王奇志,管福琴,孫浩,陳雨,趙友誼,馮煦,王鳴
(江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所南京中山植物園江蘇省藥用植物研究開發(fā)中心,江蘇南京210014)
梓實(shí)系紫葳科Bignoniaceae梓屬CatalpaL.植物梓Catalpa ovataG.Don的果實(shí)[1],產(chǎn)于湖南、河北、四川、東北等地。梓屬樹皮習(xí)稱梓白皮,果實(shí)稱梓實(shí),均供藥用,《本草鋼目》記載具有清熱、解毒、致瀉、殺三蟲和利尿的功能。近代藥理研究表明除利尿外尚有抗痙攣、降血糖、抗飽脹感和增強(qiáng)抗癌藥作用的功效[2-6],梓實(shí)中主要活性成分為環(huán)烯醚萜苷[7-14],如梓醇和梓苷(結(jié)構(gòu)見圖1)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)梓苷的生物活性進(jìn)行了深入研究,現(xiàn)將抗腫瘤的結(jié)果報(bào)道如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物昆明種小白鼠,體質(zhì)量18~22 g,雌雄各半,由南京青龍山動(dòng)物飼養(yǎng)中心提供,合格證:SCXK(蘇)2002-0018。
1.2 腫瘤模型小鼠移植性腫瘤模型,肉瘤180(S180)、肝癌(Heps)均從中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所引進(jìn),江蘇省腫瘤防治研究所傳代保種,人胃癌細(xì)胞由江蘇省腫瘤防治研究所提供,來自胃癌病人手術(shù)標(biāo)本制成的癌細(xì)胞懸液(未鑒定)。
1.3 藥材來源梓實(shí)鮮品20 kg于2010年10月采自南京中山植物園,經(jīng)江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所袁昌齊研究員鑒定為紫葳科梓屬植物梓Catalpa ovataG.Don的果實(shí)。
圖1 梓苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structure of catalposide
1.4 藥品及試劑梓苷自行分離,經(jīng)HPLC歸一化法測(cè)定純度大于95%,5-氟尿嘧啶(5-FU)、紫杉醇(TaX)、甲氨蝶呤(MTX)、盤尼西林(HePT)、鬼臼乙叉苷(VP16)均由江蘇省腫瘤防治研究所提供。
1.5 儀器設(shè)備超凈臺(tái)(蘇州凈化設(shè)備公司YJ875),電子分析天平(賽多利斯公司),恒溫水浴鍋(上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司,DK-8A型)。
2.1 樣品制備梓實(shí)干品5 kg,80%乙醇熱提3次,每次2 h,合并提取液,減壓濃縮成0.75 kg浸膏,加水500 mL懸浮,分別用石油醚、醋酸乙酯、正丁醇萃取,得正丁醇部位120 g,經(jīng)大孔樹脂(D101)吸附,乙醇-水梯度洗脫,收集30%乙醇洗脫部分,通過硅膠柱色譜[三氯甲烷-甲醇梯度洗脫,收集三氯甲烷-甲醇(5∶1)洗脫部分]、再經(jīng)Sephadex LH-20柱(甲醇洗脫)重結(jié)晶得梓苷純品(15 g)。
白色針晶(甲醇),mp 145~146℃,[α23D]-184(c 1.0,MeOH),易溶于甲醇、乙酸乙酯和DMSO,可溶于水。TLC上噴5%H2SO4-EtOH液顯灰褐色斑點(diǎn)。UVλMeOHmax(nm):260(4.27),303(1.37)。API-ESI(+)MS:505[M+Na]+(100)。IRνKBrmax(cm-1):3 409,2 928,2 891,1 698,1 653,1 607,1 590,1 515,1 452,1 356,1 279,1 169,1 065,968,928,860,770,701,639,508,413。ESI(+)MS(m/z):505[M+Na]+(100)。1H-NMR(300 MHz,DMSO-d6)δ:2.59(1H,m,H-5),2.69(1H,m,H-9),3.34-3.45(4H,m,H-2'~5'),3.52(1H,d,J=13.2 Hz,H-6'a),3.73(1H,m,H-7),3.76(1H,d,J=12.8 Hz,H-10a),3.87(1H,d,J=13.2 Hz,H-6'b),4.05(1H,d,J=12.8 Hz,H-10b),4.83(1H,d,J=7.8 Hz,H-1'),4.98(1H,dd,J=5.8,5.9 Hz,H-4),5.07(1H,d,J=5.8 Hz,H-1),5.09(1H,dd,J=7.8,4.4 Hz,H-6),6.33(1H,d,J=5.9 Hz,H-3),6.86(2H,dd,J=8.8,2.9 Hz,H-3″和H-5″),7.89(2H,dd,J=8.5,2.9 Hz,H-2″和H-6″),10.43(1H,s,4″-OH,加D2O消失)。13C-NMR(75 MHz,DMSO-d6)δ:93.6(C-1),140.7(C-3),101.7(C-4),34.8(C-5),79.4(C-6),58.6(C-7),65.3(C-8),41.6(C-9),60.4(C-10),98.2(C-1'),73.0(C-2'),76.3(C-3'),70.0(C-4'),76.2(C-5'),61.5(C-6'),120.0(C-1”),131.5(C-2″和C-6″),115.0(C-3″和C-5″),161.9(C-4″),165.9(CO)。與文獻(xiàn)[4-7]報(bào)道的數(shù)據(jù)一致。
2.2 體內(nèi)抗腫瘤作用按《抗癌藥物藥效學(xué)研究指導(dǎo)原則》方法進(jìn)行。選擇腫瘤生長(zhǎng)良好且無潰破的腫瘤小鼠,在無菌條件下取出腫瘤,用0.9%NaCl按1∶4稀釋(1×108個(gè)/mL)制成瘤細(xì)胞懸液,每只小鼠于前肢腋窩皮下接種0.2 mL,接種后隨機(jī)分組,每組雌雄各半。次日開始給藥,每日1次,連續(xù)8 d,第9天稱體質(zhì)量、解剖、剝離瘤塊,取出脾臟、胸腺,分別稱質(zhì)量,計(jì)算抑瘤率、脾指數(shù)和胸腺指數(shù)。
2.3 體外殺傷作用癌癥病人手術(shù)標(biāo)本,制成癌細(xì)胞懸液,每日加藥一次,連續(xù)5 d,采用MTT法測(cè)定每孔OD值。
2.4 統(tǒng)計(jì)方法組間比較采用t檢驗(yàn)。
3.1 梓苷對(duì)小鼠移植性腫瘤的抑瘤作用當(dāng)劑量為25 mg/kg時(shí),對(duì)S180的抑制率為60.68%,超過了陽性對(duì)照5-FU(55.56%);對(duì)Heps抑制率為50.80%。結(jié)果說明梓苷對(duì)小鼠移植性腫瘤S180、Heps有明顯的抑制作用和極顯著性差異(P<0.001),見表1,其中對(duì)S180的抑制作用大于對(duì)Heps的。
表1 梓苷對(duì)小鼠移植性腫瘤的抑制作用(n=10)Tab.1 Inhibition of catalposide on transplanted tumor in m ice(n=10)
3.2 梓苷對(duì)免疫器官質(zhì)量的影響梓苷對(duì)荷瘤(S180)、(Heps)小鼠免疫器官質(zhì)量都有一定的提高,與空白比較無顯著性差異,而陽性對(duì)照藥5-FU則有所降低,說明梓苷在發(fā)揮抗癌作用的同時(shí)不抑制免疫功能,效果比5-FU好。見表2、3。
表2 梓苷對(duì)荷瘤(S180)小鼠免疫器官質(zhì)量的影響(n=10)Tab.2 Effects of catalposide on immune organs weight of S180-bearing m ice(n=10)
表3 梓苷對(duì)荷瘤(Heps)小鼠免疫器官質(zhì)量的影響(n=10)Tab.3 Effects of catalposide on immune organs weight of Heps-bearing m ice(n=10)
梓苷是梓實(shí)的主要活性成分之一,約含2%,傳統(tǒng)臨床應(yīng)用梓實(shí)利尿,治療糖尿病。本實(shí)驗(yàn)首次對(duì)梓苷的抗腫瘤活性進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)梓苷對(duì)小鼠移植性腫瘤肉瘤(S180)和肝癌(Heps)均有明顯的抑制作用。當(dāng)梓苷劑量為25 mg/(kg·d)灌胃給藥時(shí)其抑制率分別為60.68%和50.80%,高于或相當(dāng)于陽性藥5-Fu的抑制率。研究結(jié)果表明梓苷在動(dòng)物體內(nèi)具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性,對(duì)荷瘤小鼠的脾指數(shù)和胸腺指數(shù)無明顯影響,說明梓苷在發(fā)揮抗癌作用的同時(shí),不抑制免疫功能。
利用江蘇省腫瘤防治研究所的實(shí)驗(yàn)條件,通過對(duì)人源性胃癌靶細(xì)胞體外的直接殺傷作用實(shí)驗(yàn)的研究,發(fā)現(xiàn)梓苷對(duì)人癌細(xì)胞的體外殺傷作用不明顯(表4),說明梓苷對(duì)癌細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用不是直接的殺傷作用,其抗癌的作用機(jī)理有待進(jìn)一步探討。
表4 梓苷對(duì)人癌細(xì)胞的體外殺傷作用(n=3)Tab.4 Killing for human cancer cells in vitro of catalposide(n=3)
[1]中科院中國(guó)植物志編委會(huì).中國(guó)植物志[M].北京,科學(xué)出版社,1997,69:13-18.
[2]Fujiwara A,Toshiyuki M,Akira I.Antitumor-promoting naphthoquinones fromCatalpa ovata[J].J Nat Prod,1998,61(5):629-632.
[3]Ortiz de Urbina A V,Martin M L,F(xiàn)ernandez B,et al.In vitroantispasmodic activity of peracetylated penstemonoside,aucubin and catalpol[J].Planta Med,1994,60:512-515.
[4]Kimura K,Okuda T,Takano T.Studies on the constituents ofCatalpa ovataG.Don.active principles of fruits[J].YaoXueZ-aZhi,1962,83(6):635-638.
[5]Machida K,Ando M,Yaoita Y.Studies on the constituents of Catalpa speciesⅥ.monoterpene glycosides from the fallen leaves ofCatalpa ovataG.Don[J].Chem Pharm Bull,2001,49(6):732-736.
[6]EL-Naggar S F,Doskotch R W.Specioside:a new lelidoid glycoside fromCatalpa sptalpa speciosa[J].J Natura Products,1980,43(4):524-526.
[7]Machida K,Ogawaand M,Kikuchi M.Studies on the constituents of Catalpa speciesⅡ.iridoids fromCatalpae fructus[J].Chem Pharm Bull,1998,46(6):1056-1147.
[8]Iwagawa T,Hamada T,Kurogi S.Iridoids fromCatalpa bignonioides[J].Phytochemistry,1991,30(12):4057-4060.
[9]Nozaka T,Watanabe F,Ishino M.A mutagenic new iridoid in the water extract of Catalpae fructus[J].Chem Pharm Bull,1989,37(10):2838-2840.
[10]王奇志,梁敬鈺.梓實(shí)化學(xué)成分研究[J].中草藥,2005,36(1):15-17.
[11]王奇志,梁敬鈺.梓屬植物化學(xué)成分研究進(jìn)展[J].中草藥,2003,34(7):附2-4.
[12]Chang C C,Nakanishi K.Specionin,an iridoid insect antifeedant fromCatalpa speciosa[J].J Chem Soc Chem Commun,1983,19(11),605-606.
[13]Hiroyuki I,Shinichi U,Kenichiro I,et al.(2R)-Catalponone,a biosynthetic intermediate for prenyl naphthoquinone congeners of the wood ofCatalpa ovata[J].Phytochemistry,1981,20(7):1707-1710.
[14]Kanai E,Machida K,Kikuchi M.Studies on the constituents of Catalpa species iridoids fromCatalpae fructus[J].Chem Pharm Bull,1996,44(8):1607-1609.