20554-84-1/小白菊內酯

【背景及概況】^[1][2][3]

小白菊內酯是一種倍半萜烯內酯類天然產物，分離自艾菊、觀光木等藥用植物，這些植物廣泛應用于發熱、驅蟲和抗炎等。近年來的研究證實小白菊內酯具有多種重要的藥理活性，如抗腫瘤、抗病毒、抗炎和抗動脈粥樣硬化等，小白菊內酯傳統上主要用來治療偏頭痛、發熱和類風濕性關節炎等。近年來研究發現小自菊內酯在多種腫瘤中發揮抗癌作用，如乳腺癌、膽管癌、胰腺癌、膀胱癌、前列腺癌、白血病、黑色素瘤和神經元 等，并成為研究的一個重要熱點，作用機制主要為抑制核轉錄因子kappa B、組蛋白去乙酰化酶和白細胞介素-12等。但是小白菊內酯的水溶性較差，這也限制了它的臨床研究和應用。為了提高小白菊內酯的水溶性和生物活性，人們對其結構進行了大量的修飾與改造工作，發現了一些具有優異生物活性的小白菊內酯衍生物。前期研究顯示，小白菊內酯結構中a -亞甲基-7-丁內酯的Micheal加成產物能夠增加分子的水溶性，并保持或提高生物活性。二甲胺衍生物LC-1是其中的一個成功實例，其具有顯著的抗腫瘤和良好的理化參數，目前已進人臨床研究。

【結構】^[1]

小白菊內酯分子式C₁₅H₂₀O₃，分子量248.32，CAS號20554-84-1，結構式如下：

【生物活性及應用】^[1][3][4]

倍半萜內酯類化合物小白菊內酯是從小白菊中提取的化合物，最初被用來治療皮膚感染、風濕病以及偏頭痛。近期研究表明，小白菊內酯可抑制前列腺癌、乳腺癌、胃癌、白血病癌、腎癌、肺癌、結腸腺癌、成神經管細胞瘤等癌細胞的生長，在動物模型上小白菊內酯還能治療紫外線引起的皮膚癌。對其作用機理研究發現，小白菊內酯能抑制轉錄因子NF-κB的激活，其活性可能主要來源于p65/NF-κB亞基的Cys38上的巰基與含笑內酯發生了 Michael加成反應，由于NF-κB是調控腫瘤侵襲、轉移、藥物抗性的重要基因，抑制NF-κB的激活有可能提高腫瘤對于抑瘤劑所引起的細胞凋亡的敏感性。最近，紐約羅切斯特大學醫學院的Jordan，C.T.博士及其同事發現小白菊內酯能夠在基本不損傷正常干細胞的情況下，針對性地消滅引發急性和慢性骨髓性白血病的干細胞，從而有可能根本上遏制白血病復發，小白菊內酯這一獨特的作用機制，已引起人們的廣泛關注。其具體作用可分為以下幾點：

1. 抑制先天免疫

小白菊內酯能夠抑制先天免疫系統一組低聚物分子的炎癥蛋白質集合體，這類蛋白質在對危險信號起反應的固有免疫細胞胞漿中形成，主要招募和激活caspase-1，使無活性的前IL-1p3和前IL-l8轉換為有活性的IL-1B3和IL-18。其中NALP3尤其重要，不適當的NALP3激活與人類許多疾病的發病有關，包括痛風性關節炎、矽肺、神經退行性變等。細菌、病毒、純化的微生物制品、小分子免疫激活劑、死亡細胞的成分、結晶體或聚集物等都可以激活NALP3。小白菊內酯能夠強有力的抑制多種炎癥蛋白，可直接抑制蛋白水解酶caspase-1的活性和NLRP3的三磷酸腺苷酶活性。研究證實，小白菊內酯通過烷化p20中關鍵半胱氨酸殘基而抑制caspase-1，質譜法鑒定發現一個p20半胱氨酸殘基的caspase-1上的半胱氨酸285活性中心被小白菊內酯修飾，類似推測，小白菊內酯對NL-RP3依賴的三磷酸腺苷酶活性的抑制效應也可能是由于烷化作用所導致，并不依賴于NF-KB途徑 。在活體外，小白菊內酯能夠抑制IgE抗原誘導的肥大細胞脫顆粒，并獨立于NF-KB途徑，而沒有觀察到小白菊內酯對FcsR1介導的早期信號轉導分子多種蛋白酪氨酸磷酸化有影響，包括p38，JNK1/2，ERK1/2，和cPKCs，小白菊內酯直接干擾了肥大細胞的微導管的形成；在活體內，小白菊內酯能抑制IgE介導的被動皮膚過敏反應 。基于小白菊內酯干擾肥大細胞脫顆粒的生物特性，可能被用于研制有效的抗過敏藥物。

2. 抗炎

小白菊內酯通過細胞內機制抑制IkB蛋白磷酸化和NF-KB的激活起到抗炎作用，而小白菊內酯作為強有力的NF-KB抑制劑，其抑制NF-KB中IKK復合體的精確靶點目前文獻報道尚不一致。在應用與小白菊內酯有親和作用的試驗研究中，鑒定IKKJ3為其作用靶點，而另有研究提示小白菊內酯并不直接作用于IKKB或IKKc，而是NEMO 。用不同濃度的小白菊內酯直接加入細胞核提取物中并在室溫下孵化1h后用P-寡核苷酸探針檢測，顯示在體外小白菊內酯不改變已激活的NF-KB結合DNA的能力，表明小白菊內酯只是阻止了NF-KB的活化，而不是阻止已激活的NF-KB結合DNA的能力。激活NF-KB是血管損傷的一個重要步驟，對這一過程的藥理學調節作用成為開展動脈粥樣硬化新療法的主要目標，在脂多糖(LPS)刺激的血管平滑肌細胞和單核細胞，非毒性劑量的小白菊內酯能夠抑制IkBa的降解，NF-KB的激活以及MCP-1的表達，而不抑制AP-1和MAP激酶 ；在apoE小鼠，小白菊內酯能夠通過NF—KB抑制延緩動脈粥樣硬化損傷，減少損傷區域，改變斑塊成分，而不影響細胞凋亡和氧化應激過程 。在心肌缺血再灌注損傷，小白菊內酯被證實通過選擇性抑制IKK的激活和IkBa降解起到保護作用 。

3. 誘導凋亡

常染色體隱性多囊腎病是由于編碼跨膜受體樣蛋白fi-brocystin/polyductin的PKHD1基因突變所致，缺乏FC1的腎臟細胞將會出現ERKI/2激酶活性下降，致凋亡蛋白p53上調和NF-KB激活，從而凋亡，小白菊內酯阻斷IKK依賴的NF-KB的激活，減少缺乏FC1的腎臟細胞凋亡和致凋亡蛋白p53水平，為常染色體隱性多囊腎病的治療開辟一個新的研究領域 。在人胰腺癌細胞株BxPC-3，經小白菊內酯處理后出現Bcl-2和前caspase-3蛋白下調及Bax和caspase-9蛋白上調，線粒體細胞色素C釋放至胞漿，和轉接分子Apaf-1結合，形成凋亡小體并激活caspase-9和caspase 3ll。在肝細胞瘤細胞(sH-J1)，小白菊內酯并不抑制Bc1-2或Bcl-X (L)蛋白，氧化應激與小白菊內酯誘導的凋亡有關，SH-J1對小白菊內酯敏感主要是由于多功能解毒酶谷胱甘肽s一轉移酶的低水平表達。另有研究表明，在小白菊內酯能夠通過抑制信號轉導子與轉錄激活子3激活，誘導死亡受體的表達使肝細胞癌細胞對TNF相關的凋亡誘導配體致敏，激活caspase-9和caspase-3，從而導致凋亡 。

4. 氧化應激

1）抗氧化應激血液透析患者有諸多生化、免疫和炎癥改變，并增加心血管疾病的風險。這些紊亂可能來自患者尿毒癥綜合征本身，也可能是由于血液透析本身誘導的應激所致。應用脂多糖刺激外周血單核細胞釋放模擬血液透析誘導的應激，小白菊內酯能夠抑制TNFot、IL-1B、IL-6的分泌以及cox-2的激活，從而保護白細胞免受血液透析誘導的應激損傷，無明顯毒副作用 。如果小白菊內酯的衍生物能夠加入透析液中，透析時通過透析膜進入血液，保護白細胞免受透析誘導的損傷，將會出現保護血液透析氧化損傷的理想化合物。

2）增強氧化應激反應 研究發現，非毒性劑量（≤5~mol/L）小白菊內酯可顯著地減少Jurkat T細胞的激活誘導性細胞死亡(AICD)，小白菊內酯通過阻斷NF-KB與CD95L促進劑的結合而抑制CD95(APO-1/Fas)L的表達，保護CD95介導的活性T細胞的AICD，小白菊內酯這一作用過程對NF-KB的抑制具有相對的高度特異性，而不抑制JNK、p38和AP-1，而高濃度小白菊內酯誘導Jurkat T細胞的凋亡卻獨立于NF-KB途徑，主要是抑制細胞周期G/M停滯，不能保護T細胞的AICD 。低濃度的小白菊內酯能夠通過阻止TCR信號途徑減少氧化應激，在高濃度時卻通過自身的氧化應激誘導活性氧導致氧化應激介導的Jurkat T細胞凋亡，增強了氧化應激，表明小白菊內酯對氧化應激有雙向調控作用，這一點對小白菊內酯的臨床應用將會非常重要。小白菊內酯能夠誘導氧化應激介導的前B細胞白血病細胞的凋亡 、通過增強氧化應激誘導腫瘤細胞的凋亡 等支持其通過氧化應激具有抗腫瘤作用。

5. 抗腫瘤

在培養的JB6表皮細胞，損傷的AP-1、JNK、p38信號肽導致JB6細胞對中波紫外線誘導的凋亡致敏，通過致敏細胞的凋亡移除損傷的細胞意味著能夠預防癌癥的發生過程，而非毒性劑量的小白菊內酯明顯抑制中波紫外線誘導的AP-1的DNA結合與轉錄活性，小白菊內酯和UVB對致敏細胞的凋亡有協同作用，并且小白菊內酯通過對AP-1和MAP激酶的抑制起到化學防癌的作用。給予小白菊內酯預處理HL-60細胞，則1，25-二羥基維生素D3呈時間和劑量依賴的方式增強HL-60細胞分化為單核細胞，小白菊內酯通過抑制NF-KB的結合活性顯著增加HL-60細胞分化的程度，而不具有抑制NF-KB的倍半萜內酯化合物蛔蒿素不能增加HL-60細胞的分化；轉染實驗發現，小白菊內酯增強維生素D受體反應元件依賴的促進劑的活性，通過抑制NF-KB信號通路的激活劑TNF-0恢復，25-二羥基維生素D3誘導的VDRE依賴的促進劑的活性 。小白菊內酯和其類似物LC-1能夠單獨或共同對造血細胞起抗腫瘤作用，包括有急性髓性白血病 、前B細胞型急淋和慢性淋巴細胞白細胞。在不同的急性髓性白血病細胞株，小白菊內酯能夠抑制組蛋白脫乙酰基酶抑制劑介導的NF．KB激活和促進SAPK/eJNK激活和凋亡 。

6. 抗血小板作用

小白菊內酯在一些類型的癌細胞可以通過抑制NF-KB和誘導氧化應激來誘導凋亡、分化和增殖。有趣的是，這兩種途徑都與巨核細胞突變和血栓形成的最后階段有關。研究發現，小白菊內酯通過抑制巨核細胞的NF-KB途徑增強血小板產物可獨立于其誘導的氧化應激反應，小白菊內酯在增強功能性血小板產物的同時減輕了不必要的血小激活，其他研究也提示小白菊內酯能夠直接非依賴性地增強血小板產物 。在抗血小板藥物方面，也需要一種藥物在抗血小板的同時能夠減少不必要的血小板激活，以此減輕炎癥反應。小白菊內酯介導的其他的抗血小板機制包括花生四烯酸代謝的變化和與蛋白激酶C 的相互作用。

7. 抗病毒

小白菊內酯具有抗病毒活性，作為一種前驅化合物，小白菊內酯在半數有效濃度時能夠在亞基因組RNA復制子測定系統抗丙型肝炎病毒復制，一個成功的抗病毒治療需要雞尾酒添加療法，在丙肝病毒復制子系統，聯合干擾素一后小白菊內酯表現出添加效應。

8. 抑制原蟲的生長

小白菊內酯能夠抑制利什曼原蟲和克氏錐蟲的生長，并且能夠使上鞭毛體的形態活動度發生改變。而殺錐蟲藥對氨甲酰甲胺苯胂酸鈉聯合1 g/mL小白菊內酯可以誘導克氏錐蟲蟲體圓繞和縮短，并且使漿膜的完整性喪失，漿膜形狀和結構的改變可能是由于藥物作用漿膜下的微導管所致，進一步表明小白菊內酯和抗原蟲藥物有協同作用。

【制備】^[4]

一種從廣玉蘭根皮中分離提取小白菊內酯的方法，該方法包括以下步驟：

1）取廣玉蘭干燥根皮，粉碎成粉；

2）取粉碎的粗粉，用5～20倍重量的適當的提取溶劑在室溫浸泡多次，每次36-108小時。

3）過濾，合并濾液，減壓回收溶劑得提取浸膏；

4）提取浸膏用質量濃度10％-30％的乙醇或甲醇溶液溶解，再用適當的有機溶劑萃取至顏色變淡，合并有機溶劑，減壓回收有機溶劑，干燥得總倍半萜內酯類化合物；

5）取上述總倍半萜內酯類化合物上硅膠色譜柱，以混合有機溶劑梯度淋洗，跟蹤檢測，收集含小白菊內酯的流份，合并減壓回收混合有機溶劑，干燥得小白菊內酯。上述方法還可以包含小白菊內酯的結晶過程，結晶過程如下：

6）小白菊內酯在適當的溶劑中得無色結晶狀化合物小白菊內酯。

【參考文獻】

[1] 李申恒, 李小云, 周偉東, 等. 小白菊內酯及其衍生物藥理作用研究進展[J]. 中成藥, 2012, 34(10): 1990-1994.

[2] 徐惠君, 佟仲生, 賈勇圣, 等. 小白菊內酯抗腫瘤作用機制研究進展[J]. 中成藥, 2013, 35(9): 1985-1988.

[3] 張磊, 陳凡, 王京. 小白菊內酯的結構修飾, 生物活性及構效關系研究進展[J]. 天然產物研究與開發, 2017, 29(9): 1617-1620.

[4] 張泉；龍壽江；陳悅；翟佳黛；張福武；范洪霞；馬維維.小白菊內酯的制備方法. CN201010168478.7，申請日2010-05-11