全 文 ：红藻海头红药效学及化学成分的研究 (Ⅰ )
苑辉卿 时岩鹏 曲显俊 姚庆强 韦兴光
(山东省医学科学院药物研究所 ,济南 250062)
摘 要 对红藻门海藻海头红的不同极性部位进行了抗肿瘤活性研究 ,其中石油醚部位在 125～ 500 mg· kg- 1
剂量范围内 ,对小鼠 S180肉瘤、 H22肝癌、艾氏腹水癌均具有明显的抑制作用 ,并具有一定的剂量依赖性 ,在对肿瘤生
长产生抑制作用的同时 ,不影响动物的体重增长。对人宫颈癌 HeLa细胞、白血病 HL60细胞也具有一定的体外细胞
毒作用 ;氯仿部位及正丁醇部位抑瘤作用稍差 ,水部位毒性较大。 对海头红全藻进行了化学成分的分离 ,现已从石
油醚部位分离得到 5个化合物 ,经化学方法和光谱分析鉴定了其中 4个化合物的结构 ,分别为 β-谷甾醇 (Ⅰ )、硬脂
酸 (Ⅱ )、十八烷酸三十四烷醇酯 (Ⅲ )和 β -谷甾醇十六烷酸酯 (Ⅳ )。
关键词 红藻 ,海头红 ,抑瘤 ,化学成分
STUDIES ON THE PHARMACOLOGY AND CONSTITUENTS OF
PLOCAMIUM TELFAIRIAE HARV
Yuan Huiqing , Shi Yanpeng, Qu Xianjun, Yao Qingqiang , Wei Xingguang
( Institute of Meterial Medica, Shandong Academy of Medical Sciences ,J inan 250062)
ABSTRACT Anti-tumor activi ties w as tested on th e di fferent f raction o f red a lg a P. tel fairiae. It
w as show n that the petroleum ether f raction show ed a obvious inhibi tion ef fects on Sarcoma 180
( S180 ) , Hepa tic ca rcinoma( Hep A) and Ehrlich carcinoma ( EAC) under a dosedependent relation in
the range of 125～ 500mg· kg- 1 in vit ro , meanwhi le, the inhibi to ry ef fects on tumo r didn′t af fect
the increasing o f th e body w eigh t of mice. In addi tion, the pet roleum fraction showed some cell
toxicity on HeLa cell and HL60 cell in v itro. The chlo rlform and butano l f raction had a less ef fects
compared wi th the pet ro leum ether f raction and the wa ter f raction had a st rong toxici ty. Fiv e
compounds w ere isola ted from petro leum ether f raction, and st ructures of four w ere elucidated as
β -Si to sterol (Ⅰ ) , Stearilacid (Ⅱ ) , Tet ra triacontyl stearate(Ⅲ ) and β-Sitostero l palmi ta te (Ⅳ ) on
the basis of chemical and spect ral evidence.
KEY WORDS Red algae, Plocamium tel fairiae, Anti tumo r, Compounds
海头红 ( Plocamium telf airiae Harv . )系
红藻门杉藻目海头红科海头红属海藻 ,多生长
在低潮带岩石上或石沼中 ,我国的南北方沿海
均有分布。国外对红藻的研究报道较多 ,从中分
到了许多具有抗肿瘤、杀虫、抗菌、抗病毒活性
的化合物 ,日本学者对日本沿海的海头红属海
藻海头红进行了初步的研究 ,从中分到两个具
有杀虫活性的卤代单萜 [1 ]。我国学者曾对 25种
海藻进行了抗肿瘤活性筛选 [2 ] ,海头红在体外
对 S180、 HeLa细胞具有很好的抑制作用 ,但有
关其化学成分的研究未见报道。我们对采自青
岛沿海的海头红进行了抑瘤活性和化学成分的
研究 ,海头红的不同极性部位其抑瘤活性不同 ,
其中以石油醚部位的抑瘤活性最为显著 ,氯仿
部位和正丁醇部位作用稍差 ,而水部位毒性较
大。通过对石油醚部位化学成分的研究 ,已分离
7《中国海洋药物》杂志 2000年第 5期 (总第 77期 )
到 5个化合物 ,并通过光谱数据分析和化学方
法鉴定了其中 4个化合物的结构 ,目前化学部
分的工作仍在进行。
1 实验仪器与材料
1. 1 仪器 熔点测定用 X4显微熔点测定仪
(温度未校正 ): 红外光谱测定仪为 N ICO LET
N EXU S 470 FT-IR SPECT ROMETERS
( KBr压片 ) ; 氢谱及碳谱测定用 INOV A-500
型核磁共振光谱仪 ; 电子轰击质谱用 VGZAB-
2F质谱仪 ; Fo rma 3111型水套式二氧化碳培
养箱为美国 Fo rma公司的产品 ; DG3022A型
酶联免疫检测仪由南京华东电子管厂出品。
1. 2 材料 海头红全藻于 1997、 1998年春季
采自青岛的燕儿岛、 麦岛、 太平湾 ; 其提取物
的石油醚部位 ( A)、 氯仿部位 ( B)、 正丁醇部
位 ( C)、 水部位 ( D) , 由本课题组提供 , 使用
时用土温 80配制成所需浓度的混悬液。
1. 3 化学试剂和药品 阳性对照药:呋喃氟尿
嘧啶 ( FT-207, 批号为 871024)为济南制药厂
生产 , 使用时用 5%淀粉溶液制成混悬液 ;
RPM I 1640培养基为美国 GIBCO BRL公司的
产品 , 批号为: 31800-089; 胰蛋白酶由上海化
学试剂采购供应站分装厂提供 , 批号为:
870102; 柱层硅胶、 薄层硅胶均为青岛海洋化
工厂生产 ; 硅胶 GF254 ( Tape60)为 Merck公司
的产品 ; 化学试剂均为分析纯。
1. 4 动物 昆明种小鼠 , 体重 19～ 22g , 雌雄
兼用 (每批试验用同一个性别 ) , 山东医科大学
实验动物中心提供 ,合格证号: 鲁动质 960102。
肿瘤细胞株 小鼠 S180肉瘤、 小鼠 H22肝
癌、 小鼠艾氏腹水癌 ( EAC)、 人宫颈癌 HeLa
细胞、 白血病 HL60细胞株均为本所药品临床
前药理实验中心保存瘤株。
2 提取与分离
海头红全藻自然凉干后 , 粉碎 , 用 95%的
乙醇回流提取 , 提取液减压浓缩过程析出大量
白色结晶 , 经烧灼确定为无机盐 , 减压过滤并
洗涤多次得到白色无机盐 , 然后浓缩其余提取
液得黑色浸膏。浸膏用少量甲醇溶解后 , 加水
稀释 , 分别用石油醚、 氯仿、 正丁醇萃取 , 各
萃取液分别减压浓缩后 , 得石油醚部位、 氯仿
部位、 正丁醇部位和水部位。 取石油醚部位样
品约 20g , 用硅胶柱层析进行分离 , 石油醚 -乙
酸乙酯梯度洗脱 ,得 A、 B、 C、 D、 E5部分。取
C部分 ,硅胶柱层析进行分离 ,得流份 30～ 34,
合并后丙酮重结晶 ,得白色片状和粉末状结晶 ,
为化合物Ⅰ ;取 B部分 ,经反复硅胶柱层析 ,石
油醚 -乙酸乙酯洗脱 , 得化合物Ⅱ、 Ⅳ ; 取 A部
分 , 反复硅胶柱层析进行分离 , 石油醚 -乙酸乙
酯洗脱 , 最后合并流份 6～ 9, 制备薄层层析分
离 ,正己烷 -乙酸乙酯 ( 20∶ 1)为展开剂 ,刮板
后 ,石油醚-乙酸乙酯重结晶 ,得化合物Ⅲ、Ⅴ。
3 抑瘤实验方法
3. 1 各极性部位体内抑瘤活性的观察
无菌抽取接种瘤细胞 6～ 7d的小鼠腹水 ,
经稀释后调整细胞数至每毫升 0. 7～ 2. 5× 107
个细胞 ,接种于小鼠右侧部皮下 ,每只 0. 2mL。
接种次日按体重随机分组 , 每组 10只 (对照组
鼠数= 每组鼠数×√试验组数 ) ,分别为海头红
A组分 3个剂量组: 500、 250、 125mg· kg- 1 ;
海头红 B组分 2个剂量组: 500mg· kg- 1、
250mg· kg- 1 ; 海头红 C组分 2个剂量组:
700mg· kg- 1、 350mg· kg- 1; 海头红 D组分 2
个剂量组 : 7 00mg· kg- 1、 35 0
mg· kg- 1 ; 阳性对照组 , 呋喃氟尿嘧啶 ( FT-
207) 125mg· kg- 1及蒸馏水对照组。灌胃给药 ,
每日 1次 , 给药体积每只 0. 5mL, 连续 10～
13d。末次给药 24h后 , 处死动物 , 解剖瘤块并
称重 , 计算抑瘤率。
3. 2 石油醚部位体外抑瘤作用的观察
将体外培养的人宫颈癌 HeLa细胞、 白血
8 《中国海洋药物》杂志 2000年第 5期 (总第 77期 )
病 HL60细胞经胰酶消化或用 Hank′s洗涤后
用含 15%小牛血清的 RPM I1640培养基稀释
细胞 ( HL60细胞为 10%小牛血清 ) , 按每孔 1
万× 0. 1mL- 1 ( HL60细胞每孔 1. 5万×
0. 1mL
- 1
) 接种于 96孔培养板中 , 12h后分别
加入不同稀释度的红藻海头红 A和 CDDP, 每
个稀释度设 3个复孔 ,置 37℃、 5% CO2孵箱中
培养 72h。培养结束前 4h各孔加入 M T T 10μL
( 5g· L- 1 )。培养结束 , 经离心、 PBS洗涤后 ,
各孔加入 DMSO 200uL, 充分振荡混匀 , 于酶
标仪 570nm处测Α值 , 并根据下列公式计算
IC50:
IC50= Xm- i (∑ P- 3- Pm- Pn
4
)
4 抑瘤试验结果
4. 1 各部位的体内抑瘤试验结果
体内实验表明 , 荷瘤小鼠用海藻各部位以
不同剂量灌胃给药 ,各部位的使用剂量分别为:
石油醚部位 ( A) 500、 250、 125mg· kg- 1 , 氯仿部
位 ( B) 500mg· kg- 1、 250mg· kg- 1 , 正丁醇
部位 ( C) 700mg· kg- 1、 350mg· kg- 1 , 水部
位 ( D) 700mg· kg- 1、 350mg· kg- 1 , 末次给
药 24h后 , 处死动物 , 计算抑瘤率。
对小鼠 S180肉瘤的抑瘤率分别为 A:
43. 06%、 42. 35% 、 30. 25% ; B: 20. 05%、
27. 05% ; C: 43. 82%、 31. 32% ; D: 毒性太大 ,
小鼠死亡。结果见表 1。
表 1 海藻各极性部位对 S180小鼠肉瘤的抑制作用
组别 剂量
( mg· kg- 1 )
动物数 (只 )
开始 结束
体重 ( g )
开始 结束
平均瘤重
( g , x-± s)
抑瘤率
(% )
P值
蒸馏水组
FT-207组
A部位组
B部位组
C部位组
—
125
500
250
125
500
250
700
350
21
10
10
10
10
10
10
10
10
21
10
10
10
10
9
9
7
7
19. 5
19. 5
19. 5
19. 5
19. 5
19. 5
19. 5
19. 5
19. 5
21. 0
19. 5
22. 0
21. 8
20. 0
22. 6
22. 1
20. 0
22. 3
2. 81± 0. 89
1. 37± 0. 62
1. 60± 0. 82
1. 62± 0. 41
1. 96± 0. 84
2. 25± 0. 64
2. 05± 0. 88
0. 77± 0. 30
1. 58± 0. 84
—
51. 25
43. 06
42. 35
30. 25
20. 05
27. 05
43. 82
31. 32
—
< 0. 01
< 0. 01
< 0. 01
< 0. 05
> 0. 05
> 0. 05
< 0. 01
< 0. 05
对小鼠 H22肝癌的抑瘤率分别为 A:
47. 87% 、 39. 89%、 25. 53% ; B: 31. 91% 、
25. 00% ; C: 56. 38%、 23. 94% ; D: 毒性太大 ,
小鼠死亡 , 结果见表 2。
表 2 海藻各极性部位对小鼠 H22肝癌的抑制作用
组别 剂量
( mg· kg- 1 )
动物数 (只 )
开始 结束
体重 ( g )
开始 结束
平均瘤重
( g , x-± s)
抑瘤率
(% )
P值
蒸馏水组
FT-207组
A部位组
B部位组
C部位组
—
125
500
250
125
500
250
700
350
17
10
10
10
10
10
10
10
10
17
10
10
10
10
10
10
6
7
20. 0
20. 0
20. 0
20. 0
20. 0
20. 0
20. 0
20. 0
20. 0
25. 6
21. 6
24. 8
25. 1
25. 7
23. 6
24. 5
19. 8
22. 1
1. 88± 0. 56
0. 92± 0. 48
0. 98± 0. 42
1. 13± 0. 71
1. 40± 0. 78
1. 28± 0. 76
1. 41± 0. 42
0. 82± 0. 39
1. 43± 0. 75
—
51. 06
47. 87
39. 89
25. 53
31. 91
25. 00
56. 38
23. 94
—
< 0. 01
< 0. 01
< 0. 05
> 0. 05
> 0. 05
< 0. 05
< 0. 01
> 0. 05
9《中国海洋药物》杂志 2000年第 5期 (总第 77期 )
对小鼠艾氏腹水癌 ( EAC) 的抑瘤率分别
为 A: 48. 83% 、 34. 77% 、 21. 09% ; B: 28. 12%、
30. 86% ; C: 49. 38%、 28. 46% ; D: 毒性太大 ,
小鼠死亡 , 结果见表 3。
表 3 海藻各极性部位对小鼠艾氏腹水癌 ( EAC0的抑制作用
组别 剂量
( mg· kg- 1 )
动物数 (只 )
开始 结束
体重 ( g )
开始 结束
平均瘤重
( g , x-± s)
抑瘤率
(% )
P值
蒸馏水组
FT-207组
A部位组
B部位组
C部位组
—
125
500
250
125
500
250
700
350
17
10
10
10
10
10
10
10
10
17
10
10
9
10
9
8
5
8
19. 0
19. 0
19. 0
19. 0
19. 0
19. 0
19. 0
19. 0
19. 0
20. 0
19. 0
21. 2
21. 4
22. 0
20. 0
21. 3
19. 8
20. 0
2. 56± 1. 07
1. 22± 0. 64
1. 31± 0. 62
1. 67± 0. 91
2. 02± 0. 88
1. 84± 0. 63
1. 77± 0. 90
1. 26± 0. 79
1. 82± 0. 72
—
52. 34
48. 83
34. 77
21. 09
28. 12
30. 86
49. 36
28. 46
—
< 0. 01
< 0. 01
> 0. 05
> 0. 05
> 0. 05
> 0. 05
< 0. 05
> 0. 05
4. 2 石油醚部位体外细胞毒试验结果
海藻的石油醚部位 ( A) 对人宫颈癌 HeLa
细胞、白血病 HL60细胞的 IC50分别为 52. 30μg
· mL- 1、 52. 58μg· mL- 1 , 结果见表 4。
表 4 海藻 A部位对两种细胞的体外抑制作用 (抑制率% )
细胞株 ( ug· m L- 1 ) HeLa (% ) HL60 (% )
200. 00
100. 00
50. 00
25. 00
12. 50
6. 25
98. 00
73. 00
30. 00
21. 00
12. 00
8. 00
86. 00
62. 00
43. 00
26. 00
18. 00
9. 00
5 化合物结构鉴定
化合物Ⅰ 白色片状和粉末状结晶 ,
Libermann-Burchard反 应阳性 , mp 138～
140℃ (丙酮 ) , 与已知化合物 β -谷甾醇的红外
光谱对照 , 完全一致 ; 与已知化合物的熔点一
致 ,且混合熔点不下降 ; 与已知化合物共薄层 ,
Rf值一致。 鉴定化合物Ⅰ 为 β-谷甾醇 (β -
Sitosterol )。
化合物Ⅱ 为 白色粉末状结晶 , mp
56℃ (石油醚 -乙酸乙酯 ) , 经 EI-M S、 IR光谱
分析以及和标准化合物的光谱相对照 [ 3、 4] ,确定
化合物Ⅱ为硬脂酸 ( Stea ric acid)。
化合物Ⅲ 化合物Ⅲ为白色粉末 , mp 68
～ 69℃ (石油醚 -乙酸乙酯 )。 EI-M S ( m /z): 734
( M
+ -28) , 678, 369, 313, 285 ( base peak) ,
257, 97, 83, 71, 57, 43。1H-NM R ( CDCL3 ,
TM S, δ): 4. 05 ( 2H, t , -O-CH2-) , 2. 29
( 2H, t, -CH2 -C= O) , 0. 88-1. 62( 102H, m, -
CH2-, -CH3 )。13 C-NMR ( CDCL3 , TM S, δ):
174. 0 ( C= O) , 64. 3 ( -Ο-C) , 14. 1 ( C18 ,
C34′) , 22. 6 ( C17 ) , 31. 9 ( C16 ) , 29. 3
( C15 ) , 29. 6 ( C5-C14 ) , 29. 3 ( C4 ) , 25. 0
( C3 ) , 34. 4 ( C2 ) , 31. 9 ( C2′) , 25. 9 ( C3′) ,
29. 2 ( C4′-C30′) , 28. 6 ( C31′) , 31. 9 ( C32′) ,
22. 6 ( C33′)。经光谱数据分析以及与类似化合
物的氢谱、碳谱、质谱 [ 5～ 8]数据相比较 ,鉴定化
合 物 Ⅲ 为 十 八 烷 酸 三 十 四 烷 醇 酯
( Tet ra triacontyl stearate)。
化合物Ⅳ 为白色结晶性粉末 , mp 79～
81℃ (石油醚 -乙酸乙酯 ) , Libermann-Burchard
10 《中国海洋药物》杂志 2000年第 5期 (总第 77期 )
反应阳性。 EI-M S ( m /z): 652 ( M+ ) , 396
( M+ -C16H32O2 ) , 368 ( M+ -C16 H32O2-28) , 353,
313, 255, 213, 147, 121, 95, 81, 69, 57,
43。1 H-NMR ( CDCl3 , TM S, δ): 0. 69 ( 3H,
s, C18-Me) , 0. 86 ( 3H, d, J= 4. 9Hz, C20-
Me) , 0. 88 ( 3H, d, J= 4. 9Hz, C27-M e) , 0.
91 ( 3H, t , C29-Me ) , 0. 91 ( 3H, t, C16′-
Me) , 1. 00 ( 3H, t, J= 6. 6Hz, C21-M e) , 1.
02 ( 3H, s, C19-Me) , 2. 26 ( 2H, t , C2′-H) ,
2. 32 ( 2H, d, C4-H) , 4. 65 ( 1H, m, C3-
H) , 5. 38 ( 1H, d, C6-H) , 1. 02-2. 02 ( 51H,
m , > CH2 , > CH)。13 C-NM R ( CDCL3 , TM S,
δ): 37. 1 ( C1 ) , 31. 9 ( C2 ) , 73. 7 ( C3 ) , 42.
4 ( C4 ) , 139. 8 ( C5 ) , 122. 6 ( C6 ) , 31. 9
( C7 ) , 31. 9 ( C8 ) , 50. 2 ( C9 ) , 36. 3 ( C10 ) ,
21. 1 ( C11 ) , 39. 8 ( C12 ) , 42. 4 ( C13 ) , 56.
8 ( C14 ) , 24. 3 ( C15 ) 28. 2 ( C16 ) , 56. 3
( C17 ) , 11. 9 ( C18 ) , 19. 3 ( C19 ) , 36. 3
( C20 ) , 19. 3 ( C21 ) , 34. 8 ( C22 ) , 29. 1
( C23 ) , 50. 2 ( C24 ) , 25. 1 ( C25 ) , 18. 8
( C26 ) , 19. 3 ( C27 ) , 23. 9 ( C28 ) , 11. 9
( C29 ) , 173. 3 ( C1′) , 34. 8 ( C2′) , 27. 9 ( C3′) ,
29. 5 ( C4′) , 29. 7 ( C5′-C12′) , 29. 4 ( C13′) ,
35. 8 ( C14′) , 22. 8 ( C15′) , 14. 1 ( C16′)。与
已知化合物 β-谷甾醇和胆固醇十六烷酸酯的光
谱 [9～ 11 ]相比较 , 鉴定化合物Ⅳ为 β -谷甾醇十六
烷酸酯 (β -sitosterol palmi ta te)。
6 讨论
海头红提取物的药效学试验结果表明 , 极
性小的部位显示出良好的抑瘤效果 , 特别是石
油醚部位对 S180小鼠肉瘤、小鼠 H22肝癌及艾氏
腹水癌均具有明显的抑制作用 , 且在本实验的
剂量范围内有一定的剂量依赖性 , 在对肿瘤生
长产生抑制作用的同时 , 不影响动物的体重增
长 , 在体外对人宫颈癌 HeLa细胞和白血病
HL60细胞也有一定的体外细胞毒作用 ; 而水部
分毒性较大 , 可能与含盐量 高有关 , 这有待于
进一步研究。 在红藻的研究中 , 许多有生物活
性的化合物是卤代萜类 ,特别是卤代单萜类 ,这
类化合物的极性较小 ,易溶于石油醚、乙醚、氯
仿等有机溶媒 ; 海头红的低极性部位显示出的
良好抑瘤效果 , 很有可能也是这类化合物。
日本学者曾对日本沿海的海头红属海藻海
头红进行了初步的研究 , 从中分到 2个具有杀
虫活性的卤代单萜。我国学者曾对 25种海藻进
行了抗肿瘤活性筛选 [2 ] , 海头红在体外对 S180、
HeLa细胞具有很好的抑制作用 , 但有关其化
学成分的研究未见报道。 我们重点对石油醚部
位进行了化学成分的分离 , 已分离到的成分均
首次从该植物中分离得到 , 但尚未发现有活性
的化合物。目前 , 这部分工作仍在进行中。
参考文献
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