全 文 ：研究论文
2015 年第 34 卷第 1 期食品与生物技术学报
Study on Bacteriostasis and Anti-Tumor Effect of Isocorydine Base Derivate
YANG Shiying1， LIU Junxi2， ZHANG Xin3， SONG Lei*1
（1. Medical College, Northwest University for Nationalities, Lanzhou 730030, China; 2. Key Laboratory of
Chemistry of Northwestern Plant Resources/Key Laboratory for Natural Medicine of Gansu Province/Lanzhou
Institute of Chemical Physics，Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000，China; 3. Lanzhou General
Hospital of PLA, Lanzhou 730050，China）
Abstract： To investigate the bacteriostasis activity and tumour inhibitory effect of semi-synthetic
derivate of isocorydine 8-amino-isocorydine (8-NH2-ICD). The bacteriostasis activities of alkaloid
in vitro were tested with agar diffusion method and minimal inhibitory concentrations (MIC).
Inhibitory activity on proliferation of tumour cells with treated by 8-NH2-ICD were measured by
MTT assay. The results show there is a dramatic bacteriostasis activity on Salmonella typhi and
Escherichia coli, and relatively mild effect on Enterobacter aerogenes. MGC803 cell and M059K
cell proliferation effect were dramatically inhibited by 8-NH2-ICD in vitro. The anti-tumour activity
was gradually enhanced with the alkaloid variety of dose. However, 8 -NH2 -ICD have been
摘要： 研究异紫堇碱（isocorydine，ICD）半合成衍生物 8-氨基-异紫堇碱（8-NH2-ICD）的抗菌及
抑制肿瘤生长作用。用琼脂扩散法和最低抑菌浓度测定法测定 8-NH2-ICD的抑菌作用，用 MTT
法测定该化合物对细胞增殖的抑制作用。 不同浓度的 8-NH2-ICD 对 7 种常见致病菌具有明显
抑制作用， 其中对伤寒沙门氏菌和大肠埃希菌的抑制作用显著高于其它菌，8-NH2-ICD 对产气
杆菌的抑制作用相对较弱。 8-NH2-ICD 对 9 种肿瘤细胞系生长抑制程度不同， 对胃腺癌细胞
MGC803 和胶质瘤细胞 M059K 的增殖具有较强的抑制作用，对人正常细胞生长抑制作用较弱。
8-NH2-ICD具有较强的抑制病原菌和抑制肿瘤细胞生长的作用。
关键词： 生物碱；8-氨基-异紫堇碱；抑菌作用；抗肿瘤作用
中图分类号：R 285.5；R 915 文献标志码：A 文章编号：1673—1689（2015）01—0079—05
异紫堇碱衍生物抗菌及抑肿瘤作用的研究
杨世英 1， 柳军玺 2， 张 鑫 3， 宋 雷 *1
（1. 西北民族大学 医学院， 甘肃 兰州 730030；2. 中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重
点实验室/中科院兰州化学物理研究所，甘肃 兰州 730000；3. 兰州军区兰州总医院，甘肃 兰州 730050）
收稿日期： 2014-05-15
基金项目： 中央高校基本科研业务费专项资金项目 （31920130036）； 西北民族大学科研启动费项目 （xbmuyjrc201120）； 西北民族大学
2014 年本科生科研创新项目（URIP14287）；2014 年国家级大学生创新创业训练项目（201410742058）；西北民族大学医学院
校级科研团队项目（xbmuyjrc201120）。
* 通信作者： 宋 雷（1975—），男，甘肃兰州人，理学博士，副教授，主要从事药理学研究。 E-mail：leisong12@163.com
研究论文
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RESEARCH ARTICLE
JOURNAL OF FOOD SCIENCE AND BIOTECHNOLOGY Vol.34 No.1 2015
demonstrated with low toxity to normal fibroblasts MRC-5 till concentration up to 200 mol/L. To
our knowledge, this is the first time that 8-NH2-ICD has anticancer and antibacterial activity is
reported.
Keywords：alkaloids，8-amino-isocorydine，bacteriostasis，anti tumour
秃 疮 花 （Dicranostigma leptopodum （Maxim.）
Fedde）为罂粟科秃疮花属植物，该植物全草民间供
药用，具清热解毒、消肿止痛、杀虫等功效，可用其
治疗扁桃体炎、淋巴结核、胃溃疡等[1]。 文献表明秃
疮花提取物具有显著的抗肿瘤活性 [2]，其主要活性
成分异紫堇碱（isocorydine）为阿普菲类生物碱，为
国家药监局批准处方药物（H53021713）。 最新研究
表明该化合物具有较好的抗肿瘤活性，可以诱导肝
癌细胞凋亡和选择性杀伤肝癌干细胞作用 [3-4]，但其
发挥抗肿瘤作用的有效剂量相对较高，其溶解性较
差。 张小平 [5]等的研究表明通过化学修饰改善天然
药物活性组分麦冬多糖的水溶性，可以明显提高其
抗肿瘤活性，提示可对异紫堇碱结构进行化学衍生
改造，以提高其药理活性和改善其溶解特性。
8-氨基-异紫堇碱（8-NH2-ICD）为前期筛选的
异紫堇碱化学衍生物，易溶于水，化学性质较稳定，
因此对其生物活性尤其抑瘤抑菌生物活性进行深
入研究。 作者对常见肠道病原菌和肿瘤细胞系，对
其体外抗菌和抑瘤活性进行了系统的实验研究，为
异紫堇碱类化合物的药物开发提供依据，同时为西
北特色植物资源秃疮花的综合开发利用提供理论
依据。
1.1 药品与试剂
8-NH2-ICD： 由中科院兰州化学物理研究所西
北特色植物资源化学重点实验室合成， 通过 UV、
IR、NMR、HR-ESIMS 等波谱技术鉴定为目标化合
物，HPLC 面积归一化法测定纯度不低于 99%，4 ℃
避光保存备用。 二甲基亚砜（DMSO）：上海西格玛奥
德里奇贸易有限公司产品；胰蛋白酶：Amresco 公司
产品；RPMI-1640 培养基（Gibco），DMEM-F12 培养
基（Gibco），胎牛血清：Hyclone 公司产品；Penicilin/
Streptomycin：Hyclone 公 司 产 品 ； 四 氮 甲 唑 蓝
（MTT）：Spectrum 公司产品；MH 琼脂，MH 肉汤，平
板菌落计数琼脂：杭州微生物试剂厂产品。
1.2 菌种及细胞株
细菌标准菌株：大肠杆菌（Escherichia coli）、伤
寒 杆 菌 （Salmonella typhi）、 痢 疾 杆 菌 （Shigella
dysenteriae）、普通变形杆菌（Proteus vulgaris）、金黄
色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、枯草芽孢杆菌
（Bacillus subtilis） 和 产 气 肠 杆 菌 （Enterobacter
aerogenes）7 种肠道菌，均由西北民族大学医学中心
实验室提供。 人肾癌细胞（786-O）、小鼠肾癌细胞
（Renca）、人乳腺癌细胞 （MCF-7）、人胃腺癌细胞
（BGC823，MGC803）、人子宫颈癌细胞（HeLa）、人肺
腺 癌 细 胞 （A549）、 人 肝 癌 细 胞 （HepG2，
SMMC7721）、人脑胶质瘤细胞（M059K）：中国科学
院上海细胞库提供。
1.3 仪器
SW-CJ-2FD 超净工作台： 苏州净化设备有限
公司产品；XD20 倒置生物显微镜：宁波舜宇仪器有
限公司产品；HH.CP7W 细胞培养箱：上海博讯实业
有限公司产品；冷冻离心机：上海安亭科学仪器厂
产品；DNM-9602酶标仪：北京普朗新技术有限公司
产品； 电子天平： 德国 Sartorial 公司产品；ZHWY-
103D恒温培养振荡器：上海智诚分析仪器制造有限
公司产品 ；Hfsafe -1200 生物安全柜 ：Heal Force
Development Ltd 产品；HPX-9272 mbe 电显电热培
养箱：上海博讯实业有限公司医疗设备厂产品。
1.4 体外抑菌实验
称取 8-NH2-ICD 纯品溶于去离子水中， 使其
终浓度分别为 46.0 mmol/L，34.5 mmol/L 和 23.0
mmol/L并滤过除菌。采用琼脂扩散法[6]，用活菌平板
计数法将受试菌液浓度调为 108~109 cfu（Colony
forming unit）/L 的细菌稀释液，取 200 μL 用涂布棒
均匀涂于 MH 平板上， 利用 6 mm打孔器打孔后用
洗耳球洗出孔中的琼脂，分别滴加上述 3 个浓度的
8-NH2-ICD 药液， 至液面与 MH 平板表面平行即
可。 每种菌做 2个平行，实验重复 3次，以无菌生理
盐水处理做为阴性对照， 将平板 37 ℃培养16 h~18
h 后，通过测量抑菌圈直径来比较抑菌效果，数据以
材料与方法1
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均值±标准差（x±s）表示，采用 Microsoft Excel 软件
进行数据统计处理，方差分析采用 F检验。
采用肉汤稀释法[7]测定最低抑菌浓度（MIC），将
8-NH2-ICD 稀释成 5 个浓度， 设生理盐水为对照
组，具体操作如下：取已灭菌的培养基冷却到 70 ℃
左右，取 9 mL 加入到培养皿中，迅速加入 1 mL 的
供试液，混匀，冷却，加 200 μL 菌悬液于培养基上
涂布均匀，置 37 ℃培养，24 h 后观察结果，菌落被
完全抑制的最低抑菌液浓度即为最低抑菌浓度
MIC。 各浓度药液对每种实验菌均做 3次重复。
1.5 体外抑瘤实验
用细胞培养基将 8-NH2-ICD 配成 20 mmol/L
储备液，-20 ℃冰箱保存，实验时用细胞培养液稀释
至工作浓度。 生长于 RPMI-1640 完全细胞培养液
（含体积分数 10%灭活小牛血清 、L-谷氨酰胺 2
mmol/L、 青霉素和链霉素各 100 U/L） 中的指数生
长期肿瘤细胞，以 5×103~1.0×104 cells/mL 的浓度接
种于 96 孔培养板，每孔 100 μL，设阴性对照组（不
加药物）、药物组（分别加不同浓度的 8-NH2-ICD，
每组 6 个复孔），置 37 ℃，体积分数 5% CO2饱和湿
度的培养箱中培养，48 h后每孔加入 MTT液 20 μL，
孵育 4 h 后弃去培养液，加入 DMSO 150 μL，振荡
摇匀， 用酶标仪于 570 nm 波长处测定各孔的 OD
值。实验重复 3 次。同法检测对用 MEM培养基培养
的人正常胚肺成纤维细胞 MRC-5 的细胞毒作用。
按下式求出抑制率： 抑制率 （%） =（对照组 OD 均
值-实验组 OD均值）/对照组 OD均值×100%。
2.1 8-NH2-ICD的化学性质
8-NH2-ICD的化学结构见图 1， 其相对分子质
量 M为 356.4。 其干燥的合成产物为棕色粉末状固
体，无臭，味苦，易溶于水和有机溶剂，其水溶液呈
棕黄色，在空气中久置易被氧化变为棕黑色，故药
液需在临用前配制，固体药需低温密闭保存。
2.2 8-NH2-ICD体外抗菌活性测定
对 7 种常见肠道菌的抑菌圈直径测定结果见
表 1，8-NH2-ICD 对常见肠道菌均有明显的抑制作
用，随用药物浓度的增加该作用增强。 大肠杆菌和
伤寒杆菌对 8-NH2-ICD的敏感性最强，产气杆菌和
变性杆菌对该药敏感性相对较弱。
图 1 8-氨基-异紫堇碱的化学结构
Fig. 1 Chemical structure of 8-amino-isocorydine
表 1 8-NH2-ICD 对常见肠道菌的抑菌活性结果 （x±s，
mm）
Table 1 Inhibitory activities of 8-NH2-ICD to common
intestinal pathogenic bacteria（mm，n=3，x±s）
注： 抑菌圈直径在 20 mm 以上为极敏，15~20 mm为高
敏，10~14 mm 为中敏，10 mm 以下为低敏。 “-” 表示无抑菌
圈，F 检验比较不同细菌敏感性的差异。 同一列不同字母表
示差异显著，p<0.05。
对 细 菌 的 MIC 值 见 表 2。 以 阿 米 卡 星
（amikacin）为阳性对照药物，比较了 8-NH2-ICD 对
不同肠道致病菌的抑制活性， 结果表明对金葡菌、
大肠杆菌和伤寒杆菌的最低抑菌浓度达到了 9.2
mmol/L，而枯草芽孢菌达到 13.8 mmol/L，产气杆菌
的 MIC 为 18.4 mmol/L，表明金葡菌、大肠杆菌和伤
寒杆菌对 8-NH2-ICD的敏感性更高。
2.3 8-NH2-ICD对肿瘤细胞系的抑制作用和 IC50值
结果见图 2，图 3与表 3。 结果表明 8-NH2-ICD
对 9 种肿瘤细胞系生长的抑制作用大体分为 3 种
类型，抑制作用明显（MGC803 和 M059K），比较明
显 （BGC823、MMC7721、Renca、786-O 和 MCF-7），
较不明显（A549 和 HepG2）。 以正常人胚肺成纤维
细胞 MRC-5 为对照处理， 发现即使增加 8-NH2-
结果与分析2
菌名
8-NH2-ICD/(mmol/L) 生理盐水/%
23.0 34.5 46.0 0.9
金黄色葡
萄球菌
18.12±0.21a 20.31±0.21b 25.34±0.61b -
大肠杆菌 18.32±0.14a 23.21±0.14a 30.41±0.52a -
枯草芽孢
杆菌
16.24±0.24c 18.36±0.43c 21.36±0.25c -
痢疾杆菌 17.25±0.51b 22.36±0.25ab 29.16±0.41a -
伤寒杆菌 19.32±0.61a 24.31±0.43a 32.45±0.36a -
产气杆菌 12.31±0.13d 14.25±0.32d 16.54±0.28d -
变形杆菌 17.56±0.43b 17.62±0.21c 20.42±0.31c -
F检验 p<0.01 p<0.05 p<0.01
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图 2 8-NH2-ICD 对肿瘤细胞系的抑制率
Fig. 2 Inhibit rate of 8-NH2-ICD against cancer cell lines
图 3 8-NH2-ICD 对人正常胚胎肺细胞 MRC-5 生长的抑
制率
Fig. 3 Inhibit rate of 8 -NH2-ICD against human fetal
lung fibroblasts（MRC-5 cells）
表 3 8-氨基异紫堇碱细胞生长抑制的 IC50值
Table 3 IC50 value of inhibitory rate by 8-NICD
同一列不同字母表示差异显著，p<0.05。
8-NH2-ICD 具有明显抑制细菌和肿瘤细胞生
长的作用，在中等浓度（34.5 mmol/L）以上 8-NH2-
ICD对大肠杆菌、 伤寒杆菌和痢疾杆菌及金黄色葡
萄球菌为高度敏感，其中对伤寒沙门氏菌的抑制作
用最强。 8-NH2-ICD对需氧菌的抑制作用强于兼性
需氧菌，这一点被 IC50值所进一步证明。 作者选取
的常见致病菌，其中金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和
沙门氏菌为常见的食源性细菌，是国内食品污染以
及腐败的常见细菌，故在工业生产和家庭卫生环境
中需要严格控制[8]。 MTT 法通过测定细胞线粒体能
量代谢水平间接反应细胞的增殖情况，结果表明在
2.5 ～100 μmol/mL 浓度范围内神经胶质瘤细胞
M059K 和胃腺癌细胞 MGC -803 最为敏感 ，而
MCF-7、Renca、786-0、MMC7721 和 BGC823 5 种肿
结 语3
ICD 药物浓度至 200 μmol/L，其对正常细胞毒性仍比 肿瘤细胞小，IC50值的统计分析进一步证明了上述结论。
表 2 8-NH2-ICD 的抑菌作用
Table 2 Minimum inhibitory concentration（MIC） of active extracts of 8-NH2-ICD
+：细菌生长；-：细菌不生长；未见细菌生长的最低浓度即为 MIC
菌名
8-NH2-ICD/(mmol/l) 阿米卡星/(μmol/l)
生理盐水
23.0 18.4 13.8 9.2 4.6 101.6 50.8 25.4 12.7 6.4
金葡菌 - - - - + - - - - + +
大肠杆菌 - - - - + - - - - + +
枯草芽孢杆菌 - - - + + - - - + + +
伤寒杆菌 - - - - + - - - - + +
产气杆菌 - - + + + - - - + + +
细 胞 IC50/（μmol/L）
MCF-7 48.3±1.6d
HepG2 142.8±4.4b
Renca 47.7±4.2d
786-O 45.2±2.5d
A549 97.5±4.6c
SMMC7721 25.3±1.3f
MGC803 11.8±1.3g
M059K 8.0±1.1g
BGC823 36.9±2.5e
MRC-5 420.4±13.1a
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瘤细胞中等敏感，A549 和 HepG2比较不敏感。该化
合物对人体正常细胞的细胞毒性远远小于肿瘤细
胞， 这对于进一步研究其抗肿瘤活性具有重要意
义。 动物实验表明：异紫堇碱具有广泛迅速的体内
分布，且可以通过血脑屏障 [9]，这对于特殊部位的感
染或肿瘤例如脑部感染或肿瘤具有重要意义。 目前
研究表明[10]秃疮花生物碱主要组分为：异紫堇碱、原
阿片碱、紫堇碱、异紫堇啡碱、木兰碱。 具有抗菌、抑
菌、抗溶血和改善微循环、对中枢和平滑肌有抑制、
提高机体免疫力等作用，对心肌细胞和小鼠肝损伤[11]
有保护作用等多种药理学作用，作者在对异紫堇碱
结构改造后，发现其产物 8-NH2-ICD 具有显著的体
外抗菌和抗肿瘤活性，揭示其细胞毒活性的机理和
体内抗菌抗肿瘤活性的研究还有待进一步开展。
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