全 文 ：新 广 西 植 物 Guihaia 31(6)：844—848 2011年 11月
DOI：10．3969／j．issn．100@3142．2011．06．025
新型大豆苷元磺酸酯抑制血管
平滑肌细胞增殖活性
彭 游1，2 w，赵文红2，邓泽元 ，叶志刚1
(1．九江学院 化工学院，江西 九江 332005；2．南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室，
南昌 330047；3．江西省鄱阳湖生态经济研究中心，江西 九江 332005)
摘 要：为寻找对血管平滑肌细胞异常增殖有较强抑制作用的化合物，用 MMT法考察新型大豆苷元磺酸酯
体外抑制血管平滑肌细胞增殖活性。结果表明：该大豆苷元磺酸酯对血管平滑肌细胞增殖在 10 6 mol／L时有
抑制作用(P
药物的电荷分布，更有利于药物通过细胞膜到达靶标和与靶标更精确作用而导致药物药理作用大大增强。药
理实验与构效关系研究初步表明，该大豆苷元磺酸酯有进一步药理研究价值。
关键词 ：大豆苷元；磺酸酯衍生物；血管平滑肌细胞；构效关系
中图分类号 ：R932 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3142(2011)06—0844—05
Inhibition effects of novel daidzein sulfonate on the
proliferation of vascular smooth muscle cells
PENG You ， ，u，ZHAO Wen-Hong ，DENG Ze-Yuan2，YE Zhi—Gang
(1．Department of Chemistry and Engineering，Ji iang University，Jiujiang 332005，China；2．State Key Laboratory
of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang 330047，China；3．Jiangxi
Poyang Lake Ecological Economy Research Center，Ji~iang 332005，China)
Abstract：To find compounds that have a strong inhibitory effect tO the proliferation of vascular smooth muscle cells，
inhibition effects of novel daidzein sulfonate on the proliferation of vascular smooth muscle cells were investigated in
vitro with M MT method．The result showed that its inhibiting rate on the proliferation of vascular smooth muscle
cells was 64．62 in the 10—6 mol／L of the novel daidzein sulfonate(P< 0．05)，and it increased by about 100一fold
compared with the inhibiting rate of lead compound daidzein．The construction effect relations studies indicated，its
spatial structure and charge distribution were changed，its polarizability increased from 26．51 to 54．12，and these fac—
tors were more beneficial tO the arrival at the target through the cel membrane and action more precisely with the tar—
get that led its pharmacological action to enhance greatly after its beautification of benzene sulfonate．
Key words：daidzein；sulfonate derivate；vascular smooth muscle cell；construction effect relation
葛根、大豆等植物中的次生代谢产物黄酮类化
合物虽然具有多种生理活性，如抗氧化、雌激素样作
用、抗癌以及抗动脉粥样硬化及抑制 DNA的合成
等(Naghma等，2008；韩静等，2004；王虹等，2004；
Aedin等，2008)。但不同的黄酮功能效果不一，有
些作用并不十分理想。究其原因，可能是这些黄酮
类化合物在水相或／和油相中溶解度低、在机体内生
物利用度低、代谢途径复杂、靶向性差等药代动力学
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6期 彭游等：新型大豆苷元磺酸酯抑制血管平滑肌细胞增殖活性 845
性质不理想，但也有可能是这些类黄酮分子本身的
药效学性质欠佳 。
血管平滑 肌细胞 (Vascular Smooth Muscle
Cell，VSMc)的异常增殖是许多血管增殖性疾病如
高血压、冠状动脉硬化性心脏病、血管成形术后再狭
窄的共同病理基础，因此抑制血管平滑肌细胞异常
增殖是治疗血管增生性疾病的重要途径(王虹等，
2004)。葛根异黄酮中葛根素(Puerairin，PA)抑制
H
0
OH
VSMC增殖 的活性不如大豆苷元(daidzein，DZ)，可
能是由于 DZ的脂溶性更好(韩静等，2004)。本实
验室在 DZ分子中引入苯磺酸酯基以大幅度提高脂
溶性，合成其新 型大豆苷元苯磺酸酯 (Daidzein
Benzensulfonate，DBS)衍生物 (Peng等，2008)。对
其进行体外抑制血管平滑肌细胞增殖实验，以期获
得对 VSMC增殖具有强抑制能力的大豆苷元苯磺
酸酯衍生物。DZ及其衍生物结构见图 1。
DBS
图 1 大豆苷元及其衍生物的结构与最低能量构象
Fig．1 Structure and minimize energy conformation of daidzein and its derivate
1 材料与方法
1．1材料与仪器
DZ购于陕西慧科植物开发有限公司 ，纯度大于
98 ，其它试剂均为化学纯或分析纯。干粉培养基
(Dulbecco’S modification of Eagle’S medium Dul—
becco，DMEM)，Gibco公司 ；胎牛血清(fetal bovine
serum，FBS)，杭州四季青；胰蛋 白酶，Sigma；96孔
培养板 ，Corning；磷 酸盐 缓 冲液 (phosphate buff—
ered saline，PBS)，北京 中山金 桥 ；乙二胺 四 乙酸
(ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA)、青霉
素、链霉素、谷氨酰胺、二甲亚砜 (dimethyl sulfox—
ide，DMSO)、台盼兰等购 自 Amresco。
长锦 CO 培养箱；倒置生物相差显微境(上海
光学进出口有限公司)；酶联免疫检测仪(Thermo e—
lectron corporation，USA)；ChemAxon5．2．1．0。
1．2实验方法
1．2．1血管平滑肌细胞的培养 取自然分娩的健康
胎儿脐带，用眼科镊仔细剥离出脐静脉，置于含有无
菌 DMEM培养液的培养皿中；以眼科镊夹取，去除
外部的脂肪与结缔组织，仅余白色静脉管；纵向剪开
血管，冲洗静脉内壁，并用棉签刮除血管内皮；用眼
科剪把静脉管剪成约 1 mm。的小块；转移至培养瓶
中并均匀涂布于培养瓶壁上 ；竖直放置于培养瓶 ，放
人 37。C、5 CO 培养箱中使之干燥贴壁(2～3 h)
后 ；加 入 含有 20 胎 牛 血清 的 DMEM 培养 液 4
mI ，在 37。C、5 CO 培养箱 (湿度 100 )内静 置
培养；每3 d更换新鲜培养液 1次，每次保留1／3的
原液；并置显微镜下观察细胞附着与生长情况 ，到组
织块周围迁移出细胞并汇合成片时可用 0．25 胰
蛋白酶、0．02 EDTA消化传代进行传代培养。
1．2．3 VSMCs增殖实验 收集第五代细胞培养 24
h，换成无血清的DMEM 培养液继续培养 24 h，使
细胞静止于GO／G1期；分于 96孔板，每孑L 180 I ，
3 000 10 000个／孔 ，置 37 C、5 CO。培养箱，无
血清的DMEM培养液培养 24 h，使细胞贴壁；随机
分为对照组和不同浓度加药组 ，小心吸去上清，分别
加入待筛样品 20 L，及 8O L含 5 高脂血清的
DMEM 培养液，每组设 3个复孔，继续培养 48 h后
进行各项检测(王虹等，2004)。
1．2．4 MTT比色法检测细胞活性 取增殖细胞，再
加入 2O rtI MTT(3一(4，5-二 甲基 噻唑一2)一2，5一二苯
3一(4，5-dimethylthiazol一2一y1)一2，5 diphenyltetrazoli—
um bromide)溶液继续培养 4 h后，吸掉上清，每孔
加入 150 I DMSO，置摇床上低速振荡 10 min，使
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体外抑制血管平滑肌细胞增殖活性，并与 DZ对比，
实验结果见表 1。由表 1可知，DZ的活性远较 DBS
低。在选用 DBS的浓度为 1O ～10 mol／L之间，
其中三个浓度 1O～、1O 和 10 mol／L在 48 h对 细
胞增殖均有显著的抑制作用(P<0．05)，且各浓度
间有显著差异。
通过分析 DBS的结构可知，7一OH被苯磺酸酯
基取代，说明7一OH封闭有利于该类衍生物体外抑
制血管平滑肌细胞增殖活性的增加，活性次序为：
DBS> DZ。
有文献报道 DZ可抑制人脐动脉平滑肌细胞的
增殖 (韩静等，2004)，10 mol／L的抑 制率可达
6O％。本实验结果为 68．35％，与韩静等(2004)报
道的结果较一致。作者进一步做了 RT—PCR实验，
从基因角度解释了DZ与 PA抑制平滑肌细胞增殖
的原因，作用的差别也可能是大豆苷元更偏脂溶性，
易于通过细胞膜发挥作用。这也说明对大豆苷元的
脂溶性的修饰，有利于提高其抑制血管平滑肌细胞
增殖活性，这从分子机制上得以证明。
2．2大豆苷元与衍生物的电荷分布与可极化率
由ehemofiee2002搜寻得到DZ与衍生物 DBS
的最低能量构象 (minimize energy conformation，
MEC)见图 1。采用计算机辅助药物设计软件 Chem-
Axond对 DZ与衍生物 DBS进行电荷分布与可极化
率进行计算，结果见图2～3。对比图2～3(左)，经修
饰后的DBS电荷分布与DZ相比，发生改变明显。
由图 1～3可知，DZ引入苯磺酸酯基后，其磺酸
酯键部分 S由于与强电负性的O相连，磺酸酯键有
强电负性，使与之相连的苯环(DBS中的 A环，C
环)有更高的正电荷，在分子 中形成正电荷 中心。
DZ、DBS的可极化率分别为 26．51、54．12(图 2～
3)，表明在 DZ引入苯磺酸酯基的修饰，优化其药效
学构象、增加了分子的可极化率和变形性。
3 结论与讨论
3．1讨 论
药物产生的治疗效应来自同功能性大分子的相
互作用。大部分药物通过与生物受体分子的分子问
相互作用而发挥疗效(郭宗儒，2005)，作用的特异性
依赖于药物分子内化学基团的一种精确结合和空间
排列。由于分子间的化学键合和物理吸附所包含的
力基本是短距离力，在药物的特异性活性基团与生
物受体的互补基团间的契合问题是高度关联的。药
物分子的大小、整个分子的形状、药物分子内主要结
构部分的空问位置与必需基团的相对方位都极为重
要 。结构特异性药物的微小化学结构改变会导致其
药理反应相应地甚至显著地改变(郭宗儒，2003)。
根据受体学说，药物和其他生理活性物质产生
作用，是通过与机体内受体的结合，产生激动或拮抗
的作用。由于受体大多是具有特定空间结构的生物
大分子，而药物与受体的作用也是有其特定区域的，
因而药物的分子结构自然会对药物与受体分子的结
合、以及对维系这种结合的作用力产生影响，这便是
药效相构效关系存在的机理(薛东，2002)。生理活
性物质与受体相互作用的时候，分子的构像会发生
变化，与受体结合的构像称作药效构像，对大多数分
子而言，其药效构像与稳定构像是不同的，有些药物
会以不同的构像与不同的受体结合，从而产生不同
的生理活性 。
DZ在抑制人脐动脉平滑肌细胞增生的过程中
可能是通过促进了蛋白 H3A的表达来抑制人脐动
脉平滑肌细胞的迁移和增生(韩静，2004)。药物如
与组蛋白 H3A电荷分布匹配，则可能相互结合形
成复合物。由于 S具有很大的可极化率，一方面分
子的变形性增加，有利于药物分子 DBS以适当的构
型与受体蛋白 H3A进行互补性结合。另一方面特
别是 DBS与受体蛋白分子作用力也越大，有利于药
物与受体蛋白分子键合作用而产生药效。在 DZ引
入苯磺酸酯基的修饰，优化其药效学构象、增加了分
子的可极化率和变形性。受体 H3A作为蛋白，其
立体结构电子密度分布是不均匀的，大豆苷元苯磺
酸酯基修饰物的电子可能适合该蛋 白分子(H3A)
的电荷分布，则有利于相互结合，形成复合物，这改
变了药物的电荷分布，更有利于药物与靶标识别作
用而导致药物药效性质的根本性改变。
综上所述，在 DZ引入苯磺酸酯基修饰后，其衍
生物抑制 VSMC增殖的活性极大提高，可能是苯磺
酸酯基的引入优化了空间结构、增加了分子的可极
化率和变形性，改变了药物的电荷分布，有利于药物
更有效的与靶标的识别作用而导致药物药效性质的
根本性改变。
3．2结论
DZ有弱的抑制血管平滑肌细胞增殖的作用，由
实验的标准，其活性还达不到“有效”的标准，而其苯
磺酸酯的修饰物 DBS有较好的活性。DZ的脂溶性
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衍生物 DBS具有优良的抑制血管平滑肌细胞增殖
活性，该衍生物有进一步筛选价值。可见对 DZ的
脂溶性修饰优化了其结构，改变分子的空间结构、增
加了分子的可极化率和变形性，改变了药物的电荷
分布，更有利于药物通过细胞膜到达靶标和与靶标
更精确作用而导致药物生物学作用大大提高。
参考文献：
郭宗儒．2005．药物分子设计EM]．科学 出版社 ：511—517
郭宗儒．2003．药物化学总论EM]．第 2版．中国医药科技出版
社 ：105—150
薛东．2002．大豆苷元衍生物的合成与药理作用研究[D]．硕士
论文．陕西师范大学
韩静．2004．葛根异黄酮抑制血管平滑肌细胞增殖作用机制的
实验研究[D]．硕士论文．jE京中医药大学
Aedin C，Bryn H，Rosa IVL 2000．Isoflavones，lignans and stil-
benes-origins，metabolism and potential importance to human
healthEJ]．J Sci F00 Agric，80：1 O44～l 047
Han J(韩静)，Wang w(王伟)，Wang LY(王绿娅)，et a1．2004．
Effect of puerarin and daidzein on proliferating vascular smooth
muscle cels(葛根素与大豆苷元对血管平滑肌细胞增殖的抑
制作用)[J]．Chin Pharrn J Chin Mat ivied(中国药学杂志)，
29(5)：437—440
Naghma K，Farrukh A，Hasan M．2008．Cancer chemoprevention
through dietary antioxidants：progress and promiseU]．Antiox—
idRed Signal，10(3)：475—51O
Peng Y(彭游)，Deng ZY(邓泽元)，Ye XL(叶兴琳)．2009．De—
sign，synthesis and anticancer activ ity of isofavone derivatives(异
黄酮衍生物的设计、合成与抗肿瘤活性)[J]．Nat Prod Res
Dev(天然产物研究与开发)，21：796—799
Wang H(王虹)，Gao XM(高秀梅)，Zhang BL(张伯 礼)，et a1．
2004．Influence of different component of danshen on the prolif—
eration in vessel smooth muscle cel(丹参不同组分对大鼠血管
平滑肌细胞增殖的影响)EJ]．Tianjin J Trad Chin ivied(天津
中医药)，21(3)：231—233
(上接第 781页 Continue from page 781)
(tg质通报)，26(8)：1 048—1 055
Yang FM(杨福明)．1986．Vegetation category and use of March
in the Ruoergai Plateau(若尔盖高原沼泽植被类型及其利用)
r-J]．Ch inJ Grassland(中国草地科学)，(1)：19～23
Yang FM(杨福明)．1998．The evolutional way of moory vegeta—
tion of Ruoergai Plateau(若尔盖高原沼泽植被的演替方式与
途径．)[J]．J Southwest Norm Univ(西南师范大学学报)，
(3)：77—86
Yang YX(杨永兴)．1999．Ecological environment deterioration，mire
degeneration egeneration and their formation mechanism in the
Zoige Plateau(若尔盖高原生态环境恶化与沼泽退化及其形成机
制)[J]．JMount Sci(山地学报)，17(4)：318-323
Yong GW(雍国玮)，Shi CC(石承苍)，Qiu PF(邱鹏飞)．2003．
Monitoring on desertification trends of the grasslandand
shrinking of the wetland in Ruoergai Plateau in Northwest
Sichuan by means of remote—sensing(JI西北高原若尔盖草
地沙化及湿地萎缩动态遥感监测)EJ]．J Mount Sci(山地学
报)，21(6)：758—762
Zhou HK(周 华坤)，Zhao XQ(赵新 全)，Zhou L(周立 )，et a1．
2006．Alpine meadow degradation alter the clonal growing char—
acteristics of Potentila anserina(高寒草甸退 化对鹅绒委陵菜
克隆生长特征的影响)[J]．Acta Ecol Sin(生态学报)，26(2)：
508——520
Zhu Z(朱珠)，Bao WK(包维楷)，Pang XY(庞学勇)，et a1．2006．
Tourism effect on species composition and diversity of understory
plants in Abies fargesii var．faxoniana forest in Jiuzhaigou，Si—
chuan(旅游干扰对九寨沟冷杉林下植物种类组成及多样性的
影响)[J]．Biodivers Sci(生物多样性)，14(4)：284—291