免费文献传递   相关文献

尖尾芋根茎石油醚部位抗肿瘤活性及化学成分研究



全 文 :· · 中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2012, 43(5)340
尖尾芋 [Alocasia cucullata (Lour.) Schott] 为天
南星科海芋属植物,又名观音莲(四川)、姑婆芋(福
建)、老虎耳(广西)等,主要分布于我国广东、广西、
福建、四川、贵州等地,东南亚一些国家也有少量
尖尾芋根茎石油醚部位抗肿瘤活性及化学成分研究
雷 霄1,冯 怡1,2,梁 爽2,王 源2,郑向炜2*
(1. 上海中医药大学中药学院,上海 201203;2. 中药现代制剂技术教育部工程研究中心,上海 201203)
摘要:考察了尖尾芋根茎的不同溶剂提取物对 5种人肿瘤细胞 (M-GC803、Hela、bel7402、K-562和MDA-MB-435) 的
抑制作用。结果表明,尖尾芋根茎 50%乙醇提取物的抑制作用较强,进一步筛选显示该提取物的石油醚萃取部位对人肿
瘤细胞M-GC803的抑制活性较显著 (IC50=121 g/ml)。采用 GC-MS法分析该石油醚部位的化学成分,共鉴定了其中 43
个化学成分,含量占前 5位的成分分别是:亚油酸 (23.59% )、十六烷酸 (18.91% )、间十五烷基酚 (15.51% )、亚麻酸
(9.09% )和 3 -甲氧基苯并 [1,2-b] -1,4 -二氮杂双环 [2.2.2] 辛烯 (5.18% )。
关键词:尖尾芋;乙醇提取物;石油醚部位;抗肿瘤活性;化学成分
中图分类号:R284 文献标志码:A 文章编号:1001-8255(2012)05-0340-04
收稿日期:2012-02-21
基金项目:上海市教委重点学科(J50302)
作者简介:雷 霄(1986-),女,硕士研究生,专业方向:中药药效
物质基础研究。
Tel:021-51322491
E-mail:lx25914127@126.com
通信联系人:郑向炜(1974-),男,副研究员,从事中药药效物质
基础研究及天然药用植物活性成分产业化开发。
Tel:021-51323094
E-mail:zhengxwsh@hotmail.com
Antitumor Effect and Chemical Constitutes of the Petroleum ether Fraction
from the Rhizome of Alocasia cucullatta (Lour.) Schott
LEI Xiao1, FENG Yi1,2, LIANG Shuang2, WANG Yuan2, ZHENG Xiangwei2*
(1. College of Traditional Chinese Medicine, Shanghai University of TCM, Shanghai 201203;
2. Engineering Research Center of Modern Preparation Technology of TCM, Ministry of Education, Shanghai 201203)
ABSTRACT: The inhibition effects of the extracts of the rhizome of Alocasia cucullata (Lour.) Schott with different
solvents on fi ve human tumor cells (M-GC803, Hela, bel7402, K-562 and MDA-MB-435) were investigated. The results
showed that the 50% ethanol extract had a stronger inhibition effect. The further study showed that the petroleum ether
fraction from 50% ethanol extract had a signifi cant inhibition effect on M-GC803 cells (IC50=121 g/ml). Among the forty
three ingredients whose content accounted for the top fi ve were as follows: (Z,Z)-9,12-octadecadienoic acid (23.59%),
hexadecanoic acid(18.91%), 3-pentadecylphenol(15.51%), (Z,Z,Z)-9,12,15-octadecatrienoic acid (9.09%) and
3-methoxybenzo[1,2-b]-1,4-diazabicyclo[2.2.2]octene(5.18%).
Key Words: Alocasia cucullata (Lour.) Schott; ethanol extract; petroleum ether fraction; antitumor effect; chemical
constituent
分布,喜生于溪谷湿地或田边 [1] 。尖尾芋根茎是
较著名的壮药,最早记载于《广西实用中草药新选》,
其味微苦,大寒,有毒,有解毒退热、消肿镇痛之
功效 [2]。临床多用于治疗钩端螺旋体病、毒蛇咬伤
等,也可配伍甘草等治疗哮喘 [3]。值得关注的是,
它和同属不同种植物海芋 [Alocasia odora (Roxb.)
C. Koch] 的根茎在中医临床中被用于治疗乳腺癌,
效果良好,且四川等地民间常用其水煎液口服治疗
各种癌症,亦有良好效果。Kaur等 [4] 从尖尾芋根
茎中分离得到一种有较好抗肿瘤活性的外源凝集素
N-乙酰基 -D-乳糖胺 (N-acetyl-D-lactosamine),该
中药与天然药物
中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2012, 43(5) · ·341
成分对人宫颈癌细胞的 IC50为 100 g/ml,且初步
抗肿瘤机制研究表明它通过与肿瘤细胞表面碳水化
合物的特异性结合,影响肿瘤细胞蛋白质的表达,
从而抑制肿瘤的生长。但经系统文献调研表明,有
关该植物化学成分、抗肿瘤活性、作用机制等研究
仅有上述唯一一篇文献报道。本研究旨在系统筛选
尖尾芋抗肿瘤活性部位,并针对活性部位进行化学
和药效研究。
1 仪器与试药
Focus DSQ型气相色谱 -质谱联用仪、Multiskan MK3
型酶标仪 (Thermo公司 );IX51型倒置显微镜 (Olympus公
司 );YDS-35-125型液氮生物容器 (成都金凤液氮容器有
限公司 )。
尖尾芋根茎 [2010年 4月采自四川省,由第二军医大
学药学院生药学教研室黄宝康教授鉴定为尖尾芋 [Alocasia
cucullata (Lour.) Schott] 的根茎 ]。
高 糖 DMEM 培 养 基 (AWH17628) 和 胰 蛋 白 酶
( J100811)(Hyclone公司 );无支原体胎牛血清 (FBS,
四季青公司 );四甲基偶氮唑盐 (MTT) 和二甲亚砜
(DMSO)(Sigma公司 )。
人胃癌细胞M-GC803、人宫颈癌细胞 Hela、人肝癌
细胞 bel7402、人骨髓性白血病细胞 K-562和人乳腺癌细胞
MDA-MB-435均购自中国科学院典型培养物保藏委员会细
胞库 /中国科学院上海生命科学研究院细胞资源中心。
2 方法与结果
2.1 供试品制备
2.1.1 提取溶剂筛选用供试品
取新鲜尖尾芋根茎适量,切片,晒干,粉碎。
取 3份,每份 150 g,分别以 95%乙醇、50%乙醇、
水浸泡 0.5 h,用相应的溶剂回流提取 3次 (8、6、
6倍 ),每次 1.5 h,合并提取液,浓缩至浸膏,即
得 3种提取物 (分别为 25、16和 13 mg)。
2.1.2 石油醚部位
取新鲜尖尾芋根茎 90 kg,切片,晒干,得干
燥药材切片约 9 kg,粉碎,以 50%乙醇浸泡 0.5 h,
回流提取 3次 (8、6、6倍 ),每次 1.5 h,合并提取液,
浓缩至干浸膏,加水 500 ml混悬后,以石油醚 (bp
60~ 90 ℃ )500 ml萃取 3次,萃取液合并后浓缩
至干浸膏即得石油醚部位 (10.3 g)。
2.2 肿瘤细胞增殖抑制试验
2.2.1 贴壁细胞培养
收集对数生长期的贴壁人肿瘤细胞(M-GC803、
Hela、bel7402和MDA-MB-435),以含 10% FBS
的 DMEM( 高糖 ) 培养液调整至细胞浓度为约 2×
104 个 /ml,按每孔 100 l接种于 96孔板,于 5%
CO2、37 ℃培养 24 h。选取 96孔板中的非边缘孔
为试验组及对照组 (每个样本均设 3复孔及以上 ),
吸出培养液,剩余物中加入待测样品 [ 试验组加
入不同种类及浓度的供试品溶液 (供试品溶于适量
DMSO,以培养液稀释即得 ),对照组加入含 0.1%
DMSO的培养液 ] 200 l。继续培养 72 h后,每孔
加入 0.5 mg/ml的MTT 10 l孵育 4 h,弃去上清液,
剩余物中加入 DMSO 150 l,振荡 15 min,待充分
溶解后在 492 nm波长处读取吸光度 (D),按下式
计算样品抑制率 (inhibitory rate,IR)、肿瘤细胞存
活率 (survival rate,SR) 及 IC50。
IR=(D对照组- D试验组)/(D对照组- D空白组)×100%
SR=(1-IR)×100%
2.2.2 悬浮细胞培养
收集对数生长期的悬浮人肿瘤细胞 K-562,以
含 10% FBS的 DMEM( 高糖 )培养液调整至细胞
浓度约为 2.9×104 个 /ml,按每孔 100 l接种于 96
孔板,于 5% CO2、37 ℃培养 24 h。选取 96孔板
中的非边缘孔为试验组及对照组 (每个样本均设 3
复孔及以上 ),吸出培养液,剩余物中加入待测样
品 (试验组和对照组同“2.2.1”项 )140 l。继续
培养72 h后,每孔加入0.5 mg/ml MTT 10 l孵育4 h,
再加入十二烷基磺酸钠(SDS)-异丙醇三联溶液 (取
SDS 10 g,异丙醇 5 ml和 10 mol/L盐酸 0.1 ml,加
双蒸水至 100 ml,摇匀即得 )100 l,孵育 16 h,
同“2.2.1”项下方法检测并计算 IR、SR及 IC50。
2.2.3 3种提取物对肿瘤细胞增殖抑制作用
将“2.1.1”项下 3种提取物分别配制成浓度为
100、10、1、0.1 和 0.01 g/ml的供试品溶液。考
察不同提取物及不同浓度对 5种肿瘤细胞的抑制作
用,结果见表 1。结果表明,3种提取物对部分肿
瘤细胞有一定的抑制作用,而其中 50%乙醇提取物
的抗肿瘤细胞增殖作用较强,因此选择 50%乙醇作
· · 中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2012, 43(5)342
为尖尾芋根茎药材提取溶剂。
2.2.4 石油醚部位的抗肿瘤活性试验
将“2.1.2”项下所得石油醚部位制成浓度分别
为 200、100、50、10、0.1和 0.01 g/ml的溶液。
考察不同浓度供试品对 5种肿瘤细胞的抑制作用,
结果见表 2。结果表明,该部位对 5种肿瘤细胞均
有一定的抑制作用,其中对人胃癌细胞M-GC803
的生长抑制作用最大,IC50为 121 g/ml。照“2.2.1”
项下方法考察了不同浓度的石油醚部位与M-GC803
细胞孵育 48 h的抑制效果,结果见图 1。结果表
明,尖尾芋根茎 50%乙醇提取物的石油醚部位对
M-GC803细胞的抑制作用呈一定的剂量与时间依
赖关系。
表 2 尖尾芋石油醚部位对 5种人肿瘤细胞的
抑制作用 (x- ± s,n=3)
细胞株 IC50/g·ml-1
M-GC803 121.01±5.29
Hela 193.36±7.34
bel7402 167.70±7.22
MDA-MB-435 158.72±10.39
K-562 177.01±4.86
2.3 GC-MS法分析
鉴于石油醚部位对肿瘤细胞的抑制作用较强,
采用 GC-MS法分析并鉴定了其挥发性成分。
2.3.1 色谱条件
色谱柱 HP-5 MS柱 (0.25 mm×30 m×0.25 m) ;
进样口温度 250 ℃;程序升温 起始温度 100 ℃,保
持 2 min,以 10 ℃ /min 升至 300 ℃,保持 8 min;
载气 氦气;流速 1 ml/min;分流比 50∶ 1,进样
量 1 l。
2.3.2 质谱条件
电离方式:电轰击电离 (EI) ;电离能量 70 eV;
离子源温度 250 ℃;传输线温度 250 ℃;扫描范围
41~ 450 amu。
2.3.3 分析结果
按上述条件分析石油醚部位,得总离子流
图。对总离子流图中的各峰经质谱扫描后得质谱
图,经与 NIST质谱标准库的对照,确认各色谱
峰的归属。综合各项分析鉴定,确定了尖尾芋根
茎 50%乙醇提取物石油醚部位的 43个化学成分,
并用面积归一化法确定各组分相对含量,结果见
表 3。含量占前 5位的化学成分分别是:亚油酸
(23.59% )、十六烷酸 (18.91% )、间十五烷基
100
50
0 50 100 150 200
SR
/%
石油醚部位浓度 / g.ml-1
图 1 尖尾芋石油醚部对M-GC803的生长影响 (n=3)
表 1 3种提取物在体外对人肿瘤细胞的抑制作用 (x- ± s,n=3)
样品 细胞株 IR/%
100 g/ml 10 g/ml 1 g/ml 0.1 g/ml 0.01 g/ml
95%乙醇提取物 MDA-MB-435 - - - - -
bel7402 4.0±0.9 7.8±2.3 - - -
M-GC803 - - - - -
K-562 8.0±2.5 3.1±1.8 6.8±1.5 5.4±0.5 1.5±1.2
Hela - 2.5±1.6 - - -
50%乙醇提取物 MDA-MB-435 12.9±3.8 - - - -
bel7402 10.7±3.5 8.4±3.1 14.4±2.7 1.3±0.6 2.2±0.8
M-GC803 - - - - -
K-562 13.2±2.1 7.3±1.5 2.4±0.3 8.3±0.6 4.1±3.5
Hela 1.8±0.9 - - - -
水提物 MDA-MB-435 3.5±0.8 1.0±0.7 - - -
bel7402 25.7±7.2 14.9±3.9 1.4±2.6 0.4±0.6 -
M-GC803 - - - - -
K-562 1.1±0.5 - 1.1±1.0 2.7±1.5 1.1±1.2
Hela - - - - -
注: “-”表示提取物对该细胞株没有抑制作用
中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2012, 43(5) · ·343
酚 (15.51% )、亚麻酸 (9.09% )、3-甲氧基苯并
[1,2-b]-1,4 -二氮杂双环 [2.2.2] 辛烯 (5.18% ),
其中长链脂肪酸 (包括亚油酸、十六烷酸、亚麻酸
等 )含量大于 51.59%。
表 3 尖尾芋石油醚部位挥发性成分分析结果
编号 化合物 保留时间/min 分子式 相对分子量 相对含量/%
1 2-叔丁基-1,4-二甲氧基苯(2-tert-butyl-1,4-dimethoxybenzene) 8.1 C12H18O2 194 0.10
2 -桉叶烯(-selinene) 9.3 C15H24 204 0.20
3 guaia-3,9-diene 9.9 C15H24 204 0.12
4 -vatirenene 10.0 C15H22 202 0.29
5 榄香烯(elemene) 10.1 C15H24 204 0.11
6 十六烯(1-hexadecene) 10.3 C16H32 224 0.17
7 匙叶桉油烯醇(spathulenol) 11.0 C15H24O 220 0.17
8 2-氯-1 -(2,4 -二甲基苯基)-2-甲基-1-丙酮[2-chloro-1-(2,4-dimethylphenyl)-
2-methyl-1-propanone]
11.2 C12H15ClO 210 0.68
9 丁喹伦(buquineran) 11.5 C12H12O2 188 0.43
10 6-丁基-1,4-环庚二烯(6-butyl-1,4-cycloheptadiene) 11.7 C11H18 150 0.21
11 p-正庚基苯酚(p-n-hepthlphenol) 12.0 C13H20O 192 2.25
12 3,4-二亚甲基环戊酮(3,4-dimethylenecyclopentanone) 12.1 C7H8O 108 0.49
13 3-甲氧基苯并[1,2-b]-1,4 -二氮杂双环[2.2.2]辛烯(3-methoxybenzo-
[1,2-b]-1,4-diazabicyclo[2.2.2]octene)
12.2 C11H14N2O 190 5.18
14 4a,5-二甲基- 3-(1-甲基亚乙基)-4,4a,5,6,7,8-六氢- 2(3H)-萘[4a,5-dimethyl-
3-(1-methylethylidene)-4,4a,5,6,7,8-hexahydro-2(3H)-naphthalene]
12.2 C15H22O 218 0.31
15 肉豆蔻酸(myristic acid) 12.3 C14H28O2 228 0.41
16 1-十九碳烯(1-nonadecene) 12.6 C19H38 266 0.16
17 5,7,8-三甲基-2 -二氢色原酮(5,7,8-trimethyl-2-chromanone) 12.9 C12H14O2 190 0.21
18 十五烷酸(pentadecanoic acid) 13.0 C15H30O2 242 0.95
20 11-异亚丙基三环[4.3.1.12,5]十一烷-3-烯-10-酮
[11-isopropylidenetricyclo[4.3.1.1(2,5)]undec-3-en-10-one]
14.1 C14H18O 202 0.33
21 十六碳烯酸(Z-11-hexadecenoic acid) 14.3 C16H30O2 254 3.94
22 十六烷酸(hexadecanoic acid) 14.6 C16H32O2 256 18.91
23 十六烷酸乙酯(hexadecanoic acid ethyl ester) 14.7 C18H36O2 284 1.12
24 8,9-二氢-9-甲酰基环丙烷异长叶烯(8,9-dehydro-9-formylcycloisolongifolene) 15.2 C16H22O 230 0.79
25 1,3,4,5,5α,6,7,8,9,9-十氢-6,6,9-三甲基苯并异[e]苯并呋喃-1,4-二酮-
(1,3,4,5,5α,6,7,8,9,9-decahydro-6,6,9-trimethylbenzo[e]isobenzofuran-
1,4-dione)
15.3 C15H20O3 248 1.44
26 十七酸(heptadecanoic acid) 15.4 C17H34O2 270 0.38
27 广木香内酯(costunlide) 15.6 C15H20O2 232 0.10
28 桉叶油-5,11(13)-二烯-8,12-内酯[eudesma-5,11(13)-dien-8,12-olide] 15.7 C15H20O2 232 0.78
29 亚油酸[(Z,Z)-9,12-octadecadienoic acid] 16.3 C18H32O2 280 23.59
30 亚麻酸[(Z,Z,Z)-9,12,15-octadecatrienoic acid] 16.3 C18H30O2 278 9.09
31 亚麻酸甲酯[(Z,Z,Z)-9,12,15-octadecatrienoic acid ethyl ester] 16.4 C20H34O2 306 1.39
32 硬脂酸(octadecanoic acid) 16.4 C18H36O2 284 1.07
33 山扁豆碱(cassine) 16.6 C18H35O2 297 0.94
34 2,4,6-三异丙基苄腈(2,4,6-triisopropylbenzonitrile) 17.0 C16H23N 229 0.37
35 间十五烷基酚(3-pentadecylphenol) 17.5 C21H36O 304 15.51
36 4-环己基二十烷(4-cyclohexyleicosane) 18.0 C26H52 364 0.29
37 1,5 -二苯基-3-(3-环戊基丙基)戊烷[1,5-diphenyl-3-
(3-cyclopentylpropyl)pentane]
18.2 C25H34 334 1.20
38 苯吗庚酮(phenadoxone) 20.2 C23H29NO2 351 2.07
39 乙酸剑麻皂素内酯(tigogenin lactone acetate) 20.6 C24H36O4 388 0.58
40 十五烷基间苯二酚(pentadecylresorcinol) 21.5 C21H36O2 320 1.00
41 油菜甾醇(campesterol) 25.5 C28H48O 400 0.61
42 豆甾醇(stigmasterol) 25.8 C29H48O 412 1.03
43 谷甾醇(sitosterol) 26.6 C29H50O 414 1.06
(下转第 380页 )
· · 中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2012, 43(5)380
2.5,曾试图减少三氟乙酸的用量,结果三氟乙酸用
量少于 0.06%时,主峰分离效果差。
当乙腈 -0.1%三氟乙酸溶液中有机相比例小于
25%时,出峰时间长,即使流速为 1.5 ml/min出峰
时间也在 20 min以后;当有机相比例大于 35%后,
出峰时间虽然提前,但是主峰易与前面的干扰峰重
叠。综上,以乙腈 -0.1%三氟乙酸溶液 (30︰ 70)
为流动相时,主峰分离效果好且出峰较快。
参考文献:
[1] Wang XL, Wang HW, Yuan KH, et al. Combination of
photodynamic therapy and immunomodulation for skin
diseases--update of clinical aspects [J]. Photochem Photobiol
Sci, 2011, 10(5): 704-711.
[2] 白晓光 , 郭 欣 , 李祎亮 , 等 . Levulan合成路线图解 [J].
中国医药工业杂志 , 2011, 42(12): 958-A106.
[3] 陈祝康 , 彭兴盛 , 吴 伟 . RP-HPLC测定盐酸氨基乙酰丙
酸及其散剂的含量及有关物质 [J] . 中国药学杂志 , 2007,
42(24): 1895-1897.
[4] Bunke A, Schmid H, Burmeister G, et al. Validation of
a capillary electrophoresis method for determination of
5-aminolevulinic acid and degradation products [ J] . J
Chromatogr A, 2000, 883(1-2): 285-290.
[5] Gorchein A. Determination of delta-aminolaevulinic acid in
biological fl uids by gas-liquid chromatography with electron-
capture detection [J]. Biochem J, 1984, 219(3): 883-889.
[6] Giuntini F, Bourré L, Macrobert AJ, et al. Quantitative
determination of 5-aminolaevulinic acid and its esters in cell
lysates by HPLC-fluorescence [J]. J Chromatogr B, 2008,
875(2): 562-566.
[7] Donnelly RF, Morrow DI, McCarron PA, et al. Pharmaceutical
analysis of 5-aminolevulinic acid in solution and in tissues[J].
J PhotochemPhotobiol B, 2006, 82(1): 59-71.
(上接第 343页 )
3 讨论
进一步对尖尾芋根茎 50%乙醇提取物的石油
醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取部位进行抗肿瘤细胞增
殖研究,结果石油醚和正丁醇部位有较显著的抗肿
瘤细胞活性,其中石油醚部位尤其对M-GC803细
胞的抑制作用较显著 ( IC50为 121 g/ml),且呈剂
量和时间依赖关系 (正丁醇部位的抗肿瘤活性将另
文报道 )。
石油醚萃取部位的主要化学成分脂溶性强且有
一定挥发性,适合利用气质联用法进行化学成分分
析和鉴定。本研究鉴定了上述活性部位的 43个化
学成分,结果其中长链多不饱和脂肪酸的总含量大
于 51.59%,这些成分已被证实具有显著的体外和
体内肿瘤抑制活性 [5],且其抗肿瘤活性和不饱和双
键相关,抗肿瘤机制尚未有定论,可能是多途径、
多靶点发生作用 [6]。所以尖尾芋的体外肿瘤抑制活
性和其富含的长链不饱和脂肪酸等挥发性化学成分
有较紧密的相关性。而石油醚部位中少量非挥发性
化学成分是否含有效价较高的肿瘤抑制活性成分需
进一步研究确定。
参考文献:
[1] 中国植物志编辑委员会 . 中国植物志 [M] . 北京 : 科学出
版社 , 1990: 75.
[2] 可 燕 , 周秀佳 , 柏巧明 , 等 . 我国海芋属植物资源及利用
[J]. 湖北农学院学报 , 1999, 19(1): 11-13.
[3] 黄国英 . 壮药卜芥糖浆治疗缓解期支气管哮喘 94例 [ J] .
中国民族民间医药杂志 , 1996, 20(3): 18-19.
[4] Kaur A, Kamboj SS, Singh J, et al. Isolation of a novel
N-acetyl-D-lactosamine specific lectin from Alocasia
cucullata (Schott.) [J] . Biotechnol Lett, 2005, 27(22):
1815-1820.
[5] Siegel I, Liu TL, Yaghoubzadeh E, et al. Cytotoxic effects of
free fatty acids on ascites tumor cells [J]. J Natl Cancer Inst,
1987, 78(2): 271-277.
[6] 刘步明 . 多不饱和脂肪酸在肿瘤防治中的应用 [J]. 陕西师
范大学学报 (自然科学版 ), 1996, 24(1): 115-119.
