红花中具有血管保护活性的稀有黄烷酮C-糖苷

《Bioorganic Chemistry》：Rare quinochalcone C-glycosides with vasoprotective activities from Carthamus tinctorius L.

　　

摘要

心肌缺血/再灌注损伤(MI/RI)是缺血心肌再灌注治疗的必然结果。内皮保护和治疗性血管新生是减轻MI/RI和恢复心肌灌注的关键策略。为研究红花（Carthamus tinctorius）血管保护潜力的化学基础，研究者采用了体内（PTK787诱导的斑马鱼体节间血管损伤）和体外（OGD/R损伤的HUVECs）实验。从红花提取物经D101大孔树脂色谱获得的30%乙醇洗脱液显示出显著的促血管新生和内皮保护作用。随后通过HPLC-UV引导的分流得到了七个之前未描述的喹诺查尔酮C-糖苷（QCGs，1–7）。通过综合光谱分析，包括HRMS（ESI）、1D/2D NMR、UV、IR、CD和NMR化学位移计算，确定了其结构。红花黄素苷G（1）是带有呋喃基团的单体QCG，而carthorquinosides CH（2–7）是由喹诺查尔酮和黄酮醇苷单元通过亚甲基或次甲基连接的罕见二聚体。生物学评价表明，所有二聚体QCGs都恢复了PTK787损伤的体节间血管形成。特别是，化合物1和2显著增加了OGD/R条件下HUVEC的活力。化合物2还促进了细胞迁移和管形成，同时上调血管新生标志物（VEGF、CD31和Ki-67）。基于SILAC的蛋白质组学分析鉴定出血管相关迁移细胞蛋白（AAMP）为2的潜在靶点。CETSA和DARTS实验证实了2与AAMP的直接相互作用，分子动力学模拟显示结合后发生中度构象重排。进一步研究表明，2在体内以剂量依赖方式恢复了PTK787损伤的体节间和肠下血管。

引言

缺血性心肌病是冠状动脉疾病的严重表现，常导致心绞痛、心肌梗死和心力衰竭[1], [2]。虽然及时再灌注对挽救缺血心肌至关重要，但它却引发额外的组织损伤，即心肌缺血/再灌注损伤（MI/RI）[3]。MI/RI的病理级联反应——以炎症、氧化应激和心肌细胞凋亡为特征——导致不可逆的心脏功能障碍[4], [5]。血管内皮是衬覆血管内壁的单层细胞，通过调节血管张力和分泌血管舒张因子和血管内皮生长因子（VEGFs）来维持心血管稳态[6], [7]。内皮细胞在MI/RI期间特别脆弱；缺血诱导的低氧造成直接损伤，而再灌注引发的氧化和炎症损伤进一步加重凋亡和功能障碍[8]。这种损伤损害血管屏障，损害侧支循环并加重心肌损伤[9], [10]。因此，保护内皮和促进治疗性血管新生以恢复血液供应成为减轻MI/RI的关键治疗策略[11], [12]。

天然产物仍是新型生物活性骨架的丰富来源[13]。红花（Carthamus tinctorius L., C. tinctorius, 菊科）在中国传统医学中用于改善血液循环和治疗心血管疾病[14]。QCGs是红花的特征成分，具有独特的含醌查尔酮骨架和氧化的A环。虽然某些QCGs已显示出心脏保护效果[15]，但QCG二聚体的结构多样性和生物活性——特别是由喹诺查尔酮和黄酮醇苷单元组成的二聚体——仍基本未被探索。

在本研究中，我们整合了体内斑马鱼模型（使用VEGFR2抑制剂PTK787诱导血管损伤）和体外OGD/R损伤的HUVEC实验，系统筛选了红花各种极性组分的血管保护效果。该策略获得了七个之前未描述的QCGs，随后通过各种色谱技术阐明了其结构。对所有分离物进行了内皮保护和促血管新生潜力评价，其中化合物2被进一步表征其对细胞迁移、管形成和关键血管新生标志物的影响。采用SILAC蛋白质组学、CETSA和DARTS实验鉴定2的直接靶点。最后，通过斑马鱼的PTK787损伤的体节间和肠下血管模型验证了2的体内促血管新生效果。

章节片段

一般实验程序

旋光度使用Anton Paar MCP-100数字旋光度计（Anton Paar GmbH, 奥地利格拉茨）测量，路径长度为1.0 dm的比色皿，溶剂为甲醇，温度为20.0 °C。UV光谱使用Hitachi UH5300分光光度计（Hitachi High-Technologies Corp., 日本东京）记录。ECD光谱使用Jasco J-810旋光分光计（Jasco Corp., 日本东京）获取。IR光谱使用Thermo Nicolet Nexus 470 FT-IR分光光度计（Thermo Electron Scientific...

结构鉴定

为鉴定红花血管保护效果的生物活性成分，研究者使用OGD/R损伤的H9c2细胞和HUVECs，以及PTK787损伤的斑马鱼，评估了各种乙醇组分（10%–95%）的保护潜力。30%乙醇组分显示出优越活性，显著增强了H9c2细胞活力（在20和80 μg/mL时分别增加13.6%和16.2%）（表S9），并促进了体节间血管（ISV）生长（在...时长度增加36.2%）

结论

为研究潜在的血管保护剂，特别是红花的特征性QCGs，研究者对红花极性提取物经微孔吸附树脂（D101）柱色谱获得的10%–95%乙醇组分进行了系统的体内和体外筛选。其中，30%乙醇洗脱液显示出显著的内皮保护和促血管新生活性。进一步的HPLC-UV引导的分流获得了七个之前未报道的QCGs，包括六个...

动物主体

本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究获得齐鲁大学生物学院动物伦理委员会批准。（批准号：SWS20250315）

CRediT作者贡献声明

王永相： 写作–初稿，方法论，调查研究，数据管理。张弦： 写作–初稿，方法论，调查研究。鲍嘉旭： 方法论，调查研究。赵云峰： 监督，调查研究。涂鹏飞： 资源，调查研究。霍惠霞： 写作–审阅与编辑，项目管理，数据管理。李军： 写作–审阅与编辑，项目管理，资金获取，概念化。

未引用的参考文献

[28], [29]

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能会影响本文中报告的工作。

致谢

本工作得到国家重点研发计划资助（2022YFC3501602）；新疆红花产业发展基金。

伦理声明

所有斑马鱼实验均在齐鲁大学生物学院动物伦理委员会批准（批准号：SWS20250315）下进行，并符合相关伦理指南。

王永相|张弦|鲍嘉旭|赵云峰|涂鹏飞|霍惠霞|李军

北京中医药大学中药学院，北京 102488，中华人民共和国