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冷饭藤挥发油成分GC-MS分析及对人乳腺癌MCF-7细胞增殖的影响



全 文 :[收稿日期] 20140402(006)
[基金项目] 《广西壮族自治区瑶药质量标准》(第一卷)研究资助(MZY2012026)
[第一作者] 廖静妮,硕士,助理研究员,从事天然药物化学研究,Tel:0771-5602461,E-mail:liaojingni@ 126. com
[通讯作者] * 樊兰兰,博士,副研究员,从事民族药物质量标准及代谢研究,Tel:0771-5602461,E-mail:fanlanlan1024@ gmail. com
冷饭藤挥发油成分 GC-MS分析
及对人乳腺癌 MCF-7 细胞增殖的影响
廖静妮1,覃山丁1,曲啸声1,卢利敏2,樊兰兰1*
( 1. 广西药用植物园西南濒危药材资源开发国家工程实验室,南宁 530023;
2. 桂林医学院,广西 桂林 541004)
[摘要] 目的:分析冷饭藤挥发油的化学成分并探讨对人乳腺癌 MCF-7 细胞增殖的影响。方法:采用水蒸气蒸馏法提取
挥发油,用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)联合 NIST08 和 WILEY275 谱库检索,同时结合 Kováts 保留指数(Retention index,
RI)对其化学成分进行定性。采用 MTT法测定冷饭藤挥发油对人乳腺癌细胞 MCF-7 生长的抑制作用。结果:从冷饭藤挥发
油中共鉴定出 50 个化合物,占所提取物挥发油总量的 98. 421%。挥发油对 MCF-7 细胞生长有抑制作用,且其作用具有浓度
依赖性,半数抑制浓度(IC50)为 377. 61 mg·L
-1。结论:冷饭藤挥发油主要成分为莰烯(17. 770%)、龙脑(12. 080%)、(1,7,7-
三甲基降冰片烷-2-YL)乙酸(8. 239%)和 d-杜松烯(7. 315%)。冷饭藤挥发油对人乳腺癌 MCF-7 细胞增殖起到抑制作用,且
呈浓度依赖性。
[关键词] 冷饭藤;挥发油;气相色谱-质谱;保留指数;MCF-7;细胞增殖
[中图分类号] R284. 1 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2014)20-0095-05
[doi] 10. 13422 / j. cnki. syfjx. 2014200095
Chemical Components of Essential Oils from Kadsurae Oblongifoliae
Radix by GC-MS and Effect on Proliferation of Humen
Breast Cancer Cell Line MCF-7
LIAO Jing-ni1,QIN Shan-ding1,QU Xiao-sheng1,LU Li-min2,FAN Lan-lan1*
(1. National Engineering Laboratory of Southwest Endangered Medicinal Resources Development,
Guangxi Botanical Garden of Medicinal Plant,Nanning 530023,China;
2. Guilin Medical University,Guilin 541004,China)
[Abstract] Objective:To study the chemical components of essential oils from Kadsurae Oblongifoliae
Radix and investigate their effect on proliferation of breast cancer cell line MCF-7. Method:The essential oil was
extracted by steam distillation,and analyzed by GC-MS. Comparing with the data base NIST08 and WILEY275,
and combing with Kováts retention index to identify the essential oil constituents. MTT assays were used to measure
the inhibitory effect on the human breast cancer cell MCF-7. Result:Fifty compounds,account for 98. 421% of
the essential oils,were identified. The volatile oil has inhibitory effect on the growth of MCF-7 cells,and the effect
is concentration dependant,IC50 377. 61 mg·L
-1 . Conclusion:The main chemical constituents of the essential
oils from Kadsurae Oblongifoliae Radix are camphene (17. 770%),borneol (12. 080%) ,bicyclo [2. 2. 1]
heptan-2-ol,1,7,7-trimethyl-2-acetate (8. 239%)and (+)-delta-cadinene (7. 315%). And the essential
oils of Kadsurae Oblongifoliae Radix can inhibit proliferation of MCF-7 cells,which shows concentration
dependence.
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中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 20,No. 20
Oct.,2014
[Key words] Kadsurae Oblongifoliae Radix; essential oil;GC-MS; retention index;MCF-7; cell
proliferation
冷饭藤主要分布于广西梧州、桂林、玉林、柳州
及海南、广东等省[1-5]。广西瑶族民间多用冷饭藤
来治疗各种“石痈”(肿瘤)[2]。文献报道冷饭藤具
有祛风除湿、行气止痛的功效,主治感冒、风湿痹痛、
活血消肿,理气止痛、跌打损伤、心胃气痛及痛经等
疾病[1,6]。五味子属植物大多具有保肝、抗肿瘤及抗
人类免疫缺陷病毒(HIV)活性[7-9]。研究发现冷饭藤
中主要含有螺苯骈联苯环辛烯型和联苯环辛烯型等
木脂素类及黄酮类化合物[10-12]。刘抗伦等[13]研究表
明冷饭藤中的 kadsuracoccinic acid B,schizanrin B,
caryophyllene oxide,coccinic acid 在体外对人直肠癌
HCT-15、口腔上皮癌 KB-3-1瘤株有明显的抑制活性。
但迄今鲜有见对冷饭藤挥发油成分的研究,本文运用
气相色谱、质谱技术对其挥发油成分进行了分析,同
时探讨其对人乳腺癌 MCF-7 细胞增殖的影响,为冷
饭藤的进一步运用提供了科学依据。
1 仪器与试药
300-MS 型气-质联用仪(美国 Varian 公司),
HEPA CLASS100 型 CO2 培养箱(Thermo 公司),
Spec-traMAX 190 型酶标仪(Molecular Devices 公
司),5810 R 型高速冷冻离心机(Eppendorf 公司),
IX 71 型倒置相差显微镜(Olympus公司)。
冷饭藤采自广西省梧州市,经广西中医药研究
院方鼎教授鉴定为五味子科粉碎后过 40 目筛备用。
植物为冷饭藤 Kadsura oblongifolia Merr。
无水乙醚和无水硫酸钠均为分析纯。正构烷烃
混标(C10-20)购自百灵威科技有限公司。细胞株人
乳腺癌 MCF-7 细胞株购自中国科学院细胞库。
RPMI-1640 培养基培养基购自 Gibco 公司,胎牛血
清购自杭州四季青公司,噻唑蓝(MTT)和胰蛋白酶
购自 Amersco公司。
2 方法与结果
2. 1 挥发油的提取 称取冷饭藤粉末 80 g置圆底烧
瓶中,按《中国药典》2010 年版附录 XD方法提取挥发
油,得黄色油状物 0. 8 mL,出油率 0. 98%(mL·g -1)。
2. 2 气相色谱-质谱分析条件
2. 2. 1 气相色谱条件 选用 VF-5 ms 色谱柱
(0. 25 mm ×30 m,0. 25 μm),进样口温度 250 ℃,
升温程序(初温 50 ℃,保持 2 min,以 3 ℃·min -1升
温至 75 ℃,保持 3 min,以 3 ℃·min -1 升温至
120 ℃,最后再以 1 ℃·min -1升温至 165 ℃),进样
量 1 μL,分流比 20 ∶ 1,载气为高纯氦气,流量
1. 0 mL·min -1。
2. 2. 2 质谱条件 检测模式 Full Scan,电离方式
EI,离子源温度 200 ℃,电子能量 70 eV,传输线温度
250 ℃,扫描质量范围 m / z 45 ~ 500。注:样品使用
农残级石油醚(60 ~ 90 ℃)稀释 1 000 倍。
2. 2. 3 化学成分分析 本实验运用气相色谱-质谱
联用法对冷饭藤挥发油进行分析,共分离出 69 个
峰。各分离组分采用 NIST08 和 WILEY275 谱库检
索,同时结合保留指数及有关质谱图文献对比进行
定性,采用色谱峰面积归一化法进行相对定量,共鉴
别 50 个峰,占总挥发油含量的 98. 421%。鉴定结
果见表 1。冷饭藤挥发油和正构烷烃混标的总离子
流图分别见图 1,2。
图 1 冷饭藤挥发油总离子
图 2 正构烷烃混标总离子
2. 3 对人乳腺癌细胞 MCF-7 细胞增殖的影响 MTT
法检测抑制率 取对数生长期 MCF-7 细胞以每孔
5 000个细胞接种于 96 孔板中,每孔体积 100 μL,于
培养箱中预培养 24 h。设空白对照组和药物组,每
组 3 个复孔。药物组加入 5 个浓度的挥发油(终质
量浓度分别为 1 000,500,250,125,62. 5 mg·L -1),
每孔加入 100 μL,空白对照组加入 RPMI-1640 培养
基 100 μL。加药后细胞在同等条件的培养箱中继续
培养 48 h,然后加入 10 μL /孔 MTT 溶液(5 g·L -1),
继续培养 4 h后吸去上清,加入二甲基亚砜(DMSO)
150 μL /孔,轻轻振荡 10 min,用酶标仪于 490 nm波
长处测吸光度(A)。计算抑制率(IR)。
IR =(对照孔 A -药物孔 A)/对照孔 A × 100%
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Vol. 20,No. 20
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表 1 冷饭藤根皮的挥发油化学成分
No.
tR
/min
化合物 分子式
相对
分子质量
相对含量
/%
1 7. 396 1,7,7-trimethyltricyclo[2. 2. 1. 02,6]heptanes (1,7,7-三甲基三环[2. 2. 1. 0(2,6)]庚烷) C10H16 136. 1 1. 177
2 7. 518 3-thujene (3-崖柏烯) C7H10 94. 1 0. 319
3 7. 792 α-pinene (α-蒎烯) C10H16 136. 1 4. 548
4 8. 415 camphene (莰烯) C10H16 136. 1 17. 77
5 9. 51 β-pinene (β-蒎烯) C10H16 136. 1 5. 878
6 10. 006 (1S)-(1)-β-pinene(左旋-β-蒎烯) C10H16 136. 1 1. 302
7 10. 715 α-phellandrene (α-水芹烯) C10H16 136. 1 0. 478
8 10. 819 3-carene (3-蒈烯) C10H16 136. 1 4. 813
9 11. 21 α-terpinene (α-萜品烯) C10H16 136. 1 0. 306
10 11. 598 o-cymene (邻异丙基甲苯) C10H14 134. 22 1. 073
11 11. 831 (-)-limonene [(-)-柠檬烯] C10H16 136. 1 3. 288
12 11. 899 3-methylene-6-(1-methylethyl)-cyclohexene[3-亚甲基-6-(1-甲基乙基)环己烯] C10H16 136. 1 1. 975
13 11. 985 cineole (桉叶油醇) C10H18O 154. 25 4. 224
14 13. 501 (1R,4R)-4,7,7-trimethylbicyclo[4. 1. 0]hept-2-ene [(1S,3R)-顺式-4-蒈烯] C10H16 136. 1 0. 576
15 15. 101 terpinolene (异松油烯) C10H16 136. 1 1. 367
16 15. 41 1-methyl-4-(1-methylethenyl)-benzene[1-甲基-4-(1-甲基乙烯基)苯] C10H12 132. 2 0. 1
17 19. 041 camphenehydrate(水合樟烯) C10H18O 154. 1 0. 148
18 20. 005 isoborneol(异龙脑) C10H18O 154. 1 12. 08
19 20. 464 terpinen-4-ol (4-萜烯醇) C10H18O 154. 1 1. 668
20 21. 28 (-)-α-terpineol (α-松油醇) C10H18O 154. 2 0. 529
21 22. 418 fenchyl acetate (1,3,3-三甲基-二环[2. 2. 1]庚-2-醇乙酸酯) C12H20O2 196. 1 0. 147
22 25. 763 bicyclo[2. 2. 1]heptan-2-ol,1,7,7-trimethyl-2-acetate (1,7,7-三甲基降冰片烷-2-YL)乙酸) C12H20O2 196. 3 8. 239
23 28. 652 α-cubebene (α-荜澄茄油烯) C15H24 204. 4 0. 472
24 29. 719 copaene (古巴烯) C15H24 204. 4 0. 115
25 30. 034 (+)-ylangene [(+)-衣兰烯] C15H24 204. 4 1. 339
26 30. 198 1-isopropyl-7-methyl-4-methylene-1,2,3,4,4a,5,6,8a-octahydronaphthalene
(1-异丙基-7-甲基-4-亚甲基-1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢萘)
C15H24 204. 4 0. 453
27 30. 787 (-)-β-elemene[(-)-β-榄香烯] C15H24 204. 4 0. 238
28 31. 536 [S-(R* ,S* )]-5-(1,5-dimethylhexen-4-yl)-2-methyl-1,3-cyclohexa-1,3-diene
[S-(R* ,S* )-2-甲基-5-(1,5-二甲基-4-己烯基)-1,3-环己二烯]
C15H24 204. 4 0. 134
29 32. 055 (+)-sativene [(+)-蒜头素] C15H24 204. 4 0. 427
30 32. 327 l-caryophyllene (1-石竹烯) C15H24 204. 4 0. 347
31 33. 375 1-methyl-4-(1-methylethylidene)-2-(1-methylvinyl)-1-vinylcyclohexane
(1-甲基-1-乙烯基-2-(1-甲基乙烯基)-4-(1-甲基亚乙基)环己烷)
C15H24 204. 4 0. 214
32 33. 509 campholenic aldehyde (龙脑烯醛) C10H16O 152. 2 0. 134
33 34. 14 cyperene (香附子烯) C15H24 204. 4 1. 608
34 34. 433 (-)-isocaryophyllene [(-)-异丁香烯] C15H24 204. 4 0. 407
35 34. 672 (-)-alloaromadendrene (香树烯) C15H24 204. 4 0. 703
36 35. 51 d-cadinene (d-杜松烯) C15H24 204. 4 0. 966
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廖静妮,等:冷饭藤挥发油成分 GC-MS分析及对人乳腺癌 MCF-7 细胞增殖的影响
续表 1
No.
tR
/min
化合物 分子式
相对
分子量
相对含量
/%
37 35. 676 eremophilene (佛术烯) C15H24 204. 4 1. 252
38 35. 987 (1à,4aà,8aà)-1,2,3,4,4a,5,6,8a-octahydro-7-methyl-4-methylene-1-(1-methylethyl)-
naphthalene [(1à,4aà,8aà)-1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢-7-甲基-4-亚甲基-1-(1-甲基乙基)-萘]
C15H24 204. 4 0. 723
39 36. 509 β-selinene (β-瑟林烯) C15H24 204. 4 0. 323
40 36. 692 β-cubebene n (β-荜澄茄油烯) C15H24 204. 4 0. 818
41 36. 995 γ-gurjunene (γ-古云烯) C15H24 204. 4 0. 867
42 37. 289 α-muurolene (α-衣兰油烯) C15H24 204. 4 1. 483
43 38. 611 (+)-delta-cadinene [(+)-d-杜松烯] C15H24 204. 4 7. 315
44 38. 854 β-cadinene(β-杜松烯) C15H24 204. 4 0. 968
45 39. 159 4-ethenyl-4-methyl-1-(propan-2-yl)-3-(prop-1-en-2-yl)cyclohexene
[4-甲基-4-乙烯基-1-(丙-2-基)-3-(丙-1-烯-2-基)环己烯]
C15H24 204. 4 2. 058
46 39. 54 α-cedrene (α-柏木烯) C15H24 204. 4 0. 624
47 42. 599 (+)-espatulenol [(+)-匙叶桉油烯醇] C15H24O 220. 4 0. 188
48 46. 613 torreyol (香榧醇) C15H26O 222. 4 1. 013
49 47. 77 (-)-cubenol [(-)-荜澄茄油烯醇] C15H26O 222. 4 0. 904
50 47. 963 T-muurolol (T-依兰油醇) C15H26O 222. 4 0. 323
结果表明当冷饭藤挥发油质量浓度 ≥
250 mg·L -1时,对 MCF-7 细胞增殖的抑制作用与空
白对照组相比有显著性差异,且具有浓度依赖性,
IC50为 377. 6 mg·L
-1(表 2)。
表 2 挥发油对MCF-7 细胞增殖的抑制作用(珋x ± s)
组别
质量浓度
/mg·L -1
A
抑制率
/%
IC50
/mg·L -1
空白对照 - 0. 617 ± 0. 0301) -
挥发油 1 000 0. 103 ± 0. 0182) 83. 29 377. 6
500 0. 238 ± 0. 0282) 61. 42
250 0. 480 ± 0. 0272) 22. 20
125 0. 514 ± 0. 025 16. 73
62. 5 0. 567 ± 0. 082 8. 20
注:与空白对照组比较1)P < 0. 05,2)P < 0. 01。
3 讨论
本实验通过 GC-MS 所鉴定出的 50 个化合物,
均为首次从冷饭藤中发现,占其挥发油总量的
98. 421%。其主要成分为莰烯(17. 77%),龙脑
(12. 08%),(1,7,7-三甲基降冰片烷-2-YL)乙酸
(8. 24%),d-杜松烯(7. 31%),α-蒎烯(4. 55%)和
桉叶油醇(4. 22%)等。据文献报道[14],使用龙脑作
为药材之一,可制备神灸植物精油,具有舒经活络、
快速止痛的作用。以龙脑为原料还可制成一种骨病
痛消膏药[15],具有活血祛瘀、清热解毒、疏通经络等
多种功效。α-蒎烯对革兰氏菌有抵抗作用[16],对杂
拟谷盗成虫有驱避、触杀和熏蒸作用[17]。从冷饭藤
根皮中分离的挥发油中含有一定的龙脑和 α-蒎烯,
这与其生物活性可能具有一定的联系。莰烯是制备
低黏度、高固相含量碳化硅材料的重要原料[18],莰
烯也可作为合成拒食活性化合物的原料[19]。
通过 MTT 法测定冷饭藤挥发油对人乳腺癌细
胞 MCF-7 生 长 的 抑 制 作 用 表 明 当 浓 度 ≥
250 mg·L -1时与空白对照相比有显著性差异,其对
MCF-7 细胞生长有抑制作用,且其作用具有浓度依
赖性,IC50为 377. 61 mg·L
-1,有望进一步开发利用。
以上研究结果为冷饭藤的药用研发提供了一定的参
考和依据,对增加冷饭藤的产品附加值具有一定的
实用价值。
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[责任编辑 顾雪竹
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《中国中药杂志》2015 年征订启事
《中国中药杂志》创刊于 1955 年 7 月,是由中国科协主管,中国药学会主办,中国中医科学院中药研究所承办的综合性中
医药学术期刊,在国际国内医药学领域内具有广泛影响。位居中国中文核心期刊、中国科技核心期刊“双核心”首位。曾荣获
第三届国家期刊奖百种重点期刊、国家新闻出版广电总局“中国百强报刊”,以及历届国家中医药管理局全国优秀中医药期刊
评比一等奖、百种中国杰出学术期刊、中国精品科技期刊等奖项。在国际上被 Medline,Scopus等国外十余家著名数据库收录。
全面反映我国中药与天然药物学科领域最新进展与研究动态。主要报道该领域新成果、新技术、新方法与新思路,内容包括
栽培、资源与鉴定、炮制、药剂、化学、药理、临床等专业。设有专论、综述、研究论文、研究报告、临床、民族药、学术探讨、药事管
理等栏目。主要读者对象为各级管理部门、研究院所、大专院校、工厂企业以及医院等从事中医药科研、管理、生产、医院制剂
及临床等方面的人员。
2015 年本刊每期定价为 50 元,208 页,全年定价 1200 元。国内刊号 11-2272 /R,国际刊号 1101-5302。欢迎广大读者到本
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廖静妮,等:冷饭藤挥发油成分 GC-MS分析及对人乳腺癌 MCF-7 细胞增殖的影响