全 文 ：［收稿日期］ 20100317(007)
［第一作者］ 赵海青，Tel:0535-6372088-24 ，E-mail:qhz0823@
163. com
［通讯作者］ * 刘珂，教授，主要从事源于传统中药的先导化合
物的研究与开发，Tel:0535-6372066，E-mail:liuke
@ ytu. edu. cn
新疆紫草羟基萘醌类化学成分的研究及对 PDE4 的抑制作用
赵海青1，刘军锋2，刘珂1，2*
(1.烟台大学药学院，山东 烟台 264005;2.山东靶点药物研究有限公司，山东 烟台 264006)
［摘要］ 目的:研究新疆紫草羟基萘醌的主要成分及对 PDE4 酶的抑制作用。方法:用硅胶柱层析、制备 HPLC 和制备
TLC 等方法分离纯化新疆紫草中羟基萘醌化合物，通过理化性质和光谱数据进行结构鉴定。HPLC 方法测定主要羟基萘醌类
化合物对 PDE4 酶的抑制活性。结果:分离鉴定了 7 个化合物，分别为去氧阿卡宁(1)、阿卡宁(2)、乙酰阿卡宁(3)、β，β′-二甲
基丙烯酰阿卡宁(4)、α-甲基丁酰阿卡宁(5)、异丁酰阿卡宁(6)和 β-乙酰氧基异戊酰阿卡宁(7)。结论:化合物 2，5，6 为首次
从新疆紫草中分离得到。首次评价了新疆紫草羟基萘醌类成分对 PDE4 酶的抑制作用。
［关键词］ 新疆紫草;羟基萘醌;阿卡宁;PDE4
［中图分类号］ R284. 1 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1005-9903(2010)10-0096-04
Hydroxynaphthoquinone Compounds From Arnebia euchroma and Their
Inhibitory Activities of Phosphodiesterase4
ZHAO Hai-qing1，LIU Jun-feng2，LIU Ke1. 2*
(1. School of Pharmacy，Yantai University，Yantai 264005，China;2. Shandong Target Drugs Research
Co. Ltd.，Yantai 264006 ，China)
［Abstract］ Objective:To investigate the Hydroxynaphthoquinone of Arnebia euchroma(Royle)Johnst and
their inhibitory activities on phosphodiesterase 4. Method:Hydroxynaphthoquinones were isolated and purified by
chromatographic methods . Their chemical structures were elucidated on the basis of physicochemical properties and
spectral data and their inhibitory activity on phosphodiesterase 4 were detected by HPLC. Result:7
Hydroxynaphthoquinones were isolated and identified as:deoxyalkannin 1，alkannin 2，acetylalkannin 3，β，β-
dimethylacrylalkannin 4，α-methybutyrylalkannin 5，isobutyrylalkannin 6，β-acetoxyisovalerylalkannin 7. Conclusion:
Compounds 2，5，6 were isolated fromArnebia euchromafirst time. Their inhibitory activities on phosphodiester -ase 4
were evaluated by HPLC method for first time.
［Key words］ Arnebia euchroma;hydroxynaphthoquinone;alkannin ;phosphodiesterase 4
紫草是我国的传统中药，2005 年版《中国药典》
收载的紫草为紫草科植物新疆紫草 Arnebia euchroma
(Royle)Johnst. 和内蒙古紫草 A. guttata Bunge. 的
根，具有凉血活血，解毒透疹之功能。用于血热毒
盛，斑疹紫黑，麻疹不透，疮疡，湿疹，水火烫伤［1］。
近代药理学研究证明紫草有抗炎、抗菌、抗肿瘤、抗
凝血以及促伤口愈合等作用［2］。
PDE4 属于磷酸二酯酶家族，其同工酶主要分布
于各种炎性细胞内，包括肥大细胞、巨噬细胞
(MΦ)、嗜酸粒细胞(EOS)、淋巴细胞和上皮细胞
等［3］，在炎症和免疫调节细胞中发挥重要作用。在
研究炎症反应机制时发现，在炎症阶段，炎症白细胞
(AC)，腺苷酸环化酶 cAMP，磷酸二酯酶(PDE)系统
发生明显的改变:AC 活性增加 1. 5 倍，cAMP 浓度减
少 4. 0 倍，PDE 活性增加 5. 3 倍。而 AC 活性升高可
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中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 16，No. 10
Aug.，2010
DOI:10.13422/j.cnki.syfjx.2010.10.036
能主要是由于炎症反应引起肾上腺素能受体系统激
活。PDE 活性增加可能主要与炎症白细胞胞内游离
钙浓度增加有关［4］。据此推测 PDE4 与炎症疾病密
切相关。
文献报道，紫草有抗炎作用，尤其是对一些慢性
自身免疫性疾病如关节炎、炎性肠病(IBD)等疾病
有治疗作用［5］，有关紫草的抗炎作用的物质基础普
遍认为是羟基萘醌化合物。实验证明羟基萘醌化合
物乙酰紫草素对炎症急性渗出期的血管通透性亢
进、渗出和水肿有明显的拮抗作用［6］。皮下注射紫
草素 10 mg·kg － 1，对小鼠巴豆油耳炎症和大鼠酵母
性足趾肿有明显抑制作用［7］。有文章报道该类化合
物抗炎的分子作用机制可能与其对前炎症细胞因子
的抑制作用有关，但是有关紫草羟基萘醌对 PDE4
的抑制作用尚未见报道。为了进一步了解紫草的抗
炎作用，本文从新疆紫草中分离得到羟基萘醌类化
合物，并测定了其中 4 个化合物对 PDE4 的抑制
活性。
1 材料
高效液相色谱仪(Agilent 1200，安捷伦公司);
Varian Unity BRUKER400 型核磁共振仪;薄层色谱
硅胶(GF254)和柱色谱硅胶(200 ～ 300 目)均为烟台
市化学工业研究所产品;PDE4 酶从猪血中性粒细胞
中分离得到;新疆紫草购自烟台医药商城，由烟台大
学药学院生药室赵燕燕博士鉴定，标本存于烟台大
学药学院。
2 提取分离
取新疆紫草 5 kg，粉碎，过三号筛，用 50 L 石油
醚(60 ～ 90 ℃)室温渗漉。收集渗漉液，回收石油醚
得紫草总萘醌浸膏约 0. 25 kg。该浸膏经硅胶柱层
析，以石油醚-乙酸乙酯(100∶ 1→100 ∶ 9)为溶剂梯度
洗脱，得到 Fr. 1(2. 1 g)，Fr. 2(8. 3 g)，Fr. 3(4. 5 g)，
Fr. 4(5. 0 g)，Fr. 5(1. 3 g)。其中 Fr. 1 经石油醚重
结晶得化合物 1(1. 3 g);Fr. 2 经石油醚重结晶得化
合物 3(4. 9 g);Fr. 3 经重结晶(石油醚-乙酸乙酯-
甲醇体积比为 0. 9∶ 0. 1∶ 10 )得化合物 4(1. 5 g);Fr.
4(0. 3 g)经制备液相得化合物 5(20 mg)和 6(30
mg);Fr. 5 经反复硅胶柱层析和制备薄层(石油醚-
丙酮 8∶ 1)展开，乙酸乙酯洗脱得化合物 2(63 mg)和
化合物 7(16. 4 mg)。制备液相条件为:流动相四氢
呋喃-水 45∶ 55，流速 3. 6 mL·min － 1，色谱柱:Agilent
ZORBAX SB-C18，(9. 4 mm × 250 mm，5 μm);检测
波长 515 nm。
3 结构鉴定
3. 1 化合物 1 鲜红色鳞片状结晶，mp 90 ～ 92 ℃;
ESI-MS m / z 271. 00［M-H］-1，符合分子式 C16 H16
O4;
1H-NMR 谱(CDCl3，400 MHz):δ12. 63(1 H，s)，
12. 47(1 H，s)，7. 26(2 H，s)，6. 85(1 H，s)，5. 14(1
H，t，J = 7. 1 Hz)，2. 64(2 H，t，J = 7. 5 Hz)，2. 30
(2H，m)，1. 70(3 H，s)，1. 60(3 H，s);13 C-NMR 谱
数据见表 1。以上数据与文献报道的去氧阿卡宁
(deoxyalkannin)基本一致［8，11］。
3. 2 化合物 2 红褐色针状结晶，mp 145 ～ 147 ℃;
ESI-MS m / z 286. 99［M-H］ － 1，符合分子式 C16 H16
O5;
1H-NMR 谱(CDCl3，400 MHz):δ12. 60(1 H，s)，
12. 49(1 H，s)，7. 19(2 H，d，J = 2. 4 Hz)，7. 16(1 H，
s)，5. 21(1 H，t，J = 6. 9 Hz)，4. 92(1 H，br. m)，2. 64
(1 H，m)，2. 36(2 H，m)，1. 76(3 H，s)，1. 66(3 H，
s) ;13 C-NMR 谱数据见表 1。以上数据与文献报道
的阿卡宁(alkannin)基本一致［8-9］。
3. 3 化合物 3 红褐色颗粒状结晶，mp 106 ～ 107
℃;ESI-MS m / z 329. 00［M-H］－ 1，符合分子式 C18H18
O6;
1H-NMR 谱(CDCl3，400 MHz):δ12. 58(1 H，s)，
12. 43(1 H，s)，7. 19(2 H，s)，6. 99(1 H，s)，6. 02(1
H，dd，J = 4. 8，6. 7Hz)，5. 12(1 H，t，J = 7. 3 Hz)，
2. 62，2. 47(2 H，m)，2. 14(3 H，s)，1. 69(3 H，s)，
1. 60(3 H，s) ;13 C-NMR 谱数据见表 1。以上数据与
文献报道的乙酰阿卡宁 (acetylalkannin)基本一
致［8-10］。
3. 4 化合物 4 红褐色片状结晶，mp116 ～ 117 ℃;
ESI-MS m / z 369. 04［M-H］－ 1，符合分子式 C21 H22
O6;
1H-NMR 谱(CDCl3，400 MHz):δ12. 60(1 H，s)，
12. 44(1 H，s)，7. 18(2 H，s)，6. 98(1 H，s)，6. 01(1
H，dd，J = 4. 6，6. 7 Hz)，5. 78(1 H，s)，5. 15(1 H，t，
J = 7. 3Hz)，2. 48，2. 63(2 H，m)，2. 16(3 H，s)，1. 94
(3 H，s)，1. 69(3 H，s)，1. 58(3 H，s);13 C-NMR 谱数
据见表 1。以上数据与文献报道的 β，β′-二甲基丙烯
酰 阿 卡 宁 (β，β′-dimethylacrylalkannin)基 本 一
致［9-10］。
3. 5 化合物 5 红色黏稠物，ESI-MS m / z 371. 06
［M-H］－ 1，符 合 分 子 式 C21 H24 O6;
1H-NMR 谱
(CDCl3，400MHz):δ12. 59(1 H，s)，12. 42(1 H，s)，
7. 18(2 H，s)，7. 00(1 H，s)，6. 03(1 H，dd，J = 4. 5，
7. 2 Hz)，5. 13(1 H，t，J = 7. 3 Hz)，2. 62，2. 48(2H，
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m)，2. 44(1 H，m)，1. 49(2 H，m)，1. 69(3 H，s)，
1. 57(3 H，s)，1. 17(3 H，d，J = 7. 0 Hz)，0. 95(3 H，
t，J = 7. 5 Hz);13 C-NMR 谱数据见表 1。以上数据与
文 献 报 道 的 α-甲 基 丁 酰 阿 卡 宁 (α-
methybutyrylalkannin)基本一致［10］。
3. 6 化合物 6 红色黏稠物，ESI-MS m / z 371. 04
［M-H］－ 1，符 合 分 子 式 C21 H24 O6;
1H-NMR 谱
(CDCl3，400 MHz):δ12. 59(1 H，s)，12. 43(1 H，s)，
7. 19(2 H，s)，6. 99(1 H，s)，6. 14(1 H，dd，J = 4. 5，
7. 2Hz)，5. 13(1 H，t，J = 7. 2 Hz)，2. 62，2. 48(2 H，
m)，2. 26(2 H，m)，2. 13(1 H，m)，1. 69(3 H，s)，
1. 58(3 H，s)，0. 98(6 H，d，J = 1. 2 Hz)。13 C-NMR 谱
数据见表 1。以上数据与文献报道的异戊酰阿卡宁
(isobutyrylshikonin)基本一致［11］。
3. 7 化合物 7 色黏稠物，ESI-MS m / z 429. 06［M-
H］－ 1，符合分子式 C23 H26 O8;
1H-NMR 谱(CDCl3，
400 MHz):δ12. 59(1 H，s)，12. 42(1 H，s)，7. 18(2
H，s)，7. 01(1 H，s)，6. 04(1 H，dd，J = 4. 6，7. 1Hz)，
5. 13(1H，t，J = 7. 2 Hz)，2. 98(2 H，q，J = 14. 4 Hz)，
2. 62，2. 47(2 H，m) ，2. 00(3 H，s)，1. 69(3 H，s)，
1. 59(3 H，s)，1. 56(3 H，s)，1. 54(3 H，s);13 C-NMR
谱数据见表 1。以上数据与文献报道 β-乙酰氧基异
戊酰 阿 卡 宁 (β-acetoxyisovalerylshikonin)基 本 一
致［12］。
图 1 化合物 1 ～ 7 的结构式
4 羟基萘醌类成分对 PDE4 的抑制活性测定
4. 1 PDE4 活性测定 参考文献方法
［3，13］，cAMP 用
Ca /Mg PBS 配成 100 μmol·L － 1，酶样设 4 个取样
量，用 Ca /Mg PBS 定容至 100 μL，加样过程在冰浴
中进行，加样量见表 2。加样后各管置 35 ℃中恒温
孵育 30 min，然后于 100 ℃水浴中 2 ～ 3 min 终止反
应，各管于 4 ℃ 温度下离心 30 min(15 000 r·
min － 1)，取上清液 70 μL，用超纯水稀释 5 倍(加入
280 μL 双蒸水)，HPLC 进样 20 μL，254 nm 波长检
测，流动相由甲醇与 50 mmol·L － 1磷酸缓冲液(组
成 /(g·L － 1):KH2PO44. 082 7 g ，Na2HPO42. 839 2
g ，pH 6. 6)组成，容积比为 10∶ 90。PDE 活性以底物
的水解百分率表示:PDE4 活性 = (对照管底物浓度
－测定管底物浓度)/对照管底物浓度 × 100%。
表 1 化合物 1 ～ 7 的13 C-NMR 谱数据
(溶剂 CDCl3，100 Hz)
C 位
化合
物 1
化合
物 2
化合
物 3
化合
物 4
化合
物 5
化合
物 6
化合
物 7
1 182. 9 179. 7 176. 7 177 . 5 176 . 8 176 . 7 176 . 0
2 151 . 5 151. 4 148. 2 149. 1 148. 6 148. 5 148. 0
3 130 . 9 131 . 7 131 . 5 131 . 6 131 . 4 131 . 5 131 . 3
4 183 . 0 180 . 5 178 . 2 179 . 0 178 . 3 178 . 2 177 . 5
5 162 . 4 165 . 0 167 . 0 165 . 3 166 . 9 166 . 9 168 . 1
6 133 . 6 132 . 4 132 . 9 132 . 6 132 . 8 132 . 9 133 . 1
7 131 . 2 132 . 3 132 . 7 132 . 5 132 . 7 132 . 7 132 . 9
8 163 . 0 165 . 6 167 . 5 166 . 3 167 . 5 167 . 5 167 . 6
9 112 . 0 112 . 0 111 . 8 111 . 9 111 . 9 111 . 9 111 . 8
10 111 . 7 111 . 5 111 . 6 111 . 6 111 . 6 111 . 6 111 . 6
11 29 . 7 68 . 4 69 . 5 68 . 6 69 . 0 69 . 2 69 . 7
12 26 . 6 35 . 7 32 . 8 32 . 9 33 . 1 33 . 0 32 . 9
13 122 . 4 118 . 5 117 . 7 118 . 0 117 . 9 117 . 9 117 . 8
14 134 . 5 137 . 3 136 . 1 135 . 8 135 . 9 136 . 0 136 . 1
15 25 . 6 25 . 9 20 . 9 20 . 4 25 . 7 25 . 8 25 . 7
16 17 . 8 18 . 1 17 . 9 17 . 9 17 . 9 17 . 9 17 . 9
1 ′ － － 169 . 7 169 . 9 175 . 4 171 . 8 169 . 0
2 ′ － － 25 . 7 115 . 3 41 . 0 43 . 4 44 . 3
3 ′ － － － 158 . 9 26 . 7 25 . 8 79 . 3
4 ′ － － － 27 . 5 11 . 5 22 . 3 170 . 4
5 ′ － － － 25 . 7 16 . 4 22 . 4 22 . 3
6 ′ － － － － － － 26 . 6
7 ′ － － － － － － 26 . 7
表 2 酶加样量与活性的关系
管号 cAMP /μL 钙镁 PBS /μL 酶样 /μL PDE4 活性 /%
对照 50 50 0 0
1 50 40 10 25
2 50 30 20 42
3 50 20 30 57
4 50 10 40 72
5 50 0 50 80
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以 PDE4 的加样量为横坐标，PDE4 活性为纵坐
标，绘制标准曲线，回归方程为 Y = 1. 4X + 13. 2，
r = 0. 99。结果表明，PDE4 样品量在 10 ～ 50 μL 之
间与活性呈良好的线性关系，因此可选择中间范围
30 μL 作为每次试验中酶的加样量。
4. 2 样品对 PDE4 活性抑制率
［3，13］ 酶反应在 Ca /
Mg PBS 中进行。cAMP 用缓冲液配成 100 μmol·
L － 1，反应时取 cAMP 65 μL，酶样量 30 μL，药物设 6
个不同浓度，用量为 1 μL，对照管和样品管均加入
提取的 PDE4 酶样，空白对照管加入灭活的酶样，用
缓冲液定容至 100 μL。用 PDE4 特异性抑制剂
Rolipram 做阳性对照，DMSO 溶解。各样品的加样
顺序及处理方法与测定 PDE4 酶活性方法相同。根
据不同浓度下各化合物的抑制率，计算其 IC50值。
去氧阿卡宁、阿卡宁、乙酰阿卡宁、β，β′-二甲基丙烯
酰阿卡宁抑制 PDE4 活性的 IC50 值分别为 1. 04，
3. 62，22. 58，38. 40 μmol· L － 1。各化合物对 PDE4
酶都有抑制活性，但其 IC50差别较大。去氧阿卡宁
IC50最小，为 1. 04，β，β′-二甲基丙烯酰阿卡宁最大，
为 38. 40。因此去氧阿卡对 PDE4 酶的抑制活性最
强，其次是阿卡宁，乙酰阿卡宁，而 β，β′-二甲基丙烯
酰阿卡宁对 PDE4 酶的抑制活性最弱。
5 结果与讨论
从新疆紫草中分离鉴定出 7 个化合物，其中异
丁酰阿卡宁、α-甲基丁酰阿卡宁和阿卡宁系首次从
该植物中分离得到。对其中的 4 个化合物做了活性
测定，结果表明，各化合物对 PDE4 都有抑制活性，
且抑制强度不尽相同。其中去氧阿卡宁的抑制活性
最强，几乎和阳性药 Rolipram 相当。
研究表明 PDE4 抑制剂对一些慢性炎病如炎性
肠病(IBD)，急性肺损伤、败血症、关节炎、皮肤疾
病、全身性红斑狼疮等有很好的治疗作用，它能阻止
前炎症介质的释放，提高抗炎介质的释放，从而起到
抗炎作用。本文体外实验证明新疆紫草羟基萘醌类
化合物对 PDE4 酶有一定的抑制活性。因此新疆紫
草羟基萘醌类化合物有可能作为一种新的治疗药物
用于治疗慢性炎病。
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［责任编辑 邹晓翠］
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