO）等有机溶剂。其酚羟基的存在使其在碱性溶液中溶解度增加，形成酚盐。稳定性方面，德鸢尾素在常规储存条件下（避光、干燥、低温）相对稳定，但在强光、高温或极端pH条件下可能发生降解。其特有的亚甲二氧基结构在体内外可能被细胞色素P450酶系（CYPs）代谢开环，生成相应的邻苯二酚衍生物，这一代谢途径可能与其生物活性和毒性密切相关。

植物来源与提取方法

德鸢尾素在自然界中的分布相对有限，主要存在于鸢尾科（Iridaceae）和豆科（Fabaceae）的部分植物中。其发现历史与鸢尾属植物密切相关，如德国鸢尾（Iris germanica）、香根鸢尾（Iris pallida）等。然而，从资源可持续性和含量角度考虑，红三叶草（Trifolium pratense）被认为是当前获取德鸢尾素最具潜力的植物来源。红三叶草在全球温带地区广泛种植，资源丰富，其花和叶是主要的药用部位。研究表明，德鸢尾素在红三叶草中的含量虽低于染料木素和大豆苷元，但通过优化提取工艺，仍可获得可观产量。此外，在某些豆科植物如广豆根（Sophora subprostrata）中也有检出。

针对德鸢尾素的提取，经典的溶剂提取法仍是基础。鉴于其极性特征，常选用甲醇、乙醇或含水醇作为提取溶剂。为了提高提取效率和选择性，研究者们开发了多种现代提取技术。例如，超声辅助提取（UAE）利用超声波的空化效应破坏植物细胞壁，加速溶剂渗透和溶质扩散，可在较短时间内（如30-60分钟）和较低温度下获得较高提取率。微波辅助提取（MAE）则利用微波能对极性分子（如水）的选择性加热，使细胞内部温度迅速升高，压力增大，导致细胞破裂，从而促进目标化合物溶出。对于德鸢尾素，采用一定浓度的乙醇（如70%乙醇）作为溶剂，结合UAE或MAE，通常能获得优于传统回流提取的效果。

提取后的粗提物成分复杂，需经分离纯化步骤才能获得高纯度的德鸢尾素。柱色谱法是核心手段。早期多采用硅胶柱色谱，以不同比例的氯仿-甲醇或石油醚-丙酮系统进行梯度洗脱。由于德鸢尾素含有酚羟基，聚酰胺柱色谱因其对酚类化合物的选择性吸附能力，也常被用于分离。近年来，高效、快速的分离技术得到广泛应用。高速逆流色谱（HSCCC）是一种基于液-液分配原理的色谱技术，无需固体固定相，避免了样品在柱上的不可逆吸附，特别适合黄酮类化合物的分离。已有研究成功利用HSCCC从红三叶草粗提物中一步分离得到包括德鸢尾素在内的多种异黄酮。此外，制备型高效液相色谱（Prep-HPLC）能够实现高纯度（>98%）的最终纯化，是获得标准品或进行深入药理研究样品的常用方法。

在分析检测方面，高效液相色谱（HPLC）联用紫外检测器（UV）或二极管阵列检测器（DAD）是定量分析德鸢尾素的标准方法。液质联用技术（LC-MS/MS）则因其高灵敏度和高特异性，被广泛用于复杂基质（如植物提取物、生物样品）中德鸢尾素的定性和定量分析，并可同时解析其代谢产物。

药理活性研究

近年来，针对德鸢尾素的药理活性研究取得了显著进展，揭示了其在多个疾病模型中的潜在治疗价值。其活性谱广泛，主要包括以下几个方面：

1. 雌激素样活性与骨骼保护作用
作为异黄酮家族成员，德鸢尾素最受关注的活性之一是其与雌激素受体的相互作用。体外实验表明，德鸢尾素能够与雌激素受体β（ERβ）和雌激素受体α（ERα）结合，表现出选择性雌激素受体调节剂（SERM）的特征。在去卵巢（OVX）大鼠模型（模拟绝经后骨质疏松症）中，口服德鸢尾素能够显著增加骨密度，改善骨微结构，并降低骨转换标志物（如血清骨钙素、尿脱氧吡啶啉）的水平。其作用机制部分归因于通过激活ERβ，促进成骨细胞分化与矿化，同时抑制破骨细胞活性。与经典雌激素相比，德鸢尾素对子宫的刺激作用较弱，提示其可能具有更优的安全性窗口，这对于开发治疗绝经后骨质疏松症的药物尤为重要。

2. 抗炎与抗氧化活性
炎症和氧化应激是许多慢性疾病（如心血管疾病、神经退行性疾病、癌症）的共同病理基础。德鸢尾素展现出显著的抗炎活性。在脂多糖（LPS）刺激的巨噬细胞模型中，德鸢尾素能够剂量依赖性地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）的产生。同时，它还能下调诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶-2（COX-2）的表达，从而减少一氧化氮（NO）和前列腺素E2（PGE2）等炎症介质的释放。其抗氧化活性则体现在其能够直接清除自由基（如DPPH·、ABTS⁺·），并激活细胞内源性抗氧化防御系统，如核因子E2相关因子2（Nrf2）通路，上调超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等抗氧化酶的表达。

3. 抗肿瘤活性
德鸢尾素对多种肿瘤细胞株表现出增殖抑制和诱导凋亡的作用。研究涉及乳腺癌、前列腺癌、结肠癌、肝癌等。例如，在人乳腺癌MCF-7细胞中，德鸢尾素可通过调控雌激素受体信号通路及非基因组效应，抑制细胞增殖并诱导G2/M期细胞周期阻滞。在前列腺癌PC-3和LNCaP细胞中，德鸢尾素能够抑制雄激素受体信号，并诱导细胞凋亡。其抗肿瘤机制复杂，可能涉及多个方面：① 调控细胞周期相关蛋白（如Cyclin B1, p21）；② 激活线粒体凋亡通路（上调Bax，下调Bcl-2，释放细胞色素c，激活Caspase级联反应）；③ 抑制PI3K/Akt/mTOR等促生存信号通路；④ 抑制血管内皮生长因子（VEGF）表达，发挥抗血管生成作用。值得注意的是，德鸢尾素对正常细胞的毒性相对较低，显示出一定的选择性。

4. 神经保护活性
鉴于其抗炎和抗氧化特性，德鸢尾素在神经退行性疾病模型中也展现出保护作用。在β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导的神经毒性模型中，德鸢尾素能够减少活性氧（ROS）的产生，抑制神经元凋亡，并改善突触可塑性。在帕金森病模型中，它可保护多巴胺能神经元免受6-羟基多巴胺（6-OHDA）或1-甲基-4-苯基吡啶离子（MPP⁺）的损伤。这些效应可能与激活Nrf2/ARE抗氧化通路、抑制小胶质细胞介导的神经炎症以及调节自噬功能有关。然而，德鸢尾素能否有效穿透血脑屏障（BBB）仍是其神经保护应用的关键瓶颈，目前尚无定论。

5. 其他活性
初步研究还提示德鸢尾素可能具有抗菌、抗病毒（如抗流感病毒）、降血糖（改善胰岛素抵抗）以及保护心血管（如抑制血管平滑肌细胞增殖、改善内皮功能）等活性。这些发现进一步拓展了其潜在的应用范围，但大多仍处于初步探索阶段。

作用机制与分子靶点

德鸢尾素的药理活性是多靶点、多通路协同作用的结果。其核心作用机制可归纳为以下几个方面：

1. 雌激素受体（ER）介导的信号通路
这是德鸢尾素最经典的作用机制。德鸢尾素作为植物雌激素，可与ERα和ERβ结合。与雌二醇（E2）相比，它对ERβ通常具有更高的相对结合亲和力。结合后，德鸢尾素-ER复合物发生构象变化，随后与靶基因启动子区的雌激素反应元件（ERE）结合，调控下游基因转录（基因组效应）。此外，它还能通过膜相关的ER（如GPER1）快速激活MAPK/ERK和PI3K/Akt等信号通路（非基因组效应）。这种SERM样特性使其能在某些组织（如骨）发挥激动剂作用，而在另一些组织（如乳腺、子宫）则表现为部分激动或拮抗作用，这构成了其骨骼保护作用且副作用较小的分子基础。

2. 炎症与氧化应激相关信号通路
- NF-κB通路抑制：德鸢尾素能够抑制IκB激酶（IKK）的活性，阻止IκBα的磷酸化和降解，从而抑制NF-κB（p65）的核转位。这直接导致其下游促炎基因（如TNF-α, IL-6, iNOS, COX-2）的转录活性下降。
- Nrf2/ARE通路激活：德鸢尾素可促进转录因子Nrf2与胞浆伴侣蛋白Keap1解离，使其稳定并转位入核，与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动一系列抗氧化酶（如HO-1, NQO1, SOD, GPx）和II相解毒酶的表达。这是其发挥细胞保护作用的关键机制。
- MAPK通路调控：德鸢尾素可调节p38 MAPK、JNK和ERK1/2的磷酸化水平。在不同细胞类型和刺激条件下，其调控方向可能不同，但总体倾向于抑制促炎性的p38和JNK信号，同时可能适度激活保护性的ERK信号。

3. 细胞凋亡与增殖调控通路
- 线粒体凋亡通路：在肿瘤细胞中，德鸢尾素通过上调促凋亡蛋白Bax，下调抗凋亡蛋白Bcl-2，导致线粒体膜电位下降，释放细胞色素c和凋亡诱导因子（AIF），进而激活Caspase-9和Caspase-3，执行凋亡程序。
- PI3K/Akt/mTOR通路：该通路是细胞生长和存活的关键调节者。德鸢尾素能够抑制Akt的磷酸化，从而降低其下游效应分子mTOR的活性，导致细胞周期阻滞和促进凋亡。
- Wnt/β-catenin通路：在部分研究中，德鸢尾素被发现可以抑制Wnt/β-catenin信号，降低β-catenin的核内水平，从而抑制与细胞增殖相关的靶基因（如c-Myc, Cyclin D1）的转录。

4. 表观遗传调控
最新研究提示，德鸢尾素可能通过影响表观遗传修饰发挥作用。例如，它可能抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC）或DNA甲基转移酶（DNMT）的活性，从而改变染色质状态，重新激活被沉默的抑癌基因。这一领域的研究尚处于起步阶段，但为理解其复杂的药理作用提供了新的视角。

成药性评价与药代动力学

将德鸢尾素从天然产物候选物推进至临床药物，必须对其成药性（Drug-likeness）和药代动力学（ADME）特性进行严格评估。

1. 成药性参数分析
根据Lipinski的“五规则”（Rule of Five），德鸢尾素的分子量（298.24 Da < 500 Da）、氢键供体数（2 < 5）、氢键受体数（6 < 10）均符合要求，其计算得到的脂水分配系数（logP）也通常在可接受范围内（约2-3）。这表明其具有较好的口服药物潜力。然而，其TPSA（110.38 Ų）略高于口服药物常见的上限（约140 Ų），但仍在可接受范围内。重要的是，其血脑屏障穿透性、肝毒性、心脏毒性（如hERG抑制）以及Ames致突变性等关键安全性指标目前均为“Unknown”，这是其成药性评价中的重大空白和风险点。特别是亚甲二氧基结构，在体内代谢开环后可能产生邻苯二酚类活性中间体，后者可能具有潜在的毒性（如肝毒性、肾毒性），需要重点评估。

2. 药代动力学特征
目前关于德鸢尾素体内药代动力学的数据非常有限，主要来自动物实验的初步探索。
- 吸收：口服给药后，德鸢尾素在胃肠道被吸收。作为异黄酮，其吸收可能受到肠道菌群的影响。苷元形式通常比其糖苷形式吸收更快。初步研究显示，德鸢尾素在大鼠体内的口服生物利用度较低，这可能与首过效应和肠道代谢有关。
- 分布：吸收后，德鸢尾素广泛分布于各组织。其与血浆蛋白的结合率尚不清楚。由于其较高的极性，推测其在脂肪组织中的分布有限。能否穿透血脑屏障是亟待解决的关键问题，现有数据为“Unknown”，但根据其结构特征（较高的TPSA和极性），推测其穿透BBB的能力可能较弱。
- 代谢：代谢是德鸢尾素体内处置的关键环节。主要代谢途径包括：① II相代谢：在肝脏和肠道，酚羟基发生葡萄糖醛酸化和硫酸化结合反应，生成相应的结合物，这是主要的代谢和解毒途径。② I相代谢：亚甲二氧基环在细胞色素P450酶（特别是CYP1A1, CYP1A2, CYP2D6）的催化下，可发生氧化开环，生成邻苯二酚衍生物（如6,7-二羟基染料木素）。该代谢产物可能具有更强的生物活性或毒性。此外，A环和B环也可能发生羟基化反应。
- 排泄：德鸢尾素及其代谢产物主要通过胆汁和尿液排泄。由于II相结合物的分子量增加，胆汁排泄可能是一条重要途径，导致部分药物进入肠肝循环，从而延长其在体内的滞留时间。

3. 药物相互作用潜力
德鸢尾素对CYP450酶系的影响尚不明确。其亚甲二氧基结构是潜在的CYP酶抑制剂（如对CYP1A2, CYP2D6的抑制），这可能导致与其他经这些酶代谢的药物发生相互作用。同时，它也可能诱导某些CYP酶（如CYP3A4）的表达。此外，作为P-糖蛋白（P-gp）等转运体的底物或抑制剂的可能性也需考察。

临床应用前景与展望

基于现有的药理学研究，德鸢尾素在以下几个领域展现出潜在的临床应用前景：

1. 绝经后骨质疏松症
这是德鸢尾素最具转化潜力的适应症。其SERM样特性，特别是对骨骼的保护作用和对子宫刺激较小的特点，使其成为开发新型抗骨质疏松药物的理想先导化合物。未来的研究重点在于：① 通过结构修饰，提高其对ERβ的选择性和口服生物利用度；② 在更大型的动物模型（如绵羊、非人灵长类）中验证其长期疗效和安全性；③ 开展系统的毒理学研究，特别是评估其对生殖系统、心血管系统和肝脏的潜在影响。

2. 慢性炎症性疾病
德鸢尾素强大的抗炎和抗氧化活性，使其有潜力用于治疗类风湿性关节炎、炎症性肠病、动脉粥样硬化等慢性炎症性疾病。然而，这些疾病通常需要长期用药，因此对药物的安全性要求极高。需要建立可靠的动物模型，评估其长期给药的疗效和毒副作用。

3. 肿瘤辅助治疗
德鸢尾素对多种肿瘤细胞的抑制作用，提示其可作为化疗或放疗的辅助用药。其低毒性和多靶点作用特点，有助于增强主药疗效、降低耐药性并减轻副作用。但需警惕其作为植物雌激素，在激素敏感性肿瘤（如乳腺癌）中可能存在的双刃剑效应。因此，针对不同肿瘤类型进行精准的机制研究和体内药效评价至关重要。

4. 神经退行性疾病
尽管血脑屏障穿透性是主要障碍，但若能通过纳米制剂、前药设计或鼻腔给药等方式实现脑内有效递送，德鸢尾素在阿尔茨海默病、帕金森病等领域的应用前景值得期待。

未来研究方向展望：
1. 深入机制研究：利用现代组学技术（如蛋白质组学、代谢组学）和基因编辑工具（如CRISPR-Cas9），系统鉴定德鸢尾素的直接作用靶点，特别是其亚甲二氧基结构所赋予的独特靶点。
2. 代谢与毒理学研究：系统阐明德鸢尾素在体内的代谢途径，特别是亚甲二氧基开环代谢产物的生成、活性及潜在毒性。开展全面的遗传毒性、生殖毒性、长期毒性评价。
3. 药物化学优化：以德鸢尾素为先导，进行系统的结构-活性关系（SAR）研究。通过引入特定取代基、改变亚甲二氧基环的位置或进行生物电子等排替换，旨在提高活性、改善药代动力学特性、降低毒性。
4. 新型递药系统开发：针对其溶解性差、生物利用度低及BBB穿透性差等问题，开发脂质体、纳米粒、磷脂复合物、环糊精包合物等新型递药系统。
5. 资源与合成生物学：鉴于天然来源含量低，研究其生物合成途径，并利用合成生物学技术（如工程化酵母或大肠杆菌）实现其高效、可持续的异源生产。

结语

德鸢尾素作为一种结构独特的天然异黄酮，凭借其独特的亚甲二氧基结构，展现出了超越传统植物雌激素的、更为多元和深刻的药理活性谱。从经典的雌激素样作用到新近发现的抗炎、抗氧化、抗肿瘤及神经保护活性，德鸢尾素的研究正从单一靶点向多靶点、多通路网络调控的模式转变。其在骨质疏松症治疗领域的潜力尤为突出，为开发更安全的SERM类药物提供了新的分子模板。

然而，我们必须清醒地认识到，德鸢尾素的研究仍处于早期阶段。其成药性评价中大量的“Unknown”参数，特别是药代动力学特性的模糊和毒理学数据的缺失，构成了其走向临床应用的巨大鸿沟。未来，需要化学、生物学、药理学、毒理学和药剂学等多学科研究者的协同努力，在深入阐明其作用机制、明确其代谢命运、评估其安全风险的基础上，结合现代药物化学优化和新型递药技术，才能将这一天然产物的潜力真正转化为临床价值。德鸢尾素的研究历程，是天然产物药物发现领域一个典型的缩影：从发现到应用，道路漫长且充满挑战，但每一次机制的阐明和技术的突破，都让我们离最终的目标更近一步。