黄芪中新型三萜皂苷Astralanosaponins M和N的发现及其抑制NLRP3炎症小体的抗神经炎症机制研究

本研究针对神经炎症性疾病治疗需求，从黄芪中分离鉴定出两个新型三萜皂苷astralanosaponins M和N（1-2），通过ECD计算确定绝对构型。实验表明化合物1、2和5可显著抑制LPS诱导的BV-2小胶质细胞NO产生（IC50=8.23-35.95?μM），并首次揭示化合物2通过抑制NLRP3炎症小体发挥神经保护作用，为神经炎症治疗提供新候选分子。

　　

神经炎症是阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的重要病理特征，其中小胶质细胞过度活化导致的炎症介质释放是核心环节。尽管传统中药黄芪（Astragalus membranaceus Bunge）已被证实具有免疫调节作用，但其特异性抗神经炎症活性成分及作用机制尚不明确，这限制了其临床应用的精准开发。

为解决这一问题，研究人员系统开展了黄芪活性成分分离与功能研究。从黄芪中分离得到两个新型环菠萝蜜烷型三萜皂苷（astralanosaponins M和N，化合物1-2）及三个已知化合物（3-5），其中化合物1为罕见的20S,24S构型环菠萝蜜烷三萜。通过光谱数据分析（包括NMR和HR-ESI-MS）结合电子圆二色谱（ECD）计算，精确解析了其化学结构与绝对构型。

在抗神经炎症活性评价中，采用脂多糖（LPS）刺激的小鼠小胶质BV-2细胞模型，检测一氧化氮（NO）生成量。结果显示化合物1、2和5显著抑制NO产生，半数抑制浓度（IC₅₀）分别为35.95?μM、8.23?μM和14.76?μM。进一步机制研究表明，化合物2通过抑制NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体活化，阻断炎症信号通路，从而减轻神经炎症反应。

关键实验技术

本研究采用现代天然产物化学技术（包括柱色谱分离、核磁共振波谱NMR、高分辨质谱HR-ESI-MS）完成化合物分离与结构鉴定；通过电子圆二色谱（ECD）计算确定绝对构型；利用LPS诱导的BV-2小胶质细胞模型（细胞来源：小鼠脑组织源性）进行抗神经炎症活性筛选；采用 Griess法检测NO产量；通过分子生物学手段评估NLRP3炎症小体通路关键蛋白表达。

研究结果

1. 1.

   化合物分离与结构鉴定

   从黄芪乙醇提取物中分离得到5个三萜皂苷类化合物，包括2个新化合物（1-2）和3个已知物（3-5）。通过一维/二维NMR谱图解析确定化合物1为20S,24S-环氧-3β,16β,25-三羟基-9,19-环菠萝蜜烷型三萜皂苷，化合物2为24S-环氧-3β,16β,25-三羟基-9,19-环菠萝蜜烷型三萜皂苷。

2. 2.

   抗神经炎症活性筛选

   在LPS刺激的BV-2细胞模型中，化合物1、2和5呈浓度依赖性抑制NO生成，其中化合物2活性最强（IC₅₀=8.23?μM），显著优于阳性对照药物地塞米松。

3. 3.

   作用机制研究

   化合物2预处理可剂量依赖性抑制NLRP3炎症小体组装，降低caspase-1活化水平，减少白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-18（IL-18）的成熟与分泌，证实其通过调控NLRP3炎症小体通路发挥抗神经炎症作用。

结论与意义

本研究首次从黄芪中发现具有20S,24S特殊构型的环菠萝蜜烷型三萜皂苷astralanosaponin N（化合物2），并揭示其通过抑制NLRP3炎症小体通路显著减轻神经炎症反应。该化合物不仅为神经炎症治疗提供了新型先导化合物，也为黄芪“益气扶正”传统功效提供了现代科学阐释。研究结果对开发源于中药的神经炎症特异性抑制剂具有重要参考价值，为中医药现代化研究提供了化学成分-活性-机制相结合的范例。