三种多足蕨属药用植物中干预糖尿病肾病活性物质的发现与资源评价

Fern resources are distributed all over China, but most ferns are not utilized sufficiently, though some have been used as ethnomedicine to the remedy of diseases in Chinese folklore for a long time. Diabetic nephropathy, as the most serious complication of diabetes mellitus, has become the main factor leading to the death of diabetic nephropathic patients, but there are no drugs for preventing diabetic nephropathy directly on the market. Discovery of bioactive substances for preventing diabetic nephropathy from nature is one approach to the treatment of diabetic nephropathy. Previous pharmacological investigations on Polypodium hastatum, Polypodium parasiticum and Polypodium dentatum in our group showed that extracts of the three ferns could efficiently improve glomerular pathologic changes of diabetic nephropathic rats and inhibit proliferation of glomerular mesangial cells. Based on the results above, this project is to study the chemistry and pharmacology of three medicinal ferns of the genus Polypodium. Modern isolation and analytical techniques will be employed to obtain and identify bioactive substances from the fern resources, and quantification and qualification will be carried out to obtain chemical information of three medicinal ferns. Rat glomerular mesangial cells cultured in high glucose conditions and STZ-induced diabetic nephropathic rats will be used to find the effects of bioactive substances from the ferns on the key factors in the progression of diabetic nephropathy. And the biological evaluation of three medicinal ferns for preventing diabetic nephropathy will be given. Chemical and biological studies on the ferns will give the basement for the rational development and utilization of medicinal plant resources.

蕨类植物在我国分布广泛，多种蕨类在民间长期作为药物使用，但大多数蕨类植物尚未被充分开发利用。糖尿病肾病作为糖尿病危害性最大的并发症已成为糖尿病患者死亡的主要因素，但目前尚无直接干预糖尿病肾病的药物上市，从自然界寻找活性物质是治疗糖尿病肾病的一条重要途径。我们前期研究中发现，多足蕨属植物三叶茀蕨、密毛小毛蕨及野小毛蕨的提取物能够有效地改善糖尿病肾病大鼠的肾小球病变，抑制肾小球系膜细胞增殖。在此基础上，本项目拟对三种多足蕨属植物进行深入的化学和生物活性研究。利用现代分离、分析技术获得并鉴定三种蕨类植物中的活性物质，并进行定性、定量分析，得到三种药物资源全面的化学信息；利用高糖培养的肾小球系膜细胞和STZ诱导糖尿病肾病大鼠模型，考察活性物质对糖尿病肾病进展过程中重要环节的影响，对三种药用植物干预糖尿病肾病活性进行综合评价。通过化学和生物学研究，可以为药用蕨类植物资源的合理开发利用提供依据。

我国蕨类植物资源丰富，但开发利用较少。从蕨类植物资源中寻找治疗疾病的活性成分，可以使蕨类植物资源得到合理利用。糖尿病肾病作为糖尿病主要的微血管并发症之一，可导致终末期肾病，是造成糖尿病人死亡的主要原因。目前，临床上尚无专门针对糖尿病肾病的治疗药物。从蕨类植物中寻找对糖尿病肾病具有防治作用的活性化合物，可以为糖尿病肾病的治疗提供新的途径。. 对多足蕨属三种植物三叶茀蕨、密毛小毛蕨和野小毛蕨进行了化学研究，从中分离、鉴定了62个化合物，其中新化合物10个，化合物类型涉及黄酮类，查尔酮类，苯丙酸类，萜类等，揭示三种蕨类植物中植物中主要化学成分为黄酮类化合物。利用色谱-质谱联用技术从三种植物挥发性提取物中鉴定化合物100余个，主要为烃类和萜类化合物，为三种蕨类植物资源的利用提供了丰富的化学信息。. 对部分化合物及提取物进行了初步的体内外活性评价，从中发现活性较高的化学成分3个，及3个相关活性部位。其中新化合物PH-2可以通过抑制高糖培养的肾小球系膜细胞增殖，下调TGF-β1及CTGF的表达，抑制iNOS活性，降低NO水平，达到对系膜细胞的保护。同时，进一步对化合物PH-5和PH-7的研究发现，二者可以在体外影响AGEs的形成，且PH-7可以通过抑制Keap1-Nrf2蛋白-蛋白相互作用激活Nrf2，实现对高糖培养的肾小球系膜细胞的保护。对三叶茀蕨中富含活性成分的乙酸乙酯部位进行体内评价表明，该提取物可以降低大鼠血液及肾皮质中的NO水平，下调NOS活性，降低TGF-β1的表达量及CTGF的相对表达水平，改善糖尿病肾病大鼠肾脏的病理学改变，实现对糖尿病肾病大鼠肾脏的保护。