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爵床化学成分及其生物活性研究

金虹  
【摘要】:爵床是爵床科(Acanthaceae)植物爵床Justicia procumbens L.的干燥全草,有清热解毒,利尿消肿之功效,临床用于治疗咳嗽喉痛、感冒发热等症,主要分布于我国西南、南部各省区及台湾地区,资源较为丰富。爵床全草中含有丰富的木脂素及其苷类化合物,现代药理研究证明其具有明显的抗肿瘤、抗病毒等作用。 通过实验室前期对66种清热解毒类中草药体外抗H5N1病毒活性筛选实验发现,爵床总提物、三氯甲烷部位和正丁醇部位均具有显著的抗病毒活性。本文在综述了爵床属Justicia植物化学成分和生物活性研究的基础上,对爵床的化学成分进行了较为系统深入的研究,并对所得部分化合物进行了抗H5N1病毒和抗肿瘤活性研究,以期能得到具有较好生物活性或结构新颖的化合物,为进一步探索爵床活性成分,阐明其生物活性物质基础提供科学依据。 在采用了正相硅胶柱色谱、AB-8大孔树脂柱色谱、反相C18柱色谱、中压制备柱色谱、Sphadex LH-20凝胶柱色谱以及PHPLC等多种色谱分离方法后,通过理化性质和MS、IR、NMR(1H、13C、1H-1H COSY、HMQC、HMBC、NOESY)等现代波谱学技术,从爵床中共鉴定了58个化合物的结构,其中新化合物13个,鉴定的58个化合物分别为:Pronaphthalide A(1),爵床苷J(2),Procumbiene(3),Juspurpudin(4),爵床苷H(5),爵床苷I(6),爵床苷K(7),爵床苷L(8),爵床苷M(9),Justicianene A(10),Justicianene B(11),Justicianene C(12),Justicianene D(13),爵床脂素C(14),爵床脂素D(15),爵床脂素E(16),5′-methoxy retrochinensi(n17),Detetrahydroconidendri(n18),JusticidinosideA(19),爵床脂素A(20),爵床脂素B(21),6ˊ-羟基爵床脂素A(22),6ˊ-羟基爵床脂素B(23),山荷叶素(24),台湾脂素C(25),Tuberculatin(26),Cleistanthin B(27),Justicidinoside B(28),Justicidinoside C(29),爵床苷A(30),爵床苷B(31),Rostellulin A(32),(+)-松脂醇(33),(-)-丁香树脂酚(34),(-)-杜仲树脂酚(35),表松脂醇(36),异东莨菪素(37),4,4-二羟基-3,3-二甲氧基苯甲酮(38),4,4-二羟基-3,3,5-三甲氧基苯甲酮(39),大黄酚(40),1,7-二羟基-3,8-二甲氧基呫吨酮(41),熊果酸(42),β-谷甾醇(43),豆甾醇(44),β-胡萝卜苷(45),对羟基苯甲酸(46),香草酸(47),9,16-二羰基-10(E),12(Z),14(E)-三烯-十八碳酸(48),Pinellic acid(49),槲皮素(50),芹菜素-7-O-β-D-(6"-p-香豆酰基)-葡萄糖苷(51),洋芹素-7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(52),金合欢素-7-O-β-D-芦丁糖苷(53), Lumichrome (54),3-吲哚酸(55),5-Hydroxypyrrolidine-2-one(56),腺苷(57),尿素(58)。其中化合物1-13为新化合物,分别为9个木脂素类,4个环肽生物碱类,另外化合物17、18、27、34、36、38-41、46、48-49、51、53-58为首次从爵床属中分离到的19个化合物,化合物33、35为首次从该植物中分离得到。 从爵床中分离到的这些化合物类型包括32个木脂素及其苷类,4个环肽生物碱,4个黄酮类化合物,5个含氮化合物以及13个其他类型化合物。其中从爵床60%乙醇提取物的正丁醇部位50%乙醇洗脱物中分离到4个新的环肽生物碱,这是从爵床属中首次发现环肽生物碱的存在,以往国内外对爵床化学成分的研究多集中在其高浓度甲醇或乙醇提取物的主要成分木脂素及其苷上,只在爵床属其他种中发现少数生物碱,本文从爵床60%乙醇提取物正丁醇部位得到的环肽生物碱类化合物及其他含氮化合物为本属植物化学成分研究开辟了另一途径。 本论文采用CPE法,对从爵床三氯甲烷活性部位中得到的部分化合物的体外抗H5N1病毒活性进行了初步筛选和评价,主要包括15个木脂素类化合物。结果显示,化合物26和化合物33具有一定程度的抗H5N1病毒活性,其中化合物33在浓度为37.5μg/mL时,CPE结果为“++”,呈现一定的剂量依赖关系,化合物26在浓度为150μg/mL时,CPE结果为“++”,它们在爵床中含量丰富,可以进一步通过血凝实验及深入的体内动物实验研究确证其抗病毒的效果和机制。 现代药理研究表明爵床中的主要化学成分木脂素具有明显的抗肿瘤活性,在此基础上,采用MTT法,选用人结肠癌细胞株LoVo和人胃癌细胞株BGC-823,对爵床中的部分木脂素的体外抗肿瘤活性进行了初步筛选和评价。结果显示,化合物1、2、20、21、22、23、24、26均显示强的细胞毒活性,其中新化合物1在LoVo和BGC-823细胞上的IC50值分别为0.13和0.11μM,新化合物2的IC50值分别为0.53和0.20μM,化合物20在两种细胞株上的IC50值均为0.04μM,化合物21的IC50值分别为6.08和0.18μM,化合物22的IC50值分别为0.15和0.42μM,化合物23的IC50值分别为2.36和4.68μM,化合物24的IC50值分别为8.12和8.08μM,化合物26在BGC-823细胞上的IC50值为1.63μM。化合物5和27对LoVo细胞选择性显示中等强度抑制活性,IC50值分别为17.91和21.48μM,对BGC-823细胞没有明显活性,其他化合物均无活性或活性很弱。将上述强细胞毒活性化合物分别与两种细胞株的阳性对照药进行组间统计学差异分析,发现化合物1、2、20、22、23对LoVo细胞的细胞毒活性显著高于阳性对照药Diphyllin(24),化合物1和20对BGC-823细胞的细胞毒活性显著高于阳性对照药JR(622),并且化合物20的细胞毒活性显著高于所有活性化合物(P 0.01)。并根据实验结果初步探讨了爵床中芳基萘内酯类木脂素体外抗肿瘤活性的构效关系,表明母核结构为6,7-二甲氧基-1-苯代萘内酯是该类化合物具备细胞毒活性的关键,基本母核结构上的各功能性基团对活性都会产生一定的影响。


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