全 文 ：收稿日期:2012-07-10 接受日期:2013-02-04
基金项目:河北省科技支撑项目(11276103D-89) ;国家自然科学
基金项目(81072551) ;河北省自然科学基金项目(C20
10000489) ;河北省卫生厅指导性课题(20110550)
* 通讯作者 Tel:86-013643389897;E-mail:shiqing-w@ 163． com
天然产物研究与开发 Nat Prod Ｒes Dev 2013，25:555-557，529
文章编号:1001-6880(2013)4-0555-04
土木香和冷蒿中倍半萜内酯化合物
抑制人乳腺癌细胞增殖活性及构 －效关系研究
李 明1，刘 霞2，郭书翰2，董 玫2，杜正伦1，高鹏志1，宋铁鹰1* ，史清文2*
1石家庄市第一医院，石家庄 050011;2 河北医科大学基础医学院法医学系，河北省法医学重点实验室，石家庄 050017
摘 要:利用四唑盐(MTT)比色法检测菊科植物土木香和冷蒿中分离纯化的八种倍半萜内酯化合物对人乳腺
癌细胞增殖活性的影响，探讨了倍半萜内酯化合物体外抑制人肿瘤细胞增殖作用以及化合物结构与活性之间
的构-效关系。实验结果显示异土木香内酯和去氢-β-姜黄烯对人乳腺癌细胞的增殖均有明显的抑制作用，其他
试验用倍半萜内酯即使在 100 μmol /L的高浓度下，对人乳腺癌肿瘤细胞的增殖不显示抑制活性，倍半萜内酯化
合物抑制人肿瘤细胞增殖活性与其直型和角型结构无关，不饱和内酯是抑制肿瘤细胞增殖活性的必需基团。
关键词:土木香;冷蒿;倍半萜内酯化合物;乳腺癌细胞;增殖活性;构-效关系。
中图分类号:Q946． 91;Ｒ285;TQ04 文献标识码:A
Antiproliferative Activity of Sesquiterpenoids from
Inula helenium and Artemisia frigida on Human Breast Tumor
Cell Lines and Their Structure － Activity Ｒelationship Investigation
LI Ming1，LIU Xia2，GUO Shu-han2，DONG Mei2，DU Zheng-lun1，GAO Peng-zhi1，SONG Tie-ying1* ，SHI Qing-wen2*
1The First Hospital of Shijiazhuang City，Shijiazhuang，050011;2Department of Forensic Medicine，Hebei Medical
University，Hebei Key Laboratory of Forensic Medicine，Shijiazhuang 050017
Abstract:The objective of this study was to detect the antiproliferative effect of eight sesquiterpenoids isolated from In-
ula helenium and Artemisia frigida on human breast tumor cancer cells，and to explore the preliminary relationship be-
tween structure and activity of the tested sesquiterpenoids． The anti-tumor activities of eight sesquiterpenoids against the
MCF-7 and KT cell lines were evaluated using MTT assay． Isoalantolactone (3)and dehydrocostuslactone (4)exhibited
significant activities against human breast cell lines． The others did not showed activities against tested cell lines． The ex-
perimental results demonstrated that five-membered β-unsaturated lactone group was necessary for the antiproliferation of
human breast cell lines，the skeleton of these 8 sesquiterpene have little relationship with the activities in the tested cell
lines．
Key words:Inula helenium;Artemisia frigida;sesquiterpenoids;human breast cell lines;antiproliferative activity;struc-
ture-activity relationship (ASＲ)
乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，且发病
率高，居女性恶性肿瘤的首位［1］。目前临床上乳腺
癌抗癌药物的选择性差，不良反应大，使得化疗药物
的使用受到一定的限制，且肿瘤转移是引起癌症患
者死亡的主要原因。因此寻找疗效确切，作用机理
清楚，治愈率高，毒副作用小的抗癌药物，攻克癌症
成为全世界医药工作者亟待解决的一大课题。
土木香(Inula helenium )其根供药用，具有健
胃、利尿、祛痰和驱虫等功效［2］。冷蒿(Artemisia
frigida )全草入药，在中药和蒙药上都有应用，在中
药上主要治疗黄疸型肝炎，胆囊炎，小便不利，皮肤
瘙痒，湿疹，蛔虫病和蛲虫病，其蒙药主治吐血，鼻出
血，月经不调，外伤出血，疮疡，肾热等［3］。药理活
性研究发现倍半萜内酯类成分有抗肿瘤细胞增殖作
用、抗炎、抗真菌和抗结核分支杆菌等作用等多样的
生物活性［4］。本文首次报道从土木香和冷蒿中纯
化的八种倍半萜内酯化合物的体外抑制人乳腺癌细
胞增殖活性，并探讨了这八种倍半萜内酯化合物结
DOI:10.16333/j.1001-6880.2013.04.031
构与活性之间的关系。
1 材料与方法
1． 1 受试物
8 种倍半萜内酯化合物:2-羟基-11，13-二氢异
土木香内酯(1)、11，13-二氢异土木香内酯(2)、异
土木香内酯(3)、去氢-α-姜黄烯(4)、11，13-二氢愈
创内酯 C(5)、二氢去氢木香内酯(6)、11，13-二氢
愈创内酯 D(7)和 7α-羟基-11βH-11，13-二氢去氢木
香内酯(8)由史清文教授从菊科植物土木香和冷蒿
中分离得到，均为白色针晶，经核磁共振光谱和质谱
确定它们的结构如图 1 所示，纯度为 99%。
1． 2 药品和试剂
噻唑蓝(MTT，Sigma，M-2128) ;ＲPMI 1640 培养
基(GIBCO) ;胰蛋白酶(GIBCO) ;胎牛血清(杭州四
季青生物工程材料有限公司) ;顺铂 (Sigma，
034k3693)。
1． 3 细胞系和培养条件
试验用人乳腺癌细胞(MCF-7)和人乳腺癌脑转
移细胞(KT)由日本千叶大学医学部第二生物化学
教室提供。各肿瘤细胞株接种于直径为 100 mm 的
培养皿中，加入含 10%胎牛血清的 ＲPMI 1640 培养
基，37 ℃和 5% CO2 培养箱中培养。
1． 4 实验方法
参照文献［5］中的方法。将处于对数生长期的
MCF-7 细胞和 KT细胞悬浮接种于 96 孔板，每孔 50
μL(含 1 × 104 个细胞) ，再分别加入磷酸盐缓冲液
(PBS)、溶剂对照(终浓度 0． 1% DMSO)、阳性对照
顺铂和终浓度为 100、10 和 1 μmol /L的化合物 1 ～ 8
各 50 μL，每组均设 3 复孔，置于饱和湿度、37 ℃和
5% CO2 培养箱中培养 48 h。于培养结束前 4 h，各
培养孔加入 5 mg /mL 四氮唑盐(MTT)10 μL，用酶
联免疫检测仪测定各孔吸光度值(OD 值) ，测定波
长 λ = 570 nm，参考波长 λ = 630 nm，并计算细胞增
图 1 八种倍半萜内酯化合物的化学结构
F ig. 1 Chemical structures of eight sesquiterpene lactone compounds
殖抑制率，细胞增殖抑制率(%)= (1-对照组 OD
值 /实验组 OD 值)× 100%。受试化合物对细胞的
浓度-效应曲线用 Hill数学模型拟合，计算受试化合
物的 IC50值。实验独立重复 3 次。
1． 5 统计学处理
数据用 x ± s表示;两组间数据用 t -检验，多组
间数据用单因素方差分析。应用 SAS612 统计软件
计算。
2 实验结果
2． 1 化合物 1 ～ 8 对体外培养的人乳腺癌细胞增殖
的抑制作用
结果如图 2 所示，100 μmol /L 的异土木香内酯
(3)及去氢-α-姜黄烯(4)显示与阳性对照顺铂相同
的抑制肿瘤细胞增殖的活性，对 MCF-7 细胞生存率
分别为 34． 73%、25． 53%、和 15． 91%，对 KT细胞生
存率分别为 21． 48%、23． 38%、25． 53%，与空白对
照组比均有显著性差异(P ＜ 0． 01) ;其他的六种倍
半萜内酯对两种人乳腺癌细胞的增殖显示较弱的抑
制活性。
2． 2 化合物 3 和 4 对 MCF-7 细胞增殖活性的作用
化合物 4 与阳性对照顺铂对 MCF-7 细胞的增
殖几乎显示相同的抑制活性，IC50分别为 26． 15
μmol /L和 15． 04 μmol /L，化合物 3 对 MCF-7 细胞
的增殖抑制活性强于阳性对照顺铂，IC50仅为 4． 52
μmol /L。化合物 3 和 4 对 MCF-7 细胞的增殖抑制
活性呈现浓度梯度依赖性(图 3 和表 1)。
2． 3 化合物 3 和 4 对 KT细胞增殖的抑制作用
结果如图 4 和表 1 所示，化合物 3 和 4 与阳性
对照顺铂对 KT细胞的增殖几乎显示相同的抑制活
性，化合物 3 和 4 对 KT 细胞的 IC50分别为 10． 10
μmol /L和 18． 72 μmol /L，化合物 3 和 4 对 KT细胞
＊＊P ＜ 0． 01，* P ＜ 0． 005 vs control group
图 2 倍半萜内酯化合物对人乳腺癌细胞增殖活性的影
响
Fig. 2 The effect of sesquiterpene lactone compounds on the
proliferation of breast tumor cells
655 天然产物研究与开发 Vol. 25
的增殖抑制活性呈现浓度梯度依赖性。
表 1 异土木香内酯和去氢-α-姜黄烯对人乳腺癌细胞增殖
的影响
Table 1 The effect of isoalantolactone and dehydrocostuslactone
on the proliferation of breast tumor cells
化合物 Compounds
IC50(mol /L)
MCF-7 KT
Cisplatin 26． 15 18． 46
Isoalantolactone (3) 4． 52 10． 10
Dehydrocostuslactone (4) 15． 04 18． 72
3 讨论
近年来，我国乳腺癌的发病率呈迅速上升趋势，
成为威胁女性健康的首要杀手。由于乳腺癌的原因
尚不明确，因而早期的诊断和治疗是其防治的有效
手段。原位乳腺癌可以通过手术切除，结合放化疗
等手段治愈，但是，乳腺癌易于发生远端转移，一但
乳腺癌发生转移，进入血液、淋巴、骨骼和脑等器官，
增加了临床治疗的困难，也成为晚期乳腺癌难以治
愈的主要原因。
植物在其漫长的进化过程中合成了许许多多结
构各异的次生代谢天然产物，这些次生代谢产物具
有不同的生物活性。近年来，从自然界中寻找发现
高效低毒的抗癌活性成分或先导化合物已经成为国
内外药物学家十分关注的课题和研究的热点［6-8］。土
木香和冷蒿均为菊科植物，含有的倍半萜内酯化合物
具有抗肿瘤、抗炎和抗真菌等多样的生物活性［9，10］。
本研究对从土木香和冷蒿中纯化的八种倍半萜
内酯化合物进行了体外抑制人乳腺癌细胞增殖活性
实验。本实验研究结果显示，从菊科植物土木香和
冷蒿中提取纯化的八种倍半萜内酯类化合物中，异
土木香内酯和去氢-α-姜黄烯不仅对人乳腺癌细胞
的增殖均有明显的抑制作用，对乳腺癌脑转移细胞
的增殖均也显示较强的抑制作用，为乳腺癌转移的
治疗提供了一个新的研究基础。异土木香内酯和去
氢-α-姜黄烯虽然属于不同的结构类型，都具有，不
饱和五员内酯环，而其他的六种倍半萜内酯化合物
五元内酯环的环外双键饱和后，对乳腺癌细胞和乳
腺癌脑转移细胞的增殖活性显著降低或消失，根据
实验结果推测:倍半萜内酯化合物抑制人肿瘤细胞
增殖活性与其直型和角型结构无关，α，β 不饱和五
员内酯是抑制肿瘤细胞增殖活性的必需基团。
随着菊科植物中特有的倍半萜内酯化合物对肿
瘤细胞增殖抑制作用的研究的不断深入，为倍半萜
内酯化合物的应用开拓了新的前景，为开发具有临
床应用价值的天然低毒的化疗药物提供实验依据。
参考文献
1 Zhou FZ(周放震) ，Zhang XY(张晓云) ，Sun FY(孙奋
勇) ，et al． Dihydromyricetin vitro antiproliferative effect on
human breast cancer MDA-MB-231cells． Cancer Ｒes Prevent
Treat(肿瘤防治与研究) ，2012，39:95-97．
2 Delectis Florae Ｒepublicae Popularis Sinicae Agendae Aca-
demiae Sinicae． Flora Ｒepublicae Popularis Sinicae． Beijing:
Science Press，1979，75:248-254．
3 Editorial Broad of Flora Ｒepublicae Popularis Sinicae，Chi-
nese Academy of Sciences． Flora Ｒepublicae Popularis Sini-
cae，1985，76(2) :13-15。
4 Cantrell CL，Abate L，Fronczek FＲ，et al． Antimycobacterial
eudesmanolides from Inula helenium and Ｒudbeckia subto-
mentosa． Planta Med，1999，65:351-355．
( 下转第 529 页)
755Vol. 25 李 明等:土木香和冷蒿中倍半萜内酯化合物抑制人乳腺癌细胞增殖活性及构-效关系研究
清除自由基能力中发挥着关键作用。
参考文献
1 Sanchez-Ferrer A，Ｒodrigucz-Lopez JN，Garcia-Canovas F，et
al． Tyrosinase:a comprehensive review of its mechanism．
Biochim Biophys Acta，1995，1247:1-11．
2 Ｒezk BM，Haenen GＲ，van der Vijgh WJ，et al． The antioxi-
dant activity of phloretin:the disclosure of a new antioxidant
pharmacophore in flavonoids． Biochem Biophys Ｒes Commun，
2002，295:9-13．
3 Lin YP，Hu FL，Chen CS，et al． Constituents from the formo-
san apple reduce tyrosinase activity in human epidermal mel-
anocytes． Phytochemistry，2007，68:1189-1199．
4 Gong XQ(龚筱群)，Chen HC(陈洪超)． Synthesis and fungi-
cidal effect of some derivatives of salicylic acid hydrazide． West
Chin J Pharm Sci (华西药学杂志)，1997，12:240-242．
5 Wu BW(仵博万) ，Zhang B(张兵) ，Yu XQ(于新桥) ，et
al． Synthesis of 4-(benzeneazo)salicyladelhyde hydrazones
and study on their spectral properties． Spectrosc Spect Anal
(光谱学与光谱分析) ，2006，26:106-108．
6 Li J(李静) ，Yu YY(余燕影) ，Cao SW(曹树稳)． Synthe-
sis，characterization and antioxidant activity of phloretin ison-
icotinyl hydrazone． Nat Prod Ｒes Dev (天然产物研究与开
发) ，2011，23:824-827．
7 Shi Y，Chen QX，Wang Q，et al． Inhibitory effects of cinnamic
acid and its derivatives on the diphenolase activity of mush-
room (Agaricus bisporus)tyrosinase． Food Chem，2005，92:
707-712．
8 Lee YL，Yang JH，Mau JL． Antioxidant properties of water
extracts from Monascus fermented soybeans． Food Chem，
2008，106:1127-1137．
9 Ｒe Ｒ，Pellegrini N，Proteggente A，et al． Antioxidant activity
applying an improved ABTS radical decolorization assay． Free
Ｒadic Biol Med，1999，26:1231-1237．
10 Wu ZＲ，Zheng LF，Li Y，et al． Synthesis and structure-activi-
ty relationships and effects of phenylpropanoid amides of oc-
topamine and dopamine on tyrosinase inhibition and antioxi-
dation． Food Chem，2012，134:
櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵
1128-1131．
( 上接第 557 页)
5 Dong M，Chen SP，Kita K，et al． Anti-proliferative and apop-
tosis-inducible activity of Sarcodonin G from Sarcodon sca-
brosus in HeLa cells． Int J Oncol，2009，34:201-207．
6 Galm U，Shen B． Natural product drug discovery:the times
have never been better． Chem Biol，2007，14:1098-1104．
7 Ganesan A． The impact of natural products upon modern drug
discovery． Curr Opin Chem Biol，2008，12:306-317．
8 Ｒishton GM． Natural products as a robust source of new
drugs and drug leads:past successes and present day issues．
Am J Cardiol，2008，101(10A) :43-49．
9 Chen JJ(陈进军) ，Wang SM(王思明) ，Li CF(李存芳) ，et
al． Studies of sesquiterpenoids from Artemisia frigida on the
anti-growth activity of human tumor cell lines． Chin J Herb
Pharm，2011，22:440-443．
10 Li Y(李勇) ，Li TK(李铁库) ，Wen SW(温世旺) ，et al． In
vivo and in vitro anti-tumor activity studies of five sesquiter-
penoids from Inula helenium． Chin Pharm Bull(中国药理学
通报) ，2010，26:
櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵
112-115．
( 上接第 575 页)
25 Zhang YL，et al． Sulfated modification and immunomodulatory
activity of water-soluble polysaccharides derived from fresh
Chinese persimmon fruit． Int J Biolo Macromol，2010，46:67-
71．
26 Yang TH(杨铁虹) ，et al． Sulfation of polysaccharides from
Angelica sinensis and its effect against L6565 murine retrovir-
us． Chin J New Drugs (中国新药杂志) ，2006，15:783-786．
27 Chen MZ(陈美珍) ，et al． Immunoregulatory effects of sulfu-
rized，desulfurized and native Gracilaria lemaneiformis poly-
saccharides in immunosuppressive mice． Food Sci (食品科
学) ，2010，31:278-282．
28 Guo ZH，et al． Sulfated modification can enhance the adju-
vanticity of lentinan and improve the immune effect of ND
vaccine． Vaccine，2009，27:660-665．
29 Guo ZH(郭振环) ，et al． The effective comparison of five
sulfated polysaccharides to stimulate chicken peripheral lym-
phocyte proliferation． Chin J Vet Sci (中国兽医学报) ，
2010，30:1508-1510．
925Vol. 25 杜 鹏等:3 种根皮素酰腙衍生物的合成及抑制酪氨酸酶和抗氧化活性