李小軍,金官佑,張曉丹,吳賢哲,金倫喆*,劉向前
1贛南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院 國家中藥現(xiàn)代化工程技術(shù)研究中心客家中醫(yī)藥資源研究分中心,贛州 341000;2湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,長沙 410208;3圓光大學(xué)藥學(xué)院,益山 54538;4浙江理工大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)藥學(xué)院,杭州 310000
糙葉五加Acanthopanaxhenryi(Oliv.) Harms為中國特有的五加科五加屬植物,廣泛分布于湖南、甘肅、四川等地。湖南省中藥材地方標準收載的“五加皮”就是以該植物的根皮入藥,具有祛風(fēng)濕、活血化瘀、壯筋骨等功效,主要用于治療風(fēng)濕痹痛、拘攣麻木、筋骨痞軟、水腫、跌打損傷、疝氣腹痛等[1]。然而,從資源可持續(xù)、合理利用的角度考慮,根皮入藥為不可再生;而其地上部位包括葉、莖、花、果實為可持續(xù)再生資源。為了探究糙葉五加的地上各部位是否可以替代其根皮入藥,我們課題組前期對其葉、莖、花進行了系統(tǒng)研究并作了相應(yīng)報道[2-7]。目前為止,對其果實的研究鮮有報道[8]。基于此,我們首次對糙葉五加果實進行了物質(zhì)基礎(chǔ)研究,對糙葉五加果實甲醇提取物依次進行了石油醚(60~90)、乙酸乙酯、正丁醇萃取,基于LPS誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細胞BV2模型對各萃取部分進行抗神經(jīng)炎活性篩選,對活性較好的乙酸乙酯萃取部分進行分離純化。
NMR波譜(1D和2D)測試采用JEOL JNM ECP-400核磁共振儀(日本,東京);HMQC和HMBC實驗參數(shù)設(shè)置分別為1JCH=140 Hz和nJCH=8 Hz;ESI-MS測試采用Q-TOF micro LC-MS/MS質(zhì)譜儀(美國,Waters);旋光度測試采用Jasco p-2000全自動數(shù)字旋光儀(日本,東京);高相液相色譜儀為YL9100 HPLC系統(tǒng)(韓國,英麟);正相和反相TLC采用Kieselgel 60 F254和RP-18 F254s(德國,默克);常規(guī)柱色譜硅膠(Kieselgel 60,70~230目和230~400目,默克);反相柱色譜材料YMC-C18(德國,默克);Dulbecco’s modified Eagle’s medium(DMEM)和胎牛血清(fetal bovine serum,F(xiàn)BS)購自Gibco BRL Co.(Grand Island,NY,USA);脂多糖(LPS)、3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽(MTT)、二甲基亞砜(DMSO)、Griess試劑購自美國Sigma-Aldrich公司(St.Louis,MO);陽性對照紫鉚因(butein)為韓國圓光大學(xué)藥學(xué)院生藥及天然產(chǎn)物研究室自制(HPLC純度≥98.5%);小鼠小膠質(zhì)細胞BV2來源于韓國圓光大學(xué)Park Hyun教授實驗室。
本實驗樣品于2015年10月份采自湖南省新化,經(jīng)湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院劉向前教授和韓國圓光大學(xué)藥學(xué)院金倫喆教授共同鑒定為五加科五加屬植物糙葉五加Acanthopanaxhenryi(Oliv.) Harms的果實,標本保存于湖南省重點實驗室中藥新藥研究與開發(fā)實驗室,標本號為AHF20151025。
干燥的糙葉五加果實5 kg,粉碎至粗粉,以甲醇回流提取3次,合并提取液,濃縮后得總浸膏??偨嗉尤脒m量蒸餾水分散后依次用石油醚(60~90)、乙酸乙酯、正丁醇進行萃取。回收溶劑,得石油醚萃取物(40 g)、乙酸乙酯萃取物(20 g)、正丁醇萃取物(100 g)。
分別以LPS誘導(dǎo)的巨噬細胞RAW264.7和小膠質(zhì)細胞BV2作為抗炎活性篩選模型,對上述三個萃取部分進行活性篩選。取抗炎活性較好的部位乙酸乙酯浸膏(20 g)經(jīng)反相C18柱色譜,以甲醇-水(1 ∶4→1 ∶0,V/V)梯度洗脫,得13個組分Fr.E1~E13。Fr.E2(309 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜反復(fù)純化得化合物1(5.8 mg)。組分Fr.E3(500 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜,以二氯甲烷-甲醇(20 ∶1→1 ∶1,V/V)梯度洗脫,得化合物2(6.0 mg)和3(61.0 mg)。Fr.E5(796 mg)經(jīng)正相硅膠柱色譜分離,以正己烷-乙酸乙酯梯度洗脫,再經(jīng)甲醇反復(fù)重結(jié)晶純化,得無色針晶4(5.0 mg)。組分Fr.E8(1.3 g)先經(jīng)正相硅膠柱色譜分離,以三氯甲烷-甲醇(7 ∶1→1 ∶1,V/V)梯度洗脫,得9個亞組分Fr.E8.1~E8.9。Fr.E8.4(125 mg)經(jīng)硅膠柱色譜分離,以三氯甲烷-甲醇(10 ∶1,V/V)洗脫,得化合物5(41 mg)。Fr.E8.5(57 mg)經(jīng)硅膠柱色譜分離,以三氯甲烷-甲醇(5 ∶1,V/V)洗脫,得化合物6(24 mg)。Fr.E8.2(126 mg)經(jīng)反相C18柱色譜分離,以乙腈-水(1 ∶4,V/V)洗脫,再經(jīng)甲醇重結(jié)晶,得無色針晶8(14 mg)。組分Fr.E6(2.0 g)先經(jīng)反相C18柱色譜分離,以甲醇-水(1 ∶4→2 ∶3,V/V)梯度洗脫,得6個亞組分Fr.E6.1~E6.6;亞組分Fr.E6.4(1.4 g)再經(jīng)正相硅膠柱色譜分離,以三氯甲烷-甲醇-水(3 ∶1 ∶0.1,V/V/V)洗脫,得7個亞組分Fr.E6.4.1~E6.4.7。Fr.E6.4.1(244 mg)經(jīng)反復(fù)正相硅膠柱色譜分離純化,以正己烷-乙酸乙酯(3 ∶1~1 ∶3,V/V)為流動相,再經(jīng)正相制備薄層純化(正己烷-丙酮=2 ∶3,V/V),得化合物11(1.8 mg)、12(5.0 mg)、13(8.8 mg)。亞組分Fr.E6.4.1.4(26 mg)經(jīng)C18-HPLC分離純化,以甲醇-水為流動相,得化合物14(2.0 mg)和15(7.5 mg)。Fr.E6.4.2(99 mg)先經(jīng)正相硅膠柱色譜,以三氯甲烷-甲醇(15 ∶1→10 ∶1,V/V)梯度洗脫,再經(jīng)C18-HPLC分離純化,以乙腈-水為流動相,得化合物7(2.1 mg)、10(2.5 mg)、17(2.5 mg)、18(2.3 mg)。Fr.E9(3.1 g)經(jīng)硅膠柱色譜分離純化,以正己烷-乙酸乙酯(3 ∶1→2 ∶1,V/V)為流動相,得化合物9(24 mg)。組分Fr.E10(1.9 g)先經(jīng)硅膠柱色譜反復(fù)分離純化,再經(jīng)甲醇重結(jié)晶脫色素處理得化合物16(34 mg)。
圖1 化合物1~18的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structures of compounds 1-18
化合物1無色針晶(甲醇);1H NMR(400 MHz,CD3OD)δH:9.53(1H,s,-CHO),7.38(1H,d,J=3.6 Hz,H-3),6.58(1H,d,J=3.6 Hz,H-4),4.60(2H,s,-CH2OH);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δC:152.6(C-2),123.4(C-3),109.6(C-4),161.9(C-5),56.3(C-6,-CH2OH),178.1(C-7,-CHO)。以上數(shù)據(jù)與文獻[9]報道一致,故鑒定化合物1為5-羥甲基-2-糠醛。
化合物2白色粉末(甲醇);1H NMR(400 MHz,CD3OD)δH:7.84(1H,s,H-6),2.31(3H,s,2-CH3);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δC:150.5(C-2),141.6(C-3),168.9(C-4,C=O),144.5(C-5),139.1(C-6),13.2(C-7,-CH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻[10]報道一致,故鑒定化合物2為5-羥基麥芽酚。
化合物3無色針晶(甲醇);1H NMR(400 MHz,CD3OD)δH:7.45(1H,d,J=2.0 Hz,H-2),7.42(1H,dd,J=8.0,2.0 Hz,H-6),6.79(1H,d,J=8.0 Hz,H-5);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δC:121.8(C-1),116.5(C-2),150.2(C-3),144.7(C-4),122.7(C-5),114.5(C-6),169.1(C-7,-COOH)。以上數(shù)據(jù)與文獻[11]報道一致,故鑒定化合物3為原兒茶酸。
化合物4無色針晶(甲醇);UV254和365 nm均顯亮藍色熒光;1H NMR(400 MHz,CD3OD)δH:7.85(1H,d,J=9.6 Hz,H-4),7.09(1H,s,H-5),6.76(1H,s,H-8),6.20(1H,d,J=9.6 Hz,H-3),3.90(3H,s,-OCH3);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δC:162.7(C-2),151.7(C-7),150.1(C-9),145.8(C-6),144.8(C-4),111.3(C-3),111.2(C-10),108.7(C-5),102.7(C-8),55.5(-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻[12]報道一致,故鑒定化合物4為6-甲氧基-7-羥基香豆素。
化合物5黃色粉末(甲醇);1H NMR(400 MHz,CD3OD)δH:8.05(2H,d,J=9.2 Hz,H-2′,6′),6.88(2H,d,J=9.2 Hz,H-3′,5′),6.38(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),6.19(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),5.24(1H,d,J=7.6 Hz,glc-H-1′′),3.70~3.40(6H,m,H-2′′~6′′);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δC:157.2(C-2),134.2(C-3),178.2(C-4),161.7(C-5),98.6(C-6),164.6(C-7),93.5(C-8),157.7(C-9),104.4(C-10),121.5(C-1′),131.0(C-2′,6′),114.8(C-3′,5′),160.2(C-4′),102.9(glc-C-1′′),74.4(C-2′′),76.7(C-3′′),70.0(C-4′′),77.1(C-5′′),61.3(C-6′′)。以上數(shù)據(jù)與文獻[13]報道一致,故鑒定化合物5為山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷。
化合物6黃色粉末(甲醇);1H NMR(400 MHz,CD3OD)δH:8.06(2H,d,J=9.2 Hz,H-2′,6′),6.89(2H,d,J=9.2 Hz,H-3′,5′),6.41(1H,d,J=2.0 Hz,H-8),6.21(1H,d,J=2.0 Hz,H-6),5.10(1H,d,J=7.6 Hz,glc-H-1′′),4.50(1H,d,J=1.2 Hz,rha-H-1′′′),3.81(1H,dd,J=11.0,1.2 Hz,H-6′′a),3.63(1H,m,H-6′′b),3.70~3.20(8H,m,glc-H-2′′~5′′,rha-H-2′′′~5′′′),1.12(3H,d,J=6.0 Hz,H-6′′′,rha-CH3);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δC:157.2(C-2),134.2(C-3),178.0(C-4),161.6(C-5),98.7(C-6),164.7(C-7),93.7(C-8),158.2(C-9),104.4(C-10),121.4(C-1′),131.1(C-2′,6′),114.9(C-3′,5′),160.2(C-4′),103.4(glc-C-1′′),74.4(C-2′′),75.9(C-3′′),70.2(C-4′′),76.8(C-5′′),67.3(C-6′′),101.1(rha-C-1′′′),70.8(C-2′′′),71.0(C-3′′′),72.6(C-4′′′),68.4(C-5′′′),16.6(C-6′′′,rha-CH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻[14]報道一致,故鑒定化合物6為山柰酚-3-蕓香苷。
化合物10白色粉末(甲醇);1H NMR(400 MHz,CD3OD)δH:7.42(2H,m,H-3′,5′),7.31(2H,m,H-2′,6′),7.23(1H,m,H-4′),6.70(1H,d,J=16.0 Hz,H-3),6.39(1H,dt,J=16.0,6.4 Hz,H-2),4.55(1H,ddd,J=12.8,5.7,1.6 Hz,H-1a),4.37(1H,d,J=7.6,Hz,H-1″),4.33(1H,ddd,J=12.8,6.5,1.4 Hz,H-1b),3.89(1H,dd,J=13.2,1.6 Hz,H-6″a),3.69(1H,m,H-6″b),3.20~3.37(4H,m,H-2″~5″);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δC:69.4(C-1),125.4(C-2),132.5(C-3),136.9(C-1′),126.2(C-2′,6′),128.2(C-3′,5′),127.4(C-4′),102.1(glc-C-1′′),73.8(C-2′′),76.7(C-3′′),70.4(C-4′′),76.8(C-5′′),61.5(C-6′′)。以上數(shù)據(jù)與文獻[18]報道一致,故鑒定化合物10為松香。
化合物11無色膠狀物質(zhì)(甲醇);1H NMR(400 MHz,CDCl3)δH:7.34(5H,m,H-2~6),4.91(1H,d,J=11.6 Hz,H-7a),4.61(1H,d,J=11.6 Hz,H-7b),4.35(1H,d,J=8.0 Hz,H-1′),3.53(1H,m,H-3′),3.42(3H,m,H-2′,4′,5′),4.45(1H,d,J=12.4 Hz,H-6′a),4.30(1H,d,J=12.4 Hz,H-6′b),2.11(3H,s,H3-1′′,CH3CO-);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δC:136.9(C-1),128.3(C-2,6),128.6(C-3,5),128.2(C-4),71.3(C-7),101.6(glc-C-1′),73.7(C-2′),76.0(C-3′),70.0(C-4′),74.1(C-5′),63.4(C-6′),21.0(C-1′′,CH3CO-),171.9(C-2′′,CH3CO-)。以上數(shù)據(jù)與文獻[19]報道一致,故鑒定化合物11為苯甲基-β-D-吡喃葡萄糖苷-6′-O-醋酸酯。
化合物16白色粉末(甲醇);1H NMR(400 MHz,CD3OD)δH:5.23(1H,t,J=3.6 Hz,H-12),4.38(1H,d,J=7.6 Hz,GluA-H′-1),3.77(1H,d,J=10.0 Hz,GluA-H′-5),3.50(1H,t,J=9.2 Hz,GluA-H′-4),3.36(1H,t,J=9.6 Hz,GluA-H′-3),3.34(1H,s,GluA-H′-2),3.24(1H,m,H-3),3.18(1H,dd,J=11.2,4.0 Hz,H-18),0.80,0.84,0.90,0.93,0.94,1.05,1.16(each 3H,s,7 × -CH3);13C NMR(100 MHz,CD3OD)δC:38.5(C-1),25.7(C-2),89.8(C-3),38.9(C-4),55.7(C-5),18.0(C-6),32.5(C-7),39.3(C-8),47.7(C-9),36.6(C-10),22.8(C-11),122.4(C-12),143.8(C-13),41.6(C-14),27.5(C-15),23.2(C-16),46.3(C-17),41.4(C-18),46.0(C-19),30.3(C-20),33.6(C-21),32.7(C-22),27.2(C-23),15.7(C-24),14.7(C-25),16.4(C-26),25.2(C-27),180.5(C-28),22.7(C-29),32.3(C-30),105.7(glc-C-1′),74.0(C-2′),76.4(C-3′),71.9(C-4′),75.2(C-5′),171.4(C-6′)。以上數(shù)據(jù)與文獻[24]報道一致,故鑒定化合物16為齊墩果酸-3-O-β-D-葡萄糖醛酸苷。
MTT法細胞毒性試驗:取對數(shù)生長期BV2細胞接種于96孔板中(1×105個細胞/孔),37℃、5% CO2條件下溫孵培養(yǎng)12 h后,給藥組分別加入不同濃度的待測樣品(終濃度分別為5、10、20、40、80 μM),同時每種藥物均設(shè)加入或不加入LPS(1 μg/mL)兩組。溶劑對照組均不加入受試藥物及LPS,但加入體積分數(shù)為0.1%的DMSO。繼續(xù)溫孵培養(yǎng)12 h后,每孔取出100 μL上清液,加入終質(zhì)量濃度為100 mg/mL的MTT工作液孵育0.5 h。形成的甲臜鹽使用酸化異丙醇溶解,在酶標儀(Bio-Rad,Hercules,CA,USA)540 nm處測定各孔吸光度(A)值,以正常組細胞(未處理)的A值所對應(yīng)的細胞存活率為100%,計算細胞存活率。每組重復(fù)3次獨立實驗,結(jié)果見表1。
NO抑制試驗:采用Griess法檢測對LPS刺激下的BV2細胞分泌NO的抑制作用。取對數(shù)生長期BV2細胞接種于96孔板中(1×105個細胞/孔),37 ℃、5% CO2條件下溫孵培養(yǎng)12 h后加入100 μL不同濃度的待測樣品(終濃度分別為5、10、20、40、80 μM),溫孵培養(yǎng)1 h后加入100 μL的LPS(1 μg/mL),同時設(shè)模型組(LPS+培養(yǎng)液)、陽性對照組(紫鉚因+LPS+培養(yǎng)液)、空白對照組(培養(yǎng)液),繼續(xù)溫孵培養(yǎng)12 h。每組重復(fù)3次獨立實驗。將上清液(100 mL)與等體積的格氏試劑混合,用酶聯(lián)免疫檢測儀測定混合物在540 nm處的A值,計算NO抑制率,結(jié)果見表1。
表1 化合物1~18對LPS誘導(dǎo)的小鼠小膠質(zhì)細胞BV2的細胞毒性和一氧化氮產(chǎn)生的抑制效果
注:每組數(shù)據(jù)均以三次獨立的重復(fù)實驗的平均值±SD表示。a化合物16在測試濃度達到 40~80 μM時具有較強的細胞毒性,測試抗炎結(jié)果無實際意義;在安全濃度范圍0~20 μM且在5 μM濃度時,其表現(xiàn)出了相對較好的NO抑制效果,抑制率為20.6%。Note:Each group of data is represented by the mean ± SD of three independent repeated experiments.aCompound 16 shows strong cytotoxicity when the tested concentration reaches 40-80 μM,and it has no practical significance for the test of anti-inflammatory activity.In the safe concentration range of 0-20 μM and at 5 μM,it showed a moderate NO inhibition effect with the inhibition rate 20.6%.
本文基于脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細胞BV2模型,首次對糙葉五加果實進行了抗炎活性導(dǎo)向下的化學(xué)成分研究,從抗炎活性較好的乙酸乙酯萃取部位中分離鑒定出了18個單體化合物,包括5個木脂素、4個單萜、2個黃酮苷、1個酚酸、1個香豆素、1個苯丙素苷、1個糠醛、1個麥芽酚類、1個苯甲苷和1個三萜苷,其主要成分類型為木脂素和單萜類;而其葉的化學(xué)成分研究,已報道了31個化合物,包括16個三萜皂苷、5個黃酮、6個咖啡酰基奎寧酸、1個蒽醌、1個脂肪酰胺苷、1個有機酸、1個甾體苷[2-5],葉的主要成分為三萜皂苷、黃酮和咖啡酰基奎寧酸;前期研究中對糙葉五加莖報道了18個化合物,包括8個酚類、5個咖啡?;鼘幩犷?、2個植物甾醇、1個木脂素、1個香豆素、1個長鏈脂肪酸,其主要成分類型為酚類和咖啡?;鼘幩犷?;而對糙葉五加花報道的17個化合物中,包括9個咖啡?;鼘幩犷?、6個黃酮及其苷類、1個木脂素苷類、1個苯丙素苷類,其主要成分為二取代的咖啡?;鼘幩犷惣皫в虚纹に鼗蛏侥畏幽负说狞S酮類。比較果實、葉、莖和花的化學(xué)成分發(fā)現(xiàn),它們的物質(zhì)基礎(chǔ)均存在明顯的差異,表明各不同部位有著不同的用途。
對所得的化合物進行抗炎活性篩選發(fā)現(xiàn),被測試化合物均表現(xiàn)出了一定的一氧化氮(NO)抑制活性,其中,化合物1、4、7、9、12、13、18表現(xiàn)出了較好的抑制NO生成的活性,對于這些單體化合物的潛在抗炎活性研究有待進一步進行。本文進一步豐富了五加科五加屬植物的研究內(nèi)容,同時為中國特產(chǎn)植物糙葉五加的研究提供一定的參考和借鑒。