从美国人参（Panax quinquefolium L.）的根中分离出新的三萜皂苷，这些皂苷具有对抗MPP+诱导的SH-SY5Y细胞损伤的神经保护作用

《Journal of Molecular Structure》：New triterpenoid saponins from the roots of American ginseng ( Panax quinquefolium L.) with neuroprotective effects against MPP+-induced SH-SY5Y cell injury

美国人参根中分离出15种三萜皂苷，其中5种为新化合物（1-5），10种为已知（6-15）。通过光谱分析和量子化学计算确认新化合物结构，化合物2在MPP+诱导的SH-SY5Y细胞模型中显著降低神经毒性（细胞存活率92.03%），上调DJ-1、Nrf2及HO-1等神经保护相关蛋白表达。

　　

JinLing Zhang|GangTao Bu|GuanYi Zhou|Peng Jiang|MengMeng Li|Juan Pan|YuMeng Luo|Wei Guan|JiuJiang Yan|XiaoChi Ma|HaiXue Kuang|Yan Liu

教育部基础与应用研究北方药学重点实验室（黑龙江中医药大学），中国哈尔滨150040；黑龙江省中医药生物遗传学双一流学科建设单位，中国哈尔滨150040

摘要

西洋参（Panax quinquefolium L.）作为一种传统药用植物，以其具有神经保护作用的生物活性三萜皂苷而闻名。通过对西洋参根部的研究，分离出了十五种皂苷化合物，其中包括五种先前未被鉴定过的三萜皂苷（1–5）和十种已知的类似物（6–15），其中6–14种化合物是首次从西洋参中提取到的。通过综合光谱分析及量子化学方法（如DP4+计算和电子圆二色性（ECD）分析，成功确定了这些新化合物的结构。为了进一步研究1–5化合物的电子性质，还结合了相互作用区域指数（IRI）、分子轨道（MOs）和分子静电势（ESP）等分析手段。为了评估这些化合物的神经保护效果，我们在SH-SY5Y细胞模型中测试了它们的神经保护作用，发现化合物2显著减轻了MPP⁺引起的细胞损伤，使细胞存活率达到了92.03%。此外，Western blot分析显示，经化合物2处理后，DJ-1、p-AKTSer⁴⁷³、p-GSK3β^Ser9、Nrf2和HO-1的表达水平升高。这些结果表明，化合物2具有显著的神经保护潜力，可能是开发治疗神经退行性疾病药物的理想候选物。

引言

西洋参（Panax quinquefolium L.）属于五加属和五加科，是一种备受推崇的传统草药和优质营养补充剂[1]。它原产于美国，现已在中国云南、山东和黑龙江等省份成功栽培，既可用作药材，也可作为食品[2]。由于其独特的药用和营养价值，西洋参被开发成了多种功能性食品[3]。大量研究表明，它具有多种药理作用，如神经保护[4]、抗氧化[5]、免疫调节[6]、抗糖尿病[7]、抗炎[8]和抗癌[10]等，因此在医疗保健中发挥着重要作用[11]。植物化学分析表明，西洋参富含多种生物活性成分，主要包括皂苷[4]、多糖[12]和有机酸[13]。

几千年来，在人类与疾病抗争的过程中，天然产物一直是开发新药物的重要来源[14]。三萜皂苷已被确认为西洋参的主要活性成分[15]。Xinyue胶囊（中国专利药品，批准编号：Z0030073）以西洋参总皂苷作为活性成分，已获得官方批准[16]。西洋参富含原人参二醇型、原人参三醇型和奥科蒂醇型皂苷[17]。多项证据表明，如Rg1、Rd、Re和Rh2等达玛烷型三萜皂苷通过多种机制发挥神经保护作用，包括抗炎、抗凋亡和抑制氧化应激等[18]、[19]、[20]、[21]。奥科蒂醇型皂苷（如伪人参皂苷F11、奥科蒂醇和伪人参皂苷Rt5）也在治疗神经退行性疾病方面展现出巨大潜力[22]。这些发现表明，从西洋参中提取的三萜皂苷是潜在的神经保护先导化合物，有望用于开发治疗神经退行性疾病的新型药物。

在本研究中，我们深入探讨了西洋参根部的乙醇提取物中的化学成分，共分离出了十五种三萜皂苷，其中包括五种新的三萜皂苷（1–5）和十种已知的皂苷（6–15）（见图1）。同时，还评估了这些化合物在MPP⁺诱导的细胞损伤模型中的神经保护效果。

实验方法

有关实验方法的详细信息，请参阅补充材料。

植物材料

2022年7月从中国黑龙江省穆陵市采集的西洋参根材由黑龙江中医药大学药用植物学系的Fan Ruifeng教授鉴定。相应的凭证标本（编号20220708）保存在同一所大学的中药化学实验室。

提取与分离

15公斤干燥的西洋参根材通过 reflux 方法进行提取

结构鉴定

西洋参的95%乙醇提取物采用硅胶CC、ODS CC和制备型HPLC进行系统分离，共分离出十五种化合物，其中五种（1–5）为新发现的化合物，分别为伪人参皂苷R1（1）、伪人参皂苷R2（2）、人参皂苷Rb4（3）、人参皂苷Rb5（4）和人参皂苷Rb6（5）；其余6–15种化合物为已知化合物（见图1）。其中6–15种化合物被鉴定为24(R)-vina-ginsenoside R₁（6）[38]

结论

总之，我们从西洋参根部分离出了五种此前未描述过的三萜皂苷（1–5）以及十种已知的三萜皂苷（6–15）。通过NMR、HRESIMS和旋光测量等方法，对所有新发现的皂苷的结构进行了全面表征。通过DP4+计算和ECD分析，成功确定了1、2和5化合物的绝对构型。此外，DFT计算进一步分析了这些化合物的性质

作者贡献声明

JinLing Zhang：撰写初稿、实验设计。GangTao Bu：实验方法。GuanYi Zhou：实验方法。Peng Jiang：数据可视化与软件处理。MengMeng Li：实验方法。Juan Pan：软件应用与数据管理。YuMeng Luo：软件应用与数据管理。Wei Guan：结果验证。JiuJiang Yan：项目统筹。XiaoChi Ma：研究指导。HaiXue Kuang：研究指导。Yan Liu：撰写、审稿与编辑、资金申请、概念构思。