金莲花单体荭草苷和牡荆苷的抗脑衰老：抗氧化作用

摘要/Abstract

Abstract:

Total flavonoids are the main pharmaceutical components of Trollius chinensis Bunge, and orientin and vitexin are the monomer components of total flavonoids in Trollius chinensis Bunge. In this study, an aged mouse model was established through intraperitoneal injection of D-galactose for 8 weeks, followed by treatment with 40, 20, or 10 mg/kg orientin, vitexin, or a positive control (vitamin E) via intragastric administration for an additional 8 weeks. Orientin, vitexin, and vitamin Eimproved the general medical status of the aging mice and significantly increased their brain weights. They also produced an obvious rise in total antioxidant capacity, superoxide dismutase,catalase, and glutathione peroxidase levels in the serum, and the levels of superoxide dismutase,catalase and glutathione peroxidase, Na+-K+-ATP enzyme, and Ca2+-Mg2+-ATP enzyme in the liver,brain and kidneys. In addition, they significantly reduced malondialdehyde levels in the liver, brain and kidney and lipofuscin levels in the brain. They also significantly improved the neuronal ultrastructure. The 40 mg/kg dose of orientin and vitexin had the same antioxidant capacity as vitamin E. These experimental findings indicate that orientin and vitexin engender anti-aging effects through their antioxidant capacities.

Key words: Trollius chinesis Bunge, orientin, vitexin, total flavonoids in Trollius chinensis Bunge, D-galactose;antioxidation, aging, traditional Chinese medicine, regeneration, neural regeneration

. 金莲花单体荭草苷和牡荆苷的抗脑衰老：抗氧化作用[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2012, 7(33): 2565-2575.

Fang An, Guodong Yang, Jiaming Tian, Shuhua Wang. Antioxidant effects of the orientin and vitexin in Trollius chinensis Bunge in D-galactose-aged mice[J]. Neural Regeneration Research, 2012, 7(33): 2565-2575.

参考文献

引言

材料方法

讨论

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延伸阅读

1 内容介绍

实验比较中药金莲花黄酮单体荭草苷和牡荆苷在D-半乳糖致衰老小鼠体内抗氧化作用，筛选抗衰老作用药物的构效关系，为合成新型抗衰老药物提供研究方向。采用腹腔注射D-半乳糖，建立小鼠衰老模型。实验分模型组、正常对照组、荭草苷和牡荆苷高、中、低（40，20，10mg/kg）各3个剂量组、维生素E（20mg/kg）对照组。8周造模成功后，依体质量每天早上给药，8周后断头取血及肝、脑、肾组织。观察小鼠一般行为，测脑质量，检测小鼠血清及脑、肝、肾组织抗氧化酶及ATP转运酶系，组织丙二醛，脑脂褐素及脑组织形态学观察。各剂量组均能提高小鼠血清，肝、脑、肾组织总抗氧化能力、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、Na⁺-K⁺-ATP、Ca²⁺-Mg²⁺-ATP的活性，降低组织丙二醛的含量，降低小鼠脑组织中脂褐素的含量。荭草苷中、低剂量组在提高抗氧化酶活性，降低丙二醛含量的活性高于牡荆苷同等剂量组，但二者均低于维生素E，荭草苷和牡荆苷高剂量组与维生素E相比无显著性差异。而降低脂褐素含量时，荭草苷各剂量组与牡荆苷各剂量组相比较，没有显著性差异。各剂量组均能改善模型小鼠海马区神经细胞功能，其中以荭草苷和牡荆苷高、中剂量组恢复效果明显。结果表明荭草苷和牡荆苷对D-半乳糖致衰老小鼠脑损伤具有一定的保护作用。其作用的发挥可能是通过提高小鼠体内抗氧化酶及ATP酶活性，降低丙二醛、脂褐素含量，改善衰老小鼠海马区神经细胞结构来实现的。荭草苷抗氧化活性优于牡荆苷。

2 实验设计及文章构思

金莲花是毛茛科植物金莲花（Trollius chinensis Bunge）的干燥花及花蕾，有清热解毒，消肿明目的功效，为民间常用中药。临床上主要用于治疗上呼吸道感染、扁桃体炎等。金莲花黄酮中含量较高的是荭草苷和牡荆苷，属黄酮碳苷类。运用制备色谱已成功分离制备荭草苷和牡荆苷单体，经中科院化学研究所核磁组结构鉴定，高效液相色谱测定纯度为98.8%以上。前期研究表明，金莲花总黄酮及其单体荭草苷和牡荆苷具有体外抗氧化、抗肿瘤等作用，同时药代动力学研究表明荭草苷与牡荆苷在兔体内吸收快，分布也快，主要以消除为主，肾脏中浓度最高，其次是肝和脑，这为进行动物体内抗氧化研究提供了理论依据。

人口的老龄化促使人们更加关注与衰老相关因素的研究，关于衰老的机制，目前存在多种不同的学说，其中自由基学说被广泛接受。研究表明，由D-半乳糖诱导的衰老模型已逐渐用于衰老机制、抗衰老药物筛选及老年病等方面的研究。

超氧化物歧化酶是清除机体内超氧阴离子自由基的重要生物酶，它可以催化超氧阴离子自由基的歧化反应，产生破坏能力相对较低的H₂O₂，过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶能将上述过程中产生的H₂O₂分解成水和分子氧，减轻或阻断脂质过氧化作用，保护机体免受H₂O₂的侵害，延缓细胞的衰老，从而预防自由基导致的疾病的发生。如果体内的这些酶活性降低，将会导致体内自由基浓度增加，过氧化反应加强，导致组织细胞破坏，从而使组织功能降低，引起生物体的衰老。最近研究发现，细胞内Ca²⁺的超载与衰老的老年性疾病密切相关，而Na⁺-K⁺-ATP酶、Ca²⁺-Mg²⁺-ATP酶的活性是Ca²⁺分布的基础，现已作为观察衰老的新指标。

脂质过氧化是氧自由基引起细胞损伤的主要途径，丙二醛是过氧化脂质的分解产物，能与蛋白质、核酸等交联，从而使其变性甚至失活，导致组织弹性降低，交联物具有异常的氢键，经溶酶体吞噬后不能被分解，蓄积于细胞内成为脂褐素，脂褐素随年龄增长而增多，是目前公认的老化标志之一。

运用先进的光镜和电镜技术观察D-半乳糖致衰老小鼠海马区神经细胞的损伤以及荭草苷和牡荆苷改善模型小鼠海马区神经细胞结构功能，以国际公认的维生素E做阳性对照，确立荭草苷和牡荆苷抗氧化效果。荭草苷和牡荆苷结构相似，通过比较荭草苷和牡荆苷的体内抗氧化作用，以期筛选出抗衰老作用最佳药物的构效关系，为抗衰老药物的研究提供新的动力。荭草苷和牡荆苷的化学式：

3 文章学术水平与国内外同类研究的比较

近年来国内外学者对金莲花中有效成分的药理研究主要集中在总黄酮的抑菌、抗炎、抗病毒方面。其总黄酮中含量较高的有效成分单体荭草苷和牡荆苷的药理研究很少，金莲花药材和其制剂多以测定荭草苷和牡荆苷的含量控制其质量。国外研究表明，牡荆苷除具有抑菌作用外，还有抗癌、降血脂等作用。本课题组研究表明金莲花总黄酮以及有效成分单体荭草苷和牡荆苷体外具有清除超氧阴离子、自由羟基、二苯三硝基苯肼能力以及对红细胞溶血的保护作用，同时研究发现金莲花总黄酮具有体外抑制Hela、K562、EC-109、NCI-H446细胞、肺癌A549肿瘤细胞株增殖作用，证明了金莲花有效成分单体荭草苷和牡荆苷的抗氧作用。

有关金莲花总黄酮中有效成分单体荭草苷和牡荆苷的体内抗氧化作用尚未见报道，为此作者所在课题组在荭草苷和牡荆苷体外抗氧化研究的基础上进行了动物体内的抗氧化研究，为抗衰老药物的研究提供了新的动力。

本文首次从D-半乳糖致衰老小鼠血清和组织中抗氧化酶能力、细胞膜离子转运酶ATP活性、脑组织中脂褐素的含量和因衰老所致的小鼠海马区神经细胞形态异常等多途径、多环节、多靶点的机制进行荭草苷和牡荆苷这类黄酮碳苷类化合物的体内抗氧化作用研究。本研究为筛选抗衰老药物以及构效关系研究开拓了新的方向。

4 国内外研究状况的微观分析

目前应用大鼠、小鼠等啮齿类动物构建的衰老动物模型主要有以下几种：D-半乳糖致衰老动物模型、SAMP系小鼠衰老模型、臭氧损伤衰老模型、去胸腺衰老模型、自然衰老模型等。D-半乳糖所致衰老动物模型已成为国内公认的衰老动物模型。，国外学者应用该模型不多。造模后检测指标主要有以下几个方面。行为学检测，血液及组织器官生化指标的测定，形态学研究神经病理学变化。

本次实验首次从D-半乳糖致衰老小鼠血清和组织中抗氧化酶能力、细胞膜离子转运能力ATP酶活性、脑组织中脂褐素的含量和因衰老所致的小鼠海马区神经细胞形态异常等多途径、多环节、多靶点的机制进行荭草苷和牡荆苷这类黄酮碳苷类化合物的体内抗氧化作用研究，为筛选抗衰老药物以及构效关系研究开拓了新的方向。

5 文章创新性的分析

课题采用D-半乳糖致衰老小鼠模型，探讨金莲花黄酮单体荭草苷和牡荆苷抗氧化作用机制，突破以往单一的研究方法或手段。得出以下结论：荭草苷和牡荆苷具有改善衰老小鼠一般状态，提高小鼠脑质量，延缓衰老小鼠脑组织的萎缩；具有提高小鼠血清总抗氧化能力、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活性；提高小鼠脑、肝、肾组织中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、Na⁺-K⁺-ATP酶、Ca²⁺-Mg²⁺-ATP酶的活性和降低丙二醛的含量的活性；具有降低小鼠脑组织中脂褐素的含量以及改善衰老小鼠海马区神经细胞结构的功能。荭草苷中、低剂量组的抗氧化作用优于同等剂量的牡荆苷，荭草苷和牡荆苷高剂量组抗氧化活性与维生素E作用相当。荭草苷的抗氧化作用优于牡荆苷。

经文献检索可知，D-半乳糖所致衰老动物模型国内同类研究中，所检测生化指标较少，选取的组织器官较单一。

万方数据库查3年所载相关文章：

abstract: D-半乳糖，抗氧化，黄酮 date: 2008/2011

序号	文题	作者[文章类型]
1	沙棘黄酮对大鼠抗氧化与免疫功能作用的研究	柏慧敏[D]
2	芦笋黄酮对D-半乳糖衰老小鼠的抗氧化作用研究	刘国强[D]
3	蜂胶黄酮对衰老模型小鼠脑组织抗氧化作用的影响	张悦[J]
4	芳樟叶黄酮和多糖的提取分离、结构鉴定及抗氧化活性研究	王先[D]
5	蜂胶总黄酮对衰老小鼠学习记忆的影响	王浩[J]
6	豹皮樟化学成分分离及其体外抗炎免疫活性筛选研究	唐敏芳[D]
7	大豆异黄酮改善衰老小鼠肾脏抗氧化作用的研究	钱进[J]
8	陈皮多糖的分离纯化、结构表征及其清除自由基活性研究	廖素媚[D]
9	四种药用植物化学成分及生物活性研究	赵军[D]
10	蜂胶黄酮对D-半乳糖致老年痴呆小鼠抗氧化能力的影响	苏晓杰[J]
11	枫叶黄酮对老年痴呆动物模型的抗氧化作用及分子机制	李志安[J]
12	马齿苋总黄酮提取及其抗氧化功能评价	倪爱威[D]
13	茶枝柑皮多糖提取、分离纯化、结构及抗氧化活性研究	陈思[D]
14	金花葵花总黄酮对衰老模型小鼠抗氧化和免疫功能的影响	吴正平[J]
15	油茶枯饼中天然抗氧化剂的提取和筛选	俞斌[D]
16	苦槠黄酮、淀粉、果胶的提取及理化性质研究	刘光宪[D]
17	河北省太行山区野生高等真菌资源调查及四种子实体抗氧化活性研究	李洁[D]
18	蓬子菜黄酮对老龄荷瘤小鼠抗氧化防御体系的影响	赵蕊[J]
19	山核桃叶总黄酮的提取分离与抗氧化作用的研究	陈红红[D]
20	食用菌抗氧化活性研究及竹荪抗氧化物质提取工艺优化	王宏雨[D]
21	柳蒿芽黄酮抗氧化作用的研究	刘荣[J]
22	荷叶黄酮抗衰老作用研究	宗灿华[J]
23	野生食用蔬菜甜菜树和黄连木化学成分及抗氧化活性	柳建军[D]
24	茶花多糖的分离、纯化及其结构初步探讨	俞兰[D]
25	杜仲雄花茶的药效学研究	娄丽杰[D]
26	蜂胶总黄酮对D-半乳糖诱导衰老小鼠学习记忆及代谢产物的影响	王浩[J]
27	朝鲜蓟叶片中多酚类物质的提取及其抗氧化、降血脂的作用研究	冯丽[D]
28	儿茶素酶促低聚反应的初步研究和红茶酯提取物的分离及活性分析	高晴晴[D]
29	河北省燕山地区野生高等真菌资源调查及五种子实体抗氧化活性研究	孙红[D]
30	大豆异黄酮对糖耐量异常大鼠肾损伤保护作用	陈静[J]
31	老鹰茶总黄酮中黄酮类单体对TGF-β1诱导的肝星状细胞增殖的影响及部分机制研究	周维晨[D]
32	葛根异黄酮对衰老大鼠卵巢形态和功能的影响	王爱梅[J]
33	黄海棠、梭梭、槐花、槲栎活性成分研究	宋艳丽[D]
34	葛根黄酮对亚急性衰老模型小鼠抗氧化作用的研究	郑王巧[J]
35	新疆胀果甘草多糖的分离纯化、结构分析和生物活性研究	丛媛媛[D]
36	鹰嘴豆异黄酮提取物对D-半乳糖致衰老小鼠学习记忆能力的影响	竺平晖[J]
37	茶花的安全性评价及茶黄素和茶籽黄酮苷对呼吸链酶作用机理的研究	李博[D]
38	车前草总黄酮清除自由基及对小鼠氧化损伤的保护作用	夏道宗[J]
39	宣木瓜中齐墩果酸的提取分离及其抗氧化作用的研究	盛侠[D]
40	番石榴、马鞭草化学成分及马鞭草药材质量标准研究	舒积成[D]
41	半枝莲、白花蛇舌草药对提取浸膏中抗氧化活性成分研究	陈柳萌[D]
42	草豆蔻总黄酮抗氧化活性研究	吴珍[J]
43	枳椇子提取物抗氧化损伤及抗疲劳作用的实验研究	汪海涛[D]
44	地锦草总黄酮对衰老小鼠组织端粒酶表达的影响	曹瑞珍[J]
45	大豆异黄酮抗衰老作用研究	范红艳[J]
46	大豆黄酮对衰老小鼠肝组织抗氧化能力的影响	毛缜[J]
47	洋葱和洋葱籽化学成分的研究	袁玲[D]
48	辽藁本化学成分的研究	张博[D]
49	核桃楸叶化学成分的研究	常仁龙[D]
50	地锦草总黄酮对老化模型小鼠血清衰老指标的影响	曹瑞珍[J]
51	淡竹叶和水竹叶化学成分研究	张慧艳[D]
52	黑加仑功能成分的分离纯化及固体饮料的研究	何大俊[D]
53	马桑叶中黄酮类化合物的生物活性研究	张雁冰[J]
54	乌饭树叶的化学成分研究	李增亮[D]

abstract: 荭草苷，抗氧化 date: 2008/2011

abstract: 牡荆苷，抗氧化 date: 2008/2011

序号	文题	作者[文章类型]
1	竹叶特征性黄酮类化合物研究——单体制备、抗氧活性及其血管保护作用研究	焦晶晶[D]
2	木豆叶中黄酮微波提取工艺研究	金时[J]
3	金莲花总黄酮及其单体成分的抗氧化活性研究	苑红燕[J]
4	金莲花中荭草苷和牡荆苷对D-半乳糖致衰小鼠体内抗氧化作用的影响	王书华[J]
5	小叶三点金的化学成分研究	刘小辉[D]
6	6种地被竹叶有效成分及其抗氧化活性研究	倪勤学[D]
7	金莲花中荭草苷和牡荆苷抗氧作用的研究	杨国栋[J]
8	生物黄酮抑制食品中丙烯酰胺形成的机理及其构效关系研究	章宇[D]
9	仙鹤草抗氧化物质基础及构效关系研究	祝连彩[D]
10	蔓荆和大叶盘果菊的化学成分及生物活性研究	陈永胜[D]
11	多枝柽柳和杏叶茴芹活性成分研究	常星[D]
12	亚麻和川乌化学成分研究	孙建龙[D]
13	草麻黄化学成分研究	赵巍[D]
14	毛细管电泳研究生物活性成分的分离分析及活性	李菲[D]

检索时间：2012-06-25，9:12-9:44pm；2:47-4:48am

检索时间范围：近20年

①检索关键词：trollius chinesis bunge + orientin + vitexin + D-galactose + antioxidant

检索结果：没有检出文献

②检索关键词：orientin + vitexin + D-galactose + antioxidant

检索结果：共检索出19篇文献，其中有3篇是关于植物黄酮类化合物的分离与结构测定及测定方法的研究，有12篇是植物提取液中成分分析及体外抗氧化研究（超氧阴离子自由基，羟基自由基，二苯三硝基苯肼等），其他4篇为植物提取液对肝脏的保护作用、抗炎、抗细胞毒性研究。

1: Flores G, Dastmalchi K, Dabo AJ, Whalen K, Pedraza-Peñalosa P, Foronjy RF, D'Armiento JM, Kennelly EJ. Antioxidants of therapeutic relevance in COPD from the neotropical blueberry Anthopterus wardii. Food Chem. 2012 Mar 1;131(1):119-125. PubMed PMID: 22363097; PubMed Central PMCID: PMC3282679.

2: Perveen S, El-Shafae AM, Al-Taweel A, Fawzy GA, Malik A, Afza N, Latif M, Iqbal L. Antioxidant and urease inhibitory C-glycosylflavonoids from Celtis africana. J Asian Nat Prod Res. 2011 Sep;13(9):799-804. PubMed PMID: 21830883.

3: Erel SB, Karaalp C, Bedir E, Kaehlig H, Glasl S, Khan S, Krenn L. Secondary metabolites of Centaurea calolepis and evaluation of cnicin for anti-inflammatory, antioxidant, and cytotoxic activities. Pharm Biol. 2011 Aug;49(8):840-9. Epub 2011 May 25. PubMed PMID: 21612369.

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6: Dastmalchi K, Flores G, Petrova V, Pedraza-Peñalosa P, Kennelly EJ. Edible neotropical blueberries: antioxidant and compositional fingerprint analysis. J Agric Food Chem. 2011 Apr 13;59(7):3020-6. Epub 2011 Mar 10. PubMed PMID:21391608.

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12: Hajdú Z, Hohmann J, Forgo P, Martinek T, Dervarics M, Zupkó I, Falkay G, Cossuta D, Máthé I. Diterpenoids and flavonoids from the fruits of Vitex agnus-castus and antioxidant activity of the fruit extracts and their constituents. Phytother Res. 2007 Apr;21(4):391-4. PubMed PMID: 17262892.

13: Zhang Y, Bao B, Lu B, Ren Y, Tie X, Zhang Y. Determination of flavone C-glucosides in antioxidant of bamboo leaves (AOB) fortified foods by reversed-phase high-performance liquid chromatography with ultraviolet diode array detection. J Chromatogr A. 2005 Feb 18;1065(2):177-85. PubMed PMID:15782963.

14: Bramati L, Aquilano F, Pietta P. Unfermented rooibos tea: quantitative characterization of flavonoids by HPLC-UV and determination of the total antioxidant activity. J Agric Food Chem. 2003 Dec 3;51(25):7472-4. PubMed PMID:14640601.

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③检索关键词： orientin + antioxidant

检索结果：共检出11篇文献，有8篇与按2检索结果重复，另3篇分别是研究植物提取液对细胞毒性研究、对糖尿病大鼠血糖的影响、荭草苷对血管舒张机制的影响及黄酮类化合物对拓扑异构酶的抑制作用。

1: Erel SB, Karaalp C, Bedir E, Kaehlig H, Glasl S, Khan S, Krenn L. Secondary metabolites of Centaurea calolepis and evaluation of cnicin for anti-inflammatory, antioxidant, and cytotoxic activities. Pharm Biol. 2011　Aug;49(8):840-9. Epub 2011 May 25. PubMed PMID: 21612369.

2: Aragão DM, Guarize L, Lanini J, da Costa JC, Garcia RM, Scio E. Hypoglycemic effects of Cecropia pachystachya in normal and alloxan-induced diabetic rats. J Ethnopharmacol. 2010 Apr 21;128(3):629-33. Epub 2010 Jan 11. PubMed PMID:20064597.

3: Lin YP, Chen TY, Tseng HW, Lee MH, Chen ST. Neural cell protective compounds isolated from Phoenix hanceana var. formosana. Phytochemistry. 2009 Jun;70(9):1173-81. Epub 2009 Jul 21. PubMed PMID: 19628235.

4: Shibano M, Kakutani K, Taniguchi M, Yasuda M, Baba K. Antioxidant constituents in the dayflower (Commelina communis L.) and their alpha-glucosidase-inhibitory activity. J Nat Med. 2008 Jul;62(3):349-53. Epub 2008 Apr 15. PubMed PMID:18409066.

5: Zhang Y, Tie X, Bao B, Wu X, Zhang Y. Metabolism of flavone C-glucosides and p-coumaric acid from antioxidant of bamboo leaves (AOB) in rats. Br J Nutr. 2007 Mar;97(3):484-94. PubMed PMID: 17313710.

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9: Marzouk MS, El-Toumy SA, Moharram FA, Shalaby NM, Ahmed AA. Pharmacologically active ellagitannins from Terminalia myriocarpa. Planta Med. 2002 Jun;68(6):523-7. PubMed PMID: 12094296.

10: Uma Devi P, Ganasoundari A, Vrinda B, Srinivasan KK, Unnikrishnan MK. Radiation protection by the ocimum flavonoids orientin and vicenin: mechanisms of action. Radiat Res. 2000 Oct;154(4):455-60. PubMed PMID: 11023610.

11: Budzianowski J, Pakulski G, Robak J. Studies on antioxidative activity of some C-glycosylflavones. Pol J Pharmacol Pharm. 1991 Sep-Oct;43(5):395-401.PubMed PMID: 1824129.

④检索关键词：vitexin + antioxidant

检索结果：共检出14篇文献，有6篇与按2检索结果重复，另8篇分别是研究植物提取液对肝损伤大鼠的保护作用、牡荆苷的解痉作用、植物提取液血管舒张机制的影响、镇痛作用、糖苷键降解情况、及体外抗氧化作用。

1: Sahreen S, Khan MR, Khan RA. Hepatoprotective effects of methanol extract of Carissa opaca leaves on CCl4-induced damage in rat. BMC Complement Altern Med. 2011 Jun 24;11:48. PubMed PMID: 21699742; PubMed Central PMCID: PMC3141600.

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6 文章区别于他人他篇的特点。

实验从观察衰老小鼠一般状态入手，测脑质量，检测血液与组织抗氧化酶系，细胞膜离子转运能力ATP酶系，脑脂褐素，脑组织形态学，将整体动物结合起来探讨荭草苷和牡荆苷对D-半乳糖致衰老小鼠的抗氧化作用，突破以往单一的研究方法或手段。首次对荭草苷和牡荆苷这类黄酮碳苷类化合物的体内抗氧化作用进行多途径、多环节、多靶点的作用机制研究。荭草苷和牡荆苷化学结构极为相似，为筛选抗衰老药物以及构效关系研究开拓了新的方向。