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红算盘子中三萜类化学成分及其细胞毒活性研究
作者:肖海涛,王跃虎,郝小燕, 杨小生, 郝小江    
作者单位:1.贵阳医学院药学院,贵州 贵阳 550004;2.中国科学院昆明植物研究所·植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室, 云南 昆明 650204; 3.贵州省中科院天然产物化学重点实验室,贵州 贵阳 550002

《时珍国医国药》 2008年 第8期

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       【摘要】 
       目的研究红算盘子的化学成分及其细胞毒活性。 方法采用多种色谱方法分离纯化,根据理化性质和各种波谱技术进行结构鉴定;用MTT法评价其细胞毒活性。结果从醋酸乙酯部位分离得到6个三萜类化合物,鉴定为算盘子二醇①,羽扇豆-20(29)-烯-3α,23-二醇②,算盘子酮③,表-羽扇豆醇④,3β,19α,23α-三羟基-12-烯-28-齐墩果酸⑤,2β,3β,23α-三羟基-12-烯-28-齐墩果酸⑥。结论以上化合物均为首次从红算盘子中分离得到;其中化合物1 ~4对人肝癌BEL-7402细胞,化合物5,6对非小细胞肺癌A-549细胞具有一定程度的细胞毒作用。
       【关键词】  红算盘子 三萜 细胞毒
       Triterpenes from Glochidion coccineum and their Cytotoxicity in Vitro
       XIAO Haitao, WANG Yuehu, HAO Xiaoyan, YANG Xiaosheng, HAO Xiaojiang
       1. School of Pharmacology, Guiyang Medical University, Guiyang 550004, China;
       2. State Key Laboratory Phytochemistry and Plant Resource in West China, Kunming Institute of Botany, the Chinese Academy of Sciences, Kunming 650204, China;
       3. Key Lab of Chemistry for Natural Products and Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550002, China
       AbstractObjectiveTo study the chemical constituents of Glochidion coccineum and their cytotoxicity in vitro.MethodsVarious column chromatographic technologies were applied for isolation and purification and the structures were elucidated by spectral evidence.MTT method was applied to investigate their cytotoxic activities. ResultsSix compounds were isolated from the part of ethyl acetate and identified as Glochidiol ①, Lup-20(29)-ene-1α,23-diol ②, Glochidone ③, Epi-lupeol ④, 3β,19α,23α-trihydroxy-12-oleanen-28-oic acid ⑤, 2β,3β,23α-trihydroxy-12-oleanen-28-oic acid ⑥.ConclusionThe above compounds were obtained from this plant for the first time; compounds 1~4 showed cytotoxic activities to human hepatoma (BEL-7402), as well as compounds 5 and 6 to lung adenocarcinoma (A-549)cell lines.
       Key wordsGlochidion coccineum;   Triterpene;   Cytotoxicity
       红算盘子Glochidion coccineum (Buch.-Ham.) Muell. Arg.为大戟科算盘子属植物,又名算盘珠、野南瓜、馒头果等,产于广西、贵州和云南等省区,生于海拔450~1000 m山地疏林或山坡、山谷灌木丛。根、茎、叶和果实均可药用,有清热利湿、活血散淤、消肿解毒之功效,民间常用来治疗感冒发热、痢疾、疟疾、急性胃肠炎、消化不良、风湿性关节炎、跌打损伤等症[1],其化学成分和生物活性研究尚未见报道,而现代药理研究表明算盘子属植物中的羽扇豆烷型三萜具有潜在的抗肿瘤、抗病毒作用,引起人们极大的关注[2,3]。为了充分开发和利用算盘子属植物资源,我们对该属植物中的红算盘子进行了化学成分分析和研究,共分离得到二十多种化学成分,其结构类型涉及三萜、倍半萜、木脂素、黄酮等。进一步的药理实验表明,这些化学成分具有不同程度的抗肿瘤和抗氧化活性。本论文报道其中的三萜类化学成分。
       1  材料与仪器
       红算盘子(采自贵州贵阳,经贵阳中医学院陈德媛研究员鉴定,为大戟科算盘子属植物红算盘子)。实验所用硅胶(200-300目)和高效薄层层析板(GF254)为青岛海洋化工厂生产;Sephadex LH-20为Amersham Pharmacia Biotech公司生产;核磁共振谱由Bruker AM-400、DRX-500型核磁共振仪测定,TMS为内标;质谱由VG Auto-Spec3000或HP 5973质谱仪测定,电离条件为70eV。
       2  方法与结果
       2.1  提取和分离红算盘子干燥根茎12.0 kg,经粉碎成粗品后,用90 %的乙醇回流提取3次(3 h/次),合并提取液,回收乙醇得浓稠浸膏。用适量水分散,用醋酸乙酯反复萃取得醋酸乙酯萃取物。醋酸乙酯萃取物(201 g)以粗硅胶(80~100目)拌样(比例为1∶1),上硅胶柱(200目),用石油醚-醋酸乙酯梯度洗脱,分为7段。其中第2段经反复硅胶柱层析(石油醚-氯仿梯度洗脱)和制备薄层纯化,共分离鉴定得到化合物1 (6 mg)、2 (221 mg)、3 (232 mg)、4 (26 mg)。第3段经反复硅胶柱层析(石油醚-氯仿,石油醚-丙酮洗脱)、Sephadex LH-20 [CHCl3-MeOH (1∶1)] 层析、制备薄层纯化共分离鉴定得到化合物5 (29 mg)和6 (17 mg)。
       2.2  结构鉴定
       2.2.1  化合物1白色粉末;Liebermann-burchard 反应呈阳性。ESIMS m/z (%) 907 [2M + Na]+ (8), 425 (17),408(13),400(24),378(42),348(43),318(28),302(45),285(100); 1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ:0.65,0.67,0.75,0.76,0.83,0.91(3H,s,6×CH3),1.52(3H, s, 30-CH3), 3.31(1H,s,Hα-1),3.56(1H,dd,J=10.7,4.6 Hz,Hβ-3),3.95(2H,s,OH),4.40,4.53(2H,brs,H-29); 13C-NMR(125 MHz,CDCl3) 数据(见表1)。波谱数据与文献报道[4]的一致,故鉴定为算盘子二醇。
       2.2.2  化合物2白色粉末;Liebermann-burchard 反应呈阳性。 EIMS m/z (%) 443[M + H]+(36),441(46),439(88),425(100),408(28), 407(73),395(17),347(83); 1H-NMR(500 MHz,CDCl3)δ:0.77,0.81,0.89,0.96,1.03(3H,s,5×CH3),1.66(3H,s,30-CH3),3.48(1H,brs,Hα-3),4.54,4.66(2H,brs,H-29); 13C-NMR(125 MHz, CDCl3) 数据见表1。 波谱数据与文献报道[4]的一致。故鉴定为羽扇豆-20(29)-烯-3α,23-二醇。
       2.2.3  化合物3白色粉末;Liebermann-burchard 反应呈阳性。 EIMS m/z (%) 845 [2M + H]+  (100), 423 [M + H]+ (34), 391 (4), 363 (3), 285 (14); 1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 0.89, 1.04, 1.15, 1.17, 1.20, 1.22, 1.24 (3H, s, 6×CH3), 1.77 (3H, s, 30-CH3), 4.67, 4.78 (2H, s, H -29), 5.87 (1H, d, J = 10.2 Hz, H-3), 7.20 (1H, d, J = 10.2 Hz, H-2), 7.36 (1H, s, H-1); 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 数据见表1。波谱数据与文献报道[4]的一致。故鉴定为算盘子酮。
       2.2.4  化合物4白色粉末;Liebermann-burchard 反应呈阳性。EIMS m/z (%) 875 [2M + H]+(3), 409 (26), 379 (2), 373 (4), 313 (5), 285 (100), 203 (2); 1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ: 0.74, 0.77, 0.81, 0.82, 0.84, 0.87 (3H, s, 6×CH3), 1.66 (3H, s, 30-CH3), 2.35 (1H, d, J = 5.8 Hz, H-2), 3.45 (1H, brs, H-3), 4.55, 4.67 (2H, brs, H-29); 13C-NMR (100 MHz, CDCl3) 数据见表1。 波谱数据与文献报道[5]的一致,故鉴定为表-羽扇豆醇。
       2.2.5  化合物5白色粉末;Liebermann-burchard 反应呈阳性。 EIMS m/z (%) 488 [M]+ (9), 484 (29), 414 (36), 396 (92), 285 (100), 254 (2), 173 (2); 1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ: 0.68, 0.69, 0.80, 0.81, 0.82, 0.83 (3H, s, 6×CH3), 3.53 (1H, d, J = 14.6 Hz, H-3), 4.14 (1H, m, H-2), 5.39 (1H, brs, H-12); 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 数据见表1。波谱数据与文献报道[6,7]的一致,故鉴定为3β,19α,23α-三羟基-12-烯-28-齐墩果酸。
       2.2.6  化合物6白色粉末;Liebermann-burchard 反应呈阳性。 EIMS m/z (%) 488 [M]+ (9),487(29),480(3),415(36),413(35),396(92),286(19),285(100),254(3),173 (3),159 (4); 1H-NMR (500 MHz, CDCl3) δ:0.69,0.81,0.82,0.84,0.87,0.89(3H,s,6×CH3), 3.83(1H,m,H-3),4.16(1H,m,H-2),5.58(1H,m,H-12); 13C-NMR (125 MHz, CDCl3) 数据见表1。 波谱数据与文献报道[6,7]的一致,故鉴定为2β,3β,23α-三羟基-12-烯-28-齐墩果酸。表1  化合物1-6的13C-NMR数据(略)
       2.3  活性筛选采用MTT法,以羟基喜树碱为阳性对照,对化合物1~6进行了人肝癌BEL-7402细胞株和非小细胞肺癌A-549细胞株细胞毒活性筛选,结果发现羽扇豆烷型三萜对人肝癌BEL-7402细胞株具有不同程度的抑制作用,其作用顺序为表-羽扇豆醇>算盘子二醇>羽扇豆-20(29)-烯-3α,23-二醇>算盘子酮,其中以表-羽扇豆醇的毒性最强,半数抑制浓度(IC50)为34.0 μmol·L-1。而齐墩果烷型三萜3β,19α,23α-三羟基-12-烯-28-齐墩果酸和2β,3β,23α-三羟基-12-烯-28-齐墩果酸对非小细胞肺癌A-549均表现出一定的细胞毒活性,其半数抑制浓度(IC50)分别为35.7 μmol·L-1和38.9 μmol·L-1。
       3  讨论
       算盘子属植物在我国资源丰富,作为药用植物在世界许多地区长期应用,其化学及生理活性成分的研究也历时悠久,但主要是集中在国外,国内研究则相对较少,且不够深入,这或许与该属植物前期研究工作所获知的化学成分有一定的关联。目前从该属植物中发现的化合物类型包括萜类、甾体、生物碱、黄酮、酚酸、木脂素、环丁烯内酯、有机酸、糖类等。我们选取贵州产红算盘子作为研究对象,对其化学成分及其生物活性进行研究,从中首次分离了一系列新奇的没药烷型降倍半萜类化合物[8,9]。通过活性筛选发现从该植物中分离得到的倍半萜类、三萜、木脂素、黄酮等化学单体具有不同程度的抗肿瘤和抗氧化活性,其中三萜是红算盘子抗肿瘤的主要活性成分。该工作为红算盘子植物的开发与应用奠定了较好的物质基础。
       【参考文献】
           [1]《贵州植物志》编辑委员会. 贵州植物志[M].成都:四川民族出版社,1989, 6:68.
       
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