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阿魏酸
桂皮酸的衍生物之一
基本信息
| 中文名 | 阿魏酸 |
| 別名 | 3-甲氧基-4-羥基肉桂酸 |
| 外觀 | 淡黃色結(jié)晶粉末 |
| 分子量 | 194.19 |
| 化學(xué)式 | C10H10O4 |
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簡介
阿魏酸（Fumalicacid），傘形科植物阿魏FerulaassafoetidaL.、川芎LigusticumchuanxiongHort.根莖，石松科植物卷柏狀石松LycopodiumselagoL.全草，木賊科植物木賊EquisetumhiemaleL.全草，毛茛科植物升麻CimicifugafoetidaL.根莖，禾木科植物稻OryzasativaL.種皮，百合科植物洋蔥AlliumcepaL.根、球莖、葉,十字花科植物萊菔RaphanussativusL.根，紫葳科植物梓樹catalpaovataG.Don樹皮，菊
科植物白花春黃菊AnthemisnobilisL.花，紫茉莉科植物光葉子花樣bougainvilleaglabraChoisy根。
植物來源
理化性質(zhì)
性質(zhì)
順式：黃色油狀物。反式：斜方針狀結(jié)晶(水)，熔點174°。溶于熱水、乙醇及醋酸乙酯，尚易溶于乙醚，微溶于石油醚及苯。13CNMR((CD3)2CO-D2O):127.7(C-1),110.5(C-2),147.1(C-3)，146.4(C-4)，115.3(C-5)，121.9(C-6)，141.3(C-7)，121.1(C-8)，175.8(C-9)，55.6(C-10)。
藥化作用
阿魏酸
阿魏酸有鎮(zhèn)靜作用。2.對心血管系統(tǒng)的作用
阿魏酸能增加冠脈血流量，保護(hù)缺血心肌，由于對α受體有阻斷作用，因而能抑制主動脈平滑肌收縮，對抗甲氯胺、苯腎上腺素β腎上腺素等的升壓作用。阿魏酸鈉有利于改善心肌對氧的供需失衡。還具有抗血小板聚集作用。大鼠口服阿魏酸鈉600mg/kg后2h，以膠原誘導(dǎo)的血小板聚集性及血小板TXA樣物質(zhì)的活性均受顯著抑制，抑制率分別為46%及47%,對動脈壁PgI2活性則無明顯影響，阿魏酸鈉體外給藥有拮抗血小板TXA2樣物質(zhì)活性和增強(qiáng)·PgI2活性的作用?？梢姲⑽核徕c通過多種途徑影響TXA2/PgI2平衡。阿魏酸鈉抗血小板作用的機(jī)理與環(huán)氧化酶抑制劑阿斯匹林不盡相同，兩者對血栓素A2和動脈壁前列環(huán)素增物質(zhì)的作用各有特點。用大鼠做實驗結(jié)果表明阿魏酸鈉與小劑量阿斯匹林聯(lián)用可增強(qiáng)抗血小板作用。血小板聚集和釋放反應(yīng)與血小板通過花生四烯酸(AA)代謝產(chǎn)生前列腺素的內(nèi)過氧化物Pgg2、PgH2和血栓素A2(TXA2)有關(guān)。TXA2可直接轉(zhuǎn)化成TXB2,PgH2不僅合成TXA2,也部分轉(zhuǎn)化成丙二醛(MDA)。MDA的生成量可以反映TXA2生成。比色法和熒光法測定血小板聚集時MDA含量。結(jié)果表明阿魏酸鈉抑制血小板聚集和釋放反應(yīng)作用可能與抑制血小板前列腺素代謝，即抑制TXA2生成有關(guān)。
利用放射薄層方法測定兔血小板花生四烯酸代謝產(chǎn)物TXB2、PgE2和PgF2a。用放射免疫法測定免血小板TXB2及主動脈6-Keto-PgF1a。阿魏酸鈉(SF,0.1mmol/L～3.2mmol/L)抑制14C-花生四烯酸轉(zhuǎn)化為TXB2，呈劑量效應(yīng)關(guān)系，IC50為0.762mmol/L。SF在較高濃度時亦抑制PgE2、PgE2a的生成。用放免法觀察到，SF對血小板TXB2和動脈壁6-Keto-PgFla的生成均有抑制作用，對TXB2的作用較強(qiáng)。結(jié)果提示，SF可抑制兔血小板和動脈壁環(huán)氧酶活性。阿魏酸鈉抑制(OH)誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，對保護(hù)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能是有益的。阿魏酸氨基醇酯類化合物對ADP誘發(fā)的血小板凝聚有體外抗凝作用，此作用比阿魏酸強(qiáng)。
實驗犬14只隨機(jī)分為用藥組(甲組)和對照組(乙組)，開胸后分別結(jié)扎冠狀動脈前降支第3、第2和第1分枝，最后結(jié)扎其主干。甲組于缺血前10min靜注阿魏酸鈉，乙組注生理鹽水，兩組均用利多卡因控制室性心律失常。結(jié)果乙組缺血后±dp/dt-max(左室壓力上升速度及下降速度的最大峰值)明顯下降，t值增大，再灌注90min后各指標(biāo)無恢復(fù)，用組缺血后各指標(biāo)變化很明顯，但血流再通后較快恢復(fù)，接近缺血前水平(P>0/05)。再灌注90min時與乙組同一時間數(shù)值相比差異有非常顯著意義(P<0.01)。乙組壞死心肌占左心室29%，甲組僅占12%(P<0.01=。證實阿魏酸鈉有明顯抗缺血心肌再灌注損傷作用。用普通玻璃微電極細(xì)胞內(nèi)記錄觀察阿魏酸鈉對豚鼠心室肌細(xì)胞動作電位、有效不應(yīng)期的影響，3種濃度的阿魏酸鈉溶液(0.1mg/ml,0.2mg/ml,0.4mg/ml)分別灌流30min，動作電位幅值和復(fù)極20%時程無明顯改變，但復(fù)極90%處動作電位時程與有效不應(yīng)期延長。濃度在0.1mg/ml和0.2mg/ml時，藥物可延長復(fù)極50%處的動作電位時程。
3.對淋巴細(xì)胞的影響
阿魏酸可輕微活化小鼠脾淋巴細(xì)胞，促進(jìn)腺淋巴細(xì)胞的增殖，可明顯促進(jìn)ConA誘導(dǎo)的小鼠脾淋巴細(xì)胞的DNA和蛋白質(zhì)合成，促進(jìn)DNA合成的最適濃度分別為500mg/ml,120ng/ml。DNA合成高峰在48h;對IL-2的產(chǎn)生也有明顯增強(qiáng)作用。
4.其他作用
阿魏酸具有一定的抗早孕作用。
多種方法證實，阿魏酸是一種抗氧化劑，其苯環(huán)上的羥基是抗氧化的活性基團(tuán)，也可以消除自由基，抑制氧化反應(yīng)和自由基反應(yīng)，以及與生物膜磷脂結(jié)合，保護(hù)膜脂質(zhì)等拮抗自由基對組織的損害，產(chǎn)生抗動脈粥樣硬化效應(yīng)。阿魏酸70mg/kg,140mg/kgip抑制大鼠同種被動皮膚過敏反應(yīng)、大鼠肥大細(xì)胞顆粒及主動被動Arthus反應(yīng);140mg/kg抑制大鼠反向皮膚過敏反應(yīng)、豚鼠Forssmarv皮膚血管炎：100mg/kg,200mg/kg抑制小鼠遲發(fā)型超敏反應(yīng)：200mg/kg,400mg/kgig提高小鼠單核巨噬細(xì)胞的吞噬功能。表明阿魏酸對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型變態(tài)反應(yīng)均有抑制作用。
阿魏酸能抑制蓖麻油引起小鼠腹瀉但不影響番瀉葉引起的小鼠腹瀉。80mg/kg阿魏酸抑制小鼠胃腸推進(jìn)運動。認(rèn)為抗炎作用可能是抗腹瀉主要機(jī)理，還具有抑制胃腸推進(jìn)運動有關(guān)。
阿魏酸具有抗炎作用。阿魏酸對二甲苯所致的小鼠耳殼腫脹和醋酸引起的小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性增高以及組織胺引起的大鼠皮膚毛細(xì)血管通透性升高，對角叉菜膠、蛋清和甲醛所致的大鼠足跖腫脹均有明顯的抑制作用，摘除雙側(cè)腎上腺后其抗炎作用仍然存在。阿魏酸顯著抑制大鼠棉球肉芽組織增生，降低炎性組織中PgE2的釋放量，還能抑制角叉菜膠所致炎性滲出，但不減少滲出液中白細(xì)胞數(shù)量。此外，阿魏酸亦可降低補(bǔ)體旁路的溶血活性。
阿魏酸對平滑肌有抗痙作用。阿魏酸能增加腎血流量，具有腎髓質(zhì)擴(kuò)血管性前列腺素樣作用。
藥理作用
有抑制血小板聚集和↑3H-5HT從血小板中釋放的作用。0.4～0.6mg/ml能抑制ADP和膠原誘導(dǎo)的大鼠血小板聚集。其鈉鹽0.2g/kg和0.1g/kg靜脈注射能分別抑制ADP和膠原誘導(dǎo)的大鼠血小板聚集。用↑3H-5HT標(biāo)記血小板，觀察血小板聚集和釋放反應(yīng)的關(guān)系中，其鈉鹽1～2mg/ml對凝血酶誘導(dǎo)的血小板聚集有明顯抑制，同時也抑制↑3H-5HT從血小板中釋放↑。在缺血性中風(fēng)治療中，可通過抑制血栓形成，降低血粘度，來增加腦微循環(huán)1。Senkyu醚、甲醇提取物，以及Senkyu的揮發(fā)油蒿本內(nèi)酯(ligustilide),neocnidilideandbutylidenephthalide顯著增加苯甲酸(benzoicacid)所致的皮膚的通透性。
制備方法
影響
對水是稍微有危害的不要讓未稀釋或大量的產(chǎn)品接觸地下水、水道或者污水系統(tǒng)，若無政府許可，勿將材料排入周圍環(huán)境。參數(shù)：1、疏水參數(shù)計算參考值(XlogP)：1.5；2、氫鍵供體數(shù)量：2；3、氫鍵受體數(shù)量：4；4、可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量：3；5、互變異構(gòu)體數(shù)量：3；6、拓?fù)浞肿訕O性表面積(TPSA)：66.8。阿魏酸(1135-24-6)的貯存：如果遵照規(guī)格使用和儲存則不會分解，未有已知危險反應(yīng)，避免氧化物。保持貯藏器密封、儲存在陰涼、干燥的地方，確保工作間有良好的通風(fēng)或排氣裝置。
鑒別方法
3、硅膠G薄層板上，以甲苯－醋酸乙酯－甲酸（5:2:1）為展開劑，展開，取出。顯色條件：紫外光燈（365nm）
4、硅膠G薄層板上，以氯仿—醋酸乙酯—甲酸(5:4:0.5)為展開劑，展開，取出，晾干，置紫外光燈(365nm)下檢視。
6、硅膠G薄層板上，以苯-醋酸乙酯-甲酸（4:1:0.1）為展開劑，展開，取出，晾干，噴以新配制的1%三氯化鐵和1%鐵氰化鉀（1:1）的混合溶液。
檢測分析方法
阿魏酸
用高效液相色譜法測定阿魏酸的含量，方法簡單快速，結(jié)果準(zhǔn)確，精密度高。文獻(xiàn)介紹其流動相多采用酸性系統(tǒng)，主要有甲醇-水-磷酸系統(tǒng)、甲醇-水-冰乙酸系統(tǒng)、甲醇-乙腈-水-冰乙酸系統(tǒng)等，試驗中可適當(dāng)調(diào)整甲醇的用量。采用HPLC法測定復(fù)方銀杏口服液中阿魏酸的含量，流動相為甲醇：1%冰醋酸（45：55），檢測波長為320nm，流速1.0ml/min，柱溫是25℃。阿魏酸進(jìn)氧量在0.176-0.88ug范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。2、薄層掃描法
薄層掃描法也是常用的阿魏酸含量測定方法之一。該法迅速，但其靈敏度不甚理想。姬生國等采用薄層掃描法測定降脂通脈口服液中阿魏酸的含量，以苯-冰醋酸-氯仿（6：0.5：3.5）為展開劑，單波長反射發(fā)鋸齒掃描，掃描波長為325nm。穩(wěn)定性好。3、薄層分光光度計法
利用薄層層析-分光光度計法對從農(nóng)副產(chǎn)品黑麥麥麩中提取的阿魏酸進(jìn)行定性測定展開劑為二氯甲烷：乙腈：甲酸=75：25：10；以分光光度計法進(jìn)行定量測定，結(jié)果表明：雖然分光光度計法易受其他成分的干擾，但高效液相色譜法比較，相對誤差為7%左右，且重現(xiàn)性好。
4、高效毛細(xì)管電泳法
毛細(xì)管區(qū)帶電泳是目前應(yīng)用最廣泛的毛細(xì)管電泳分離模式。特點簡單、高效、快速、樣品用量少、已自動化操作。等采用空心熔融石英毛細(xì)管檢測當(dāng)歸制劑中的阿魏酸含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在5-100ug\ml范圍內(nèi)可以定量檢測，重復(fù)性好。
方法
阿魏酸
可通過三條途徑從植物中獲得阿魏酸：一是從阿魏酸與一些小分子的結(jié)合物中獲得，二是從植物細(xì)胞壁中獲得，三是通過組織培養(yǎng)獲得。植物中阿魏酸多通過酯鍵與多糖和木質(zhì)素交聯(lián)或自身酯化或醚化形成二阿魏酸，一般用堿法和酶法打斷酯鍵釋放阿魏酸，再采用合適的溶劑進(jìn)行提取。1、堿解法
采用4%氫氧化鈉在通氮氣條件下常溫反應(yīng)24h，可釋放出細(xì)胞壁中出的阿魏酸。最近研究發(fā)現(xiàn)通過提高提取溫度，并加入適合的保護(hù)劑，在較短時間內(nèi)就能將麥麩中大部分阿魏酸游離出來。歐仕益等采用低濃度的氫氧化鈉溶液，在適當(dāng)?shù)奶崛囟认履軐Ⅺ滬熤械拇蟛糠职⑽核後尫懦鰜?，提取過程中添加亞硫酸鈉可增加阿魏酸的回收率。由于堿液成分復(fù)雜，特別是含有色素物質(zhì)，目前，堿液中阿魏酸的分離方法主要是采用活性炭吸附法。谷維素中含有阿魏酸的結(jié)構(gòu)單元，以酯的形式存在，且易于分解，因此，可以先用堿水解谷維素，再用酸化的方法制備阿魏酸，其反應(yīng)式水解谷維素制備阿魏酸的操作方便，收率高達(dá)85.7%，副產(chǎn)品為環(huán)木菠蘿醇類。而且谷維素來源廣、產(chǎn)量大，并且價格適中。
2、阿魏酸酯酶法
阿魏酸酯酶是指能將阿魏酸甲酯、低聚糖阿魏酸酯和多糖阿魏酸之中阿魏酸游離出來的一種酶。真菌、細(xì)菌和酵母都能分泌阿魏酸酯酶。張璟等以黑曲霉作菌種，采用液體深層發(fā)酵法，制備出含有阿魏酸酯酶和阿拉伯木聚糖酶的混合酶制劑，采用混合酶制劑作用于去淀粉的麥麩，發(fā)現(xiàn)通過3次降解后麥麩降解率達(dá)55.46%。
3、植物組織培養(yǎng)法
采用植物組織培養(yǎng)法是獲得阿魏酸的一條重要途徑。一些研究表明，對某些植物組織培養(yǎng)能使之產(chǎn)生較高產(chǎn)量的阿魏酸衍生物。如對糖甜菜、玉米進(jìn)行細(xì)胞懸浮培養(yǎng)能獲得水溶性的阿魏酸葡萄糖酯、阿魏酸蔗糖酯等，含量可高達(dá)20.0unol/g愈傷組織（干重）。直接提取物中，阿魏酸的含量比較低，需要進(jìn)一步的純化。
二、化學(xué)合成法
阿魏酸的化學(xué)合成法是以香蘭素為基本原料，主要應(yīng)用的有機(jī)反應(yīng)有Wittig-Horner反應(yīng)和Kneoevenagel反應(yīng)。1、Wittig-Horner反應(yīng)合成阿魏酸
亞磷酸三乙酯乙酸鹽和乙酰香蘭素在強(qiáng)堿體系中發(fā)生Wittig-Horner反應(yīng)，再用濃鹽酸酸化得到阿魏酸。該法需要預(yù)先保護(hù)酚羥基，否則由于強(qiáng)堿的存在，生成酚鈉例子會抑制羰基和碳負(fù)離子之間的反應(yīng)，還易發(fā)生副反應(yīng)生成雜質(zhì)。
2、Kneoevenagel反應(yīng)合成阿魏酸
在吡啶溶劑中加入少量有機(jī)堿作為催化劑，香蘭素和丙二酸發(fā)生Kneoevenagel反應(yīng)生成阿魏酸，催化劑有哌啶和苯胺等。但該法反應(yīng)時間長，長達(dá)三周，且獲得是反式和順式阿魏酸混合物。
3、生物合成法
生物合成法是用幾種微生物（ArthrobacterBlobiformis）將阿魏酸前體轉(zhuǎn)化為阿魏酸，如將丁香油中提取得到的丁子香酚肉桂酸酯轉(zhuǎn)化為阿魏酸。生物合成法是一種清潔有效的合成方法，但目前仍未能研究出大量生產(chǎn)的方法。
目前提純阿魏酸的方法不是很多。主要有溶劑萃取法和吸附法。
1、溶劑萃取法
常用的萃取阿魏酸的溶劑主要有乙醇、乙酸乙酯等。原理是利用對阿魏酸的溶解度大的溶劑萃取提取液中的阿魏酸，然后減壓蒸餾除去溶劑，從而獲得阿魏酸成品。此法工藝較簡單但收率較低，能耗較大，是提純阿魏酸最常用的方法。2、吸附法
吸附法是目前研究比較多的一種提純方法。原理是通過加入吸附材料對溶液中的阿魏酸進(jìn)行吸附富集，然后采用洗脫劑洗脫吸附的阿魏酸。Couteau從活性炭、聚苯乙烯交聯(lián)樹脂、pvpp等吸附介質(zhì)中進(jìn)行了篩選，研究表明活性炭以其對阿魏酸高度的吸附能力（每100g吸附22g）、不結(jié)合單糖分子、容易洗脫等優(yōu)點為最好的吸附介質(zhì)。在活性炭吸附結(jié)束后，可以用乙醇把吸附的阿魏酸洗脫下來。另外活性炭也是一種優(yōu)良的吸附材料，提取液經(jīng)活性炭吸附后，當(dāng)活性炭達(dá)到吸附飽和之后，經(jīng)洗脫可以從提取液中獲得較純的阿魏酸。
試驗研究
阿魏酸
實驗顯示各種濃度組的阿司匹林和水楊酸對DNA都有保護(hù)作用，各濃度組濃度與陽性對照之間都存在顯著差異，當(dāng)濃度為500μmol/L時其尾距較低濃度組有所增加，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義?？赡芘c較高濃度時，它們產(chǎn)生較多的活性氧有關(guān)。這種效果與咖啡酸有些相似，可能產(chǎn)生的H2O2較少，所以損傷效果沒有那么明顯。實驗接著采取只用阿司匹林和水楊酸對細(xì)胞進(jìn)行預(yù)處理，而不用H2O2作用的方法，彗星電泳后發(fā)現(xiàn)彗星尾距與陰性對照組相比沒有顯著變化。由于這是第一次利用彗星電泳法在細(xì)胞水平研究阿司匹林和水楊酸抗氧化保護(hù)DNA的作用，而且也沒有關(guān)于它們產(chǎn)生H2O2、的研究，所以其在高濃度時彗星尾距較低濃度組略有增加的具體機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。實驗顯示阿司匹林和水楊酸具有較強(qiáng)的抗氧化保護(hù)DNA的作用，長期以來二者一直作為消炎止痛藥而廣泛應(yīng)用于臨床，進(jìn)來的研究主要集中于它們的抗氧化特性。據(jù)報道長時間的使用阿司匹林可以防止結(jié)腸癌和其他消化道腫瘤包括食管癌和胃癌。已證明阿司匹林和水楊酸具有清除·OH自由基的作用，濃度為0.5～2mmol/L的阿司匹林可以阻止H2O2、Cu2+和HQ、Cu2+誘導(dǎo)的DNA損傷，而對于H2O2沒有清除作用。但是Qiao等[11]用彗星電泳法證明阿司匹林誘導(dǎo)HT-29細(xì)胞系凋亡時發(fā)現(xiàn)：用3mmol/L阿司匹林作用72h后，可以導(dǎo)致DNA的明顯斷裂損傷，此實驗結(jié)果可能與本實驗中阿司匹林和水楊酸高濃度組彗星尾距較低濃度組有所增加相關(guān)。
關(guān)于香草酸的研究非常少，但是其在結(jié)構(gòu)上與阿魏酸與咖啡酸在結(jié)構(gòu)上極其相似，而且它們?nèi)咧g又可以作為彼此的代謝物而存在于體內(nèi)。本實驗發(fā)現(xiàn)香草酸對DNA亦有保護(hù)作用，而且也有隨劑量增加而加強(qiáng)的趨勢，雖然統(tǒng)計學(xué)上各濃度組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。從結(jié)構(gòu)上來看，香草酸和阿魏酸與咖啡酸的不同之處，主要在于咖啡酸在鄰位存在一個-OH，僅能抑制超氧陰離子所致的脂質(zhì)過氧化，而前兩者在鄰位存在一個-OCH3，這可能是咖啡酸與前兩者效果不同的主要原因。從彗星尾距上來看，阿魏酸較香草酸的DNA保護(hù)效果稍微有差別，這是其在對位存在-CH=CHCOOH的結(jié)果，說明對位的-CH=CHCOOH較-COOH可以更有效的增強(qiáng)苯氧自由基的穩(wěn)定性。
綜上，上述5種酚類物質(zhì)均表現(xiàn)出了一定的保護(hù)DNA抗氧化活性，其中以咖啡酸保護(hù)DNA的作用最弱，可能與其鄰位的酚-OH以及產(chǎn)生較多的H2O2相關(guān)，而且咖啡酸單獨與細(xì)胞作用時，可以產(chǎn)生DNA斷裂損傷，阿司匹林和水楊酸在高濃度組其尾距較低濃度組又有所回升，雖然其具體機(jī)制尚未完全明確，但也可能與產(chǎn)生H2O2相關(guān)，而且信號傳導(dǎo)通路以及基因調(diào)控也可能參與到其中，阿魏酸和香草酸的效果較好，可能與其鄰位的-OCH3相關(guān)。
抗輻射活性及其作用機(jī)制
隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展，放射性核技術(shù)越來越多的被推廣和應(yīng)用，極大的加劇了放射性核損傷對人類造成的傷害。輻射可以引起多種類型的急性放射病，如骨髓型、腸型和腦型等等，若不及時治療后果不堪設(shè)想。因此，加強(qiáng)對放射病的防護(hù)和治療一直是該領(lǐng)域研究的難點和熱點。目前已有一些藥物能發(fā)揮較好的抗輻射治療作用，但都因毒副作用大，難以推廣應(yīng)用。從天然藥物中尋找高效低毒的輻射防護(hù)劑已成為抗輻射研究的熱點。本實驗是建立在對復(fù)方四物湯抗輻射深入研究的基礎(chǔ)上，篩選出其中有效成分阿魏酸，并利用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)對阿魏酸的抗輻射作用機(jī)制進(jìn)行了系列研究和探討，對其體內(nèi)外的抗輻射活性做了初步評價。方法：本研究探討了阿魏酸的抗輻射作用，觀察了阿魏酸對輻射后人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、及小鼠的保護(hù)作用，并從細(xì)胞水平、分子水平及整體水平等方面探討其作用機(jī)理。輻射引起人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞過氧化損傷，我們檢測了輻射（10Gy）后細(xì)胞內(nèi)活性氧、谷胱甘肽、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的變化，通過Westernblot、RT-PCR等分子生物學(xué)手段，在蛋白及基因水平觀察了阿魏酸對輻射后抗氧化因子（谷氨酸-半胱氨酸連接酶催化亞基、谷氨酸-半胱氨酸連接酶調(diào)節(jié)亞單位、NADPH醌氧化還原酶及血紅素加氧酶）表達(dá)的影響，同時進(jìn)行了信號通路及分子靶點的研究。輻射會誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生炎癥反應(yīng)，引起血管壁的粘連和損傷。輻射后（10Gy），以U937細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附作為評價指標(biāo)，觀察了阿魏酸的抗粘附作用。在此基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)代生物學(xué)實驗方法檢測了細(xì)胞間粘附分子、血管細(xì)胞間粘附分子的表達(dá)變化情況，探討了阿魏酸的抗輻射作用，同時進(jìn)行了作用機(jī)制研究。淋巴細(xì)胞對輻射反應(yīng)極其敏感，通過輻射造模（3Gy），建立淋巴細(xì)胞凋亡模型，通過Hoechst33342染色和AnnexinV-FITC-PI定量檢測了阿魏酸的抑凋亡作用，并考察了介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的線粒體途徑、caspase家族等信號通路的變化，初步分析了阿魏酸發(fā)揮輻射保護(hù)的作用機(jī)制。低劑量輻射會引起小鼠造血功能的一系列變化，我們給予Balb/c小鼠2.5Gy的60Coγ照射，考察了阿魏酸對小鼠外周血白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血小板及血紅蛋白值的影響，對造血祖細(xì)胞集落生成的促進(jìn)作用、檢測了粒細(xì)胞集落刺激因子、促紅細(xì)胞生成素的表達(dá)變化以及可能的作用途徑。
結(jié)果：1.阿魏酸能夠顯著升高受照射內(nèi)皮細(xì)胞的抗氧化相關(guān)基因（谷氨酸-半胱氨酸連接酶催化亞基、谷氨酸-半胱氨酸連接酶調(diào)節(jié)亞單位、NADPH醌氧化還原酶及血紅素加氧酶）的轉(zhuǎn)錄；促進(jìn)Nrf2的核轉(zhuǎn)錄活性并升高輻射細(xì)胞中谷胱甘肽和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸水平。信號通路的研究顯示阿魏酸是通過PI3K和ERK信號通路進(jìn)而激活Nrf2的表達(dá)及核轉(zhuǎn)錄從而發(fā)揮抗氧化活性；
2.阿魏酸能夠抑制輻射引起的U937細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附，在蛋白及核酸水平劑量依賴性地抑制輻射引起的細(xì)胞間粘附分子、血管細(xì)胞間粘附分子的升高。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，阿魏酸是通過阻斷JNK信號通路發(fā)揮了抗粘附作用，從而保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞免受輻射的影響；
3.輻射后淋巴細(xì)胞大量凋亡而阿魏酸可以扭轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象，同時降低輻射引起細(xì)胞內(nèi)活性氧的升高和細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度、抑制caspase-3的活性、細(xì)胞色素c的轉(zhuǎn)移及保護(hù)DNA免受斷裂，對凋亡因子Bcl-2、Bax也有一定的正向調(diào)節(jié)，進(jìn)而通過對MAPK信號通路的研究發(fā)現(xiàn)，阿魏酸可以通過ERK信號通路抑制輻射引起的凋亡及氧化損傷；4.阿魏酸能促進(jìn)小劑量照射后的小鼠外周血白細(xì)胞、血小板值的恢復(fù)，促進(jìn)造血祖細(xì)胞集落的生長，明顯提高輻射引起的粒細(xì)胞集落刺激因子、促紅細(xì)胞生成素的降低，從而發(fā)揮良好的輻射保護(hù)作用。
結(jié)論：綜上所述，體內(nèi)外實驗研究表明阿魏酸具有較好的抗輻射作用，能有效地抑制輻射引起的細(xì)胞損傷，提高細(xì)胞活力，抑制細(xì)胞凋亡。阿魏酸的輻射防護(hù)機(jī)制包括：①阿魏酸能抑制輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞過氧化損傷，提高各種抗氧化基因的表達(dá)，降低輻射引起機(jī)體活性氧的增多，促進(jìn)照射后Nrf2由胞質(zhì)向胞核的轉(zhuǎn)移，其作用機(jī)制極有可能是啟動了Nrf2-ARE信號通路進(jìn)而引發(fā)抗氧化基因的表達(dá)從而發(fā)揮抗氧化作用；②阿魏酸能抑制輻射引起的粘附損傷，降低粘附分子的表達(dá)，其機(jī)制可能是通過JNK通路引起AP-1轉(zhuǎn)錄因子的激活，從而產(chǎn)生緩解輻射引起的炎癥表達(dá)作用；③阿魏酸通過提高線粒體功能，調(diào)節(jié)凋亡因子Bcl-2、Bax達(dá)到抑制凋亡的目的，信號通路的檢測發(fā)現(xiàn)，在MAPK途徑中，阿魏酸主要抑制了JNK與ERK磷酸化，對p38MAPK活性影響不大；④阿魏酸能通過調(diào)節(jié)粒細(xì)胞集落刺激因子、促紅細(xì)胞生成素的生成，促進(jìn)照射后小鼠外周血象的恢復(fù)以及造血祖細(xì)胞集落的生長，發(fā)揮良好的在體輻射保護(hù)機(jī)制。因此，阿魏酸有望開發(fā)成為高效低毒的抗輻射藥物。
衍生物的合成
本文在常規(guī)和微波輻射條件下研究了阿魏酸與阿魏酸淀粉酯的合成。通過正交法確定了影響合成阿魏酸的主要因素，在所選的水平范圍內(nèi)對合成阿魏酸產(chǎn)率影響大小的順序為：反應(yīng)溫度＞反應(yīng)物（丙二酸/香蘭素）摩爾比＞反應(yīng)時間，并得知在此范圍內(nèi)溶劑的用量對反應(yīng)產(chǎn)率具有很大的影響。常規(guī)法合成阿魏酸的最佳條件是：反應(yīng)溫度為85℃，反應(yīng)時間為1h，反應(yīng)物（丙二酸和香蘭素）的質(zhì)量分別為13.6g和10g（摩爾比為2:1），反應(yīng)用溶劑（吡啶）用量為8ml時，以原料香蘭素計合成產(chǎn)率為80％。本實驗在額定功率為456W，輻射時間為10min下，反應(yīng)物投料量分別為丙二酸13.6g，香蘭素10g在16ml溶劑（吡啶）中進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)率與常規(guī)法均為80％，但微波法合所需的時間僅為常規(guī)法合成的六分之一。目前尚未見有關(guān)微波條件下阿魏酸合成的相關(guān)報道。為提高阿魏酸的穩(wěn)定性，本實驗成功地合成了阿魏酸淀粉酯。在阿魏酸的衍生物中，目前尚未見阿魏酸淀粉酯的相關(guān)文獻(xiàn)報道。合成阿魏酸淀粉酯的最佳條件是：反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時間為6h，阿魏酸與淀粉投入量分別為0.10g，1.90g（投料質(zhì)量比為1:19），萃取劑氯仿用量為200ml。在此條件下反應(yīng)產(chǎn)物阿魏酸淀粉酯中已反應(yīng)的阿魏酸質(zhì)量占投入量的99％。本研究表明：阿魏酸淀粉酯具有較強(qiáng)的抗α-淀粉酶水解能力，因此，能減少其在腸胃中被淀粉酶水解的機(jī)會，增加進(jìn)入大腸的可能性，更好地發(fā)揮其抗結(jié)腸癌的作用。
計算化學(xué)數(shù)據(jù)
分子量:194.184[g/mol]
分子式:C10H10O4
疏水參數(shù)計算參考值（XlogP）:1.5
氫鍵供體數(shù)量:2
氫鍵受體數(shù)量:4
可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:3
互變異構(gòu)體數(shù)量:5
準(zhǔn)確質(zhì)量:194.057909
同位素質(zhì)量:194.057909
拓?fù)浞肿訕O性表面積（TPSA）:66.8
重原子數(shù)量:14
形式電荷:0
復(fù)雜度:224
同位素原子數(shù)量:0
確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0
確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:1
不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0
共價鍵單元數(shù)量:1
功能3d受體數(shù)量:3
功能3d供體數(shù)量:1
功能3d陰離子數(shù)量:1
功能3d環(huán)數(shù)量:1
有效轉(zhuǎn)子數(shù)量:3
構(gòu)象異構(gòu)體抽樣RMSD:0.6
CID構(gòu)象異構(gòu)體數(shù)量:4
參考資料
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CAS 1135-24-6 阿魏酸物化屬性[引用日期2014-04-16]
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阿魏酸抗輻射活性及其作用機(jī)制研究 · 知網(wǎng)空間[引用日期2014-04-16]
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阿魏酸及其衍生物的合成研究 · 濟(jì)南大學(xué)學(xué)報[引用日期2014-04-16]
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這家伙太懶了，什么都沒寫！
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