全 文 : 药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 2015, 50 (5): 579−582 · 579 ·
川桑的化学成分及其细胞毒作用
甄 攀 1, 2, 倪 刚 1, 陈晓光 1, 陈若芸 1, 杨翰泽 1, 于德泉 1*
(1. 中国医学科学院、北京协和医学院药物研究所, 天然药物活性物质与功能国家重点实验室, 北京 100050;
2. 河北北方学院应用化学研究所, 河北 张家口 075000)
摘要: 从川桑树枝的 95% 乙醇提取物中分离得到 1个新的黄酮类化合物, 命名为 notabilisin K (1), 4个已知
黄酮类化合物, 分别为 morusin (2)、mulberrofuran A (3)、neocyclomorusin (4) 和 mornigrol F (5), 化合物 2~5均
为首次从该植物中分离出来。notabilisin I和 notabilisin J对 HCT-116、HepG2、A2780细胞有一定的杀伤作用, IC50
为 1.47~5.46 μmol·L−1; Morusin对 5种人肿瘤细胞 (BGC823、A2780、HCT-116、HepG2和 NCI-H1650) 都有较
强的杀伤作用, IC50为 0.74~1.58 μmol·L−1。
关键词: 川桑; 黄酮; 川桑素; 细胞毒作用
中图分类号: R284 文献标识码: A 文章编号: 0513-4870 (2015) 05-0579-04
Chemical constituents from Morus notabilis and their cytotoxic effect
ZHEN Pan1, 2, NI Gang1, CHEN Xiao-guang1, CHEN Ruo-yun1, YANG Han-ze1, YU De-quan1*
(1. State Key Laboratory of Bioactive Substance and Function of Natural Medicines, Institute of Materia Medica,
Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100050, China;
2. Institute of Applied Chemistry of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, China)
Abstract: One new flavonoids named as notabilisin K (1), together with four known compounds, morusin
(2), mulberrofuran A (3), neocyclomorusin (4) and mornigrol F (5) are separated from 95% ethanol extracts of
the twigs of Morus notabilis. Compounds 2−5 are separated from this plant for the first time. Notabilisin I,
notabilisin J exhibits certain effect against cells of HCT-116, HepG2 and A2780 with IC50 values ranging from
1.47 μmol·L−1 to 5.46 μmol·L−1. Morusin exhibits strong effect against five kinds of human cancer cells
(BGC823, A2780, HCT-116, HepG2 and NCI-H1650) with IC50 values ranging from 0.74 μmol·L−1 to 1.58
μmol·L−1.
Key words: Morus notabilis; flavonoid; notabilisin; cytotoxic effect
川桑 (Morus notabilis) 是桑科 (Moraceae) 桑
属 (Morus) 植物, 又名圆叶桑, 是一种高大的乔木,
主要分布在云南省和四川省的西部。检索发现, 曾有
文献[1, 2]报道从川桑中分离得到了 7个黄酮类新化合
物和10个已知化合物, 其中有的成分具有显著的促进
脂肪细胞分化, 增加 AP2和 GLUT4基因在 3T3L1细
收稿日期: 2014-12-01; 修回日期: 2015-03-08.
基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (21132009); 国家“重大新药
创制”科技重大专项资助项目 (2012ZX09301002001003).
*通讯作者 Tel: 86-10-63165224, E-mail: dqyu@imm.ac.cn
胞中的表达, 并表现出对蘑菇酪氨酸酶的抑制作用。
除此之外没有发现有关川桑化学成分和药理作用的
报道。本研究利用硅胶 (100~200目、200~300目) 柱
色谱、D101大孔吸附树脂柱色谱、反相 C18柱色谱、
葡聚糖凝胶 Sephadex LH-20柱色谱、硅胶 GF254薄
层色谱、制备型 HPLC等多种分离手段, 从川桑树枝
的 95% 乙醇提取物中发现了 1 个新的黄酮类化合物,
命名为 notabilisins K, 和 4个已知黄酮类化合物, 分
别为 morusin (2)、mulberrofuran A (3)、neocyclomorusin
(4) 和 mornigrol F (5)。本文报道 notabilisin H的结构
DOI:10.16438/j.0513-4870.2015.05.006
· 580 · 药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 2015, 50 (5): 579−582
解析, 以及化合物 1~5、notabilisin I和 notabilisin J
共 7 个化合物对 5 种人肿瘤细胞 (BGC823, A2780,
HCT-116, HepG2, NCI-H1650) 的细胞毒活性。
化合物 1, 黄色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z
419.147 6 [M+H]+ (Calcd. 419.141 6)、441.131 4 [M+
Na]+、837.321 4 [2M+H]+, 分子式确定为 C25H22O6。红
外光谱 (IR) 显示有羟基 (3 385.4 cm−1)、羰基 (1 655.5
cm−1) 和苯环 (1 613.4、1 508.1和 1 456.3 cm−1)。紫
外光谱 (UV) (溶剂为甲醇) 显示: 在 206.2 nm (logε,
4.08)、270.0 nm (logε, 3.89)、303.4 nm (logε, 3.87) 和
315.8 nm (logε, 3.89) 有较大吸收。1H NMR (acetone-
d6, 600 MHz) 显示以下质子信号 (溶剂峰作为参考):
一组 ABX 自旋体系的芳香质子, 化学位移分别为 δ
6.60 (1H, d, J = 2.4 Hz, H-3)、6.48 (1H, dd, J = 1.8, 8.4
Hz, H-5) 和 7.21 (1H, d, J = 8.4 Hz, H-6), 解析为一
个 1, 2, 4-三取代苯环 (B环); 在 δ 6.87 (1H, s, H-6)
有一个芳香质子 (A环); 在 δ 5.71 (2H, s, 17-H) 有 2
个烯烃质子, 在 δ 6.97 (1H, s, H-14) 有 1个烯烃质子;
在 δ 5.15 (1H, br t, J = 7.2 Hz, H-10)、3.19 (2H, d, J =
7.2 Hz, H-9) 和 1.46、1.58 (各 3H, s, 11-CH3×2) 显示
一组异戊烯基信号; 1H NMR还显示在 δ 13.22 (1H, s,
5-OH) 有 1个氢键合的羟基, 在 8.85~8.87 (2H, br m,
2-OH, 4-OH) 有 2个羟基质子。13C NMR (acetone-d6,
150 MHz) 谱显示有 25个碳原子, 其中包括 3个甲基、
1个 sp3杂化的亚甲基、21个 sp2杂化的碳 (1个亚甲
基、6个次甲基、14个季碳)。以上 NMR数据 (表 1)
与已知化合物 artoindonesianin G[3]相似, 不同之处是
没有 C-14 亚甲基、C-15 氧化次甲基、以及连接在
C-6 的异戊烯基, 而存在14 双键基团和 H-6。通过
HMBC 数据 (图 1) 分析存在 1 个 2-(1-甲基, 乙烯
基)-呋喃环, HMBC显示 H-14与 C-7、C-8、C-8a和
C-16相关, H-17与 C-15和 C-16相关, H3-18与 C-15
和C-16相关, 因此推测 2-(1-甲基, 乙烯基)-呋喃环结
合在 C-7 和 C-8。其他碳氢的连接位置也都通过
HMBC 和 HMQC 得到了证实。综上所述, 确定化合
物 1结构式如图 1所示, 命名为 notabilisin K。
Figure 1 The structure and key HMBC correlations of compound 1
Table 1 1H (600 MHz) and 13C NMR (150 MHz) spectral data
of compound 1 (in acetone-d6, J in Hz)
Position 1H 13C Position 1H 13C
2 162.6 6 7.21 (1H, d, J = 8.4) 132.5
3 123.0 9 3.19 (2H, d, J = 7.2) 25.8
4 183.8 10 5.15 (1H, br t, J = 7.2) 122.2
4a 107.6 11 132.5
5 160.2 12 1.46 (3H, m) 19.2
6 6.87 (1H, s) 94.7 13 1.58 (3H, s) 17.7
7 159.7 14 6.97 (1H, s) 100.8
8 110.6 15 157.0
8a 151.2 16 133.4
1 112.6 17 5.71 (2H, s) 113.2
2 157.4 18 2.13 (3H, s) 24.8
3
6.60 (1H, d,
J = 2.4)
103.9
5-OH
13.22 (1H, s)
4
161.7
OH
8.85−8.87 (2H, br m,
2OH)
5
6.48 (1H, dd,
J = 1.8, 8.4)
108.2
采用 MTT 法测定了化合物 1~5、notabilisin I
和 notabilisin J对 5种人肿瘤细胞 (HCT-116、HepG2、
BGC-823、NCI-H1650和 A2780) 的抑制作用。结果
表明, notabilisin I和 notabilisin J对HCT-116、HepG2、
A2780 细胞有一定的杀伤作用, IC50 为 1.47~5.46
μmol·L−1; Morusin对这 5种人肿瘤细胞都有较强的杀
伤作用, IC50为 0.74~1.58 μmol·L−1; 其他化合物对这
5种人肿瘤细胞无效。实验结果见表 2。
Table 2 Cytotoxicities of obtained compounds against human
cancer cell lines
Compd.
IC50 /μmol·L−1
HCT-116 HepG2 BGC-823 NCI-H1650 A2780
Notabilisin K (1) >10 >10 >10 >10 >10
Morusin (2) 1.14 0.75 1.34 0.74 1.58
Mulberrofuran A (3) >10 >10 >10 >10 >10
Neocyclomorusin (4) >10 >10 >10 >10 >10
Mornigrol F (5) >10 >10 >10 >10 >10
Notabilisin I 4.86 4.54 >10 >10 5.46
Notabilisin J 4.60 1.47 >10 >10 2.56
实验部分
紫外光谱 (JASCO V-650型分光光度仪测定); 红
外光谱 (Nicolet 5700型红外光谱仪测定); 核磁共振
谱 (Mercury-400、Bruker AVIII HD 600核磁共振仪
测定); 质谱 (Agilent 6520 Accurate Q-TOF LC/MS液
质联用仪测定 HR-ESI-MS; 1100 LC/MSD Trap-SL液
质联用仪测定 ESI-MS); 制备型HPLC [Lumtech高效
液相色谱仪; Altech 500ELSD和UV K-2501型检测器;
YMC-PACK ODS-A色谱柱 (20 mm × 250 mm, 5 μm)];
甄 攀等: 川桑的化学成分及其细胞毒作用 · 581 ·
Sephadex LH-20 (GE Pharmacia 公司产品); RP-C18
(40~60 μm) (Merck 公司产品); 柱色谱和薄层色谱
硅胶 GF254 (青岛海洋化工厂产品)。所用溶剂均为分
析纯, 北京化工厂生产。
川桑树枝于 2014年 3月采集于中国云南省金平
县, 由中国医学科学院药物研究所马林副研究员鉴
定为 Morus notabilis, 标本 (编号: ID-S-2549) 收藏于
中国医学科学院药物研究所标本室。
1 提取分离
川桑树枝 20 kg, 粉碎, 用 95% 乙醇浸泡, 回流提
取 3次, 提取液合并, 减压浓缩得浸膏。将浸膏溶解
后以硅胶 (100~200目) 拌样并干燥, 分别用石油醚
(PE, 60~90 ℃)、二氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮依次洗
脱。二氯甲烷部分浓缩得浸膏 200 g, 浸膏以 D101大
孔吸附树脂拌样并干燥, 用乙醇−水梯度洗脱 (30%、
80% 和 90% 乙醇), 80% 乙醇部分得浸膏 29 g, 然后依
次用硅胶 (200~300 目) 柱色谱 (丙酮−石油醚梯度
洗脱)、反相 C18柱色谱 (甲醇−水梯度洗脱)、葡聚糖
凝胶 Sephadex LH-20 柱色谱 (乙醇洗脱)、制备型
RP-HPLC (甲醇−水或乙腈−水洗脱) 等分离纯制, 得
到化合物 1~5。
2 细胞毒活性测定
用 MTT 法测定化合物 1~5、notabilisin I 和
notabilisin J 共 7 个化合物对 5 种人肿瘤细胞
(BGC823、A2780、HCT-116、HepG2和 NCI-H1650)
的细胞毒活性。首先将肿瘤细胞接种于 96 孔培养皿
中培养 24 h。将待测化合物用 DMSO 溶解, 分别配
成浓度为 0.1、1.0 和 10.0 μmol·L−1的溶液, 加入到
培养皿的 3个孔中, 然后在 37 ℃恒温箱中孵育 4天。
MTT 用 DMSO 配成浓度为 64.0 mmol·L−1 的溶液,
各孔中均加入 10 μL, 再孵育 4 h。将所得的结晶甲瓒
溶解于 DMSO (100 μL), 用 UV/VIS 分光光度计于
570 nm 测定吸光度。根据吸光度与存活细胞之间的
线性关系, 参照文献[4]中的方法计算 IC50值。
3 结构鉴定
化合物 1, 黄色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z
419.147 6 [M+H]+ (Calcd. 419.141 6)。红外光谱 (IR):
3 385.4、1 655.5、1 613.4、1 508.1和 1 456.3 cm−1)。
紫外光谱 (UV) (溶剂为甲醇): 206.2 nm (logε, 4.08)、
270.0 nm (logε, 3.89)、303.4 nm (logε, 3.87) 和 315.8
nm (logε, 3.89)。NMR数据见表 1。
化合物 2, 黄色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z
421.310 2 [M+H]+, 分子式 C25H24O6。1H NMR (acetone-
d6, 400 MHz) (溶剂峰作为参考): 1.44 (9H, s, C16-CH3×
2和 C11-CH3)、1.57 (3H, s, C11-CH3)、3.13 (2H, d, J =
6.8 Hz, C9-H×2)、5.12 (1H, br m, C10-H)、5.65 (1H, d,
J = 10 Hz, C15-H)、6.15 (1H, s, C6-H)、6.53 (1H, dd, J =
2.4, 8.0 Hz, C5-H)、6.58 (1H, d, J = 2.4 Hz, C3-H)、6.60
(1H, d, J = 10 Hz, C14-H)、7.25 (1H, d, J = 8.0 Hz,
C6-H)、8.83 (2H, br s, OH×2)、13.24 (1H, s, 5-OH)。
以上数据与文献[5−7]报道的 morusin 一致, 故鉴定化
合物 2为 morusin。
化合物 3, 淡黄色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z
393.206 9, 分子式 C25H28O4。1H NMR (CDCl3, 400
MHz) (溶剂峰作为参考): 1.58、1.64 (各 3H, s, C8-
CH3)、1.70 (3H, s, C3-CH3)、2.00~2.06 (4H, br m,
C5-H×2和 C6-H×2)、3.48 (2H, br d, J = 6.4 Hz, C1-
H×2)、3.83 (3H, s, OCH3)、5.08 (1H, m, C2-H)、5.15
(1H, m, C7-H)、6.47 (1H, d, J = 2.4 Hz, C4-H)、6.76
(1H, br s, C3-H)、6.78 (1H, dd, J = 2.1, 8.4 Hz, C5-H)、
6.81 (1H, d, J = 2.4 Hz, C6-H)、6.98 (1H, br d, J = 2.1
Hz, C7-H)、7.40 (1H, d, J = 8.4 Hz, C4-H)。以上数据
与文献[8]报道的mulberrofuran A一致, 故鉴定化合物
3为 mulberrofuran A。
化合物 4, 黄色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z
437.158 4 [M+H]+, 分子式 C25H24O7。1H NMR (acetone-
d6, 600 MHz) (溶剂峰作为参考): 1.36 (3H, s, H-12)、
1.39 (3H, s, H-13)、1.49 (6H, s, H-17和 H-18)、2.63
(1H, dd, J = 3.6, 18 Hz, H-9a) 和 3.54 (1H, dd, J = 2.4,
17 Hz, H-9b)、3.86 (1H, s, 11-OH)、5.78 (1H, d, J = 8.4
Hz, H-15)、6.19 (1H, s, H-6)、6.70 (1H, d, J = 2.4 Hz,
H-3)、6.81 (1H-5, dd, J = 1.8, 8.4 Hz, H-5)、6.90 (1H-
14, d, J = 9.6 Hz, H-14)、8.04 (1H, d, J = 8.4 Hz, H-6)、
9.23 (1H, s, 4-OH)、13.19 (1H, s, 5-OH)。13C NMR
(acetone-d6, 150 MHz): 158.1 (C-2)、116.7 (C-3)、181.0
(C-4)、103.7 (C-4a)、161.7 (C-5)、99.1 (C-6)、159.3
(C-7)、100.9 (C-8)、151.7 (C-8a)、24.3 (C-9)、90.3
(C-10)、71.5 (C-11)、24.3 (C-12)、26.4 (C-13)、114.6
(C-14)、127.5 (C-15)、78.0 (C-16)、27.4 (C-17)、27.4
(C-18)、113.9 (C-1)、160.4 (C-2)、107.9 (C-3)、161.8
(C-4)、111.2 (C-5)、130.1 (C-6)。以上数据与文献[9]
报道的 neocyclomorusin 一致, 故鉴定化合物 4 为
neocyclomorusin。
化合物 5, 黄色无定形粉末。HR-ESI-MS m/z
439.175 1 [M+H]+, 分子式 C25H26O7。1H NMR (acetone-
d6, 400 MHz) (溶剂峰作为参考): 1.45、1.58、1.69 (各
3H, br s, C11-CH3和 C16-CH3×2)、2.90 (1H, dd, J = 8.4,
14.4 Hz, H-9a)、3.05 (1H, dd, J = 8.4, 14.4 Hz, H-9b)、
· 582 · 药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 2015, 50 (5): 579−582
3.14 (2H, d, J = 6.9 Hz, H-14)、4.37 (1H, dd, J = 3.6,
8.4 Hz, H-10)、4.70 (1H, s, H-12a)、4.88 (1H, s, H-
12b)、5.15 (1H, m, H-15)、6.25 (1H, s, H-6)、6.51 (1H,
dd, J = 2.7, 8.4 Hz, H-5)、6.57 (1H, d, J = 2.7 Hz, H-
3)、7.25 (1H, d, J = 8.4 Hz, H-6)、13.12 (1H, s, 5-OH)。
13C NMR (acetone-d6, 100 MHz): 162.1 (C-2)、121.0
(C-3)、183.5 (C-4)、105.2 (C-4a)、161.4 (C-5)、99.5
(C-6)、163.3 (C-7)、104.6 (C-8)、156.9 (C-8a)、30.4
(C-9)、76.2 (C-10)、148.4 (C-11)、110.3 (C-12)、18.3
(C-13)、24.6 (C-14)、122.8 (C-15)、132.1 (C-16)、25.8
(C-17)、17.6 (C-18)、113.0 (C-1)、157.3 (C-2)、104.1
(C-3)、161.5 (C-4)、108.1 (C-5)、132.5 (C-6)。以上
数据与文献[10]报道的 mornigrol F 一致, 故鉴定化合
物 5为 mornigrol F。
References
[1] Hu X, Ji J, Wang M, et al. New isoprenylated flavonoids and
adipogenesis-promoting constituents from Morus notabilis [J].
Bioorg Med Chem Lett, 2011, 21: 4441−4446.
[2] Hu X, Wang M, Yan GR, et al. 2-Arylbenzofuran and
tyrosinase inhibitory constituents of Morus notabilis [J]. J
Asian Nat Prod Res, 2012, 14: 1103−1108.
[3] Syah YM, Achmad SA, Ghisalberti EL, et al. Artoindone-
sianins G−I, three new isoprenylated flavones from Artocarpus
lanceifolius [J]. Fitoterapia, 2001, 72: 765−773.
[4] Rivero A, Quintana J, Eiroa JL, et al. Potent induction of
apoptosis by germacranolide sesquiterpene lactones on human
myeloid leukemia cells [J]. Eur J Pharmacol, 2003, 482:
77−84.
[5] Nomura T, Fukai T. Prenylflavonoids from the root bark
of the cultivated mulberry tree [J]. Heterocycles, 1981, 15:
1531−1567.
[6] Zheng ZF. Studies on the Chemical Constituents and
Bioactivities of Lonicera japonica and Morus australia (金银
花和鸡桑的化学成分及生物活性研究 ) [D]. Chinese
Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical
College, 2010: 156.
[7] Geng CA, Yao SY, Xue DQ, et al. New isoprenylated
flavonoid from Morus alba [J]. China J Chin Mater Med (中
国中药杂志), 2010, 35: 1560−1565.
[8] Nomura T, Fukai T. Mulberrofuran A, a new isoprenoid
2-arylbenzofuran from the root bark of the cultivated mulberry
tree (Morus alba L.) [J]. Heterocycles, 1978, 9: 1593−1601.
[9] Kim JY, Lee WS, Kim YS, et al. Isolation of cholinesterase-
inhibiting flavonoids from Morus lhou [J]. J Agric Food
Chem, 2011, 59: 4589−4596.
[10] Wang L, Gong T, Chen RY. Two new prenylflavonoids from
Morus nigra L. [J]. Chin Chem Lett, 2009, 20: 1469−1471.