石柳柳 李賀然蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)部藥學(xué):,江蘇蘇州215123
黑老虎中倍半萜類化合物的分離鑒定及抑制NO生成作用研究
石柳柳李賀然
蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)部藥學(xué):,江蘇蘇州215123
目的分離鑒定黑老虎中倍半萜類化合物,并考察化合物對(duì)一氧化氮(NO)釋放的抑制作用。方法采用丙酮提取,半制備高效液相色譜等方法分離化學(xué)成分,波譜方法鑒定化合物的結(jié)構(gòu);脂多糖(LPS)和γ干擾素(IFN-γ)誘導(dǎo)的單核巨噬細(xì)胞RAW264.7作為細(xì)胞炎癥模型,考察化合物對(duì)NO釋放的抑制作用。結(jié)果分離得到了4個(gè)倍半萜類化合物,經(jīng)波譜方法鑒定,分別為匙葉桉油烯醇(1)、(-)-7βH-柳杉二醇(2)、(-)-依蘭油醇(3)、(+)-順-菖蒲烯(4)?;衔?較強(qiáng)抑制LPS/INF-γ誘導(dǎo)NO的產(chǎn)生。結(jié)論化合物1~4均首次從南五味子屬中分離得到,化合物1具有抗炎活性。
黑老虎;倍半萜;NO;抑制作用
[Abstract]Objective To study the sesquiterpenes from kadsura coccinea and their nitric oxide(NO)inhibitory activities.Methods Acetone was used to extract,the compounds were iso1ated by semi-preparative HPLC method,their structures were identified by spectroscopy.The activated RAW 264.7 macrophages induced by LPS and IFN-γ were used to eva1uate the inhibitory activities on NO production.Results Four sesquiterpenes were iso1ated and identified as ent-spathu1eno1,(-)-7βH-eudesmane-4α,11-dio1,(-)-T-muuro1o1,(+)-cis-Ca1amenene.Compound 1 had strong inhibitory activity on NO production.Conclusion Compound 1-4 are obtained from the Kadsura for the first time. Compound 1 has the anti-inf1ammatory effect.
[Key words]Kadsura coccinea;Sesquiterpene;NO;Inhibitory activity
黑老虎為五味子科南五味子屬植物[Kadsura coccinea(Lem.)A.C.Smith]的根和藤莖,別名冷飯團(tuán)、緋紅南五味子、過山龍騰等。廣泛分布于我國湖北、廣東、廣西、四川、云南、貴州等西南地區(qū)。黑老虎為民間草藥,主要用于治療風(fēng)濕骨痛、跌仆扭傷、婦女痛經(jīng)、慢性胃炎等癥[1]。本課題組對(duì)黑老虎進(jìn)行了化學(xué)成分研究,并考察了部分木脂素、三萜等化合物的生物活性[2-5],為進(jìn)一步研究黑老虎的抗炎活性成分,本次實(shí)驗(yàn)中,從黑老虎的根莖中分離得到4個(gè)倍半萜類化合物,并進(jìn)行了理化鑒定和波譜分析,并且,以脂多糖(LPS)和γ干擾素(IFN-γ)誘導(dǎo)的單核巨噬細(xì)胞RAW264.7作為細(xì)胞炎癥模型,考察化合物對(duì)一氧化氮(NO)釋放的抑制作用。
UV-160紫外光譜儀(島津公司,日本);IR A2紅外光譜儀(JASCO公司,日本);DIP-360旋光光譜儀(JASCO公司,日本);JEOL-ECA 600 MHz核磁共振儀(Varian公司,美國,TMS為內(nèi)標(biāo));JEOL GC質(zhì)譜儀(Varian公司,美國);柱層析硅膠(Wako公司,日本);薄層色譜(Merck公司,美國);JASCO PU-2089高效液相色譜儀(JASCO公司,日本);高效液相色譜柱(Senshu Scientific公司,日本);RAW264.7細(xì)胞(ATCC公司,美國);Ham′s F12培養(yǎng)基(Sigma公司,美國);胎牛血清(Gibco公司,美國);谷氨酰胺(Sigma公司,美國);IFN-γ(Genzyme/Techne公司,美國);脂多糖(Sigma公司,美國);磺胺(Wako公司,日本);N-1-Naphthy1ethy1enediamine Dihydroch1oride(Wako公司,日本);四甲基偶氮唑鹽(Wako公司,日本);實(shí)驗(yàn)所用試劑規(guī)格均為分析純。
黑老虎根莖采集于中國廣西,由中國醫(yī)學(xué)科學(xué):藥用植物研究所郭寶林博士鑒定為Kadsura coccinea(Lem.)A.C.Smith。
2.1提取與分離
黑老虎根1.75 kg粉碎后,用80%丙酮冷浸提取3次,每次24 h,合并提取液,濃縮后得到的浸膏依次用氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取,分別回收各萃取溶劑,得氯仿萃取物44.7 g,乙酸乙酯萃取物4.0 g,正丁醇萃取物14.2 g以及水層浸膏20.6 g。將氯仿萃取物經(jīng)硅膠柱色譜,以氯仿-甲醇溶劑系統(tǒng)梯度洗脫,得到11個(gè)組分。各組分再經(jīng)硅膠、半制備高效液相色譜和Sephadex LH-20色譜分離,得到化合物1(11 mg)、2(30 mg)、3(13 mg)和4(22 mg)。
2.2 NO釋放抑制活性的測(cè)定[6]
采用RAW 264.7大鼠巨噬細(xì)胞,調(diào)整細(xì)胞濃度到1.2×106/mL,每孔200 μL接種于96孔培養(yǎng)板,5% CO2,37℃培養(yǎng)2 h,加入LPS(終濃度為100 ng/mL)、IFN-γ(終濃度為0.33 ng/mL)、樣品DMSO溶液(溶解樣品的DMSO相對(duì)于培養(yǎng)基的含量為0.2%),培養(yǎng)16 h。取上清液100 μL,加入等體積的Griess試劑[臨用前將1%的磺胺磷酸溶液(5%)和0.1%的N-1-Naphthy1ethy1enediamine Dihydroch1oride等體積混勻],遮光10 min,用酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀在570 nm(對(duì)照655 nm)測(cè)定吸光度。細(xì)胞生存率用MTT法進(jìn)行測(cè)定:剩余細(xì)胞再加入25 μL MTT(1 mg/mL),培養(yǎng)4 h,棄上清液,加150 μL DMSO,放置5 min,570 nm下讀取數(shù)值。
2.3化合物結(jié)構(gòu)鑒定
結(jié)合理化性質(zhì)以及光譜數(shù)據(jù)鑒定,黑老虎氯仿提取液中4個(gè)化合物結(jié)構(gòu)如下:
圖1 黑老虎中4個(gè)倍半萜類化合物的結(jié)構(gòu)式
化合物1為無色結(jié)晶,IRυmax/cm:3448,2932,1711。1H-NMR(600 MHz,DMSO-d6),δ:2.42(1H,dd,J=18.0,6.0 Hz,H-2a),2.03(1H,m,H-2e),1.00(1H,t,J=1.2 Hz,H-3e),1.99(1H,m,H-3a),0.70(1H,m,H-4),0.47(1H,t,J=6.0 Hz,H-5),2.19(1H,m,H-6),1.77(1H,m,H-8a),1.56(1H,m,H-8e),1.90(1H,m,H-9a),1.63(1H,m,H-9e),1.30(1H,t,J=6.0 Hz,H-10),4.68,(2H,d,J=1.0 Hz,H-11),1.28(3H,s,-CH3),1.04(3H,s,-CH3),1.05(3H,s,-CH3)。13C-NMR(150 MHz,DMSO-d6),δ:153.4(C-1),38.6(C-2),24.7(C-3),27.5(C-4),29.9(C-5),53.6(C-6),81.0(C-7),41.7(C-8),26.7(C-9),54.3(C-10),106.3(C-11),26.1(C-12),20.3(C-13),16.3(C-14),28.6(C-15)。上述波譜數(shù)據(jù)經(jīng)與文獻(xiàn)[7]比較,鑒定化合物1為匙葉桉油烯醇。
化合物2為無色結(jié)晶,EI-MS m/z(re1.int.%):222 [M]+(3),207(10),164(60),149(100),59(65);HREI-MS m/z:222.1984([M]+,Ca1cd 222.1984 for C15H26O);1H-NMR(600 MHz,DMSO-d6),δ:1.07(1H,m,H-1e),1.39(1H,m,H-1a),1.56(1H,m,H-2),1.35(1H,m,H-3e),1.79(1H,m,H-3a),1.60(1H,d,J=13.5 Hz,H-5),1.03(1H,m,H-6e),1.91(1H,m,H-6a),1.45(1H,m,H-7a),1.17(1H,m,H-7e),1.60(1H,m,H-8a),1.28(1H,m,H-8e),1.35(1H,m,H-9),1.28(3H,s,-CH3),1.29(3H,s,-CH3),1.11(3H,s,-CH3),0.89(3H,s,-CH3)。13C-NMR(150 MHz,DMSO-d6),δ:40.9(C-1),20.1(C-2),43.4(C-3),72.3(C-4),54.7(C-5),21.4(C-6),41.0(C-7),22.4(C-8),49.8(C-9),34.4(C-10),73.9(C-11),29.0(C-12),29.2(C-13),18.6(C-14),22.5(C-15)。上述波譜數(shù)據(jù)經(jīng)與文獻(xiàn)[8]比較,鑒定化合物2為(-)-7βH-柳杉二醇。
化合物3為無色結(jié)晶,EI-MS m/z(re1.int.%):222 [M]+(15),204(50),161(60),121(80),95(100);HREI-MS m/z:222.1982([M]+,Ca1cd 222.1984 for C15H26O);1H-NMR(600 MHz,DMSO-d6),δ:2.26(1H,m,H-1),5.56(1H,m,H-2),1.96(2H,m,H-4),1.55(2H,m,H-5),1.53(1H,m,H-6),1.54(2H,m,H-8),1.35(2H,m,H-9),1.23(1H,m,H-10),1.97(1H,m,H-11),0.83(3H,d,J=6.6 Hz,-CH3),0.88(3H,d,J=6.6 Hz,-CH3),1.19(3H,s,-CH3),1.64(3H,s,-CH3)。13C-NMR(150 MHz,DMSO-d6),δ:34.4(C-1),124.7(C-2),133.4(C-3),31.2(C-4),20.8(C-5),46.0(C-6),72.3(C-7),34.5(C-8),19.2(C-9),43.8(C-10),26.5(C-11),15.3(C-12),21.5(C-13),29.2(C-14),23.5(C-15)。上述波譜數(shù)據(jù)經(jīng)與文獻(xiàn)[9]比較,鑒定化合物3為(-)-依蘭油醇。
化合物4為無色結(jié)晶,EI-MS m/z(re1.int.%):220[M]+(22),205(100),159(65),105(70),69(70);HR-EI-MS m/z:220.1829([M]+,Ca1cd 220.1827 for C15H24O);1H-NMR(600 MHz,DMSO-d6),δ:7.01(1H,s,H-1),6.95(1H,dd,J=1.6,7.4 Hz,H-3),7.03(1H,d,J= 7.6 Hz,H-4),2.74(1H,m,H-6),1.34(1H,m,H-7e),1.94(1H,m,H-7a),1.59(H,m,H-8e),1.82(1H,m,H-8a),2.68(1H,m,H-10),2.23(1H,m,H-12),0.70(3H,d,J=6.9 Hz,-CH3),1.00(3H,d,J=6.9 Hz,-CH3),1.25(3H,d,J=7.0 Hz,-CH3),2.29(3H,s,-CH3)。13CNMR(150 MHz,DMSO-d6),δ:128.7(C-1),134.4(C-2),126.1(C-3),126.7(C-4),140.0(C-5),32.4(C-6),30.8(C-7),21.4(C-8),43.7(C-9),139.9(C-10),31.8(C-11),17.3(C-12),21.2(C-13),22.3(C-14),21.1(C-15)。上述波譜數(shù)據(jù)經(jīng)與文獻(xiàn)[10]比較,鑒定化合物4為(+)-順-菖蒲烯。
2.4 NO釋放抑制活性
通過LPS和IFN-γ刺激巨噬細(xì)胞RAW264.7,對(duì)4個(gè)從黑老虎中分離得到的化合物,進(jìn)行了NO產(chǎn)生抑制活性的測(cè)定,當(dāng)測(cè)試樣品濃度在10 μg/mL時(shí),化合物4表現(xiàn)出很強(qiáng)的細(xì)胞毒性(細(xì)胞生存率<90%),進(jìn)一步降低濃度到3 μg/mL時(shí),化合物的毒性消失,但NO產(chǎn)生抑制率也急劇降低。而化合物1在10 μg/mL時(shí)沒有表現(xiàn)出細(xì)胞毒性,但仍表現(xiàn)出較強(qiáng)的NO產(chǎn)生抑制活性(NO產(chǎn)生抑制率>75%),IC50=20.4 μmo1/L,明顯優(yōu)于陽性對(duì)照品槲皮素(IC50=25.0 μmo1/L)?;衔?、3基本沒有表現(xiàn)出NO產(chǎn)生抑制活性及細(xì)胞毒性[6]。
本實(shí)驗(yàn)從黑老虎的氯仿提取物中分離并鑒定了4個(gè)倍半萜類化合物,均為首次從南五味子屬中分離得到的化合物,豐富了南五味子屬植物所含的化合物種類。NO廣泛分布于生物體內(nèi)各組織中,是NO合酶催化L-精氨酸產(chǎn)生的5個(gè)電子的氧化物;NO的水平與炎癥、癌癥、免疫異常及血管性疾病發(fā)生有密切聯(lián)系,NO的過量產(chǎn)生涉及到多種疾病的發(fā)生發(fā)展;在炎癥領(lǐng)域如感染性休克、潰瘍性結(jié)腸炎、關(guān)節(jié)炎等;在神經(jīng)系統(tǒng)領(lǐng)域如帕金森綜合征、阿爾茨海默病、癡呆都伴隨有腦組織NO的異常增多;在心血管系統(tǒng)如NO合成異常常導(dǎo)致休克、動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、中風(fēng)等,因此,NO不但成為炎癥、自身免疫疾病等新的治療策略,而且已成為新藥開發(fā)的重要靶點(diǎn),如NO供體型非甾體抗炎藥物用于抗炎、鎮(zhèn)痛,治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎等慢性炎癥疾病。NO參與多種炎癥信號(hào)傳導(dǎo),與多種炎癥因子相互作用,NO在炎性反應(yīng)進(jìn)程每一階段都有產(chǎn)生,因此,可以測(cè)定NO的含量來評(píng)價(jià)某一抗炎藥物的抗炎活性[11-14]。巨噬細(xì)胞中含有誘導(dǎo)型NO合成酶,在LPS、IFN-γ等刺激下誘導(dǎo)表達(dá)可以催化精氨酸產(chǎn)生NO,因此,實(shí)驗(yàn)采用LPS和IFN-γ誘導(dǎo)的單核巨噬細(xì)胞RAW264.7作為細(xì)胞炎癥模型,對(duì)分離得到的4個(gè)倍半萜化合物進(jìn)行了初步的藥理活性測(cè)試,結(jié)果發(fā)現(xiàn),愈創(chuàng)木烷型倍半萜即匙葉桉油烯醇具有明顯的NO產(chǎn)生抑制作用,并且測(cè)試樣品濃度10~100 μg/mL均沒有細(xì)胞毒性。匙葉桉油烯醇存在于多種植物的揮發(fā)油中,來源廣泛、含量較高,極大有利于進(jìn)一步用炎癥動(dòng)物模型進(jìn)行抗炎作用及藥理機(jī)制的研究[15-20]。
[1]國家中醫(yī)藥管理局《中華本草》編委會(huì).中華本草[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1999,2:895-896.
[2]Li HR,Wang LY,Yang ZG,et a1.Kadsura1ignans H-K from Kadsura coccinea and their Nitric Oxide production inhibitory effects[J].J Nat Prod,2007,70(12):1999-2002.
[3]Hu W,Li L,Wang Q,et a1.Dibenzocyc1ootadiene 1ignans from Kadsura coccinea[J].J Asian Nat Prod Res,2012,14(4):364-369.
[4]Li HR,Wang LY,Miyata S,et a1.Kadsuracoccinic acid AC,ring-A seco-1anostane triterpenes from Kadsura coccinea and their effects on embryonic ce11 division of Xenopus 1aevis[J].J Nat Prod,2008,71(4):739-741.
[5]季改,余姝,胡文,等.緋紅南五味子莖的化學(xué)成分研究[J].中草藥,2012,43(5):873-876.
[6]Kim SY,Kim HP,Kin SY,et a1.Effects of natura11y occurring f1avonoids on nitric oxide production in the macrophage ce11 1ine RAW 264.7 and their structure-activity re1ationships[J].Biochem Pharm,1999,58(5):759-765.
[7]Toyota M,Koyama H,Mizutani M,et a1.(-)-Ent-spathu-1eno1 iso1ated from 1iverworts is an aftefact[J].Phytochemistry,1996,41(5):1347-1350.
[8]Shimoma F,Kondo H,Yuuya S,et a1.Enantiose1ective tota1 syntheses of(-)-7βH-eudesmane-4α,11-dio1 and(+)-ent-7βH-eudesmane-4α,11-dio1[J].J Nat Prod,1998,61(1):22-28.
[9]Zygmunt PM,Larsson B,Sterner O,et a1.Ca1cium antagonistic properties of the sesquiterpene T-cadio1 and re1ated substances:structure-activity studies[J].Pharmaco1ogy& Toxico1ogy,1993,73(1):3-9.
[10]Serra S,F(xiàn)uganti C.Aromatic annu1ation on the p-menthane monoterpenes:enantiospecific synthesis of the trans and cis isomers of ca1amenene and 8-hydroxyca1amenene[J]. Tetrahedron Letters,2005,46(28):4769-4772.
[11]Wang LY,Unehara T,Kitanaka S.Anti-inf1ammatory activity of new guaiane type sesquiterpene from Wikstromia indica[J].Chem Pharm Bu11,2005,53(1):137-139.
[12]潘會(huì)君,唐寧,華曉東,等.中藥調(diào)控一氧化氮合酶-一氧化氮系統(tǒng)的研究[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2010,16(12):202-204.
[13]范精華,劉康,劉保林.NO在炎癥及免疫應(yīng)答中的調(diào)節(jié)作用[J].中外醫(yī)療,2009,28(25):163,166.
[14]張奕華,季暉,彭司勛.一類新型的抗炎鎮(zhèn)痛藥物一氧化氮供體型非甾體抗炎藥[J].藥學(xué)學(xué)報(bào),2007,42(4):352-357.
[15]郭剛軍,李海泉,徐榮,等.超臨界CO2萃取柚子葉、花精油的GC-MS分析[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2013,39(3):192-195.
[16]常亮,龐海亮,郭振博,等.茵陳揮發(fā)油成分鑒定及抗氧化活性研究[J].資源開發(fā)與市場(chǎng),2013,29(5):469-471.
[17]于夏,劉超,崔雪靖,等.3種河南產(chǎn)薄荷揮發(fā)性成分分析[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2014,20(21):87-90.
[18]何小珍,蔣軍輝,趙雷,等.安徽野菊花揮發(fā)油化學(xué)成分分析[J].應(yīng)用化工,2014,43(8):1536-1539,1546.
[19]李生茂,曾濱陽,葉強(qiáng),等.砂仁揮發(fā)油抗炎活性譜效關(guān)系研究[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2015,21(9):133-136.
[20]羊青,王建榮,王清隆,等.茵芋鮮葉揮發(fā)油成分及抑菌活性研究[J].中華中醫(yī)藥學(xué)刊,2015,33(11):2631-2633.
Identification of SesquiterPenes from Kadsura coccinea and reaserch on their Nitric Oxide inhibitory activities
SHI LiuliuLI Heran
Co11ege of Pharmacy,Soochow University,Jiangsu Province,Suzhou215123,China
R927
A
1673-7210(2016)04(a)-0027-04
國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30901853)。
石柳柳(1987.3-),男,蘇州大學(xué)2012級(jí)生物制藥專業(yè)在讀碩士研究生;主要從事天然產(chǎn)物化學(xué)成分及其活性研究。
李賀然(1976.11-),男,教授,主要從事天然產(chǎn)物化學(xué)成分及其活性研究。
(2015-12-21本文編輯:趙魯楓)