偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷

产品名称: 偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷
英文名: Pennogenin 3-O-β-D-glucopyranoside
中文别名:
英文别名: Floribundasaponin A；Progenin I
Cas 号: 37341-36-9
产品编码:BP5431
分子式: C₃₃H₅₂O₉
分子量: 592.77
来源:
化合物类型: 甾体及其皂苷类(Steroids)

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。

偏诺皂苷元-3-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℃

引言/概述

天然产物作为药物发现的重要源泉，在人类抗击疾病的漫长历史中扮演着不可替代的角色。甾体皂苷及其苷元，作为一类结构多样、活性广泛的天然产物，一直是药物化学和药理学研究的热点。其中，偏诺皂苷元（Pennogenin）及其糖苷衍生物，因其独特的化学结构和显著的生物活性，近年来受到了越来越多的关注。偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷（Pennogenin 3-O-β-D-glucopyranoside，CAS号：37341-36-9），作为偏诺皂苷元的一个关键单糖苷衍生物，其结构特征在于甾体母核的3位羟基与一分子β-D-葡萄糖通过糖苷键相连。该化合物广泛存在于百合科（Liliaceae）和薯蓣科（Dioscoreaceae）等多种药用植物中，是许多传统中药如重楼（Paris polyphylla var. yunnanensis）、延龄草（Trillium tschonoskii）等的重要活性成分之一。

传统医学中，含有该化合物的植物常被用于止血、抗炎、镇痛、抗肿瘤及调节免疫等。现代药理学研究则进一步揭示了其多方面的药理潜力，尤其是在抗肿瘤、抗炎、心血管保护以及神经保护等领域展现出令人瞩目的活性。然而，与许多具有复杂结构的天然产物类似，偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷在成药性方面也面临着挑战，如其相对较高的分子量、较大的极性以及尚不明确的体内代谢过程等。本文旨在系统综述偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷的化学结构、植物来源、提取方法、药理活性、作用机制、成药性评价及临床应用前景，以期为该天然产物的深入研究和开发提供全面的参考。

化学结构与理化性质

偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷的化学结构属于典型的甾体皂苷类化合物。其苷元部分为偏诺皂苷元，是一种螺甾烷醇型（spirostanol）甾体皂苷元，其母核由27个碳原子组成，包含A、B、C、D、E、F六个环系。其中，A、B、C、D环为经典的环戊烷多氢菲结构，而E、F环则通过一个螺缩酮（spiroketal）侧链连接在D环的C-17位上。偏诺皂苷元的结构特征在于其C-17位侧链的构型以及羟基的取代模式。具体而言，偏诺皂苷元在C-3位有一个β-羟基，C-17位侧链的C-25位为R构型（即25R构型），这与薯蓣皂苷元（Diosgenin，25R）的侧链构型一致，但区别于雅姆皂苷元（Yamogenin，25S）。

在偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷中，一个β-D-吡喃葡萄糖基通过糖苷键连接在苷元C-3位的羟基上。该糖苷键的形成显著改变了分子的理化性质。其分子式为C₃₃H₅₂O₉，分子量为592.76 Da。理论拓扑极性表面积（TPSA）为165.71 Ų，这一数值较高，主要归因于分子中多个羟基（来自苷元和糖基）以及螺缩酮结构中的氧原子。高TPSA值通常意味着该化合物的极性较大，水溶性较好，但同时也预示着其跨膜渗透能力较弱，尤其是难以透过血脑屏障（BBB），这与成药性参数中“血脑屏障: No”的预测结果相符。

在理化性质方面，该化合物通常为白色或类白色无定形粉末，具有一定的吸湿性。由于其结构中存在多个极性基团，它在极性溶剂如甲醇、乙醇、吡啶、二甲基亚砜（DMSO）中溶解度较好，而在水中的溶解度则相对有限，但优于其苷元。在非极性溶剂如石油醚、氯仿中则几乎不溶。其旋光性、熔点等物理常数因来源和纯度不同而略有差异。在稳定性方面，该化合物在酸性或碱性条件下，其糖苷键易发生水解，生成苷元和葡萄糖。在光照和高温条件下也可能发生降解，因此通常建议在低温、避光、干燥条件下储存。

植物来源与提取方法

偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷在自然界中分布较为广泛，主要存在于百合科和薯蓣科植物中。其中，重楼属（Paris）植物，尤其是滇重楼（Paris polyphylla var. yunnanensis）和七叶一枝花（Paris polyphylla），是其最为著名的来源。此外，延龄草属（Trillium）植物如延龄草（Trillium tschonoskii），以及开口箭属（Tupistra）、黄精属（Polygonatum）等植物中也含有该成分。不同植物、不同部位（根茎、全草）、不同采收期以及不同产地，该化合物的含量差异显著。通常，植物的根茎或地下部分是其主要的富集器官。

提取偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷的方法，通常遵循天然产物皂苷类成分的经典提取流程。核心思路是利用其极性，选择合适的溶剂进行提取，再通过多种色谱技术进行分离纯化。

1. 提取：
最常用的方法是溶剂提取法。将干燥的植物原料粉碎后，使用高浓度乙醇（如70%-95%乙醇）或甲醇进行回流提取或冷浸提取。醇类溶剂能有效穿透植物细胞壁，溶解包括皂苷在内的多种中等极性成分。提取液经减压浓缩后，得到总浸膏。为了去除脂溶性杂质（如叶绿素、油脂），可将总浸膏分散于水中，用石油醚、氯仿或乙酸乙酯等低极性溶剂进行液-液萃取。皂苷类成分通常保留在水相中。随后，用水饱和的正丁醇对水相进行多次萃取，正丁醇层富集了大部分皂苷类成分。蒸干正丁醇，即可得到总皂苷粗提物。

2. 分离与纯化：
从总皂苷粗提物中分离得到纯的偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷，需要借助现代色谱分离技术。
* 硅胶柱色谱： 这是最经典、最常用的方法。以不同比例的氯仿-甲醇-水（如8:2:0.1，7:3:0.5等）或乙酸乙酯-甲醇-水体系进行梯度洗脱。通过薄层色谱（TLC）监测，收集含有目标化合物的流分。
* 反相柱色谱（如ODS）： 对于极性较大的皂苷，反相柱色谱（如C18硅胶）具有更好的分离效果。常用甲醇-水或乙腈-水体系进行洗脱。
* 大孔吸附树脂： 在初步纯化中，大孔吸附树脂（如D101、AB-8）被广泛用于富集和初步分离皂苷。通过不同浓度的乙醇-水溶液进行梯度洗脱，可以去除糖类、鞣质等水溶性杂质，并初步分离不同极性的皂苷。
* 高效液相色谱（HPLC）： 对于最终的高纯度制备，半制备型或制备型HPLC是必不可少的工具。通常使用C18反相色谱柱，以甲醇-水或乙腈-水为流动相，结合紫外检测器（检测波长通常在200-210 nm，因皂苷末端吸收）或蒸发光散射检测器（ELSD）进行分离。

近年来，一些新型提取技术如超声辅助提取、微波辅助提取、超临界流体萃取等也被尝试用于提高提取效率和缩短提取时间，但大规模生产仍以传统溶剂提取结合柱色谱技术为主。由于该化合物常与结构极为相似的同类皂苷（如薯蓣皂苷、偏诺皂苷元-3-O-α-L-鼠李糖-β-D-葡萄糖苷等）共存，分离纯化过程往往需要多种色谱技术的组合，难度较大。

药理活性研究

近年来，针对偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷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。

1. 抗肿瘤活性：
抗肿瘤活性是该化合物研究最为深入的领域之一。体外实验表明，偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷对多种人源肿瘤细胞株，如肺癌（A549、NCI-H460）、肝癌（HepG2、SMMC-7721）、乳腺癌（MCF-7、MDA-MB-231）、胃癌（SGC-7901）、宫颈癌（HeLa）、白血病（HL-60、K562）等，均表现出显著的增殖抑制作用。其作用机制涉及多个方面，包括诱导细胞凋亡、阻滞细胞周期、抑制细胞迁移和侵袭等。值得注意的是，该化合物对某些正常细胞（如人正常肝细胞L-02）的毒性相对较低，显示出一定的选择性。体内研究，如小鼠移植瘤模型，也证实了其能够抑制肿瘤生长，且与某些化疗药物（如顺铂、紫杉醇）联用时可能具有协同增效作用。

2. 抗炎与免疫调节活性：
传统上，含有该化合物的中药常用于治疗炎症相关疾病。现代研究证实，偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷具有显著的抗炎活性。在脂多糖（LPS）诱导的巨噬细胞RAW264.7炎症模型中，该化合物能够显著抑制一氧化氮（NO）、前列腺素E2（PGE2）、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）等促炎因子的产生。其机制可能与抑制核因子κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路的激活有关。此外，该化合物还显示出对T细胞和B细胞增殖的调节作用，提示其可能具有免疫调节功能，既能抑制过度活跃的免疫反应（如自身免疫性疾病），也可能在特定条件下增强免疫应答。

3. 心血管保护活性：
研究表明，偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷对心血管系统具有保护作用。在心肌缺血/再灌注损伤模型中，该化合物能够减少心肌梗死面积，降低心肌酶（如肌酸激酶、乳酸脱氢酶）的释放，改善心功能。其保护机制可能与抗氧化应激、抑制心肌细胞凋亡、减轻内质网应激以及改善线粒体功能有关。此外，该化合物还表现出一定的抗血小板聚集和血管舒张活性，提示其在防治血栓性疾病和高血压方面可能具有潜力。

4. 神经保护活性：
鉴于其难以透过血脑屏障，偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷的神经保护作用可能主要作用于外周神经系统或在血脑屏障受损的情况下。然而，一些体外研究仍发现其对神经细胞损伤模型（如谷氨酸诱导的兴奋性毒性、缺氧缺糖模型）具有保护作用，能够减少神经元凋亡，促进神经营养因子的表达。此外，其在镇痛方面的活性也与神经调节有关，可能通过影响阿片受体或离子通道发挥作用。

5. 其他活性：
除上述主要活性外，该化合物还被报道具有抗病毒（如抗HIV、抗单纯疱疹病毒）、抗菌、抗寄生虫、降血糖、保肝等药理作用。这些活性共同构成了其作为多功能天然产物的药理学基础。

作用机制与分子靶点

偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷的药理活性是通过多靶点、多通路协同作用实现的。深入理解其分子机制对于将其开发为候选药物至关重要。

1. 抗肿瘤分子机制：
* 诱导凋亡： 该化合物主要通过线粒体途径（内源性途径）诱导肿瘤细胞凋亡。它能够降低线粒体膜电位，促进细胞色素c从线粒体释放到胞浆，进而激活Caspase-9和Caspase-3，最终导致细胞凋亡。在此过程中，Bcl-2家族蛋白的表达谱发生改变，抗凋亡蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL）表达下调，而促凋亡蛋白（如Bax、Bak）表达上调。此外，也有研究报道其可激活死亡受体途径（外源性途径），上调Fas、FasL等表达。
* 细胞周期阻滞： 该化合物可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。其机制涉及下调细胞周期蛋白（Cyclins，如Cyclin D1、Cyclin B1）和细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs，如CDK4、CDK2、CDC2）的表达，同时上调CDK抑制因子（如p21、p27）的表达。
* 抑制信号通路： 该化合物能够抑制多条与肿瘤发生发展密切相关的信号通路。例如，它可抑制PI3K/Akt/mTOR通路，从而减弱细胞的增殖和存活信号；也可抑制Wnt/β-catenin通路，影响肿瘤干细胞的自我更新和分化；还能抑制STAT3信号通路，降低其下游靶基因（如Survivin、VEGF、c-Myc）的表达。
* 诱导自噬： 在某些肿瘤细胞中，该化合物还能诱导保护性或非保护性自噬。诱导自噬可能作为凋亡的补充或替代机制，共同发挥抗肿瘤作用。

2. 抗炎分子机制：
其抗炎作用的核心在于抑制关键的炎症信号通路。该化合物能够抑制IκBα的磷酸化和降解，从而阻止NF-κB p65亚基的核转位，最终抑制NF-κB介导的促炎基因转录。同时，它也能抑制MAPK通路（包括ERK、JNK、p38）的磷酸化。通过抑制NF-κB和MAPK通路，该化合物有效降低了多种促炎细胞因子、趋化因子和粘附分子的表达。

3. 心血管保护分子机制：
* 抗氧化应激： 该化合物能够激活核因子E2相关因子2（Nrf2）/抗氧化反应元件（ARE）通路，上调一系列抗氧化酶（如超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GPx）的表达，从而清除活性氧（ROS），减轻氧化损伤。
* 抗凋亡： 在心肌细胞中，该化合物通过激活PI3K/Akt通路，抑制线粒体凋亡途径，减少心肌细胞凋亡。
* 调节钙稳态： 有研究表明，该化合物可能通过影响L型钙通道或肌浆网钙泵（SERCA），调节细胞内钙离子浓度，从而发挥心脏保护作用。

4. 分子靶点：
尽管目前尚未确定一个单一的、高亲和力的“靶点”来解释其所有活性，但研究提示其可能通过作用于细胞膜上的多种受体、离子通道或酶来启动信号转导。例如，其抗肿瘤活性可能与干扰细胞膜上的脂筏结构、影响生长因子受体（如EGFR、VEGFR）的聚集和激活有关。此外，其结构与胆固醇相似，可能插入细胞膜，改变膜的流动性和通透性，从而影响膜蛋白的功能。未来，通过化学蛋白质组学、亲和色谱结合质谱等技术，有望更全面地揭示其直接作用的分子靶点。

成药性评价与药代动力学

将偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷开发为临床药物，必须对其成药性进行系统评价。根据提供的参数，并结合其结构特点，可以对其成药性进行初步分析。

1. 理化性质与类药性：
该化合物的分子量为592.76 Da，超过了“类药五规则”（Lipinski’s Rule of Five）中分子量<500的界限。其TPSA高达165.71 Ų，远高于通常认为的140 Ų的上限，表明其极性大，水溶性可能较好，但透膜性差。氢键受体数为10，也超出了五规则中<10的限制。因此，从经典的口服类药性规则来看，该化合物属于“非类药”分子，其口服生物利用度可能较低。然而，这并不意味着其完全没有开发价值，许多成功的天然药物（如环孢素A、紫杉醇）也违反了五规则。对于这类分子，可以考虑通过非口服给药途径（如注射、透皮、鼻腔给药）或采用先进的药物递送系统（如脂质体、纳米粒、胶束）来克服其吸收障碍。

2. 药代动力学特征：
目前，关于偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷体内药代动力学的研究相对有限，但可以基于其结构进行推断。
* 吸收： 口服吸收差，生物利用度低。主要原因是其分子量大、极性高，难以被动扩散通过肠道上皮细胞。此外，它可能受到肠道P-糖蛋白（P-gp）等外排转运体的外排作用，进一步降低吸收。同时，肠道菌群可能将其糖苷键水解，生成苷元（偏诺皂苷元）再被吸收，因此口服后可能在体内检测到苷元及其进一步代谢产物。
* 分布： 由于其高极性和低透膜性，其表观分布容积可能较小，主要分布在细胞外液。难以透过血脑屏障，这与成药性参数中的预测一致。它可能主要分布在肝脏、肾脏等血流丰富的器官。
* 代谢： 肝脏是其主要代谢器官。代谢途径可能包括：① 糖苷键水解，生成苷元；② 苷元或原形药物在细胞色素P450酶（CYP450）作用下发生羟基化、氧化等I相代谢；③ 与葡萄糖醛酸、硫酸等发生II相结合反应，生成水溶性更强的代谢物，便于排泄。
* 排泄： 主要以代谢物的形式通过胆汁和尿液排泄。由于分子量较大，胆汁排泄可能是其主要清除途径。

3. 毒理学评价：
根据提供的参数，其肝毒性、心脏毒性、hERG抑制和Ames试验结果均为“Unknown”，表明缺乏系统的毒理学研究数据。这是该化合物开发过程中的一个关键短板。初步的细胞毒性实验显示其对正常细胞毒性较低，但这远不足以评估其整体安全性。未来的研究必须进行系统的体内毒理学评价，包括急性毒性、亚慢性毒性、生殖毒性、遗传毒性（如Ames试验、微核试验）以及心脏安全性评价（如hERG钾通道抑制试验）。特别是，甾体皂苷类化合物通常具有一定的溶血活性，这是其作为注射剂开发时需要重点关注的安全性风险。

临床应用前景与展望

偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷凭借其多样化的药理活性，展现出广阔的临床应用前景，但同时也面临着诸多挑战。

1. 潜在应用领域：
* 抗肿瘤治疗： 作为化疗增敏剂或辅助治疗药物，与现有化疗药物联合使用，以提高疗效、降低毒副作用。其多靶点作用特性使其不易产生耐药性，尤其适用于对传统化疗耐药的肿瘤。
* 炎症性疾病： 用于治疗类风湿性关节炎、炎症性肠病、皮炎等慢性炎症性疾病。其抗炎机制明确，且可能通过免疫调节作用，实现更全面的治疗效果。
* 心血管疾病： 作为心肌缺血/再灌注损伤的保护剂，或用于治疗动脉粥样硬化、血栓性疾病。其抗氧化和抗凋亡特性是其心血管保护作用的核心。
* 神经退行性疾病： 尽管难以透过BBB，但可通过鼻腔给药或靶向递送系统，或在BBB受损的病理条件下（如脑缺血、脑创伤），发挥神经保护作用，用于阿尔茨海默病、帕金森病的辅助治疗。

2. 面临的挑战与解决策略：
* 生物利用度低： 这是最主要的障碍。解决策略包括：① 设计前药，提高其脂溶性；② 开发新型药物递送系统，如脂质体、聚合物纳米粒、磷脂复合物、自微乳化给药系统等，以提高口服吸收或实现靶向递送；③ 探索非口服给药途径，如静脉注射、经皮给药。
* 作用机制不明确： 需要利用现代分子生物学和化学生物学技术，如药物亲和力反应靶标稳定性（DARTS）、细胞热转变分析（CETSA）、噬菌体展示、亲和色谱-质谱联用等，系统鉴定其直接作用的蛋白靶点，为药物设计和优化提供依据。
* 安全性评价不足： 必须进行全面的临床前毒理学研究，特别是针对其潜在的溶血性、心脏毒性和遗传毒性进行深入评估。建立可靠的动物模型和安全性评价体系。
* 资源可持续性： 该化合物主要来源于植物，野生资源有限，且含量较低。需要发展可持续的获取方式，如：① 通过组织培养或毛状根培养技术进行生物生产；② 研究其生物合成途径，利用合成生物学技术在微生物（如酵母）中实现异源合成；③ 开发高效、绿色的化学全合成或半合成路线。

结语

偏诺皂苷元-3-O-β-D-葡萄糖苷作为一种典型的甾体皂苷类天然产物，以其独特的化学结构和广泛的药理活性，特别是抗肿瘤、抗炎和心血管保护作用，引起了学术界的广泛兴趣。尽管其在口服成药性方面存在先天不足，但通过现代药物化学和药剂学手段，这些问题有望得到解决。未来的研究应聚焦于：1）深入阐明其分子靶点和作用机制，为结构优化提供精准指导；2）开发高效、低毒的药物递送系统，克服其药代动力学障碍；3）系统评价其安全性，明确其毒理学谱；4）探索其与其他药物或治疗手段的联合应用策略。随着研究的不断深入，这一古老的天然产物有望在现代药物开发中焕发新的生机，为人类健康事业做出贡献。