許進(jìn)業(yè),許鳳清,2,孔垂皓,趙宏蘇,2,王仁中,2*,吳德玲,2*
1安徽中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院;2中藥研究與開發(fā)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,合肥 230012
粉防己(StephaniatetrandraS.Moore)為防己科千金藤屬植物,主要分布于江西、安徽南部、浙江、福建等地區(qū)[1]。以其干燥的根入藥,具有祛風(fēng)止痛、利水消腫的功效,用于風(fēng)濕痹痛、水腫腳氣、小便不利和濕疹瘡毒。前期研究表明,粉防己主要含有生物堿類成分[2,3],其生物堿的類型包括雙芐基異喹啉類、原小檗堿類、阿樸菲類、原阿樸菲類和菲類等多種結(jié)構(gòu)類型?,F(xiàn)代藥理研究表明粉防己和粉防己堿在抗腫瘤、抗炎鎮(zhèn)痛、抗肝纖維化、保護(hù)心血管系統(tǒng)、抗菌、抗高血壓等方面具有顯著生物活性[4-10]。為了進(jìn)一步研究粉防己中的其他活性成分,本研究對粉防己根的化學(xué)成分進(jìn)行系統(tǒng)研究,并探究所得化合物對TGF-β1誘導(dǎo)的肝星狀細(xì)胞LX-2增殖的影響,研究結(jié)果將闡明粉防己抗肝纖維的藥效物質(zhì),同時(shí)也為抗肝纖維化藥物的研發(fā)提供參考。
Bruker ARX-400 NMR核磁共振波譜儀(德國Bruker公司);SEP LC52半制備高效液相色譜儀(北京賽普瑞思科技有限公司);API-4500質(zhì)譜儀(美國ABI公司);SpectraMAX酶標(biāo)儀(Molecular Devices);Cell Counting Kit-8檢測試劑盒(Dojindo公司);TGF-β1(Peprotech公司);DMEM培養(yǎng)基(Gibco公司);C18色譜柱(CAPCELL PAK-MGⅡ,250×10 mm,5 μm)、硅膠填料(100~200目,青島海洋化工廠);Sephadex LH-20(50 μm,瑞典Ge公司);反相材料RP-C18(50 μm,德國Merck公司);乙腈為色譜級,其他試劑均為分析純,水為超純水。
粉防己的根來源于江西省九江市,經(jīng)中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所馬林教授鑒定為防己科千金藤屬植物粉防己StephaniatetrandraS.Moore的干燥根。人肝星狀細(xì)胞(LX-2)由安徽中醫(yī)藥大學(xué)藥物研究所提供。
1.3.1 提取與分離
粉防己的根98.0 kg,經(jīng)粉碎處理,用95%乙醇回流提取三次,提取液在減壓條件下,濃縮得到8.0 kg粗提物。利用1% HCl稀酸溶液充分溶解粗提物,并用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的pH至2~3,過濾,濾液再用濃氨水調(diào)節(jié)pH至9~10,依次用氯仿、乙酸乙酯各萃取三次,減壓回收溶劑,得到氯仿部位(2.1 kg)和乙酸乙酯部位(36.0 g)。
氯仿部位(2.1 kg)利用硅膠柱色譜進(jìn)行分離,流動(dòng)相采用石油醚-丙酮體系(1∶0→25∶1)和三氯甲烷-甲醇體系(30∶1→0∶1)進(jìn)行梯度洗脫,通過TLC檢識(shí)、合并,共得到7個(gè)洗脫流份Fr.C1~Fr.C7。Fr.C5(36.0 g)經(jīng)Sephadex LH-20凝膠柱色譜,利用二氯甲烷-甲醇(1∶1)洗脫,得到四個(gè)流分Fr.C5.1~ Fr.C5.4。Fr.C5.4(12.6 g)經(jīng)ODS柱色譜,利用乙腈-0.01%氨水(5∶95→1∶0)進(jìn)行梯度洗脫,得到Fr.C5.4.1~Fr.C5.4.5。Fr.C5.4.1(50.5 mg)應(yīng)用半制備HPLC進(jìn)行純化,乙腈-0.01%氨水(10∶90)為流動(dòng)相,得到化合物1(5.7 mg)。 Fr.C5.4.2(67.5 mg)用半制備HPLC進(jìn)行純化,乙腈-0.01%氨水(8∶92)為流動(dòng)相,得到化合物2(6.1 mg)。Fr.C5.4.2(35.9 mg)通過Sephadex LH-20凝膠柱色譜,以甲醇為洗脫劑進(jìn)行分離,得到化合物3(5.6 mg)和4(5.5 mg)。Fr.C5.4.3(108.9 mg)通過半制備HPLC純化,以乙腈-0.01%氨水(27∶73)為流動(dòng)相,得到化合物5(8.0 mg)。Fr.C5.4.4(23.9 mg)通過Sephadex LH-20凝膠柱色譜,以甲醇為洗脫劑進(jìn)行分離,再利用半制備HPLC進(jìn)行純化,以乙腈-0.01%氨水(31∶69)為流動(dòng)相,得到化合物6(5.4 mg)。Fr.C5.4.5(34.5 mg)通過Sephadex LH-20凝膠柱色譜,以甲醇為洗脫劑進(jìn)行分離,再利用半制備HPLC進(jìn)一步純化,乙腈-0.01%氨水(14∶86)為流動(dòng)相,得到化合物7(4.7 mg)。Fr.C5.4.4析出晶體,得到化合物8(8.0 mg)。
乙酸乙酯部位(36.0 g)經(jīng)硅膠柱色譜分離,流動(dòng)相采用石油醚-丙酮體系(1∶0→25∶1),三氯甲烷-甲醇體系(30∶1→0∶1)進(jìn)行梯度洗脫,通過TLC檢識(shí)、合并,共得到5個(gè)流分Fr.EA1~ Fr.EA5。流分Fr.EA1(12.0 g)通過Sephadex LH-20凝膠柱色譜,利用二氯甲烷-甲醇(1∶1)洗脫,得到4個(gè)流份Fr.EA1.1~ Fr.EA1.4。Fr.EA1.1(700.0 mg)經(jīng)ODS柱色譜,乙腈-0.1%甲酸水(5∶95→1∶0)梯度洗脫得Fr.EA1.1.1~Fr.EA1.1.4。Fr.EA1.1.1(17.3 mg)再利用半制備HPLC進(jìn)一步純化,乙腈-0.1%甲酸水(16∶84)為流動(dòng)相,得到化合物9(8.0 mg)。Fr.EA1.1.2(35.6 mg)通過Sephadex LH-20凝膠柱色譜,以甲醇為洗脫劑進(jìn)行分離,得到化合物10(9.0 mg)。Fr.EA1.1.3(50.9 mg)經(jīng) ODS柱色譜,乙腈-0.1%甲酸水(5∶95→100∶0)梯度洗脫,再利用半制備HPLC進(jìn)一步純化,乙腈-0.1%甲酸水(12∶88)為流動(dòng)相得到化合物11(10.0 mg)和12(9.0 mg)。Fr.EA1.1.4(77.8 mg)利用半制備HPLC進(jìn)一步純化,乙腈-0.1%甲酸水(25∶75)為流動(dòng)相,得到化合物13(20.0 mg)。
1.3.2 活性評價(jià)
LX-2細(xì)胞株用含10%胎牛血清和1%雙抗(100 U/mL青霉素、100 mg/mL鏈霉素)的DMEM培養(yǎng)液在37 ℃,5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),以5×104/mL細(xì)胞密度均勻接種至96孔板,每孔加入100 μL細(xì)胞懸液。將實(shí)驗(yàn)分為三組:(A)空白組、(B)正常對照組、(C)TGF-β1+待測化合物(10 μmol/L)組,C組用TGF-β1(10 ng/mL)預(yù)處理,B組同時(shí)用PBS相同劑量處理。隨后C組加入待測化合物(化合物用DMSO溶解,測試濃度為10 μmol/L),B組同時(shí)加入相同劑量DMSO,每組3個(gè)復(fù)孔,37 ℃,5% CO2,恒溫培養(yǎng)48 h。向每孔加入10 μL CCK-8溶液,將培養(yǎng)板在培養(yǎng)箱內(nèi)37 ℃,5% CO2培養(yǎng)40 min。用酶標(biāo)儀測定其在450 nm處的OD值并按如下公式計(jì)算被測化合物對LX-2細(xì)胞的抑制率。
抑制率=
[(OD對照-OD試驗(yàn))/(OD對照-OD空白)]×100%
化合物1無色針狀結(jié)晶(甲醇);改良碘化鉍鉀顯色劑呈磚紅色,提示其為生物堿類化合物;ESI-MS:m/z342.0 [M]+;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:6.96(1H,d,J= 8.4 Hz,H-11),6.87(1H,s,H-4),6.72(1H,s,H-1),6.70(1H,d,J= 7.8 Hz,H-12),4.82(1H,d,J= 16.1 Hz,H-8),4.71(1H,dd,J= 9.9,5.9 Hz,H-13a),4.64(1H,J= 16.1 Hz,H-8),3.87(3H,s,3-OCH3),3.85(3H,s,10-OCH3),3.82(1H,m,H-6),3.59(1H,m,H-6),3.41(1H,dd,J= 18.5,5.7 Hz,H-13),3.15(1H,dd,J= 18.4,10.0 Hz,H-13),2.27(3H,s,NCH3),2.25(2H,m,H-5);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:114.3(C-1),147.3(C-2),149.9(C-3),113.1(C-4,11),24.1(C-5),53.8(C-6),60.8(C-8),144.5(C-9),147.5(C-10),119.8(C-12),34.6(C-13),120.4(C-4a),114.3(C-8a),123.0(C-12a),67.1(C-13a),125.4(C-13b),56.7(3-OCH3),56.5(10-OCH3),50.9(NCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[11]報(bào)道基本一致,故鑒定為cyclanoline。
化合物2白色無定形粉末(甲醇);改良碘化鉍鉀顯色劑呈磚紅色,提示其為生物堿類化合物;ESI-MS:m/z308.1 [M+Na]+;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:7.06(2H,d,J= 8.2 Hz,H-2′,H-6′),6.74(2H,d,J= 8.2 Hz,H-3′,H-5′),6.68(1H,s,H-5),6.63(1H,s,H-8),4.00(1H,dd,J= 9.4,4.0 Hz,H-1),3.82(3H,s,6-OCH3),3.17(1H,m,H-3a),3.10(1H,m,H-3b),2.83(1H,m,H-α),2.78(1H,m,H-α),2.74(1H,m,H-4a),2.70(1H,m,H-4b);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:58.0(C-1),42.2(C-3),29.6(C-4),116.5(C-5),147.8(C-6),145.7(C-7),113.0(C-8),131.4(C-1′),131.3(C-2′,6′),114.1(C-3′,5′),157.2(C-4′),126.9(C-4a),130.5(C-8a),56.4(6-OCH3),41.4(C-α)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[12]報(bào)道基本一致,故鑒定為coclaurine。
化合物3白色無定形粉末(甲醇);改良碘化鉍鉀顯色劑呈磚紅色,提示其為生物堿類化合物;ESI-MS:m/z246.0 [M+H]+;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:9.45(1H,s,CHO),7.01(1H,d,J= 4.0 Hz ,H-3),6.91(2H,d,J= 8.4 Hz,H-2″,H-6″),6.66(2H,d,J= 8.4 Hz,H-3″,H-5″),6.20(1H,J= 4.0 Hz,H-4),4.48(2H,t,J= 7.2 Hz,H-1′),4.27(2H,s,H-6),2.91(2H,t,J= 7.3 Hz,H-2′);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:133.3(C-2),126.4(C-3),111.2(C-4),144.9(C-5),56.4(C-6),49.6(C-1′),37.8(C-2′),131.0(C-1″),130.6(C-2″,C-6″),116.3(C-3″,C-5″),157.2(C-4″),180.9(-CHO)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[13]報(bào)道基本一致,故鑒定為5-hydroxymethyl-1-[2-(4- hydroxyphenyl)-ethyl]-1H-pyrrole-2-carbaldehyde。
化合物4白色無定形粉末(甲醇);改良碘化鉍鉀顯色劑呈磚紅色,提示其為生物堿類化合物;ESI-MS:m/z194.0 [M+H]+;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:6.62(1H,s,H-8),6.61(1H,s,H-5),3.98(1H,q,J= 6.8 Hz,H-1),3.80(3H,s,6-OCH3),3.21(1H,m,H-3a),2.94(1H,m,H-3b),2.83(1H,m,H-4a),2.68(1H,m,H-4b),1.41(3H,d,J= 6.8 Hz,1-CH3);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:52.1(C-1),42.4(C-3),29.1(C-4),113.0(C-5),147.8(C-6),146.0(C-7),113.6(C-8),126.1(C-4a),132.4(C-8a),22.0(1-OCH3),56.4(6-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[14]報(bào)道基本一致,故鑒定為isosalsoline。
化合物5白色無定形粉末(甲醇);改良碘化鉍鉀顯色劑呈磚紅色,提示其為生物堿類化合物;ESI-MS:m/z208.0 [M+H]+;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:7.36(1H,s,H-8),6.80(1H,s,H-5),3.90(3H,s,6-OCH3),3.59(2H,t,J= 6.8 Hz,H-3),3.10(3H,s,NCH3),2.93(2H,t,J= 6.7 Hz,H-4);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:167.2(C-1),49.6(C-3),28.2(C-4),110.8(C-5),152.5(C-6),146.5(C-7),115.1(C-8),132.7(C-4a),122.7(C-8a),56.5(6-OCH3),35.5(NCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[15]報(bào)道基本一致,故鑒定為thalifoline。
化合物6白色無定形粉末(甲醇);改良碘化鉍鉀顯色劑呈磚紅色,提示其為生物堿類化合物;ESI-MS:m/z194.1 [M+H]+;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:7.35(1H,s,H-8),6.83(1H,s,H-5),3.90(3H,s,6-OCH3),3.46(2H,t,J= 4.0 Hz,H-3),2.93(2H,t,J= 8.0 Hz,H-4);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:168.7(C-1),41.2(C-3),28.6(C-4),111.1(C-5),152.8(C-6),146.6(C-7),114.8(C-8),133.6(C-4a),122.4(C-8a),56.5(6-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[16]報(bào)道基本一致,故鑒定為northalifoline。
化合物7白色無定形粉末(甲醇);改良碘化鉍鉀顯色劑呈磚紅色,其為生物堿類化合物;ESI-MS:m/z108.0 [M-H]-;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:7.81(1H,dd,J= 3.2,1.0 Hz,H-6),7.12(1H,dd,J= 5.4,1.0 Hz,H-4),7.06(1H,dd,J= 5.4,3.2 Hz,H-5),2.39(3H,s,2-CH3);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:147.9(C-2),154.6(C-3),123.4(C-4),123.6(C-5),138.9(C-6),18.5(2-CH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[17]報(bào)道基本一致,故鑒定為2-甲基-3-羥基吡啶。
化合物8白色無定形粉末(甲醇);ESI-MS:m/z419.0 [M-H]-;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:6.59(1H,s,H-5),6.38(2H,s,H-2′和H-6′),4.31(1H,d,J= 5.5 Hz,H-1),3.86(3H,s,8-OCH3),3.74(6H,s,3′,5′-OCH3),3.51(2H,m,H-3a),3.50(2H,m,H-2a),3.38(3H,s,6-OCH3),2.70(1H,m,H-4),1.97(1H,m,H-2),1.63(1H,m,H-3);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:42.3(C-1),48.5(C-2),40.9(C-3),33.6(C-4),107.8(C-5),147.7(C-6),139.3(C-7),148.7(C-8),126.2(C-9),130.2(C-10),138.9(C-1′),106.9(C-2′,C-6′),149.0(C-3′,5′),134.5(C-4′),66.8(C-3a),64.2(C-2a),56.6(6-OCH3),60.2(8-OCH3),56.8(3′,5′-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[18]報(bào)道基本一致,故鑒定為(+)-lyoniresinol。
化合物9白色無定形粉末(甲醇);ESI-MS:m/z389.2 [M+H]+;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:5.82(1H,s,H-4),4.32(1H,d,J= 7.8 Hz,H-1′),3.85(1H,dd,J= 11.2,2.0 Hz,Hb-6′),3.66(1H,dd,J= 11.8,4.9 Hz,Ha-6′),3.34(1H,m,H-5′),3.27(1H,t,J= 9.8 Hz,H-4′),3.25(1H,t,J= 12.0 Hz,H-3′),3.14(1H,t,J= 8.2 Hz,H-2′),2.66(1H,J= 17.9 Hz,Ha-2),2.14(1H,d,J= 18.3 Hz,Hb-2),2.09(1H,m,Hb-7),2.04(3H,s,H-13),1.85(1H,m,Ha-7),1.78(1H,m,Hb-8),1.50(1H,m,Ha-8),1.25(3H,s,H-10),1.10(3H,s,H-12),1.02(3H,s,H-11);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:43.1(C-1),51.1(C-2),201.0(C-3),126.7(C-4),171.8(C-5),79.4(C-6),34.7(C-7),33.0(C-8),78.3(C-9),22.1(C-10),24.4(C-11),24.0(C-12),22.0(C-13),104.3(C-1′),75.3(C-2′),77.9(C-3′),71.7(C-4′),78.4(C-5′),62.8(C-6′)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[19]報(bào)道基本一致,故鑒定為icariside B5。
化合物10無色晶體(甲醇);ESI-MS:m/z196.8 [M-H]-;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:7.36(2H,s,H-2,6),3.89(6H,s,3,5-OCH3);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:121.1(C-1),108.4(C-2,6),148.9(C-3,C-5),142.1(C-4),56.9(3,5-OCH3)167.9(-COOH)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[20]報(bào)道基本一致,故鑒定為丁香酸。
化合物11無色針狀結(jié)晶(甲醇);ESI-MS:m/z174.8 [M+Na]+;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:7.09(2H,J= 8.4 Hz,H-2,6),6.73(2H,d,J= 8.5 Hz,H-3,5),3.49(2H,s,H-7);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:126.8(C-1),131.4(C-2),116.2(C-3),157.4(C-4),116.2(C-5),131.3(C-6),41.1(C-7)176.2(C-8)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[21]報(bào)道基本一致,故鑒定為對羥基苯乙酸。
化合物12無色針狀結(jié)晶(甲醇);ESI-MS:m/z138.2 [M-H]-;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:7.88(2H,d,J= 8.7 Hz,H-2,6),6.82(2H,d,J= 8.7 Hz,H-3,5);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:122.8(C-1),133.0(C-2,6),116.0(C-3,5),163.4(C-4),170.1(-COOH)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[22]報(bào)道基本一致,故鑒定為對羥基苯甲酸。
化合物13淺黃色粉末(甲醇);ESI-MS:m/z165.2 [M-H]-;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δ:7.07(2H,d,J= 8.4 Hz,H-2,6),6.72(2H,d,J= 8.4 Hz,H-3,5),3.66(3H,s,8-OCH3),3.52(2H,s,H-7);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δ:126.3(C-1),131.3(C-2,6),116.3(C-3,5),157.6(C-4),40.9(C-7),174.6(C-8),52.4(8-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[23]報(bào)道基本一致,故鑒定為對羥基苯乙酸甲酯。
化合物1~13的結(jié)構(gòu)見圖1。
圖1 化合物1~13的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Structures of compounds 1-13
檢測了化合物1~13對LX-2細(xì)胞的抑制活性。在濃度為10 μmol/L時(shí),化合物2、5、6、10~12對TGF-β1誘導(dǎo)的LX-2細(xì)胞增殖具有顯著抑制作用,其抑制率分別為(90.72 ± 5.13)%、(49.14 ± 9.57)%、(90.23 ± 3.99)%、(75.81 ±7.19)%、(54.36 ± 10.84)%和(54.74 ± 11.87)%,其中化合物2的抑制作用最強(qiáng)。其余化合物對TGF-β1誘導(dǎo)的LX-2細(xì)胞增殖無抑制作用(見圖2)。
圖2 化合物濃度在10 μmol/L時(shí)對LX-2細(xì)胞增殖的抑制活性(n = 3)Fig.2 The inhibitory activities of compounds on LX-2 cells at the concentration of 10 μmol/L ( n = 3)
本研究從粉防己中分離鑒定得到13個(gè)化合物,其中有7個(gè)生物堿類成分,結(jié)構(gòu)類型分別為原小檗堿類(1)、芐基異喹啉類(2)、異喹啉類(4~6)、吡咯類(3)和吡啶類(7)。化合物1~13均為首次從該植物中分離得到,在千金藤屬植物中化合物3、4、6~9未見報(bào)道。前期研究發(fā)現(xiàn)粉防己中的成分具有顯著地抗肝纖維化[6]作用,針對分離得到的化合物進(jìn)行了抗肝纖維化活性評價(jià)。通過檢測化合物對TGF-β1誘導(dǎo)的LX-2細(xì)胞增殖的影響,初步判斷了化合物的抗肝纖維化活性,結(jié)果表明有6個(gè)化合物(2、5、6、10~12)對LX-2細(xì)胞增殖有顯著抑制作用。本研究結(jié)果將進(jìn)一步闡明了粉防己抗肝纖維化的藥效物質(zhì),同時(shí)也為抗肝纖維化的先導(dǎo)化合物篩選提供參考。