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研究生: 陳坤鍾
Kun-Chung Chen
論文名稱: 五倍子化學成份及其生物活性之研究
Study on the Chemical Constituents and Bioactivities
指導教授: 王成德教授
Cheng-Teh Wang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 生命科學暨醫學院 - 生命科學系
Department of Life Sciences
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 120
中文關鍵詞: 羅氏鹽膚木五倍子細胞毒殺細胞周期第一型DNA 拓樸異構酶免疫調控
外文關鍵詞: Rhus semialata, Rhus chinensis Mill, MTT cytotocicity assay, cell cycle, DNA topoisomerase I, immune regulation
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  • 羅氏鹽膚木,學名Rhus semialata var. roxburghii,全台及全

    世界各地皆有分布。屬漆樹科 (Anacardiaceae) 漆樹屬,為落葉灌

    木或小喬木。五倍子為五倍子蚜蟲(Melaphis chinensis Bell) 寄生

    在羅氏鹽膚木時,所形成的蟲癭。五倍子為民間常用之中草藥,具有

    清熱、解毒、抗發炎及消腫等效果,這些效果可能跟人體免疫調節或

    抗腫瘤等生物活性有所關聯,因此藉由各類層析方法,去發掘五倍子

    當中生物有效成份為何,是本篇論文的首要研究方向。而以生物活性

    試驗為導引,經由各種分離法及衍生物合成法,我們得到十二個純化

    合物,包括有一個水解型單寧: 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-D-

    glucose ( 1 );二個類單黃酮類:quercetin ( 2 )、quercetin-

    3,7-3’,4’-tetramethyl ether ( 3 );三個有機酸類:gallic

    acid ( 4 )、methyl gallate ( 5 ) 、p-anisic acid ( 6 );四個

    類三萜類:lupeol ( 7 )、betulonic acid ( 8 )、moronic acid

    ( 9 )、semimoronic aicd ( 10 ) ;一個類固醇類:β-

    sitosterol ( 11 );一個芳香族:bis-(2-methylhexyl)

    phthalate ( 12 )。此外,另以具不同位置羥基取代之1,4-

    naphthoquinone為起始物,進行乙醯基化及苯甲基化反應得到衍生

    物:2-acetoxy-1,4-naphthoquinone ( 13 )、5-acetoxy-1,4-

    naphthoquinone ( 14 )、2-benzloxy-1,4-naphthoquinone (15 )。

    在生物活性試驗方面,所得到的數據資料顯示,化合物 2、13、

    14、15對於口腔表皮癌細胞 (KB cells)、子宮頸癌細胞 (HeLa

    cells) 具有細胞毒殺效果;此外,我們發現化合物1 ( 1,2,3,4,6-

    pneta-O-galloy-β-D-glucose, 5GG ) ,可抑制周邊血液免疫細胞

    的活化 ( PBMCs)、且能抑制嗜中性球與單核細胞分泌活性氧屬

    (reactive oxygen species, ROS) 及可能對口腔上皮癌細胞之細胞

    週期具調控作用。以PI為染劑利用DNA單染法 (DNA Hypoploidy) 經

    流式細胞儀分析,以及進行催化性 DNA Topoisomerase I activity

    抑制試驗,進一步分析化合物 quercetin 和三個化學結構相似的

    1,4-naphthquinone衍生物可能的抗癌機制,其結果顯示此類化合物

    能抑制DNA Topoisomerase I 的催化活性,並可能經由對口腔上皮癌

    細胞之細胞周期具有調控作用而誘導細胞進行細胞凋亡。


    Rhus semialata var roxburghii is defoliate tree (Rhus

    L., Anacardiaceae) and is distributed all over the Taiwan

    and world. Rhus chinensis Mill is formed as a gall by the

    period when Melaphis chinensis lives in the R. semialata.

    R. chinensis Mill is a folk medicine using for heat

    cleansing effect, antidotal action, anti-inflammation and

    detumescene. Some of these effects may be related to immune

    regulation and anti-tumor in some literatures. To

    investigate the effective components from Rhus chinensis

    Mill is our first aim of this thesis by various

    chromatographic techniques. Bioassay-directed

    fractionations and derivative reactions led to twelve pure

    compounds: one hydrolyzable tannin: 1,2,3,4,6-penta-O-

    galloyl-β-D-glucose ( 1 ); two monomeric flavonoids:

    quercetin ( 2 ), quercetin-3,7,3’,4’-tetra-methyl ether (

    3 ); three organic acids: gallic acid ( 4 ), methyl gallate

    ( 5 ), p-anisic acid ( 6 ); four triterpenoids: lupeol (

    7 ), betulonic acid ( 8 ), moronic acid ( 9 ), semimoronic

    acid ( 10 ); one steroids:β-sitosterol ( 11 ); one

    aromatic compound: bis-(2-methylhexyl) phthalate ( 12 ).

    All above twelve pure compounds were isolated from R.

    chinensis. To further study the structures and activities

    relationships (SAR), we took 1,4-naphthoquinones with

    different regiochemistric hydroxy substitutions as starting

    materials to prepare three derivatives : 2-acetoxy-1,4-

    naphthquinone ( 13 ), 5-acetoxy-1,4 naphthquinone ( 14 ),

    and 2-benzoxy-1,4-naphthoquinone ( 15 ). Structures of all

    acquired compounds were confirmed by spectral elucidations

    including NMR, MS, FT-IR etc.

    Bioassay data revealed that compound 2, 13, 14, 15

    exhibited cytotoxic effects against cancer cells ( KB, and

    HeLa cell lines); moreover, we found that compound 1 (

    1,2,3,4,6-pneta-O-galloy-β-D-glucose, 5GG ) showed some

    biologically inhibitory effects, such as inhibiting the

    activation of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs),

    and production of reactive oxygen species (ROS) from

    neutrophils and mononuclear cells. And it might probably

    regulate cell cycle of KB cells. Quercetin and three 1,4-

    naphthoquinone derivatives were further investigated their

    anticancer mechanism by using DNA Hypoploidy analysis with

    flow cytometry and catalytic DNA topoisomerase I inhibition

    assay. We inferred that both synthetic 1,4- naphthoquinone

    analogues and quercetin had inhibition against DNA

    topoisomerase I activity and might induce apoptosis through

    mediating cell cycle of KB cells.

    目 錄 頁數 英文摘要---------------------------------------------------I 中文摘要-------------------------------------------------III 謝 誌------------------------------------------------------V 縮寫及中英文對照-----------------------------------------VII 目錄------------------------------------------------------IX 圖、表目錄-----------------------------------------------XII 第一章 緒論------------------------------------------------1 第一節 前言-----------------------------------------------1 第二節 羅氏鹽膚木及五倍子---------------------------------3 一.植物與藥理活性簡介-----------------------------------3 二.文獻成份研究-----------------------------------------7 第三節 細胞凋亡及細胞周期--------------------------------10 第四節 人類第一型去氧核糖核酸異構酶----------------------14 第五節 免疫細胞簡介--------------------------------------16 第六節 研究背景與動機------------------------------------18 第二章 實驗方法與藥品材料---------------------------------19 第一節 藥品材料------------------------------------------19 一.實驗用藥品與試驗劑----------------------------------19 二.檢驗試劑配製----------------------------------------19 三.實驗儀器--------------------------------------------20 第二節 五倍子之成份純化----------------------------------22 第三節 有機合成實驗--------------------------------------24 第四節 生物活性試驗--------------------------------------27 一.細胞毒殺試驗 (MTT cytotoxicity assay)---------------27 二.細胞周期調控試驗------------------------------------30 三.催化性DNA topoisomerase I activity抑制試驗----------31 四.免疫活性調控試驗------------------------------------33 甲.人類周邊血液淋巴細胞增殖試驗----------------------33 乙.人類周邊血液白血球分泌活性氧屬 (ROS) 抑制試-------35 第三章 實驗結果-------------------------------------------37 第一節 化合物結構之證明---------------------------------37 一. 化合物1結構之證明----------------------------------37 二. 化合物2結構之證明----------------------------------43 三. 化合物3結構之證明----------------------------------49 四. 化合物4結構之證明----------------------------------54 五. 化合物5結構之證明----------------------------------57 六. 化合物6結構之證明----------------------------------61 七. 化合物7結構之證明----------------------------------64 八. 化合物8結構之證明----------------------------------68 九. 化合物9結構之證明----------------------------------72 十. 化合物10結構之證明---------------------------------77 十一.化合物11結構之證明--------------------------------80 十二.化合物12結構之證明--------------------------------83 十三.化合物13結構之證明--------------------------------87 十四.化合物14結構之證明--------------------------------90 十五.化合物15結構之證明--------------------------------93 第二節 實驗所得純化合物總整理----------------------------96 第三節 生物活性試驗--------------------------------------99 一.細胞毒殺試驗----------------------------------------99 二.細胞周期調控---------------------------------------101 三.催化性DNA topoisomerase I activity抑制試驗---------105 四.免疫活性調控試驗-----------------------------------107 第四章 討論與結論----------------------------------------110 參考文獻-------------------------------------------------112

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