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駱駝刺正丁醇萃取部位中單體化合物的分離純化及其對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞的影響研究

2019-09-10 07:22劉雪松馬曉玲石磊嶺阿勒騰圖婭張大鵬李寧魏鴻雁
中國(guó)藥房 2019年4期
關(guān)鍵詞:培養(yǎng)液單體色譜

劉雪松 馬曉玲 石磊嶺 阿勒騰圖婭 張大鵬 李寧 魏鴻雁

中圖分類號(hào) R966 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1001-0408(2019)04-0506-07

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2019.04.15

摘 要 目的:分離純化駱駝刺正丁醇萃取部位中的單體化合物,并探討其對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞增殖、遷移的影響。方法:采用硅膠柱、Sephadex LH-20凝膠色譜柱、制備型高效液相色譜等方法對(duì)駱駝刺正丁醇萃取部位進(jìn)行分離純化,根據(jù)理化性質(zhì)和波譜(質(zhì)譜、氫譜、碳譜等)數(shù)據(jù)分析、鑒定化合物結(jié)構(gòu)。以人宮頸癌HeLa細(xì)胞為對(duì)象,以5-氟尿嘧啶(5-FU)為陽(yáng)性對(duì)照,采用四甲基偶氮唑鹽法檢測(cè)經(jīng)各化合物不同劑量(均為6.25、12.5、25、50、100、200 μg/mL)預(yù)處理后的細(xì)胞抑制率,并計(jì)算半數(shù)抑制濃度(IC50),以篩選活性單體;采用劃痕實(shí)驗(yàn)考察上述活性單體(均為50 μg/mL)對(duì)HeLa細(xì)胞遷移能力的影響;采用金氏公式評(píng)價(jià)5-FU與上述活性單體分別聯(lián)用[(3.125+6.25)、(6.25+12.5)、(12.5+25)、(25+50)μg/mL]的效果。結(jié)果:從駱駝刺正丁醇萃取物部位中共分離得到6個(gè)化合物,分別鑒定為紫鉚素(Ⅰ)、3′,4′,7-三羥基異黃酮(Ⅱ)、對(duì)甲氧基苯乙酸(Ⅲ)、4-羥基苯乙酮(Ⅳ)、橙黃胡椒酰胺(Ⅴ)、原兒茶醛(Ⅵ)。與空白對(duì)照組比較,5-FU和各化合物(5-FU:6.25~200 μg/mL各劑量,化合物Ⅰ:12.5~200 μg/mL各劑量,化合物Ⅱ:25、50、200 μg/mL,化合物Ⅲ:6.25、100、200 μg/mL,化合物Ⅳ:50、100、200 μg/mL,化合物Ⅴ:12.5、25、200 μg/mL,化合物Ⅵ:6.25~200 μg/mL各劑量)均可顯著升高細(xì)胞抑制率,且化合物Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ的IC50值均顯著降低(P<0.05或P<0.01),其中化合物Ⅰ、Ⅵ的IC50值相對(duì)較低。5-FU與化合物Ⅰ、Ⅵ組細(xì)胞的遷移距離均較空白對(duì)照組顯著縮小(P<0.05或P<0.01);5-FU分別與化合物Ⅰ、Ⅵ聯(lián)用后,對(duì)HeLa細(xì)胞的增殖具有相加或增強(qiáng)的協(xié)同抑制作用(增效指數(shù)均大于0.9)。結(jié)論:化合物Ⅰ~Ⅵ均為首次從駱駝刺屬植物中分離得到,紫鉚素和原兒茶醛是其正丁醇萃取部位的活性單體。這2種活性單體均可抑制人宮頸癌HeLa細(xì)胞的增殖和遷移,具有較強(qiáng)的體外細(xì)胞抑制作用,且與5-FU聯(lián)用后的抑制作用強(qiáng)于兩者分別單用。

關(guān)鍵詞 駱駝刺;正丁醇萃取部位;單體化合物;抗腫瘤活性;增殖;遷移;聯(lián)合用藥;人宮頸癌Hela細(xì)胞

ABSTRACT OBJECTIVE: To separate and purify Alhagi sparsifolia n-butanol extract monomeric compounds, and to investigate its effects on the proliferation and metastasis of human cervical cancer HeLa cells. METHODS: The n-butanol extract was separated and purified by silica gel column, Sephadex LH-20 gel column and prep-HPLC. The structures of compounds were analyzed and identified according to physicochemical properties and spectrum (mass spectrum, hydrogen spectrum, carbon spectrum) data. Using human cervical cancer HeLa cells as objects, 5-FU as positive control, MTT assay was used to detect the inhibitory rate of HeLa cells pretreated with different doses of compounds (6.25, 12.5, 25, 50, 100, 200 μg/mL); IC50 was calculated to screen active monomers. Scratch test was used to investigate the effects of above active monomers (all 50 μg/mL) on the migration ability of HeLa cells. Kim’s formula was used to evaluate the effects of 5-FU separately combined with above active monomers [(3.125+6.25),(6.25+12.5),(12.5+25),(25+50)μg/mL]. RESULTS: Six compounds were isolated from the n-butanol extract part of A. sparsifolia and identified as butin (Ⅰ), 3′,4′,7-trihydroxyisoflavone (Ⅱ), p-methoxyphenylacetic acid (Ⅲ), 4-hydroxyacetophenone (Ⅳ), aurantiamide acetate (Ⅴ), protocatechualdehydea (Ⅵ). Compared with blank control group, 5-FU and each compound (5-FU:6.25-200 μg/mL, compound Ⅰ: 12.5-200 μg/mL; compound Ⅱ: 25, 50, 200 μg/mL; compound Ⅲ: 6.25, 100, 200 μg/mL; compound Ⅳ: 50, 100, 200 μg/mL; compound Ⅴ: 12.5, 25, 200 μg/mL; compound Ⅵ: 6.25-200 μg/mL) could significantly increase the cell inhibition rate. IC50 of compound Ⅰ, Ⅴ, Ⅵ were decreased significantly (P<0.05 or P<0.01), and those of compound Ⅰ and Ⅵ were lower relatively. The migration distance of cells in 5-FU and compound Ⅰ and Ⅵgroups were decreased significantly, compared with blank control group (P<0.05 or P<0.01). 5-FU separately combined with compound Ⅰ and Ⅵ showed additive and enhanced inhibitory effects on the proliferation of HeLa cells (synergistic index>0.9). CONCLUSIONS: Compounds Ⅰ-Ⅵ are isolated from Alhagi for the first time. Butin and protocatechualdehydea are active monomers of its n-butanol extract part. Above two monomers can inhibit the proliferation and migration of human cervical cancer Hela cells, with strong inhibitory effect in vitro, and stronger inhibitory effect combined with 5-FU than any compound alone.

KEYWORDS Alhagi sparsifolia; n-butanol extract part; Monomeric compounds; Antitumor activity; Proliferation; Migration; Drug combination; Human cervical cancer HeLa cells

駱駝刺(Alhagi sparsifolia Shap.)為豆科駱駝刺屬植物[1],是新疆干旱沙漠地區(qū)特有的一種落葉灌木,也是沙漠戈壁“三寶”之一,具有開(kāi)通阻滯、止咳祛痰、清除異常黏液質(zhì)等功效,是治療腹痛腹脹、痢疾腹瀉、風(fēng)濕病以及滋補(bǔ)強(qiáng)壯、平衡體液、改善異常膽液質(zhì)的常用藥材[2-3]。宮頸癌是最常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤,全球每年約有新發(fā)病例50萬(wàn),并呈逐年遞增和年輕化的趨勢(shì),嚴(yán)重威脅女性的生命健康[4]。我國(guó)是宮頸癌高發(fā)國(guó)家,每年新發(fā)病例約13.5萬(wàn),約占全球每年宮頸癌新發(fā)病例總量的1/3[5]。目前,新型放化療綜合治療手段雖有助于提高中晚期和復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移宮頸癌患者的治療效果,但由于毒副作用較大等原因,其臨床應(yīng)用受到了一定的限制[6]。因此,學(xué)者一直致力于探索惡性腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移等相關(guān)機(jī)制,以尋求更好的治療藥物[7]。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),駱駝刺正丁醇萃取部位抗腫瘤(尤其是宮頸癌)和免疫調(diào)節(jié)的作用最強(qiáng)[8-11]。故本研究在此基礎(chǔ)上,對(duì)駱駝刺的正丁醇萃取部位進(jìn)行分離、純化及結(jié)構(gòu)鑒定;同時(shí),以體外培養(yǎng)人宮頸癌HeLa細(xì)胞為對(duì)象,對(duì)其活性單體進(jìn)行篩選,并對(duì)活性單體的協(xié)同作用進(jìn)行初探,以期為駱駝刺活性成分治療宮頸癌的后續(xù)研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料

1.1 儀器

BC-J80S型CO2培養(yǎng)箱(上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠);ELx800型全自動(dòng)酶標(biāo)儀(美國(guó)BioTek公司);ARX-300型核磁共振儀、AV-600型核磁共振儀(德國(guó)Bruker公司);API 2000型液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)儀(美國(guó)Sciex公司);FTIR6700型紅外光譜儀(美國(guó)Nicolet公司);ZF-6型三用紫外線分析儀(上海嘉鵬科技有限公司);SPD-20A型高效液相色譜儀(日本Shimadzu公司);Eclipse Ts2型倒置顯微鏡(日本Nikon公司);DZF-2B型電熱真空干燥箱(北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司);V-100型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、CCA-1111型冷卻水循環(huán)裝置(上海愛(ài)朗儀器有限公司);RE-5210A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司);SW-CJ-2F型潔凈工作臺(tái)(蘇州尚田潔凈技術(shù)有限公司);Mikro 220R型冷凍離心機(jī)(德國(guó)Hettich公司);UPT-I-5T/L型優(yōu)普超純水機(jī)(成都超純科技有限公司);THZ-02型臺(tái)式恒溫振蕩器(中國(guó)科學(xué)院新疆分院科學(xué)儀器廠)。

1.2 藥材、藥品與試劑

駱駝刺采自新疆吐魯番地區(qū),經(jīng)新疆維吾爾自治區(qū)中藥民族藥研究所王果平研究員鑒定為豆科駱駝刺屬植物駱駝刺(A. sparsifolia Shap.)的地上部分。

5-氟尿嘧啶(5-FU)原料藥(上海旭東海普藥業(yè)有限公司,批號(hào):FA161012;臨用前以相應(yīng)培養(yǎng)基稀釋至0.25 g/10 mL);DMEM高糖培養(yǎng)基(批號(hào):L0T20170511-0135)、胎牛血清(FBS,批號(hào):TBD0110HYT)、0.25%胰蛋白酶(批號(hào):L0T20170612-0085)、青霉素-鏈霉素雙抗(PS,批號(hào):L0T20170310-0146)均購(gòu)自天津?yàn)笕A科生物制品科技有限公司;磷酸鹽緩沖溶液(PBS,美國(guó)Boster公司,批號(hào):11D16B30,pH 7.2);四甲基偶氮唑鹽(MTT,美國(guó)Sigma公司,批號(hào):1212U0516);硅膠G薄層板、硅膠GF254薄層板(青島海洋化工有限公司);RyC18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm,大連江申分離科學(xué)技術(shù)公司);開(kāi)放ODS色譜柱[100 mm×4.6 mm,15 μm,YMC(中國(guó))公司];Sephadex LH-20葡聚糖凝膠色譜柱(80 cm×1.3 cm,40 μm,英國(guó)GE Healthcare Bio-Science AB公司);HPD100大孔吸附樹(shù)脂(粒徑:0.3~1.25 mm,滄州寶恩化工有限公司);甲醇為色譜純,石油醚、乙醇、乙酸乙酯、正丁醇、硫酸、二甲基亞砜(DMSO)等試劑均為分析純,水為去離子水。

1.3 細(xì)胞

人宮頸癌HeLa細(xì)胞由中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院細(xì)胞資源中心提供。

2 方法

2.1 正丁醇萃取部位的提取、分離與純化

取干燥的駱駝刺地上部分9 kg,用70%乙醇以料液比1 ∶ 10(m/V,kg/L)于70 ℃加熱回流提取3次,每次2 h,合并提取液,減壓回收后得浸膏1 550 g。浸膏加水9 L分散,用正丁醇萃取3次,每次9 L,合并萃取液,于50 ℃旋轉(zhuǎn)蒸干,即得正丁醇萃取部位260.0 g,得率為16.77%(按正丁醇萃取部位質(zhì)量與浸膏質(zhì)量之比計(jì)算)。取上述駱駝刺正丁醇萃取部位250 g,經(jīng)HPD100大孔吸附樹(shù)脂柱,以乙醇-水(100 ∶ 0~0 ∶ 100,V/V)梯度洗脫,洗脫液合并、濃縮,得30%乙醇洗脫部分浸膏120.0 g和90%乙醇洗脫部分浸膏75.0 g。取90%乙醇洗脫部分浸膏70.0 g,經(jīng)硅膠(100~200目)柱,以二氯甲烷-甲醇(100 ∶ 1、90 ∶ 1,V/V)梯度洗脫,經(jīng)薄層色譜鑒別后合并,得4個(gè)流份(Fr.1~Fr.4)。Fr.1經(jīng)開(kāi)放ODS柱色譜,以甲醇-水(100 ∶ 1,V/V)洗脫,得Fr.1.1;對(duì)Fr.1.1進(jìn)行制備型高效液相色譜(色譜柱為RyC18)分離,得化合物Ⅰ(13.4 mg)和化合物Ⅱ(20.3 mg)。Fr.2經(jīng)開(kāi)放ODS柱色譜,以甲醇-水(80 ∶ 1,V/V)洗脫,得Fr.2.2A和Fr.2.2B;對(duì)Fr.2.2A和Fr.2.2B進(jìn)行制備型高效液相色譜分離,分別得化合物Ⅲ(13.2 mg)和化合物Ⅳ(12.3 mg)。Fr.3經(jīng)開(kāi)放ODS柱色譜,以甲醇-水(30 ∶ 1,V/V)洗脫,得Fr.3.3;對(duì)Fr.3.3進(jìn)行制備型高效液相色譜分離,得化合物Ⅴ(13.4 mg)。Fr.4經(jīng)開(kāi)放ODS柱色譜,以甲醇-水(5 ∶ 1,V/V)洗脫,得化合物Ⅵ(13.2 mg)。

2.2 結(jié)構(gòu)鑒定

結(jié)合熔點(diǎn)等理化性質(zhì),采用質(zhì)譜(MS)、氫譜(1H-NMR)、碳譜(13C-NMR)、紅外(IR)等波譜手段對(duì)化合物Ⅰ~Ⅵ進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。

2.3 抗HeLa細(xì)胞增殖活性單體的篩選

2.3.1 細(xì)胞培養(yǎng) 將HeLa細(xì)胞從液氮中取出,迅速置于37 ℃水浴鍋中解凍,取適量至離心管中,加入細(xì)胞培養(yǎng)液(含10%FBS的DMEM高糖培養(yǎng)基,下同)3 mL,以1 000 r/min離心5 min后,棄去上清液,將沉淀重懸于細(xì)胞培養(yǎng)液1 mL中,并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞培養(yǎng)瓶?jī)?nèi),加入細(xì)胞培養(yǎng)液5 mL,混勻,置于37 ℃、5%CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng);每2天更換細(xì)胞培養(yǎng)液1次,并于顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài),備用[12-14]。

2.3.2 活性單體篩選 取“2.3.1”項(xiàng)下對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HeLa細(xì)胞,用0.25%胰蛋白酶消化后制成單細(xì)胞懸液并計(jì)數(shù)。用細(xì)胞培養(yǎng)液將細(xì)胞密度調(diào)整至6×104個(gè)/mL,按100 μL/孔接種至96孔板中,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24 h后,將細(xì)胞隨機(jī)分為空白對(duì)照組、5-FU組和各化合物組(各給藥組劑量均為6.25、12.5、25、50、100、200 μg/mL,劑量設(shè)置均參考文獻(xiàn)[15]),空白對(duì)照組給予等體積的細(xì)胞培養(yǎng)液,其余各給藥組給予相應(yīng)劑量的藥物(均以細(xì)胞培養(yǎng)液為溶劑)。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)48 h后,加入5 mg/mL的MTT溶液(以生理鹽水為溶劑,10 μL/孔)作用4 h,棄去上清液,加入DMSO適量(100 μL/孔),于搖床上振蕩5~10 min使完全混勻。使用全自動(dòng)酶標(biāo)儀于570 nm波長(zhǎng)處檢測(cè)各孔的吸光度,計(jì)算細(xì)胞抑制率(E)[E=(1-各給藥組平均吸光度/空白對(duì)照組平均吸光度)×100%],并推算半數(shù)抑制濃度(IC50,即當(dāng)存活細(xì)胞數(shù)減少一半時(shí)所需的藥物濃度[16]),以篩選活性較強(qiáng)(即IC50值相對(duì)較?。┑膯误w。上述試驗(yàn)重復(fù)3次。

2.4 細(xì)胞劃痕實(shí)驗(yàn)

取“2.3.1”項(xiàng)下對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HeLa細(xì)胞,用細(xì)胞培養(yǎng)液將細(xì)胞密度調(diào)整至1×105個(gè)/mL,按400 μL/孔接種至48孔板中,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)過(guò)夜,用200 μL槍頭在細(xì)胞培養(yǎng)皿中均勻劃痕后,用PBS清洗3次,加入不含F(xiàn)BS的細(xì)胞培養(yǎng)液(即不含F(xiàn)BS的DMEM高糖培養(yǎng)基,下同)后,立即使用倒置顯微鏡拍照(時(shí)間點(diǎn)為0 h);隨后將細(xì)胞隨機(jī)分為空白對(duì)照組、5-FU組和“2.3”項(xiàng)下篩選所得活性較強(qiáng)化合物組(各給藥組劑量均為50 μg/mL,劑量設(shè)置參考本課題組前期研究成果[8]及“2.3.2”項(xiàng)下測(cè)算的IC50值),空白對(duì)照組給予等體積的不含F(xiàn)BS的細(xì)胞培養(yǎng)液,其余各給藥組給予相應(yīng)劑量的藥物(均以不含F(xiàn)BS的細(xì)胞培養(yǎng)液為溶劑)。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔,分別于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)24、48 h后,用倒置顯微鏡觀察劃痕愈合程度并拍照。與0 h相比,48 h時(shí)劃痕縫隙縮小的差值即為HeLa細(xì)胞的遷移距離[17-18]。上述試驗(yàn)重復(fù)3次。

2.5 聯(lián)合用藥效果評(píng)價(jià)

取“2.3.1”項(xiàng)下對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HeLa細(xì)胞,用細(xì)胞培養(yǎng)液將細(xì)胞密度調(diào)整至1×105個(gè)/mL,按100 μL/孔接種至96孔板中,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)過(guò)夜后,將細(xì)胞隨機(jī)分為5-FU聯(lián)合“2.3”項(xiàng)下篩選所得活性較強(qiáng)化合物的不同劑量組[(3.125+6.25)、(6.25+12.5)、(12.5+25)、(25+50)μg/mL;劑量設(shè)置參考本課題組前期研究成果[8]),空白對(duì)照組給予等體積細(xì)胞培養(yǎng)液,其余各給藥組給予相應(yīng)劑量的藥物(均以細(xì)胞培養(yǎng)液為溶劑)。每組設(shè)置3個(gè)復(fù)孔,于37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng)48 h后,加入5 mg/mL的MTT溶液作用4 h,吸棄上清液,加入DMSO適量(100 μL/孔),于搖床上振蕩5~10 min使完全混勻[19]。按“2.3.2”項(xiàng)下方法檢測(cè)各孔吸光度并計(jì)算E,并采用金氏公式[20]評(píng)價(jià)藥物聯(lián)用效果:q=Ea+b/(Ea+Eb-Ea×Eb)(式中,“q”為增效指數(shù);“Ea+b”為兩藥聯(lián)用抑制率;“Ea”“Eb”分別為各藥抑制率);其中,0.85

2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 13.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以x±s表示,采用單因素方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié)果

3.1 結(jié)構(gòu)鑒定

化合物Ⅰ:淡黃色針晶。分子式:C16O5H14,分子量:286,熔點(diǎn)(mp):330~332 ℃。電子轟擊質(zhì)譜(EI-MS):m/z 287[M+H]+。1H-NMR(CD3OD,600 MHz)δ:7.65(1H,d,J=8.4 Hz,H-5),6.98(1H,d,J=1.8 Hz,H-2′),6.82(1H,dd,J=1.8,7.8 Hz,H-6′),6.80(1H,d,J=7.8 Hz,H-5′),6.51(1H,dd,J=2.4,8.4 Hz,H-6),6.36(1H,d,J=2.4 Hz,H-8),5.35(1H,dd,J=3.0,12.6 Hz,H-2),2.98(1H,dd,J=12.6,16.2 Hz,H-3b),2.65(1H,dd,J=2.4,16.2 Hz,H-3a)。13C-NMR(CD3OD,150 MHz)δ:190.5(C-4),165.2(C-7),164.4(C-9),146.2(C-4′),145.9(C-3′),132.0(C-5),129.4(C-1′),119.2(C-6′),116.0(C-2′),115.2(C-5′),114.7(C-6),111.1(C-8),103.6(C-10),80.5(C-2),44.7(C-3)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[21]基本一致,故確定該化合物為紫鉚素,其結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1A。

化合物Ⅱ:淡褐色粉末。分子式:C15O5H8,分子量:268,mp:271~272 ℃。UV(甲醇)λmax:261、326 nm。EI-MS:m/z 269 [M+H]+。1HNMR(CD3OD,600 MHz)δ:6.83(1H,s,H-8),6.84(1H,dd,J=8.0,2.0 Hz,H-6′),6.84(1H,d,J=8.0 Hz,H-5′),6.94(1H,dd,J=8.5,2.0 Hz,H-6),7.01(1H,d,J=2.0 Hz,H-2′),8.06(1H,d,J=8.5 Hz,H-5),8.11(1H,s,H-2)。13C-NMR(CD3OD,150 MHz)δ:103.2(C-8),116.3(C-6),116.4(C-5′),117.5(C-2′),118.2(C-10),121.7(C- 6′),124.8(C-1′),126.1(C-3),128.5(C-5),146.2(C-3′),146.7(C-4′),154.7(C-2),159.8(C-9),164.6(C-7),178.2(C-4)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[22]基本一致,故確定該化合物為3′,4′,7-三羥基異黃酮,其結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1B。

化合物Ⅲ:淺黃色針狀結(jié)晶。分子式:C9O3H10,分子量:166,mp:85~87 ℃。EI-MS:m/z 167[M+H]+。1H- NMR(CD3OD,600 MHz)δ:3.56(2H,s,H-2),6.76(2H,dd,J=8.5,1.5 Hz,H-2′,6′),7.13(2H,dd,J=8.5,1.5 Hz,H-3′,5′),3.70(3H,s,4′-OCH3)。13C-NMR(CD3OD,150 MHz)δ:172.7(C-1),40.2(C-2),115.5(C-1′),130.4(C-2′,6′),115.1(C-3′,5′),154.8(C-4′),52.1(4′-OCH3)。

以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[23]基本一致,故確定該化合物為對(duì)甲氧基苯乙酸,其結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1C。

化合物Ⅳ:白色粉末。分子式:C8O2H8,分子量:136,mp:108~111 ℃。EI-MS:m/z 137 [M+H]+。1H-NMR(CD3OD,600 MHz)δ:7.89(2H,d,J=8.4 Hz,H-2,6),6.83(2H,d,J=8.4 Hz,H-3,5),2.52(3H,s,8-CH3)。13C-NMR(CD3OD,150 MHz)δ:130.4(C-1),132.2(C-2,6),116.5(C-3,5),164.4(C-4),199.6(C-7),26.3(C-8)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[24]基本一致,故確定該化合物為4-羥基苯乙酮,其結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1D。

化合物Ⅴ:白色針狀晶體。分子式:C27O4N2H28,分子量:444,mp:179~181 ℃。IR(CHCl3,KBr)λmax:3 313、 1 726、1 661、1 632、1 579、1 264、746、698 cm-1。EI-MS: m/z 445[M+H]+。1H-NMR(CDC13,600 MHz)δ:1.96(3H,s,4-CH3),2.75(1H,ddd,J=15.90,9.20,6.41 Hz,b′-H),3.07(1H,dd,J=10.26,16.42 Hz,b-H),3.22(1H,dd,J=5.99,16.42 Hz,c′-H),3.84(1H,dd,J=5.12,13.46 Hz,H-2),3,92(1H,dd,J=6.16,13.34 Hz,H-2′),4.35(1H,m,d-H),4.78(1H,ddd,J=7.19,10.26,9.23 Hz,c-H),6.03(1H,d,J=8.55 Hz,-N′H),6.73(1H,d,J=7.69 Hz,-NH),7.05(1H,m,f′-H),7.21(1H,m,f-H),7.30 (2H,m,H-k,k′),7.42(2H,t,J=7.27 Hz,H-j,j′),7.51(2H,d,J=7.27,1.21 Hz,H-g,g′),7.70(4H,dd,J=7.27,1.21 Hz,H-3′,3),8.01(2H,s,H-h,I)。13C-NMR(CDCl3,150 MHz)δ:20.77(C-3′),37.49(C-c′),49.51(C-2),55.03(C-2′),64.61(C-4),126.77(C-I),127.06(C-j,j′),127.17(C-b),128.61(C-k,k′),128.65(C-c,d),128.72(C-h,g),129.15(C-b′,g′),129.31(C-f′,f),131.91(C-1),133.75(C-i),136.67(C-a),136.72(C-e),167.11(C-m),170.25(C-1′),170.74(C-3)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[25]基本一致,故確定該化合物為橙黃胡椒酰胺,其結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1E。

化合物Ⅵ:無(wú)色針狀結(jié)晶。分子式:C7O3H6,分子量:138,mp:153~155 ℃。EI-MS:m/z 139 [M+H]+。1H-NMR(CD3OD,600 MHz)δ:9.68(1H,s,7-CHO),7.30(1H,m,H-6),7.28(1H,brs,H-2),6.90(1H,d,J=8.4 Hz,H-5)。13C-NMR(CD3OD,150 MHz)δ:193.1(C-7),153.7(C-4),147.2(C-3),130.8(C-1),126.4(C-6),116.2(C-5),115.3(C-2)。以上波譜數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[26]基本一致,故確定該化合物為原兒茶醛,其結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1F。

3.2 活性單體的篩選結(jié)果

與空白對(duì)照組比較,5-FU和各化合物(5-FU:6.25~200 μg/mL各劑量,化合物Ⅰ:12.5~200 μg/mL各劑量,化合物Ⅱ:25、50、200 μg/mL,化合物Ⅲ:6.25、100、200 μg/mL,化合物Ⅳ:50、100、200 μg/mL,化合物Ⅴ:12.5、25、200 μg/mL,化合物Ⅵ:6.25~200 μg/mL各劑量)均可使細(xì)胞抑制率顯著升高,且5-FU以及化合物Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ的IC50值均顯著降低,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。其中,化合物Ⅰ、Ⅵ的IC50值相對(duì)較低,提示兩者對(duì)HeLa細(xì)胞增殖的抑制活性更強(qiáng),詳見(jiàn)表1。因此,選擇這2個(gè)化合物作為活性單體進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

3.3 劃痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果

與空白對(duì)照組比較,5-FU與化合物Ⅰ、Ⅵ組細(xì)胞的遷移距離均顯著縮小,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01),詳見(jiàn)圖2、表2。

3.4 聯(lián)合用藥效果評(píng)價(jià)結(jié)果

不同劑量的5-FU與化合物Ⅰ、Ⅵ分別聯(lián)合作用48 h后,各組細(xì)胞的q值均大于0.9,即兩者聯(lián)用對(duì)HeLa細(xì)胞的增殖具有相加或增強(qiáng)的協(xié)同抑制作用,詳見(jiàn)表3。

4 討論

宮頸癌是臨床上最為常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤。近年來(lái),該病的發(fā)病率日益升高,且患者呈年輕化的趨勢(shì)[4,27],故尋找有效的治療方法刻不容緩。本課題組前期研究結(jié)果顯示,駱駝刺正丁醇萃取部位具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性[8-11]。故本研究在此基礎(chǔ)上,以傳統(tǒng)的周期特異性抗腫瘤藥物5-FU作為陽(yáng)性對(duì)照(對(duì)多種實(shí)體瘤如結(jié)直腸癌、胃癌、肝癌、乳腺癌、卵巢癌、宮頸癌、膀胱癌等均具有一定的治療作用[28-29]),以人宮頸癌HeLa細(xì)胞為對(duì)象,在駱駝刺正丁醇萃取部位分離、純化的基礎(chǔ)上,對(duì)其抗腫瘤活性單體進(jìn)行篩選,以期為宮頸癌的早期診斷、治療以及延長(zhǎng)患者生存時(shí)間、提高患者生存質(zhì)量提供參考。

本研究采用Sephadex LH-20凝膠柱色譜、ODS柱色譜、制備型高效液相色譜等技術(shù)對(duì)駱駝刺正丁醇萃取部位中的有效成分進(jìn)行分離和富集,結(jié)合其理化性質(zhì)以及MS、IR、核磁共振等波譜技術(shù)對(duì)化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定。結(jié)果顯示,本研究共分離得到紫鉚素(Ⅰ)、3′,4′,7-三羥基異黃酮(Ⅱ)、對(duì)甲氧基苯乙酸(Ⅲ)、4-羥基苯乙酮(Ⅳ)、橙黃胡椒酰胺(Ⅴ)和原兒茶醛(Ⅵ)等6個(gè)化合物,且均為首次從該屬植物中分離得到,可為后續(xù)該屬植物的化學(xué)成分研究提供參考。本研究以5-FU為陽(yáng)性對(duì)照,采用MTT法對(duì)上述6個(gè)化合物的體外抑制活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組比較,5-FU和各化合物(5-FU:6.25~200 μg/mL各劑量,化合物Ⅰ:12.5~200 μg/mL各劑量,化合物Ⅱ:25、50、200 μg/mL,化合物Ⅲ:6.25、100、200 μg/mL,化合物Ⅳ:50、100、200 μg/mL,化合物Ⅴ:12.5、25、200 μg/mL,化合物Ⅵ:6.25~200 μg/mL各劑量)均可使細(xì)胞抑制率顯著升高,其中化合物Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ的IC50值較空白對(duì)照組顯著降低,且化合物Ⅰ、Ⅵ的IC50值相對(duì)較低,提示其抑制活性更強(qiáng),這也與本課題組前期研究結(jié)果[8]相吻合。

當(dāng)臨床診斷為原發(fā)腫瘤時(shí),約有50%的患者已發(fā)生了遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,且大多數(shù)惡性腫瘤患者實(shí)質(zhì)上死于腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)移所引發(fā)的復(fù)雜性病癥,可見(jiàn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致惡性腫瘤患者死亡的主要原因之一[18]。劃痕實(shí)驗(yàn)是評(píng)價(jià)細(xì)胞遷移能力的經(jīng)典方法:當(dāng)單層細(xì)胞長(zhǎng)滿時(shí),人為制造一塊空白區(qū)域(即劃痕)后,處于其邊緣的細(xì)胞會(huì)向空白區(qū)域移動(dòng),直至愈合,以此來(lái)考察受試藥物/化合物對(duì)細(xì)胞遷移能力的影響[30]。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),駱駝刺提取物對(duì)人宮頸癌HeLa細(xì)胞具有明顯的抑制作用,提示其可能具有開(kāi)發(fā)為抗腫瘤藥物的潛質(zhì),但關(guān)于其對(duì)宮頸癌侵襲轉(zhuǎn)移的作用尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。故本研究以5-FU為陽(yáng)性對(duì)照,采用劃痕實(shí)驗(yàn)考察活性單體(化合物Ⅰ、Ⅵ)對(duì)HeLa細(xì)胞遷移的抑制作用。結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組比較,5-FU與化合物Ⅰ、Ⅵ組細(xì)胞的遷移距離均顯著縮小,提示這2個(gè)化合物可抑制HeLa細(xì)胞的體外遷移。其中,化合物Ⅰ的抗腫瘤作用未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道,化合物Ⅵ的抗腫瘤作用與文獻(xiàn)報(bào)道[30]基本一致。

聯(lián)合用藥是指兩種或兩種以上藥物同時(shí)或先后應(yīng)用,其主要目的是為了增強(qiáng)療效或減輕毒副作用,但有時(shí)也可能會(huì)產(chǎn)生相反的效果[31]。故本研究對(duì)5-FU與化合物Ⅰ、Ⅵ的聯(lián)用效果進(jìn)行了初探。結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同劑量5-FU分別與化合物Ⅰ、Ⅵ聯(lián)用后對(duì)HeLa細(xì)胞均具有相加或增強(qiáng)的抑制作用(q>0.9),提示兩者具有一定的協(xié)同效應(yīng)。同時(shí),本研究在藥物劑量上選擇了更低的劑量(即5-FU 3.125 μg/mL+化合物Ⅰ或化合物Ⅵ 6.25 μg/mL),也得到了類似的結(jié)果,進(jìn)一步證實(shí)了兩者的協(xié)同作用。

綜上所述,本研究從駱駝刺正丁醇萃取物中共分離得到了6個(gè)化合物,其中紫鉚素和原兒茶醛是其正丁醇萃取部位的活性單體。上述兩種單體均可抑制人宮頸癌HeLa細(xì)胞的增殖與遷移,具有較強(qiáng)的體外細(xì)胞抑制作用,且與5-FU聯(lián)用后的抑制作用強(qiáng)于兩者分別單用。但本研究?jī)H從細(xì)胞水平初步探討了駱駝刺正丁醇萃取部位活性單體化合物對(duì)宮頸癌細(xì)胞增殖、遷移的抑制作用,故其具體機(jī)制仍需后續(xù)研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

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(收稿日期:2018-04-23 修回日期:2018-11-28)

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