李属素

产品名称: 李属素
英文名: Padmatin
中文别名:
英文别名:
Cas 号: 80453-44-7
产品编码:SBP02166
分子式: C₁₆H₁₄O₇
分子量: 318.281
来源:
化合物类型: 黄酮类(Flavonoids)

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。

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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，在人类防治疾病的历史长河中扮演着不可或缺的角色。其中，黄酮类化合物因其广泛存在的生物活性和相对较低的毒性，一直是药物化学和药理学研究的热点。二氢黄酮醇作为黄酮类化合物中的一个重要亚类，其结构特征在于C2-C3位为饱和键，并带有C3位羟基，这一结构赋予了它们独特的化学性质和生物活性。李属素（Padmatin），作为一种典型的二氢黄酮醇，最早从蔷薇科李属植物Prunus puddum中分离鉴定，其名称也由此而来。随着研究的深入，李属素在多种植物中被发现，并展现出包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤、神经保护在内的多种药理活性，引起了国内外学者的广泛关注。

李属素的化学结构为3,5,7,3',4'-五羟基二氢黄酮醇，其分子骨架由A、B、C三个环构成。A环为间苯三酚结构，B环为邻苯二酚结构，C环为二氢吡喃酮环，且C3位连有羟基。这种多酚羟基的结构特征是其发挥抗氧化活性的关键结构基础。近年来，围绕李属素的研究已从最初的植物化学分离鉴定，逐步深入到其药理作用机制、分子靶点以及成药性评价等多个层面。特别是其在调控氧化应激、干预细胞信号转导通路方面的潜力，使其在防治氧化应激相关疾病，如神经退行性疾病、心血管疾病、代谢性疾病以及皮肤老化等方面展现出广阔的应用前景。

本文旨在系统综述李属素的研究进展，涵盖其化学结构与理化性质、植物来源与提取方法、药理活性、作用机制与分子靶点、成药性评价与药代动力学特征，并对其临床应用前景进行展望，以期为该天然产物的深入研究和开发利用提供全面的参考。

化学结构与理化性质

李属素的化学名称为3,5,7,3',4'-五羟基二氢黄酮醇，属于二氢黄酮醇类化合物。其分子式为C15H12O7，分子量为318.2810 g/mol。其核心结构由一个二氢吡喃酮环（C环）连接两个苯环（A环和B环）构成。具体而言，A环的C5和C7位，B环的C3'和C4'位，以及C环的C3位各连有一个羟基（-OH）。C环的C2位与B环相连，C4位为羰基（C=O）。这种多羟基取代模式，尤其是B环上的邻二酚羟基（儿茶酚结构）和A环上的间苯三酚结构，是李属素发挥多种生物活性的关键药效团。

从理化性质来看，李属素为淡黄色至黄色结晶性粉末。其分子量适中，为318.28。根据计算，其脂水分配系数（LogP）为1.4869，表明其具有一定的亲脂性，但总体偏向于亲水，这与其分子中含有多个极性羟基基团相符。其拓扑极性表面积（TPSA）为116.45 Ų，远高于口服药物通常要求的140 Ų以下，提示其可能具有良好的口服吸收潜力，但同时也可能影响其跨膜转运能力。水溶性方面，其计算水溶性值为0.6161 mg/mL，属于微溶范畴，这在一定程度上可能限制其生物利用度。在稳定性方面，李属素作为多酚类化合物，对光、热和碱性环境较为敏感，容易发生氧化降解，在酸性条件下相对稳定。其紫外吸收光谱特征通常表现为两个主要吸收带：带I（300-380 nm）主要与B环（桂皮酰基系统）相关，带II（240-280 nm）主要与A环（苯甲酰基系统）相关。这些理化性质参数为李属素的提取、分离、制剂设计以及体内过程研究提供了重要的基础信息。

植物来源与提取方法

李属素最初是从蔷薇科李属植物Prunus puddum的树皮或心材中分离得到的，这也是其名称“Padmatin”的来源。随着植物化学研究的深入，发现李属素并非仅存在于单一植物中，而是广泛分布于多种植物类群中，尤其在蔷薇科、豆科、桦木科、鼠李科等科属植物中较为常见。例如，在蔷薇科的悬钩子属（Rubus）、委陵菜属（Potentilla），豆科的紫檀属（Pterocarpus）、金合欢属（Acacia），桦木科的桤木属（Alnus），以及鼠李科的鼠李属（Rhamnus）等多种植物中均有报道。此外，在一些药用植物如黄杞（Engelhardtia roxburghiana）、蛇菰（Balanophora involucrata）等中也发现了李属素的存在。这些植物通常生长在亚洲、非洲和美洲的热带及亚热带地区。李属素在植物体内通常以游离的苷元形式存在，或与糖结合形成糖苷，如李属素-3-O-葡萄糖苷、李属素-7-O-葡萄糖苷等。

李属素的提取方法主要依赖于经典的植物化学分离技术。由于李属素属于中等极性的多酚类化合物，常用的提取溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮或其水溶液。提取方式多采用冷浸、渗漉、回流或超声辅助提取。为了提高提取效率和选择性，近年来也发展了微波辅助提取、加压溶剂提取等绿色提取技术。

提取后的粗提物通常需要经过一系列的分离纯化步骤才能获得高纯度的李属素。常用的分离方法包括：
1. 液-液萃取：利用不同极性的溶剂（如石油醚、乙酸乙酯、正丁醇）对粗提物进行分级萃取，将李属素富集到中等极性的乙酸乙酯或正丁醇部位。
2. 柱色谱法：这是分离纯化的核心步骤。常用的固定相包括硅胶、聚酰胺、Sephadex LH-20、ODS（C18）等。硅胶柱色谱常用于初步分离，聚酰胺柱色谱对黄酮类化合物有较好的选择性，Sephadex LH-20则可根据分子大小进行分离，常用于最后的纯化。洗脱剂通常采用氯仿-甲醇、乙酸乙酯-甲醇、甲醇-水等梯度系统。
3. 制备型高效液相色谱（Pre-HPLC）：对于结构相似、难以分离的化合物，制备型HPLC是获得高纯度单体（纯度>98%）的有效手段。

在鉴定方面，李属素的结构通常通过波谱学方法进行确证，包括紫外-可见光谱（UV-Vis）、红外光谱（IR）、质谱（MS）以及一维和二维核磁共振波谱（1D和2D NMR）。通过与文献报道的数据进行比对，可以最终确定其化学结构。

药理活性研究

李属素作为一种天然多酚，其药理活性研究主要集中在以下几个方面：

抗氧化活性

抗氧化是李属素最核心、研究最广泛的药理活性。其分子结构中的多个酚羟基，特别是B环上的邻二酚羟基，是高效的氢原子供体，能够直接清除多种自由基，包括1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基、2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）阳离子自由基、超氧阴离子自由基（O₂⁻·）、羟基自由基（·OH）和过氧亚硝基阴离子（ONOO⁻）等。体外化学实验表明，李属素的自由基清除能力与经典的抗氧化剂如维生素C、维生素E、槲皮素等相当甚至更强。此外，李属素还能有效螯合过渡金属离子（如Fe²⁺、Cu²⁺），抑制Fenton反应，从而减少羟基自由基的生成。在细胞模型中，李属素能够显著降低由过氧化氢（H₂O₂）、叔丁基过氧化氢（t-BHP）等氧化剂诱导的细胞内活性氧（ROS）水平，并减少脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的生成，保护细胞免受氧化损伤。

抗炎活性

氧化应激与炎症反应密切相关。李属素通过其抗氧化活性，能够间接抑制炎症反应。更直接地，研究表明李属素可以抑制脂多糖（LPS）刺激的巨噬细胞中一氧化氮（NO）和前列腺素E2（PGE2）的产生，这与其抑制诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧化酶-2（COX-2）的表达有关。同时，李属素还能下调多种促炎细胞因子，如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-6（IL-6）的mRNA和蛋白水平。这些抗炎效应可能与其抑制核因子-κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）信号通路的激活有关。

抗肿瘤活性

李属素对多种肿瘤细胞系显示出增殖抑制和诱导凋亡的作用。例如，在肝癌细胞（HepG2）、乳腺癌细胞（MCF-7）、结肠癌细胞（HT-29）、黑色素瘤细胞（B16）等研究中，李属素能够抑制细胞增殖，将细胞周期阻滞在G0/G1期或G2/M期，并通过激活Caspase级联反应（如Caspase-3、Caspase-9）诱导细胞凋亡。其抗肿瘤机制可能涉及多个方面，包括：上调促凋亡蛋白Bax、下调抗凋亡蛋白Bcl-2，导致线粒体膜电位下降，释放细胞色素c；抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路，从而抑制细胞生长和代谢；以及通过抗氧化作用减少致癌物引起的DNA损伤。

神经保护活性

鉴于氧化应激在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）中的关键作用，李属素的神经保护潜力备受关注。研究表明，李属素能够保护神经元细胞免受β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导的毒性、谷氨酸兴奋性毒性以及氧化应激损伤。其保护机制包括：清除ROS，抑制脂质过氧化；维持线粒体功能，稳定膜电位；抑制钙离子内流；以及激活神经营养因子信号通路。这些发现提示李属素可能具有防治神经退行性疾病的潜力。

其他活性

除了上述主要活性外，李属素还被报道具有其他药理作用，如：
- 抗皮肤光老化：通过抑制紫外线（UVB）诱导的基质金属蛋白酶（MMPs，如MMP-1、MMP-3）的表达，减少胶原蛋白的降解，并抑制酪氨酸酶（TYR）活性，减少黑色素生成，显示出美白和抗皱的潜力。
- 心血管保护：通过抗氧化和抗炎作用，保护血管内皮细胞，抑制低密度脂蛋白（LDL）氧化，改善心肌缺血再灌注损伤。
- 肝脏保护：对化学性肝损伤（如四氯化碳、对乙酰氨基酚诱导）具有保护作用，能降低血清转氨酶水平，减轻肝细胞坏死和脂肪变性。
- 抗菌活性：对某些细菌和真菌具有一定的抑制作用。

作用机制与分子靶点

李属素的药理活性是多靶点、多通路协同作用的结果。其核心机制在于其强大的抗氧化能力，并以此为基础，调控多条关键的细胞信号转导通路。

直接清除自由基与螯合金属离子

这是李属素最直接的抗氧化机制。其B环上的邻二酚羟基（3',4'-二羟基）能够提供氢原子，将活泼的自由基（如·OH、O₂⁻·、ROO·）转化为稳定的半醌自由基，从而中断自由基链式反应。同时，该结构也能螯合Fe²⁺、Cu²⁺等过渡金属离子，抑制Fenton反应（Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + ·OH + OH⁻），从源头上减少高活性的·OH的生成。

激活Nrf2/ARE抗氧化信号通路

这是李属素发挥细胞保护作用的关键分子机制。核因子E2相关因子2（NFE2L2，简称Nrf2）是细胞应对氧化应激的核心转录因子。在正常生理状态下，Nrf2与Kelch样ECH关联蛋白1（Keap1）结合，处于被抑制状态并被泛素化降解。当细胞受到氧化应激或亲电试剂（包括李属素及其氧化产物）刺激时，Keap1的半胱氨酸残基被修饰，导致构象改变，释放Nrf2。释放的Nrf2进入细胞核，与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动下游一系列保护性基因的转录，包括：
- SOD1（Cu/Zn-SOD）和SOD2（Mn-SOD）：编码超氧化物歧化酶，催化O₂⁻·歧化为H₂O₂和O₂。
- CAT：编码过氧化氢酶，将H₂O₂分解为H₂O和O₂。
- GPX1：编码谷胱甘肽过氧化物酶1，利用谷胱甘肽（GSH）还原H₂O₂和有机过氧化物。
- HMOX1：编码血红素加氧酶1，催化血红素降解为胆绿素、CO和Fe²⁺，产物胆绿素及其代谢物胆红素是强效抗氧化剂。
- NQO1：编码NAD(P)H:醌氧化还原酶1，催化醌类化合物的解毒。

通过激活Nrf2/ARE通路，李属素能够增强细胞整体的抗氧化防御能力，而不仅仅是作为直接的自由基清除剂。研究显示，李属素可以显著上调上述靶基因（如HMOX1、NQO1、SOD1、CAT等）的mRNA和蛋白表达水平。

抑制MMPs活性

基质金属蛋白酶（MMPs）是一类依赖锌离子的内肽酶，负责降解细胞外基质（ECM）。在皮肤光老化、关节炎、肿瘤侵袭转移等病理过程中，MMPs（特别是MMP-1、MMP-3）的过度表达是核心环节。李属素能够抑制MMP-1和MMP-3的活性及表达。其机制可能包括：直接螯合MMP活性中心的Zn²⁺；通过抑制上游信号通路如MAPKs（ERK、JNK、p38）和AP-1（激活蛋白-1）的活化，从而减少MMPs的转录；以及通过其抗氧化活性，减少ROS对MMPs的激活。

抑制TYR活性

酪氨酸酶（TYR）是黑色素合成的限速酶。李属素对TYR具有抑制作用，这使其具有潜在的皮肤美白功效。其抑制机制可能是通过与TYR活性中心的铜离子螯合，或者作为底物类似物竞争性抑制酶的活性。

调控细胞凋亡与增殖信号通路

在抗肿瘤方面，李属素通过调控多条信号通路影响肿瘤细胞的命运。例如，它可以通过抑制PI3K/Akt/mTOR通路，阻断生长因子信号，抑制细胞增殖和促进自噬；通过激活p53、JNK等应激信号通路，上调Bax/Bcl-2比例，导致线粒体功能障碍，释放细胞色素c，激活Caspase-9和Caspase-3，最终诱导细胞凋亡。

成药性评价与药代动力学

将天然产物转化为临床药物，成药性评价是至关重要的一环。李属素的成药性参数已部分揭示，为其后续开发提供了初步依据。

类药性分析

根据Lipinski的“五规则”，李属素的分子量（318.28 < 500）、LogP（1.49 < 5）、氢键供体数（5个酚羟基，等于5）和氢键受体数（7个氧原子，< 10）均符合要求，表明其具有较好的口服药物潜力。然而，其TPSA为116.45 Ų，虽然低于140 Ų，但较高的极性可能会限制其通过被动扩散透过细胞膜，尤其是血脑屏障（BBB）。预测结果显示其BBB透过性为“低”，这与其高极性和多羟基结构相符。这意味着李属素可能难以在中枢神经系统达到有效治疗浓度，但同时也可能减少中枢神经系统副作用。hERG抑制预测为“否”，提示其心脏毒性风险较低。Ames试验结果为0.6，表明其遗传毒性风险较低，但需进一步实验验证。

药代动力学特征

目前关于李属素体内药代动力学的研究相对有限，但基于其结构类似物（如槲皮素、二氢槲皮素）的共性，可以推测其部分特征：
- 吸收：口服后，李属素可能在肠道被吸收。但由于其水溶性一般（0.6161 mg/mL）和较高的极性，其口服生物利用度可能不高。肠道菌群可能将其糖苷水解为苷元，或对其进行开环降解。
- 分布：吸收后，李属素及其代谢物可能与血浆蛋白（如白蛋白）结合，分布到全身各组织。由于其BBB透过性低，在中枢神经系统的分布有限。
- 代谢：李属素在体内经历广泛的II相代谢，主要是在肝脏和肠道，通过葡萄糖醛酸转移酶（UGTs）和磺基转移酶（SULTs）的作用，与葡萄糖醛酸或硫酸结合，形成水溶性更高的结合物，从而易于排出体外。此外，其酚羟基也可能被甲基化（COMT酶催化）。
- 排泄：代谢后的结合物主要通过尿液和胆汁排泄。

总体而言，李属素虽然具有较好的类药性，但口服生物利用度低和广泛的II相代谢是其作为口服药物开发的主要挑战。未来的研究需要探索提高其生物利用度的策略，如采用纳米制剂、磷脂复合物、前药设计等。

临床应用前景与展望

基于李属素丰富的药理活性和初步的成药性评价，其在多个疾病领域的应用前景值得期待。

皮肤健康与抗衰老

李属素通过抑制TYR活性（美白）、抑制MMPs活性（抗皱）以及强大的抗氧化（抗光老化）作用，使其成为极具潜力的化妆品和皮肤护理活性成分。开发含有李属素的护肤品，用于预防和改善皮肤色素沉着、皱纹和松弛，是其最直接的应用方向。其低毒性和良好的安全性为其在化妆品领域的应用奠定了基础。

氧化应激相关慢性疾病的辅助治疗

鉴于氧化应激是多种慢性疾病（如心血管疾病、糖尿病、非酒精性脂肪肝病、神经退行性疾病）的共同病理基础，李属素作为一种强效的天然抗氧化剂，有望作为膳食补充剂或辅助治疗药物，用于这些疾病的防治。例如，通过激活Nrf2通路，增强机体抗氧化防御能力，可能对延缓衰老、预防动脉粥样硬化、改善胰岛素抵抗、保护肝脏等方面产生积极影响。然而，其在体内的低生物利用度是需要克服的关键障碍。

抗肿瘤药物开发的先导化合物

李属素对多种肿瘤细胞具有抑制作用，其作用机制涉及多个关键信号通路。虽然其本身可能因药代动力学问题难以直接成为临床药物，但其独特的化学骨架为药物化学家提供了宝贵的先导化合物。通过对李属素进行结构修饰，例如引入特定基团以提高其代谢稳定性、增强靶向性或改善水溶性，有望开发出具有自主知识产权的新型抗肿瘤候选药物。

未来研究方向

尽管前景广阔，但李属素的研究仍处于早期阶段，未来需要在以下方面进行深入探索：
1. 深入的药代动力学研究：需要开展系统的体内药代动力学实验，明确其吸收、分布、代谢、排泄（ADME）的全貌，特别是其代谢产物的活性，以及不同给药途径（如口服、外用、注射）下的药代动力学特征。
2. 作用机制的精细化解析：利用现代分子生物学技术（如CRISPR-Cas9基因编辑、蛋白质组学、代谢组学），更精确地鉴定李属素的直接蛋白靶点，阐明其调控Nrf2、MMPs等信号通路的详细分子机制。
3. 体内药效学验证：在多种与氧化应激相关的动物疾病模型（如皮肤光老化模型、糖尿病模型、阿尔茨海默病模型、肝癌模型）中，系统评价李属素的体内药效，并确定其有效剂量和给药方案。
4. 结构修饰与构效关系研究：系统合成李属素的系列衍生物，研究不同取代基对其活性、选择性、代谢稳定性和毒性的影响，建立清晰的构效关系，为设计更优的候选药物提供指导。
5. 制剂学研究：开发新型药物递送系统，如脂质体、纳米粒、磷脂复合物等，以提高李属素的溶解度、稳定性和口服生物利用度，解决其成药性瓶颈。

结语

李属素作为一种天然的二氢黄酮醇，以其独特的化学结构和多酚羟基特征，展现出包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤、神经保护和皮肤保护在内的广泛药理活性。其核心作用机制在于直接清除自由基、螯合金属离子以及激活关键的细胞保护性信号通路Nrf2/ARE，并调控MMPs、TYR等重要靶点。初步的成药性评价显示其具有较好的类药性基础，但口服生物利用度低和广泛的代谢是其主要挑战。尽管从实验室发现到临床应用仍有一段距离，但李属素无疑是一个值得深入研究和开发的天然产物先导化合物。未来，结合现代药物化学、药理学、药剂学和系统生物学等多学科手段，深入阐明其作用机制，优化其药代动力学特性，有望将这一古老植物中的活性分子转化为造福人类健康的新型药物或功能性产品。对李属素的持续研究，不仅有助于丰富我们对天然产物化学多样性和生物活性的认识，也为应对氧化应激相关疾病的药物发现提供了新的思路和候选分子。