劉 健 ,陶袁志,吳沁昱,馬 靜,陳俐親,吳文明,金 岸 *
1.南華大學藥學院,湖南 衡陽 421200
2.湖南醫(yī)藥學院藥學院,湖南 懷化 418000
3.江西省人民醫(yī)院(南昌醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院)藥學部,江西 南昌 330006
黑老虎Kadsuracoccinea(Lem.) A.C.Smith 為五味子科南五味子屬常綠木質(zhì)藤本植物,原產(chǎn)于中國南部[1],其根莖在民間常用來治療胃腸疾病和類風濕性關節(jié)炎[2-3]。據(jù)文獻報道,從黑老虎中分離得到的化學成分有三萜、倍半萜、木脂素、甾體、單萜和氨基酸類等[4]。其中,木脂素和三萜類成分作為黑老虎的主要化學成分,具有抗炎、抗腫瘤、抗艾滋病病毒和保肝等功效[5-7]。目前,對于黑老虎化學成分的研究主要集中在根和藤莖上,而對于果實部位研究相對較少。
黑老虎果實民間又被稱為“血藤果”“布福娜”“冷飯團”。黑老虎果實除含有豐富的維生素、氨基酸及多種微量元素外,還具有廣泛的藥用價值[8],因此可作為一種功能性水果進行開發(fā)利用。據(jù)相關文獻報道,黑老虎果實中提取到的木脂素類成分具有一定的抗艾滋病病毒[9]及保肝活性[10],多酚與花色苷類成分具有抗氧化活性[11]。為進一步揭示黑老虎果實中的化學成分,豐富黑老虎化學成分結構類型,本實驗從干燥的黑老虎果實中分離鑒定了11 個單體化合物(圖1),其中,化合物1 為新化合物,鑒定為 (aS,7R,8R,8'S,7'R)-7-芐酰氧基-7,7',8,8'-四氫-4,5-亞甲二氧基-3,3',4',5',7'-五甲氧基-8,8'-二甲基-二苯并[a,c]環(huán)辛烯 {(aS,7R,8R,8'S,7'R)-7-dibenzoyloxy-7,7',8,8'-tetrahydro-4,5-methylenedioxy-3,3',4',5',7'-pentamethoxy-8,8'-dimethyl-dibenzo[a,c]cycloocten,1},已知化合物分別鑒定為3,4-二羥基-3',4'-二甲氧基-6,7'-環(huán)木脂素(3,4-dihydroxy-3',4'-dimethoxy-6,7'-cyclolignan,2)、kadsuralignan H(3)、(+)-(8S,8'R)-4,4'-二羥基-3,3',5'-三甲氧基木脂烷 [(+)-(8S,8'R)-4,4'-dihydroxy-3,3',5'-trimethoxylignan,4]、前戈米辛(pregomisin,5)、松脂醇(pinoresinol,6)、aromadendrane-4β,10β-diol(7)、nephthediol(8)、oplodiol(9)、1β,11-dihydroxy-5-eudesmene(10)、pubinernoid A(11)?;衔? 命名為血藤果素A,化合物2、4、7~11 為首次從該屬中分離得到。同時,對分離得到的11 個單體化合物開展了抗炎活性評價。
圖1 化合物1~11 的結構Fig.1 Structures of compounds 1—11
LTQ-Orbitrap XL 質(zhì)譜儀(賽默飛公司,美國);Bruker Avance(400、500 MHz)核磁共振波譜儀(布魯克公司,德國);Autopol Ⅳ型旋光儀(魯?shù)婪蚬?,美國);J-810 型圓二色光譜儀(佳司科公司,日本);快速純化制備色譜儀(三泰科技有限責公司,常州);柱色譜硅膠(40~63 μm,三泰科技有限責公司,常州);Sephadex LH-20 凝膠(GE 公司,美國);MCI 小孔樹脂(75~150 μm,三菱化學,日本);Easysep-3030 Unimicro 全自動高效液相色譜儀(通微公司,上海);MULTISKAN MK3 酶標儀(賽默飛公司,美國);十八烷基硅烷鍵合填料(C18,50 μm,YMC 公司,日本);SHIMADZU LC-20A 制備液相色譜儀(島津公司,日本);色譜柱ZORBAX Bonus-RP(150 mm×21.2 mm,7 μm,安捷倫公司制備柱,美國)及Eclipse XDB-C18(250 mm×9.4 mm,5 μm,安捷倫公司半制備柱,美國);色譜級甲醇(邁瑞達公司);分析純試劑(奧普升化工有限公司,天津)。DMEM(批號SH30243.01B,Hyclone公司,美國),胎牛血清(批號SH30084.03,Hyclone公司,美國);PBS(批號C10010500BT,Life 科技公司,美國),胰酶(批號25200072,GIBCO 公司,美國),MTT(批號M5655-1G,Sigma 公司,上海);L-NIL(批號HY-12116,MCE 公司,美國);總一氧化氮檢測試劑盒(批號S0023,上海碧云天公司)。
樣品于2018 年采自湖南省懷化市通道縣,經(jīng)湖南醫(yī)藥學院汪冶教授鑒定為南五味子屬植物黑老虎K.coccinea(Lem.) A.C.Smith 的成熟果實。樣品(201801)保存于湖南醫(yī)藥學院藥學院。
取黑老虎干燥果實(32 kg),粉碎后加入75%的乙醇冷浸提取4 次,濃縮得到粗提物浸膏。加適量水將浸膏混懸,用石油醚萃取5 次并收集萃取液,濃縮得到石油醚部位的浸膏1.2 kg。石油醚浸膏用硅膠拌樣后經(jīng)硅膠柱色譜粗分,以石油醚-醋酸乙酯(15∶1~0∶1)梯度洗脫得到12 個組分(Fr.A~L)。
Fr.B(205 g)首先用MCI 柱(甲醇~水1∶3→1∶0)分離成4 個部分Fr.B1~B4。Fr.B1(50 g)用快速純化制備色譜儀經(jīng)ODS 色譜柱(甲醇~水1∶4→1∶0)得到餾分Fr.B1-1~B1-11,其中Fr.B1-5 經(jīng)Sephadex LH-20 凝膠柱(二氯甲烷~甲醇1∶1)色譜分離得到2 個組分Fr.B1-5-1 和Fr.B1-5-2,F(xiàn)r.B1-5-2 經(jīng)反相制備型高效液相色譜(65%甲醇)得到化合物2(10.5 mg)和5(13.2 mg);Fr.B1-8 經(jīng)半制備HPLC 分離得到化合物1(6.5 mg,tR=5.5 min;甲醇-水60∶40,3 mL/min)、化合物3(7.4 mg,tR=6.1 min;甲醇-水60∶40,3 mL/min)和Fr.B1-8-1(14.4 mg,tR=12.3 min;甲醇-水60∶40,3 mL/min),F(xiàn)r.B1-8-1 再經(jīng)半制備色譜柱反復純化得到化合物4(6.2 mg,tR=19.8 min;甲醇-水55∶45,3.3 mL/min)和化合物6(6.8 mg,tR=17.8 min;甲醇-水55∶45,3.3 mL/min)。Fr.C 浸膏(140 g)通過MCI 梯度洗脫(甲醇-水1∶3→1∶0)后得到6 個組分Fr.C1~C6,其中的Fr.C3 經(jīng)Sephadex LH-20(二氯甲烷-甲醇1∶1)柱色譜分離到4 個組分Fr.C3-1~C3-4,F(xiàn)r.C3-2 經(jīng)ODS 色譜柱(甲醇-水1∶4→1∶0)梯度洗脫得到4 個組分Fr.C3-2-1~C3-2-4,F(xiàn)r.C3-2-2 經(jīng)半制備HPLC 得到化合物9(9.3 mg,tR=10.8 min;甲醇-水60∶40,3 mL/min)和10(8.5 mg,tR=15.8 min;甲醇-水60∶40,3 mL/min),F(xiàn)r.C3-2-3 經(jīng)重結晶得到化合物8(11.3 mg);Fr.C3-3 經(jīng)ODS 開放柱(甲醇-水1∶3→1∶0)及半制備HPLC 進一步純化得到化合物7(7.4 mg,tR=10.4 min;甲醇-水65∶35,3 mL/min)和11(6.7 mg,tR=13.5 min;甲醇-水65∶35,3 mL/min)。
2.2.1 細胞毒性實驗 取正常生長的RAW264.7 細胞,以1×104個/孔接種到96 孔細胞培養(yǎng)板中,于5% CO2、37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)過夜。以添加不含藥物的培養(yǎng)基作為對照組,以分別加入終濃度為100 μmol/L 的待測樣品(1~11)為給藥組,每組設3 個復孔,繼續(xù)在5% CO2、37 ℃條件下培養(yǎng)24 h。采用MTT 法測定并計算細胞存活率。若化合物對RAW264.7 細胞有毒性,則選擇更低濃度重復上述實驗,直至篩選到對RAW264.7 細胞無明顯毒性的濃度,再以此濃度進行抗炎活性實驗。
2.2.2 抗炎活性篩選 取正常生長的RAW264.7 巨噬細胞,以5×104個/孔接種于24 孔細胞培養(yǎng)板中,并于5% CO2、37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)過夜。誘導型NO合成酶抑制劑(L-NIL)為陽性對照。設置空白對照組、LPS(1 μg/mL)組、LPS(1 μg/mL)+L-NIL(30 μmol/L)組和LPS(1 μg/mL)+化合物1~11(化合物3、5 用20 μmol/L,化合物2、4 用50 μmol/L,其余用100 μmol/L),培養(yǎng)24 h 后,收集上清液,按照NO 試劑盒說明書檢測NO 含量。
1H-NMR 和13C-NMR 譜中(表1)顯示2 個芳香質(zhì)子信號δH6.53 (1H, s, H-6), 6.63 (1H, s, H-6') 和12 個芳香碳信號δC133.4 (C-1), 121.4 (C-2), 141.7(C-3), 136.2 (C-4), 148.6 (C-5), 102.8 (C-6), 133.0 (C-1'), 123.7 (C-2'), 151.9 (C-3'), 141.7 (C-4'), 152.1 (C-5'), 111.1 (C-6'),5 個甲氧基信號δH3.86 (3H, s), 3.09(3H, s), 3.58 (3H, s), 3.99 (3H, s), 3.04 (3H, s),1 個亞甲二氧基質(zhì)子信號δH5.96 (2H, overlapped),由此推測化合物1 中存在聯(lián)苯基團。在1H-1H COSY 譜(圖2)中可看出-CH (H-7)-CH (H-8)-CH (H-8')-CH(H-7')-,-CH (H-8)-CH3(H-9)-和-CH (H-8')-CH3(H-9')-3 個相連片段;HMBC 譜(圖2)中H-7 與C-2, 6相關,H-6'與C-7'相關,H-9 同C-7, 8, 8'相關,H-9'同C-7', 8'存在相關信號。以上數(shù)據(jù)表明化合物1具有聯(lián)苯環(huán)辛烯類木脂素的基本骨架。此外,1H NMR 譜中證實化合物中還存在2 個甲基信號δH1.08 (3H, d,J= 7.3 Hz, H-9) 和1.03 (3H, d,J= 7.2 Hz, H-9');13C NMR 譜中還顯示存在1 組芐酰氧基信號δC166.0 (C-1''), 129.8 (C-2''), 129.9 (C-3'', 7''),128.2 (C-4'', 6''), 132.1 (C-5'')[12]。
表1 化合物1 的1H- 和13C-NMR 數(shù)據(jù) (400/100 MHz, CDCl3)Table 1 1H- and 13C-NMR data of compound 1 (400/100 MHz, CDCl3)
圖2 化合物1 的結構以及主要HMBC、1H-1H COSY 相關Fig.2 Structure of compound 1 and key HMBC, 1H-1H COSY correlations
結合HMBC 譜分析,5 個甲氧基信號分別與C-3、C-3'、C-4'、C-5'、C-7'相關,由此確定5 個甲氧基分別位于C-3、C-3'、C-4'、C-5'和C-7'。亞甲二氧基質(zhì)子信號與C-4 和C-5 有關聯(lián)表明該基團連在C-4 和C-5 位上。H-7 (δH6.05, 1H, s) 和C-1''(δC166.0) 的HMBC 相關性證實了C-7 上存在芐酰氧基。根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析得到化合物1 的平面結構。CD 譜中顯示在225 nm 附近呈現(xiàn)正的Cotton 效應,240 nm 附近則呈現(xiàn)負值,表明1 具有S-聯(lián)苯構型[13]。同時在NOESY 譜中(圖3)顯示H-6 與H-7, H-8 相關,H-6'與H-7', H3-9'相關,以及H3-9 與H3-9'相關,表明H-7',CH3-9'和CH3-9 是α 構型,H-7 是β 構型,化合物1 中的環(huán)辛二烯結構符合扭曲船椅式[14],其絕對構型為:C-7 (R), C-8 (R), C-8'(S), C-7'(R)。故化合物1 的結構鑒定為(aS,7R,8R,8'S,7'R)-7-芐酰氧基-7,7',8,8'-四氫-4,5-亞甲二氧基-3,3',4',5',7'-五甲氧基-8,8'-二甲基-二苯并[a,c]環(huán)辛烯。經(jīng)Scifinder 數(shù)據(jù)庫檢索為新化合物,命名為血藤果素A。
圖3 化合物1 的重要NOESY 相關Fig.3 Key NOESY correlations of compound 1
3.2.1 細胞毒性評價 采用MTT 法,首先測定了在100 μmol/L 濃度下化合物1~11 對RAW264.7 細胞的毒性。結果表明(圖4),在100 μmol/L 濃度下,化合物3 和5 顯示出較強的細胞毒性,RAW264.7 細胞的存活率分別為2.00%和12.38%;化合物2 和4 具有一定的細胞毒性,RAW264.7 的存活率分別為75.32%和63.73%。因此,選擇更低濃度測定化合物2~5 對RAW264.7 細胞的毒性。最終,化合物2 和4 在50 μmol/L 下,化合物3 和5 在20 μmol/L 下對RAW264.7 細胞無明顯毒性。
圖4 RWA264.7 細胞化合物1~11 作用下的存活率Fig.4 Survival rates of RWA264.7 cells under effects of compounds 1—11
圖 5 化合物1~11 對LPS 誘導RWA264.7 細胞生成NO的影響Fig.5 Effect of compounds 1-11 on NO production in RWA264.7 cells induced by LPS
3.2.2 抗炎活性的評價 本實驗選擇化合物3、5 濃度為20 μmol/L,化合物2、4 濃度為50 μmol/L,其余化合物濃度為100 μmol/L。結果表明(圖5),與LPS 組相比而言,所有的化合物對NO 的釋放都有一定的抑制效果,其中化合物4 在抑制NO 釋放上展示出更好的效果,抑制率為64.45%。30 μmol/L 的L-NIL 作為陽性對照,抑制率為74.57%。
本研究從黑老虎果實的乙醇提取物中分離得到11 個多種類型的化合物包括1 個新的聯(lián)苯環(huán)辛烯型木脂素、2 個環(huán)木脂素、2 個簡單木脂素、1 個雙環(huán)氧木脂素、4 個倍半萜及1 個單萜,充分的表明黑老虎果實中存在木脂素和萜類等化學成分。同時,本次研究發(fā)現(xiàn),在100 μmol/L 時,化合物3 和5 對RAW264.7 細胞表現(xiàn)出較強的毒性。在濃度為50 μmol/L,無細胞毒性的條件下,化合物4 在抑制LPS誘導的RAW264.7 細胞釋放NO 上表現(xiàn)出較好的效果,表明具有一定的抗炎活性。此外,黑老虎果實中除含有豐富的木脂素外,萜類成分也需得到足夠的關注,值得進行深入研究,同時也為后續(xù)資源利用和產(chǎn)品開發(fā)奠定基礎。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突