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半边风苯丙素类成分及抑制中性粒细胞呼吸爆发活性研究



全 文 :[收稿日期] 20121017(003)
[基金项目] 国家自然科学基金项目(81160509) ;江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ10552) ;江西省卫生厅中医药科研基金课题
(2009A058)
[第一作者] 任刚,博士,副教授,从事中药药效物质基础研究,Tel:0791-7118607,E-mail:firmblue2005@ yahoo. com. cn
[通讯作者] * 刘荣华,博士,教授,从事中药药效物质基础研究,Tel:0791-7119010,E-mail:rhliu@ 163. com
·化学与分析·
半边风苯丙素类成分及抑制中性粒细胞呼吸爆发活性研究
任刚1,罗仉平1,李文艳2,朱根华1,邵峰1,黄慧莲1,刘荣华1*
( 1. 江西中医学院现代中药制剂教育部重点实验室,南昌 330004;
2. 江西中医学院护理学院,南昌 330004)
[摘要] 目的:继续对半边风的化学成分进行研究,并对包括前期研究的 9 个苯丙素类化合物进行生物活性评价,为半
边风在畲族医药中的临床应用提供初步的药理学依据。方法:利用各种柱色谱对半边风根 95%乙醇提取物正丁醇部位的化
学成分进行分离纯化,根据化合物的理化性质及光谱数据鉴定其结构。采用化学发光法评价 9 个苯丙素类成分对大鼠中性粒
细胞(PMN)呼吸爆发的抑制活性。结果:分离了 4 个苯丙素类化合物,分别鉴定为芥子醛葡萄糖苷(1)、丁香苷(2)、松柏醛葡
萄糖苷(3)、淫羊藿苷 E5(4)。在药理活性研究中,有 6 个苯丙素化合物对大鼠 PMN 呼吸爆发表现出不同的活性,其活性大
小依次为东莨菪素 >右旋松脂素 >右旋丁香树脂酚 >松柏醛 > β-hydroxypropiovanillon >维生素 C(VC)>淫羊藿苷 E5,而芥子
醛葡萄糖苷、丁香苷和松柏醛葡萄糖苷则对 PMN呼吸爆发没有抑制作用。结论:化合物 3 为首次从该属植物中分离得到。半
边风中的苯丙素类化学成分具较强的抗 PMN呼吸爆发作用,酚羟基可能是苯丙素类化合物抑制大鼠 PMN 呼吸爆发的重要
基团。
[关键词] 半边风;苯丙素类成分;中性粒细胞;呼吸爆发;化学发光
[中图分类号] R284. 1,R285. 5 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2013)14-0080-04
[doi] 10. 11653 /syfj2013140080
[网络出版地址] http:/ /www. cnki. net /kcms /detail /11. 3495. R. 20130514. 0957. 002. html
[网络出版时间] 2013-05-14 09:57
Isolation and Anti-PMN Respiratory Burst Activity of
Phenylpropanoids Compounds from Dendropanax chevalieri
REN Gang1,LUO Zhang-ping1,LI Wen-yan2,ZHU Gen-hua1,
SHAO Feng1,HUANG Hui-lian1,LIU Rong-hua1*
(1. Key Laboratory of Modern Preparation of Traditional Chinese Medicine (TCM) ,
Jiangxi University of TCM,Ministry of Education,Nanchang 330004,China;
2. School of Nursing,Jiangxi University of TCM,Nanchang 330004,China)
[Abstract] Objective:To study the phenylpropanoids chemical constituents from the root of Dendropanax
chevalieri,and evaluate the biological activity of the nine phenylpropanoids including the five phenylpropanoids
isolated previously,and to provide preliminary pharmacological basis for the clinical application of the root of D.
chevalieri in medicine of She nationality. Method:The constituents were isolated from n-butanol extract of D.
chevalieri 95% ethanol extract by all kinds of column chromatography. Their structures were elucidated by analysis
of physical chemical properties and spectral data. By using phorbol myristate acetate (PMA)as the stimulant,
luminol-dependent chemiluminescence was used to compare the effects of the nine phenylpropanoids compounds on
·08·
第 19 卷第 14 期
2013 年 7 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 19,No. 14
Jul.,2013
the respiratory burst of rat neutrophils. Result:Four phenylpropanoid compounds,sinapaldehye glucoside (1) ,
syrigin (2) ,coniferaldehyde 4-O-β-D-glucopyranoside (3)and icariside E5 (4) ,were isolated and identified
from n-butanol extract. As results of pharmacological studies,six phenylpropanoid compounds revealed different
inhibitory activity on the respiratory burst of rat neutrophils. Their activity were ranked in the decreasing order of
scopoletin > (+ )-pinoresinol > (+ )-syringaresinol coniferaldehyde > β-hydroxypropiovanillon > VC >
icariside E5,while sinapaldehye glucoside,syrigin and coniferaldehyde 4-O-β-D-glucopyranoside had no inhibitory
activity. Conclusion:Compound 3 is isolated from this genus for the first time. Phenylpropanoid compounds
isolated from the root of D. chevalieri has a strong anti-PMN respiratory burst activity and hydroxyl group might be a
pharmacophore. This is the fist report of the pharmacological evidence for the clinical application of the root of D.
chevalieri in medicine of She nationality.
[Key words] Dendropanax chevalieri;phenylpropanoid;PMN;respiratory burst;chemiluminescence
畲药半边风为五加科树参属植物树参又名鸭掌
木、鹅掌柴、鸭掌紫、枫荷梨等,广泛分布于长江以南
各地[1]。半边风的根或茎是我国江西、浙江一带的
畲族人民习用的畲药,主要用于治疗风湿、类风湿炎
症等,为畲医使用频率较高的 30 种畲药之一[2]。尽
管有研究[3]表明半边风具有心肌保护方面的活性,
但是它在畲族医学中抗炎症的临床应用一直缺乏现
代药理学数据的支持。研究证明,中性粒细胞
(PMN)的过度激发会导致活性氧代谢失衡,而过量
分泌的氧自由基所造成的机体损伤是炎症发生的重
要机制之一[4-5]。研究表明,一些酚性成分能有效
抑制 PMN呼吸爆发[6]。
本课题组在前期研究中发现,半边风根的 95%
乙醇提取物对大鼠 PMN 呼吸爆发具有较强的抑制
作用,随后对该提取物乙酸乙酯部位活性部位进行
了分离,从中鉴定了 5 种苯丙素类成分,分别为松柏
醛、东莨菪素、β-hydroxypropiovanillon、右旋松脂素、
右旋丁香树脂酚[7]。为进一步阐明半边风的药效
物质基础,本研究对半边风根 95%乙醇提取物的另
一活性部位—正丁醇部位进行了化学成分的研究,
分离鉴定了 4 个苯丙素化合物:芥子醛葡萄糖苷
(1)、丁香苷(2)、松柏醛葡萄糖苷(3)和淫羊藿苷
E5(4) ,其中松柏醛葡萄糖苷为首次从该属植物中
分离得到。在此基础上,评价了从 2 个活性部位所
获的 9 个苯丙素单体对大鼠 PMN 呼吸爆发的抑制
效果,以期为半边风根在畲族医药中的临床应用提
供初步的药理学依据。
1 材料
1. 1 试剂及药材 肝素钠 (上海浦江应用生物化
学研究所) ,葡聚糖 T500(美国 Phamacia 公司) ,淋巴
细胞分离液 (上海华精生物高科技有限公司) ,佛波
豆蔻酸乙酯 (PMA)、鲁米诺、HEPES 试剂 (美国
Sigma公司) ,Tris 试剂 (AMRESCO 分装) ,三乙胺
(上海试剂一厂) ,小牛血清 (杭州四季青生物工程
材料有限公司) ,二甲亚砜 (DMSO,上海凌峰化学
试剂有限公司) ,柱色谱硅胶、薄层色谱硅胶 (青岛
海洋化工厂) ,MCI gel CHP 20P (日本三菱化学公
司) ,Sephadex LH-20 (上海安玛西亚生物技术有限
公司) ,RP-18 (日本三菱公司) ,双蒸水自制。所用
溶剂均为分析纯,由上海振兴化学试剂厂和天津化
学试剂厂生产。
半边风药材于 2009 年 10 月采自浙江省温州
市,经江西中医学院现代中药制剂教育部重点实验
室任刚副教授鉴定为树参 Dendropanax chevalieri
(Vig.) Merr. et Chun,的 新 鲜 根,凭 证 标 本
(2009002FH)保存于本校标本馆。
1. 2 仪器 循环水式多用真空泵 (江西鼎技科学
仪器有限公司) ,立式压力蒸气灭菌器 (上海博迅实
业有限公司医疗设备厂) ,GL-16G型高速冷冻离心机
(上海安亭仪器厂) ,XW-80A型旋涡混合器 (上海青
浦沪西仪器厂) ,BPCL-K 型微弱发光测量仪及其数
据处理工作站(中国科学院北京生物物理研究所) ,
倒置显微镜(江西凤凰光学仪器有限公司) ,细胞计
数板(上海精密仪器有限公司) ,KQ-300DB型超声波
数控清洗器(昆明市超声仪器有限公司) ,Bruker AM-
400型超导核磁共振波谱仪(德国 Bruker公司)。
1. 3 动物 SD 大鼠,清洁级,雌雄不限,体重
(350 ± 20)g,由湖南斯莱克景达动物中心提供,许
可证号 SCXK(湘)2009-0004。
2 提取和分离
半边风新鲜根 3. 2 kg切成块状 (2 cm ×1 cm) ,
加 95%乙醇浸渍 3 d,过滤,得鲜根浸提液;药渣阴
干,用 YF-103 型(2009)高速中药粉碎机适度粉碎
后,以 95%的乙醇回流提取 2 次,每次 2 h,提取液
·18·
任刚,等:半边风苯丙素类成分及抑制中性粒细胞呼吸爆发活性研究
与鲜根浸提液合并,减压回收溶剂得浸膏 213. 3 g。
取 200 g浸膏以适量蒸馏水分散后,依次用石油醚、
乙酸乙酯、正丁醇萃取,减压回收溶剂,得到石油醚
部位 16. 1 g,乙酸乙酯部位 17. 9 g,正丁醇部位 22. 1
g。取正丁醇部位 (18 g)上 MCI gel CHP 20P柱,甲
醇-水 (1∶ 9 ~ 10∶ 0)梯度洗脱,分成 A ~ D 4 个组分。
组分 B (1. 5 g)经 Sephadex LH-20 柱色谱 (甲醇)、
硅胶柱色谱 (氯仿-甲醇,15 ∶ 1)、重结晶得化合
物 1(500 mg)。组分 C(1. 5 g)经硅胶柱色谱 (氯仿-
甲醇,10∶ 1 ~ 6∶ 1)分成 3 个流分 C1 ~ C5。流分 C1
上 RP-18 柱色谱,甲醇-水 (2 ∶ 8)洗脱,得化合物 2
(100 mg)。流分 C2依次经 RP-18柱色谱 (15%甲醇
水溶液)及 Sephadex LH-20 柱色谱 (甲醇)得化合物
3(4 mg)。流分 C5经 RP-18柱色谱(甲醇-水,2∶ 8 ~
4∶ 6)得化合物 4(20 mg)。所获化合物经理化性质及
核磁共振波谱分析 (1H-NMR 和13 C-NMR)分别鉴定
为芥子醛葡萄糖苷(1)、丁香苷(2)、松柏醛葡萄糖苷
(3)和淫羊藿苷 E5(4)。
3 结构鉴定
化合 物 1 白 色 粉 末 (甲 醇)。1H-NMR
(C5D5N,400 MHz)δ:9. 81 (1H,d,J = 7. 7 Hz,H-
9) ,7. 45 (1H,d,J = 15. 8 Hz,H-7) ,7. 00 (2H,
s,H-2,6) ,6. 91 (1H,dd,J = 7. 7,15. 8 Hz,H-
8) ,6. 01 (1H,d,J = 7. 3 Hz,Glc-H-1) ,3. 90 ~
4. 43 (6H,糖环上 H) ,3. 80 (6H,OCH3 × 2)。
13C-
NMR (C5D5N,100 Hz)δ:193. 6 (C-9) ,153. 8 (C-
3,5) ,150. 0 (C-7) ,138. 4 (C-4) ,130. 1 (C-1) ,
128. 3 (C-8) ,107. 3 (C-2,6) ,104. 1 (C-1) ,
79. 0 (C-5) ,78. 4 (C-3) ,75. 9 (C-2) ,71. 5 (C-
4) ,62. 4 (C-6) ,56. 5 (OCH3-3,5)。上述数据
与文献[8]报道基本一致,故鉴定化合物 1 为芥子
醛葡萄糖苷 (sinapaldehyde glucoside)。
化合 物 2 白 色 粉 末 (甲 醇)。1H-NMR
(C5D5N,400 MHz)δ:6. 88 (1H,d,J = 15. 8 Hz,
H-7) ,6. 86 (2H,s,H-2,6) ,6. 61 (1H,dt,J =
5. 12,15. 8 Hz,H-8) ,5. 80 (1H,d,J = 6. 7 Hz,
Glc-H-1) ,4. 58 (2H,d,J = 5. 12,H-9) ,3. 58 ~
4. 40 (6H,糖环上 H) ,3. 74 (6H,OCH3 × 2)。
13C-
NMR (C5D5N,100 Hz)δ:153. 7 (C-3,5) ,133. 8
(C-1) ,131. 0 (C-7) ,129. 3 (C-8) ,105. 0 (C-2,
6) ,104. 7 (C-1) ,78. 6 (C-5) ,78. 2 (C-3) ,
75. 9 (C-2) ,71. 4 (C-4) ,62. 7 (C-9) ,62. 4 (C-
6) ,56. 4 (OCH3-3,5)。上述数据与文献[9]中报
道的丁香苷的数据一致,故鉴定化合物 2 为丁香苷
(syrigin)。
化合 物 3 白 色 粉 末 (甲 醇)。1H-NMR
(CD3OD,400 Hz) :9. 62 (1H,d,J = 7. 8 Hz,H-
9) ,7. 63 (1H,d,J = 15. 8 Hz,H-7) ,7. 34 (1H,
d,J = 1. 5 Hz,H-2) ,7. 26 (1H,d,J = 8. 7 Hz,H-
5) ,7. 25 (1H,dd,J = 8. 7,1. 5 Hz,H-6) ,6. 73
(1H,dd,J = 15. 8,7. 8,H-8) ,5. 51 (1H,d,J =
7. 3 Hz,Glc-H-1) ,3. 30 ~ 3. 70 (6H,糖环上 H) ,
3. 90 (3H,OCH3)。
13 C-NMR (CD3OD,100 Hz)δ:
+ 196. 1 (C-9) ,155. 4 (C-7) ,151. 1 (C-4) ,150. 8
(C-3) ,130. 4 (C-1) ,128. 2 (C-8) ,124. 4 (C-6) ,
117. 2 (C-2) ,112. 7 (C-5) ,102. 0 (C-1) ,78. 3
(C-3) ,77. 8 (C-5) ,74. 7 (C-2) ,71. 2 (C-4) ,
62. 4 (C-6) ,56. 7 (OCH3-3)。上述波谱数据与文
献[9]中报道的松柏醛苷的数据一致,故鉴定化合
物 3 为松柏醛葡萄糖苷 (coniferaldehyde 4-O-β-D-
glucopyranoside)。
化合物 4 白色粉末 (甲醇) ,该化合物 TLC
后,喷以 5% FeCl3 乙醇溶液显蓝色,提示含有酚羟
基。1H-NMR (CD3OD,400 Hz)δ:6. 92 (2H,s,H-
2,6) ,6. 58 (1H,d,J = 2. 0,H-2) ,6. 56 (1H,
d,J = 8. 2,H-5) ,6. 52 (1H,d,J = 15. 7,H-7) ,
6. 31 (1H,dd,J = 6. 7,1. 5,H-6) ,6. 31 (1H,dt,
J = 15. 8,5. 7,H-8) ,4. 68 (1H,d,J = 7. 3,H-
1″) ,4. 22 (2H,d,J = 5. 6,H-9) ,3. 97 (1H,m,
H-8) ,3. 81 (3H,s,OCH3-3) ,3. 78 (1H,dd,J =
16. 0,4. 5,H-6″a) ,3. 76 (1H,overlapped,H-9a) ,
3. 70 (1H, overlapped, H-9b) ,3. 69 (3H, s,
OCH3) ,3. 67 (1H,dd,J = 12. 4,5. 2,H-6″ b) ,
3. 50 (1H,d,J = 7. 2,8. 0,H-2″) ,3. 42 (1H,dd,
J = 8. 0,7. 8,H-3″) ,3. 35 (1H,dd,J = 8. 0,7. 8,
H-4″) ,3. 13 (1H,m,H-5″) ,2. 97 (1H,dd,J =
14. 0,5. 5,H-7a) ,2. 72 (1H,dd,J = 14. 0,9. 5,
H-7b)。13 C-NMR (CD3OD,100 MHz)δ:153. 4 (C-
3) ,148. 4 (C-3) ,145. 3 (C-4) ,144. 9 (C-4) ,
138. 9 (C-5) ,135. 3 (C-1) ,133. 1 (C-1) ,131. 4
(C-7) ,129. 6 (C-8) ,122. 5 (C-6) ,119. 1 (C-
6) ,115. 6 (C-2) ,113. 6 (C-5) ,109. 0 (C-2) ,
105. 3 (C-1″) ,78. 0 (C-3″) ,77. 8 (C-5″) ,75. 9
(C-2″) ,71. 2 (C-4″) ,66. 8 (C-9) ,63. 6 (C-9) ,
62. 4 (C-6″) ,56. 3 (OCH3-3) ,56. 2 (OCH3-3)。
上述波谱数据与文献[10]中报道的淫羊藿苷 E5 的
波谱数据一致,故确定该化合物为淫羊藿苷 E5
(icariside E5)。
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第 19 卷第 14 期
2013 年 7 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 19,No. 14
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4 抗大鼠中性粒细胞呼吸爆发活性测试
采用大鼠 PMN呼吸爆发模型[11]来评价 9 个苯
丙素成分的活性,其原理为:PMN 在受到外源性刺
激剂十四烷酸乙酸大戟二萜醇酯(PMA)激活后发
生呼吸爆发,所产生大量活性氧自由基被发光剂鲁
米诺捕获产生化学发光 (chemiluminesence,CL)。
在中性粒细胞数量一定的情况下,其化学发光强度
(PMN-CL)与 PMN的呼吸爆发和吞噬功能正相关。
具有 PMN呼吸爆发抑制活性单体的加入则使 PMN-
CL降低,根据 PMN-CL 抑制率以判断所测单体对
PMN呼吸爆发的抑制作用强弱。PMN-CL抑制率的
计算公式如下:
PMN-CL抑制率 =
PMN-CL溶剂对照 -PMN-CL样品
PMN-CL溶剂对照
×100%
以 PMN-CL抑制率为纵坐标,样品浓度为横坐
标,建立量效关系曲线,通过量效曲线可求算出发光
抑制率为 50%时样品的浓度 (即 IC50)值根据样品
的 IC50,比较各样品对中性粒细胞呼吸爆发的抑制
作用强弱,IC50越小,活性越强。见表 1。
表 1 半边风根中 9 个苯丙素类成分
对大鼠 PMN呼吸爆发的抑制作用(珋x ± s,n = 3)
化合物
IC50
/mol·L -1
化合物
IC50
/mol·L -1
松柏醛 92. 2 ± 6. 8 芥子醛葡萄糖苷 >500
东莨菪素 22. 4 ± 1. 3 丁香苷 >500
β-hydroxypropiovanillone 94. 7 ± 6. 9 松柏醛葡萄糖苷 >500
右旋松脂素 37. 0 ± 2. 5 淫羊藿苷 E5 426. 6 ±32. 4
右旋丁香树脂酚 55. 6 ± 3. 4 VC 138. 9 ±9. 8
结果表明,除芥子醛葡萄糖苷维生素 C、丁香苷
和松柏醛葡萄糖苷外,其余 6 个苯丙素类成分对大
鼠 PMN呼吸爆发均具有不同程度的抑制作用。其
中,化合物东莨菪素活性最强,其 IC50 为 22. 4
mol·L -1,远小于阳性对照药物 VC 的 IC50(138. 9
mol·L -1)。分析这些苯丙素类化合物的结构可发
现,其活性表现与分子结构中的酚羟基有关。酚羟
基对活性的影响体现在 3 个方面:①酚羟基的化学
环境。存在于不同化学环境的酚羟基对活性的贡献
具有较大差异,如化合物东莨菪素,其 7 位酚羟基与
苯并-α-吡喃酮超共轭体系连接,导致羟基脱氢后的
类醌化合物结构更稳定 (脱氢氧原子未成键电子与
苯并-α-吡喃酮的超共轭,由于电子离域化作用使氧
原子上未成键电子的进攻性降低) ,有利于脱氢反
应的进行。这可能是东莨菪素具有较强活性的原
因。②酚羟基所处空间环境的拥挤状态。酚羟基邻
位有大基团存在将对脱氢反应形成空间位阻效应,
削弱酚羟基的活性,如酚羟基两个邻位均有甲氧基
取代的右旋丁香树脂酚,其活性弱于一侧邻位有甲
氧基取代的右旋松脂素。③酚羟基的数目。酚羟基
多的化合物活性较强,如具有 2 个酚羟基的右旋松
脂素、右旋丁香树脂酚的活性强于只有一个酚羟基
的 β-hydroxypropiovanillone、松柏醛葡萄糖苷及淫羊
藿苷 E5;酚羟基被苷化的芥子醛葡萄糖苷、丁香苷
和松柏醛葡萄糖苷则没有表现出抑制大鼠 PMN 呼
吸爆发的活性。
[参考文献]
[1] 江苏新医学院. 中药大辞典.上册[M]. 上海:人民
卫生出版社,1977:1261.
[2] 雷后兴,李水福. 中国畲族医药学[M]. 北京:中国
中医药出版社,2008:233.
[3] 黄敬耀,刘春梅,齐丕驺,等. 树参叶抗心律失常作
用的研究[J]. 中国中药杂志,1989,14(6) :47.
[4] Woodman R C,Ruedi J M, Jesaitis A J, et al.
Respiratory burst oxidase and three of four oxidase-
related polypeptides are associated with the cytoskeleton
of human neut rophils[J]. J Clin Invest,1991,87
(4) :1345.
[5] Moon B C,Girotti M J,Dawson R, et al. PMN
superoxide radical production following a metabolic-
endocrine simulation of trauma[J]. Ann Surg,1986,
203 (3) :246.
[6] 邵峰,唐芳瑞,陈慧娟,等. 4 个新黄酮类化合物抗
中性粒细胞呼吸爆发作用比较[J]. 中国实验方剂
学杂志,2012,18 (24) :351.
[7] 任刚,罗仉平,黄慧莲,等. 畲药半边风化学成分研
究[J]. 中药材,2012,35 (1) :62.
[8] Takenaka Y,Okazakia N,Tanahashi T,et al. Seeoiridoid
and iridoid glucosides from afghanica [ J].
Phytochemistry,2002,59:779.
[9] Sano K, Sanada S, Ida Y, et al. Studies on the
constituents of the bark of Kalopanax pictus nakai[J].
Chem Pharm Bull,1991,39 (4) :865.
[10] Lee D Y,Lee D G,Cho J Y,et al. Lignans from the
fruits of the red pepper (Capsicum annuum L.)and
their antioxidant effects[J]. Arch Pharm Res,2009,
32 (10) :1345.
[11] 刘荣华,余伯阳,陈兰英,等. 山里红叶多元酚酸类
成分对大鼠中性粒细胞呼吸爆发的抑制作用[J].
中国药科大学学报,2008,39 (5) :428.
[责任编辑 邹晓翠]
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任刚,等:半边风苯丙素类成分及抑制中性粒细胞呼吸爆发活性研究