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狼毒大戟中巴豆烷型二萜的抗肿瘤活性研究



全 文 :伯 仲 论 坛
狼毒大戟中巴豆烷型二萜的抗肿瘤活性研究
王蒙,魏晴,王秋红,夏永刚,杨炳友,匡海学*
(黑龙江中医药大学北药基础与应用研究省部共建教育部重点实验室,黑龙江省中药及天然药物
药效物质基础研究重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150040)
摘 要:目的: 研究狼毒大戟( Euphorbia fischeriana Steud. ) 中巴豆烷( Tigliane) 型二萜的抗肿瘤活性。方
法: 采用硅胶柱色谱、ODS、Sephadex LH - 20 分离化学成分,根据理化性质和波谱数据确定化合物结
构,并对得到的化合物进行抗肿瘤活性研究。结果: 从狼毒大戟中共分离鉴定了 3 个巴豆烷型二萜化
合物,分别为: prostratin( 1) 、Langduin A( 2) 和 13 - O - Acetylphorbol( 3) ,同时利用肝癌 HepG - 2 细胞、
胃癌 SGC -7901 细胞和乳腺癌 MCF - 7 细胞进行抗肿瘤实验。结论: 在 MTT 抗肿瘤实验中,化合物
prostratin对肝癌和乳腺癌有显著的抗肿瘤活性、Langduin A 对胃癌和乳腺癌有抗肿瘤活性、13 - O -
Acetylphorbol仅对乳腺癌有抗肿瘤活性。
关键词:狼毒大戟;巴豆烷型二萜;抗肿瘤活性; MTT
中图分类号:R284. 1;R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1002 - 2392(2013)04 - 0011 - 04
收稿日期:2013 - 03 - 20 修回日期:2013 - 04 - 15
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973 计划) (No. 2013CB531801)
作者简介:王蒙(1987 -) ,男,硕士研究生,主要从事中药药效物质基础
及新药研究。E - mail:wangmenghlj@ sina. com
* 通讯作者:匡海学(1955 -) ,男,教授,博士研究生导师。研究方向:
中药及天然药物药效物质基础、中药性味理论研究。
狼毒大戟是大戟科 Euphorbiaceaev 大戟属 Eu-
phorbia植物狼毒大戟 Euphorbia fischeriana Steud.的干
燥根,为药典规定中药狼毒的品种之一。广泛分布于
黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古等省,资源丰富。狼毒大戟
始载于《神农本草经》,味苦、辛,性平,有大毒,具有祛
痰逐水,破积杀虫之功效。该药主要用于治疗水肿腹
胀,痰食虫积,心腹疼痛,症瘕积聚,结核,疥癣等,民间
多用来治疗肿瘤、结核等病[1 - 4]。近年来有关狼毒大
戟的报道也较多集中在抗肿瘤方面,并从中分离出一
系列有抗肿瘤活性的化学成分,因而引起人们的广泛
关注[5 - 7]。
1 仪器与材料
1. 1 药材
实验药材于 2010 年 9 月采于黑龙江省林甸县,经
黑龙江中医药大学生药教研室王振月教授鉴定为植物
(Euphorbia fischeriana Steud.)狼毒大戟,原植物标本
保存于黑龙江中医药大学药学院中药化学教研室。
1. 2 仪器和试药
Bruker - 400 型核磁共振光谱仪,Delta 600 - 2487
制备型 HPLC(美国 Waters 公司) ;制备型色谱柱 Hy-
persil - ODSⅡ(10μm,20mm ×300mm) (大连依利特公
司) ;硅胶(青岛海洋化工厂,80 ~ 100,200 ~ 300 目) ;
酶标仪(PerkinElmer 公司,VICTOR X3 型) ;倒置显微
镜(ZEISS公司,Vert. A1) ;二氧化碳培养箱(上海力申
科学仪器有限公司,HF 151UV) ;超净工作台(北京王
堂蓝翼科技有限公司,WT - IND) ;低速台式离心机
(上海安亭科学仪器厂,TDL -4) ;电热恒温水浴锅(上
海一恒科技仪器有限公司,HWS -24)。
人肝癌细胞 HepG -2、人胃癌细胞 SGC - 7901 和
人乳腺癌细胞 MCF - 7(哈尔滨医科大学附属肿瘤医
院) ;Hylcone改良型 RPMI - 1640 培养液(赛默飞世尔
生物化学制品(北京)有限公司) ;FCS 胎牛血清(美国
Gibco公司) ;胰蛋白酶(美国 Sigma 公司) ;MTT 噻唑
蓝(北京泛基诺生物技术有限公司) ;DMSO 二甲基亚
砜(北京化学试剂厂) ;青霉素、链霉素(华北制药厂) ;
五氟尿嘧啶 5 - fluorouracil(广州宝芝林大药房)。
1. 3 样品制备
狼毒大戟乙酸乙酯有效部位经硅胶柱层析分成五
个部分(Fr.Ⅰ ~ Fr. Ⅴ) ,采用硅胶、ODS 反相柱色谱、
Sephadex LH -20 柱色谱以及 HPLC 等分离方法进行
分离,所得巴豆烷型二萜 prostratin、Langduin A和 13 -
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O - Acetylphorbol。将以上获得的单体化合物减压干
燥,挥干溶剂后,分别用 DMSO 溶解,无血清培养液配
制成 200μM 的储备液置于 - 20℃保存。临用前用
RPMI - 1640 培养液稀释至所需浓度(2. 5μM,5μM,
10μM,25μM,40μM,80μM,150μM,200μM) ,DMSO 终
浓度控制在 0. 1%以下,试液现用现配。此过程需在
超净工作台内无菌操作完成。
2 提取分离
将狼毒大戟(Euphorbia fischeriana Steud.)干燥的
根 3kg,用 95% EtOH 回流提取 3 次,每次 2h,滤过,合
并乙醇液,减压回收,得乙醇提取物(250g) ,提取物用
适量水混悬后,依次用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃
取,回收溶剂分别得石油醚部分、乙酸乙酯部分及正丁
醇部分。将乙酸乙酯层部分(125g)经过硅胶柱(二氯
甲烷 -甲醇)得组分 Fr. Ⅰ ~ Fr. Ⅴ,然后反复采用硅
胶柱色谱、ODS 反相柱色谱以及 HPLC 等现代分离技
术与方法进行分离,共分离得到 3 个单体化合物。化
合物 1(33mg) ,化合物 2(25mg) ,化合物 3(22mg)。
3 结构鉴定
化合物 1 为白色粉末,EI - MS m /z:379(C21 H31
O6)。
1H - NMR(CDCl3)δ:7. 58(1H,s,1 - H) ,5. 66
(1H,d,J = 4. 8Hz,7 - H) ,4. 04(d,1H,J = 12. 8Hz,
20 - H) ,3. 97(d,1H,J = 12. 7Hz,20 - H) ,3. 26(1H,
s,10 - H) ,3. 00(1H,t,J = 5. 4Hz,8 - H) ,2. 53(1H,
d,J = 19. 0Hz,5 - H) ,2. 50(1H,d,J = 19. 0Hz,5 -
H) ,2. 08(1H,d,J = 7. 0Hz,12 - H) ,2. 06(3H,s,
22 - H) ,1. 96(1H,m,11 - H) ,1. 76(3H,dd,J = 1. 3,
2. 8Hz,19 - H) ,1. 56(1H,,dd,J = 11. 2,14. 5Hz,12 -
H) ,1. 19(3H,s,16 - H) ,1. 06(3H,s,17 - H) ,0. 88
(3H,d,J = 6. 4Hz,18 - H) ,0. 84(1H,d,J = 5. 3Hz,
14 - H) ;13C - NMR(CDCl3)δ:161. 2(C - 1) ,132. 8
(C -2) ,209. 2(C -3) ,73. 8(C - 4) ,38. 6(C - 5) ,
139. 9(C - 6) ,130. 2(C - 7) ,39. 1(C - 8) ,76. 7
(C -9) ,55. 8(C - 10) ,36. 3(C - 11) ,31. 8(C -
12) ,63. 6(C - 13) ,32. 4(C - 14) ,23. 2(C - 15) ,
22. 6(C - 16) ,15. 3(C - 17) ,18. 5(C - 18) ,10. 1
(C -19) ,68. 2(C - 20) ,173. 2(C - 21) ,21. 2(C -
22)。以上数据与文献报道的 prostratin[8]进行对照,
鉴定化合物 1 为 prostratin。1 H - NMR 和13 C - NMR 数
据归属见表 1 和表 2。
化合物 2 为白色粉末,EI - MS m /z:363(C21 H31
O7)。
1H - NMR(MeOD)δ:7. 56(1H,s,1 - H) ,5. 46
(1H,d,J = 4. 6Hz,7 - H) ,3. 94(2H,d,J = 4. 6Hz,
20 - H) ,3. 73(1H,m,8 - H) ,3. 04(1H,t,J = 2. 4Hz,
10 - H) ,2. 71(1H,dd,J = 7. 1,14. 8Hz,11 - H) ,2. 55
(1H,m,5 - H) ,2. 47(1H,m,5 - H) ,2. 43(1H,d,J =
1. 9Hz,12 - H) ,2. 40(1H,s,14 - H) ,2. 07(1H,dd,
J = 7. 0,13. 7Hz,12 - H) ,1. 94(1H,m. 15 - H) ,1. 77
(3H,s,16 - H) ,1. 09(3H,d,J = 6. 9Hz,17 - H) ,
0. 98(3H,d,J = 4. 6Hz,18 - H) ,0. 89(3H,d,J =
6. 8Hz,19 - H) ;13C - NMR(MeOD)δ:159. 0(C - 1) ,
136. 3(C - 2) ,210. 0(C - 3) ,75. 0(C - 4) ,38. 17
(C -5) ,142. 3(C -6) ,128. 6(C -7) ,45. 8(C -8) ,
77. 4(C - 9) ,58. 9(C - 10) ,38. 1(C - 11) ,48. 1
(C -12) ,217. 0(C - 13) ,56. 8(C - 14) ,30. 0(C -
15) ,17. 9(C - 16) ,22. 1(C - 17) ,18. 5(C - 18) ,
10. 3(C - 19) ,68. 3(C - 20)。以上数据与文献报道
的 Langduin A[9]进行对照,两者基本一致。综上,鉴定
化合物 2 为 Langduin A。1 H - NMR 和13 C - NMR 数据
归属见表 1 和表 2。
表 1 化合物 1、2、3 的1H - NMR数据归属
δH(J /Hz)
1 2 3
1 7. 58(1H,s) 7. 56(1H,s) 7. 56(1H,dd,J = 1. 4,2. 0Hz)
2
3
4
5
2. 53(1H,d,J = 19. 0Hz)
2. 50(1H,d,J = 19. 0Hz)
2. 55(1H,m) ,
2. 47(1H,m)
2. 52(1H,d,J = 19. 0Hz) ,
2. 44(1H,d,J = 18. 9Hz)
6
7 5. 66(1H,d,J = 4. 8Hz) 5. 46(1H,d,J = 4. 6Hz) 5. 58(1H,d,J = 4. 4Hz)
8 3. 00(1H,t,J = 5. 4Hz) 3. 73(1H,m) 3. 24(1H,t,J = 5. 4Hz)
9
10 3. 26(1H,s) 3. 04(1H,t,J = 2. 4Hz) 3. 1(1H,t,J = 2. 6Hz)
11 1. 96(1H,m) 2. 71(1H,dd,J = 7. 1,14. 8Hz) 2. 01(1H,dd,J = 6. 5,9. 8Hz)
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12
2. 08(1H,d,J = 7. 0Hz)
1. 56(1H,,dd,J = 11. 2,14. 5Hz)
2. 43(1H,d,J = 1. 9Hz) ,
2. 07(1H,dd,J = 7. 0,13. 7Hz)
3. 90(1H,s) ,
13
14 0. 84(1H,d,J = 5. 3Hz) 2. 40(1H,s) 1. 05(1H,s)
15 1. 94(1H,m)
16 1. 19(3H,s) 1. 77(3H,s) 1. 22(3H,s)
17 1. 06(3H,s) 1. 09(3H,d,J = 6. 9Hz) 1. 24(3H,s)
18 0. 88(3H,d,J = 6. 4Hz) 0. 98(3H,d,J = 4. 6Hz) 1. 06(3H,s)
19 1. 76(3H,dd,J = 1. 3,2. 8Hz) 0. 89(3H,d,J = 6. 8Hz) 1. 74(3H,dd,J = 1. 3,2. 8Hz)
20
4. 04(d,1H,J = 12. 8Hz)
3. 97(d,1H,J = 12. 7Hz)
3. 94(2H,d,J = 4. 6Hz) 3. 93(2H,s)
21
22 2. 06(3H,s)
表 2 化合物 1、2、3 的13C - NMR数据归属
δC
1 2 3
1 161. 2 159. 0 161. 0
2 132. 8 136. 3 134. 4
3 209. 2 210. 0 210. 5
4 73. 8 75. 0 74. 7
5 38. 6 38. 17 38. 6
6 139. 9 142. 3 142. 4
7 130. 2 128. 6 129. 9
8 39. 1 45. 8 40. 0
9 76. 7 77. 4 79. 7
10 55. 8 58. 9 57. 7
11 36. 3 38. 1 46. 1
12 31. 8 48. 1 77. 5
13 63. 6 217. 0 69. 3
14 32. 4 56. 8 36. 6
15 23. 2 30. 0 27. 0
16 22. 6 17. 9 17. 4
17 15. 3 22. 1 24. 1
18 18. 5 18. 5 15. 4
19 10. 1 10. 3 10. 2
20 68. 2 68. 3 68. 1
21 173. 2
22 21. 2
化合物 3 为无色晶体,EI - MS m /z:407(C22 H31
O7)。
1H - NMR(MeOD)δ:7. 56(1H,dd,J = 1. 4,
2. 0Hz,1 - H) ,5. 58(1H,d,J = 4. 4Hz,7 - H) ,3. 24
(1H,t,J = 5. 4Hz,8 - H) ,3. 1(1H,t,J = 2. 6Hz,10 -
H) ,3. 90(1H,s,12 - H) ,2. 52(1H,d,J = 19. 0Hz,
5 - Ha) ,2. 44(1H,d,J = 18. 9Hz,5 - Hb) ,2. 01(1H,
dd,J = 6. 5,9. 8Hz,11 - H) ;13C - NMR(MeOD)δ:
161. 0(C - 1) ,134. 4(C - 2) ,210. 5(C - 3) ,74. 7
(C -4) ,38. 6(C -5) ,142. 4(C -6) ,129. 9(C -7) ,
40. 0(C -8) ,79. 7(C -9) ,57. 7(C -10) ,46. 1(C -
11) ,77. 5(C -12) ,69. 3(C - 13)。以上数据与文献
报道的 13 - O - Acetylphorbol[10 - 11]进行对照,两者基
本一致,综上,鉴定化合物 3 为 13 - O - Acetylphor-
bol。1H - NMR和13C - NMR数据归属见表 1 和表 2。
4 抗肿瘤活性研究
各肿瘤细胞均用含有 10%胎牛血清、100U /mL青
霉素和 100μg /mL 链霉素的 RPMI - 1640 培养液于
37℃,5%CO2培养箱中培养,每隔 2 天传代 1 次。取对
数生长期的各肿瘤细胞,用胰蛋白酶消化后,细胞计
数。将 100μL(约 10 000 个细胞 /孔)肿瘤细胞接种于
96 孔培养板中,置于含有 5% CO2的 37℃恒温培养箱
中培养 24h,细胞完全贴壁后,每孔分别加入 100μL不
同浓度的待测样品溶液,同时设无药物干预的阴性对
照组、只加完全培养基而不加细胞的空白对照组和阳
性对照组(五氟尿嘧啶,5 - Fu) ,每组平行设 6 个复
孔。培养 48h后,每孔加入 MTT 液 20μL(5 mg /mL) ,
继续培养 4h,弃去培养液,每孔加入 150μL DMSO,待
结晶完全溶解后,用酶标仪于 570nm 处测吸光度,计
算各增殖抑制率和 IC50值。
细胞增殖抑制率 ={[(阴性组 OD 值的平均值 -
空白组 OD值的平均值)-(实验组 OD 值的平均值 -
空白组 OD值的平均值) ]/(阴性组 OD值的平均值 -
空白对照组 OD值的平均值) }× 100%;
IC50值:肿瘤细胞被 50% 抑制所需的药物浓
度[12]。实验结果以(珋x ± s)表示,用 SPSS10. 0 软件包
进行统计分析。
MTT法染色后,采用分光光度法测定各样本的
OD值,计算各单体化合物的肿瘤抑制率及 IC50值。对
HepG - 2,SGC - 7901,MCF - 7 细胞株的抑制率见表
3、表 4、表 5,IC50值见表 6。
表 3 化合物对肝癌 HepG - 2 的抑制率
化合物
抑制率(%)
2. 5μM 5. 0μM 10. 0μM 25. 0μM 40. 0μM 80. 0μM
prostratin 23. 9 39. 18 49. 97 71. 9 91. 01 96. 13
Langduin A 8. 91 13. 01 32. 23 42. 09 63. 30 84. 09
13 - O - Acetylphorbol 8. 43 12. 89 30. 37 41. 67 60. 64 82. 38
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表 4 化合物对胃癌 SGC - 7901 的抑制率
化合物
抑制率(%)
2. 5μM 5. 0μM 10. 0μM 25. 0μM 40. 0μM 80. 0μM
prostratin 8. 23 16. 78 31. 45 49. 96 70. 16 92. 13
Langduin A 7. 51 12. 23 20. 56 48. 12 79. 95 95. 28
13 - O - Acetylphorbol 8. 90 17. 00 33. 24 50. 02 71. 31 93. 52
表 5 化合物对乳腺癌 MCF - 7 的抑制率
化合物
抑制率(%)
2. 5μM 5. 0μM 10. 0μM 25. 0μM 40. 0μM 80. 0μM
prostratin 17. 5 27. 18 45. 79 66. 66 79. 95 95. 28
Langduin A 7. 51 18. 44 47. 37 72. 67 82. 64 92. 38
13 - O - Acetylphorbol 11. 35 23. 74 46. 45 70. 52 83. 41 94. 32
表 6 3 个化合物对三种细胞的 IC50值
化合物
IC50(μM)
HepG - 2 SGC - 7901 MCF - 7
prostratin 11. 77 ± 2. 40 25. 4 ± 5. 92 17. 4 ± 3. 72
Langduin A 35. 0 ± 2. 21 21. 3 ± 5. 43 19. 4 ± 3. 32
13 - O - Acetylphorbol 32. 3 ± 6. 4 24. 91 ± 4. 9 18. 1 ± 2. 15
5 - Fu 8. 3 ± 2. 65 5. 4 ± 2. 32 8. 4 ± 3. 02
在用肝癌 HepG - 2 细胞的筛选实验中,单体化合
物作用 48h 后,发现化合物 prostratin 的 IC50值小于
20μM,有较显著的细胞毒活性。在用胃癌 SGC - 7901
细胞的筛选实验中,单体化合物作用 48h后,发现 3 个
化合物的 IC50值均小于 30μM,表现出一定的抗肿瘤活
性,3 种化合物对胃癌 SGC - 7901 细胞的抗肿瘤活性
按大小顺序依次为:Langduin A > 13 - O - Acetylphor-
bol > prostratin。在用乳腺癌 MCF - 7 细胞的筛选实验
中,发现 3 种化合物的 IC50值均小于 20μM,有较显著
的抗肿瘤活性;此 3 种化合物对 MCF - 7 细胞的细胞
毒活性按大小顺序依次为:prostratin > 13 - O -
Acetylphorbol > Langduin A。
参考文献:
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Antitumor activity of Tigliane Type Diterpene from Euphorbia Fischeriana Steud
WANG Meng,WEI Qing,WANG Qiu - hong,XIA Yong - gang,YANG Bing - you,KUANG Hai - xue
(Key Laboratory of Chinese Materia Medica(Heilongjiang University of
Chinese Medicine) ,Ministry of Education,Heilongjiang Key Laboratory of TCM
Pharmacodynamic Material Bases,Harbin 150040,China)
Abstract:Objective:To study the antitumor activity of Tigliane type diterpenes from Euphorbia fischeriana Steud. Meth-
ods:Separated and repeatedly purified used silica gel,ODS,Sephadex LH -20,HPLC column chromatographic meth-
od. The chemical structures of the isolated components were further elucidated by the physicochemical characters and
spectroscopic methods. Results:Three compounds were isolated and elucidated as prostratin A,Langduin A as well as
13 - O - Acetylphorbol. Conclusion:In vitro anti - tumor experiments it shows that the prostratin is a certain degree of
anti - tumor activity of HepG -2 and MCF -7,and Langduin A has the antitumor activity to SGC -7901 and MCF -7,
13 - O - Acetylphorbol has the antitumor activity to MCF -7.
Key words:Euphorbia fischeriana Steud.;Tigliane type diterpene;Antitumor activity;MTT
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中 医 药 学 报
Acta Chinese Medicine and Pharmacology
2013 年第 41 卷第 4 期
Vol. 41,No. 4,2013
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