第一章 引言
1.1 糖尿病概述
糖尿病是内分泌系统的一种慢性代谢紊乱，身体无法适当调节血糖引起的一种疾病。目前认为糖尿病是由胰岛素分泌的缺陷或敏感性、遗传因素和环境输液的缺陷引起的。而随着时间的推移，长期的高血糖水平也会影响血管、眼睛、肾脏和心脏，造成严重的健康问题，如失明、肾脏和神经损伤、心脏病发作、中风，甚至死亡[1]。
世界卫生组织将糖尿病大致分为Ⅰ型糖尿病和Ⅱ型糖尿病两种类型。Ⅰ型糖尿病主要是由于自身免疫系统产生的谷氨酸脱羧酶抗体(gad 抗体)，胰岛细胞抗体(ica 抗体)等破坏胰腺中分泌胰岛素的胰岛 β 细胞，导致体内胰岛素缺乏从而引起糖尿病。 患有Ⅰ型糖尿病的人必须服用外源性胰岛素才能生存，以防止发生酮症酸中毒。Ⅱ型糖尿病的特点是胰岛素抵抗和/或胰岛素分泌异常。 患有Ⅱ型糖尿病的人不依赖于外源性胰岛素，主要通过口服低血糖药物来控制血糖水平[2]。与Ⅰ型糖尿病相比，Ⅱ型糖尿病发病率较高，占糖尿病患者总数 90%左右[3]。近几十年来，随着我国人民生活质量的提高以及生活作息习惯改变，糖尿病的发病率逐年增加，已经成为 21 世纪人类健康主要威胁之一。在国际糖尿病联盟发布的《糖尿病图集》中显示，2019 年全球糖尿病患病率为 9.3%，预估计 25 年后患糖尿病患者将达到七亿人[4]。基于此现状，研究并开发出安全高效的抗糖尿病药物对全世界人类具有重大意义。
目前临床上用于治疗糖尿病的药物主要包括双胍类、促胰岛素分泌剂（磺脲类、格列奈类）、噻唑烷二酮类、α-糖苷酶抑制剂、二基肽酶-Ⅳ(VDPP-Ⅳ)抑制剂等类型[5]。双胍类药物通过阻断肝脏的糖异生，抑制肝糖原的合成，促进脂肪细胞、肌肉细胞以及肝脏充分利用葡萄糖从而降低血糖含量[6]，双胍类代表药物二甲双胍(Metformin)通过靶向 AMPK(AMP 激活的蛋白激酶)，诱导肌肉从血液中摄取葡萄糖从而广泛用于 2 型糖尿病患者，除此之外二甲双胍还可能与降低 2 型糖尿病患者的癌症风险有关[7]。磺酰脲类药物主要通过关闭 β细胞质膜中的 ATP 敏感性 K 通道，从而刺激胰腺中的胰岛 β 细胞分泌胰岛素[8]。
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1.2 α-葡萄糖苷酶抑制剂研究进展
α-糖苷酶抑制剂通过 α-糖苷酶抑制剂通过竞争性地抑制小肠粘膜刷状缘的α-葡萄糖苷酶，延缓复杂碳水化合物的消化和肠道对葡萄糖的吸收，从而降低餐后血糖水平[12]。研究表明，餐后高血糖对机体的危害远远超过空腹高血糖，餐后高血糖容易诱发并发症，如易伴发心血管、脑、肾、眼及神经系统病变。研究比较空腹血糖(FBG)及餐后血糖(PBG)表明 PBG 对心血管事件、死亡所起的作用更大，降低 PBG 是预防糖尿病，减少并发症和降低死亡率的重要措施之一[13]。除了降低餐后高血糖外，α-葡萄糖苷酶抑制剂还能降低血浆甘油三酯水平，以及由于降低葡萄糖和改善身体胰岛素反应而导致的心血管疾病和高血压风险[14]。因此，α-糖苷酶抑制剂是近几年来降糖药研究热点。目前临床上最常见的 α-糖苷酶抑制剂有阿卡波糖、伏格列波糖和米格列醇。阿卡波糖主要作用原理为通过减缓肠道吸收碳水化合物速度将患者餐后血糖水平控制在合理水平，有利于患者血糖水平回归正常状态，也使得患者胰岛素 β 细胞受血糖影响而降低[15]。此类 α-糖苷酶抑制剂在治疗过程中具有疗效好、药性温和、毒副作用小等优点，但都具有严重的胃肠道副作用，例如腹胀，抽筋，或腹泻等[16]。因此，迫切需要研究开发出新的选择性 α-葡萄糖苷酶抑制药物，以期得到更加安全高效的 α-葡萄糖苷酶抑制剂。
1.2.1 天然产物中 α-葡萄糖苷酶抑制剂筛选研究现状
α-葡萄糖苷酶抑制剂的显著疗效和作用机理上独特的优势吸引着国内外研究者不断挖掘和开发新型的 α-葡萄糖苷酶抑制剂[17]。天然产物是 α-葡萄糖苷酶抑制剂的丰富来源，近五年来，已有大量研究表明从天然产物中筛选得到具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的化合物[18]。
Figure 2 Representatives of Flavonoids with α-glucosidase inhibitory activity
第二章 红梗润楠的化学成分研究
2.1 前言
润楠属(Machilus)是樟科(Lauraceae)植物中非常重要的一个属，其植物总量有 100 余种，主要分布于东南亚或东亚等国家。在我国，润楠属植物产于西南、中南部至台湾，北达山东、湖北及甘肃和陕西南部等地，有 19 种[61]。润楠属植物为乔木，高 10-25(30)米，胸径可达 40 厘米;树皮棕褐色。枝条粗壮，圆柱形，皮层灰褐色，纵裂，无毛。根据文献报道，润楠属植物具有丰富多样的次生代谢产物，主要成分有生物碱类[62]、黄酮类[63-64]、木脂素[65]、倍半萜[66]以及三萜皂苷[67]等。这些化合物多具有显著的生物活性，如抗氧化与护肝[68]、抑制 DNA 拓扑异构酶Ⅰ和Ⅱ[69]及细胞毒[70]等生物活性。
Figure 7 partial structure of Machilus
2.2 实验部分
2.2.1 仪器和试剂
实验过程中，红梗润楠成分的提取分离和结构鉴定所使用的仪器和试剂如Table 1 所示。
Table 1 Instruments and reagents used in the experiment
第三章 α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选试验 ........................................... 36
3.1 α-葡萄糖苷酶活性的测定 .......................................... 36
第四章 结语 ........................................... 38
第三章 α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选试验
3.1 α-葡萄糖苷酶活性的测定
实验原理：对硝基苯酚 α-D-吡喃葡萄糖苷(p-NPG)通过 α-葡萄糖苷酶 (AGI)催化水解产生对硝基苯酚(p-NP)和葡萄糖，p-NP 在 405 nm 处有最大吸收，加入待测样品后，可采取测定吸光值的变化来计算样品对 AGI 的抑制率，并通过与阳性对照药阿卡波糖的 IC50值进行对比，从而评价样品的 α-葡萄糖苷酶活性抑制作用。
试剂与仪器：磷酸盐缓冲液(PBS, 0.1 mol/L pH 6.8)；p-NPG；阿卡波糖；无水碳酸钠；α-葡萄糖苷酶；二甲基亚砜(DMSO)；酶标仪；水浴锅；96 孔培养板。 试剂配制：a. 配制磷酸盐缓冲液(PBS, 0.1 mol/L pH 6.8)：准确称取磷酸二氢钠二水合物 0.78 g 和磷酸氢二钠十二水合物 1.79 g，用 100 mL 超纯水溶解后，转移至容量瓶中定容，现配现用。b. 4 mmol/L p-NPG 溶液的配制：准确称取 1.2 mg p-NPG 溶于 1.0 mL PBS 缓冲液中超声溶解即得。c. 0.2 U/mL α-糖苷酶的配制：取原液 3.2 U/mL α-糖苷酶 10.0 μL，加 PBS 缓冲液稀释即得。d. 0.2 mol/L Na2CO3 溶液配制：准确称取 0.216 g 无水碳酸钠于 10.0 mL 超纯水中超声溶解，待用。e. 一系列阿卡波糖浓度的配制：准确称取 6.5 mg 阿卡波糖，加入 5.0 mL DMSO 溶解得到 2.0 mmol/L 阿卡波糖母液，加入 DMSO 可稀释溶解成 1.0 mmol/L、0.5 mmol/L、0.25 mmol/L、0.1 mmol/L 四组浓度的阿卡波糖溶液。f. 待测样品浓度的配制：将待测样品用 DMSO 溶解并稀释成 1.0 mmol/L, 0.5 mmol/L, 0.25 mmol/L 和 0.1 mmol/L 四个浓度。
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第四章 结语
本论文对产自我国的红梗润楠 M. rufipes H. W. Li 进行了系统的化学成分及其 α-葡萄糖苷酶抑制活性研究，具有重要的研究意义。
1、从红梗润楠中共分离得到 42 个化合物，结构类型包括黄酮、木脂素、倍半萜类以及苯丙素类。其中 4 个为新结构化合物，即化合物 1*、3*、35*和42*。其中化合物 1*是一个新的黄烷香豆素、化合物 3*是一个新的苯丙素-表儿茶素杂合物、化合物 35*是一个新的芳基四氢萘木脂素来苏糖苷、化合物 42*为新的 C14降倍半萜类。
2、化合物 2、48、14、15、17、2328、31、38-41 均为首次从润楠属中分离得到的化合物。
3、对从天然植物红梗润楠中分离到的化合物进行了 α-葡萄糖苷酶抑制活性试验，结果表明化合物 2、3*7、12、16 和 35*对 α-葡萄糖苷酶具有抑制作用。其中化合物 6 表现出最强的抑制活性(IC50 4.0 ± 0.2 μM)，活性是标准对照品阿卡波糖(IC50 470.8 ± 32.5 μM)的 100 多倍，化合物 5、7 和 16 也具有良好的 α-葡萄糖苷酶抑制活性，IC50 值分别为 7.0 ± 0.4 μM、4.1 ± 0.04 μM 和 7.7 ± 0.8 μM，其他化合物具有中等程度的 α-葡萄糖苷酶抑制活性。值得注意的是，上述化合物中，苯丙素-表儿茶素杂合物类化合物 3*7 较其他类化合物活性更好，且二氢黄烷醇 B 环上的邻二酚羟基有利于活性增强；11 位的甲酯基对活性影响不大；9位构型对活性也有影响，S 构型相较于 R 构型活性更好。因此，可结合构效关系对上述化合物进一步进行结构优化，研究开发出新型 α-葡萄糖苷酶抑制剂。
参考文献（略）