鲜竹沥化学成分及抗炎活性研究
2020-02-19谭洋刘良玉游媛姚金龙林凯鹏付辉政罗跃华
谭洋,刘良玉,游媛,姚金龙,林凯鹏,付辉政,,罗跃华*
1.中国医药工业研究总院,上海 201203;2.江西省药品检验检测研究院,国家药监局中成药质量评价重点实验室,江西省药品与医疗器械质量工程技术研究中心,南昌 330029;3.江西省药品检查员中心,南昌 330029
鲜竹沥为禾本科植物粉绿竹Phyllostachys viridiglaucescens(Carr.)A.et C.Riv.、净竹P.nudaMcClure、毛竹P.edulis(Carr.)J.Houz.及其同属植物的新鲜杆茎经加热后自然沥出的液体,煮沸加入适量防腐剂即得,其亦可称为竹油、竹醋液和竹汁[1,2]。具有清热化痰的功效,临床上用于治疗肺热咳嗽痰多、气喘胸闷、小儿痰热惊风等病症。《本草衍义》称之为“痰家之圣剂”。其主要含有愈创木酚、氨基酸、无机元素、酚酸、黄酮、糖类等成分[3-5]。目前,鲜竹沥执行的标准为1992年版《卫生部药品标准》第一册,该标准项下的检测项目包括性状、薄层鉴别和3个理化检查项[1],标准较低,加之其加工工艺参数不明确,难以有效控制产品质量,鲜竹沥也是2019年度国家药品标准提高起草品种。然而,目前对于鲜竹沥药效物质研究报道较少,已报道的化学成分主要是通过理化分析确定的大类成分,其药效物质基础及质量标志物尚不明确,为了制定更加科学合理的质量标准以及充分挖掘该资源,作者在项目组前期化学成分研究基础上[6,7],继续利用各种色谱、波谱技术从鲜竹沥乙酸乙酯部位中分离鉴定了4个化合物,分别为1、(7S,8S)-5'-甲氧基-2,3,4,9-四羟基-3':7,4':8-二环氧新木脂素-1'-羧酸甲酯;2、紫菀苷A;3、(+)-ovafolinin B-9′-O-β-D-glucopyranoside;4、苯丙酮 4′-O-茜黄樱草糖甙。其中化合物1是新化合物,化合物2~4是首次从鲜竹沥中分离得到的化合物;体外活性检测表明,化合物1具有抗炎活性,能剂量依赖性地抑制LPS诱导的RAW264.7细胞NO、TNF-α 和IL-6的释放。
1 仪器与试药
1.1 仪器岛津20-AD型高效液相色谱仪(日本岛津公司);岛津20-AR型半制备色谱仪(日本岛津公司);Buchi中压制备色谱仪(瑞士Buchi公司);EYELA SB-1000旋转蒸发仪(日本EYELA公司);UV-260紫外分光光度仪(日本岛津公司);WZZZB旋光仪(上海物理光学仪器厂);XT5B熔点仪(天津天光光学仪器有限公司);Bruker DRX-400超导核磁共振仪(德国Bruker公司);Waters ACQUITY UPLC/Xevo G2 Q TOF高分辨质谱仪(美国沃特世公司);多功能微孔板检测仪(BIOTEK,型号:synergy2);二氧化碳恒温培养箱(Thermo,型号:Series 8000DH)。
1.2 试验材料与试剂水为Milli-Q超纯水,CD3OD和DMSO-d6为美国剑桥公司产品,色谱用试剂为色谱纯,其他试剂均为分析纯。毛竹采自江西铜鼓,经江西省林业科学院余林博士鉴定为禾本科刚竹属植物毛竹P.edulis(Carr.)J.Houz.的新鲜杆茎。标本现存放在江西省药品检验检测研究院中药标本馆。C18填料为日本YMC产品,制备色谱柱为YMC(5 μm,250 mm×20 mm);柱层层析硅胶、薄层硅胶G板(青岛海洋化工厂);RAW264.7细胞(中科院上海细胞库);LPS试剂(美国Sigma公司);胎牛血清(Gibco公司,批号:2129075RP);DMED高糖培养基(Cytiva公司,批号:AF29561079);NO测试盒(碧云天生物研究所,批号:042318180614);TNF-α(批号:8G319X)和IL-6 ELISA(批号:8G319X)试剂盒为武汉Elabscience公司产品。
2 方法与结果
2.1 提取和制备方法取新鲜毛竹杆茎(10 t),经切断、开片、加热干馏、收集等多种工艺得到鲜竹沥原液,鲜竹沥原液经低温减压浓缩至相对密度为1.21,得到鲜竹沥浸膏。取浸膏,依次用乙酸乙酯和正丁醇进行提取,每种溶剂各提取4次,合并每种溶剂提取液。再进一步对得到的溶剂提取液进行低温减压浓缩,得到乙酸乙酯干膏305 g和正丁醇干膏852 g。将乙酸乙酯干膏经硅胶柱色谱分离,氯仿-甲醇(10∶1~6∶4)进行梯度洗脱,薄层色谱检视合并得到9个组分Fr.1~Fr.9。Fr.1(111.9 g)通过硅胶柱分离,以氯仿-甲醇(80∶1~20∶1)梯度洗脱,薄层色谱检视合并得11个组分Fr.1-1~Fr.1-11。Fr.1-9(3.3 g)再经过中压液相制备色谱,以甲醇-水(20∶80~60∶40)梯度洗脱,经高效液相色谱检测合并得到12个组分Fr.1-9-1~Fr.1-9-12。Fr.1-9-2(68.8 mg)经反相半制备液相色谱,甲醇-0.02%三氟乙酸(30∶70)(7 mL/min)为流动相,得化合物1(40.6 mg,tR=85.2 min)。Fr.1-9-4(35.2 mg)经反相半制备液相色谱,以甲醇-水(25∶78)(7 mL/min)为流动相,得到化合物2(7.5 mg,tR=92.3 min)、3(9.7 mg,tR=110.8 min)和4(4.1 mg,tR=123.4 min)。
2.2 体外抗炎活性实验方法将对数期生长的RAW264.7细胞(细胞浓度为5×105个/mL)接种于24孔板中,每孔500 μL,于培养箱中孵育24 h后弃上清液,试验分为正常对照组、模型组和鲜竹沥A给药组。每组6个复孔,对照组和模型组均加入10%胎牛血清DMEM高糖培养基,给药组分别加入药物终浓度为0.1、1、10 μmol/L的完全培养基,培养箱中孵育4 h后,模型组和给药组分别加入终浓度为2 μg/mL的LPS溶液,继续放入培养箱中培养,24 h后,吸取上清,按照试剂盒说明书检测上清中NO的含量,平行试验重复3次。
将对数期生长的RAW264.7细胞(细胞浓度为5×105个/mL)接种于24孔板中,每孔500 μL,于培养箱中孵育24 h后弃上清液,试验分为正常对照组、模型组和鲜竹沥A给药组。每组6个复孔,对照组和模型组均加入无血清培养基,给药组分别加入药物终浓度为0.1、1、10 μmol/L的无血清培养基,培养箱中孵育4 h后,模型组和给药组分别加入终浓度为2 μg/mL的LPS溶液,继续放入培养箱中培养,24 h后,吸取上清,按ELISA试剂盒说明书步骤检测上清中TNF-α 和IL-6含量,平行试验重复3次。
2.3 化学成分鉴定化合物1:白色粉末。mp 166~167 ℃;。紫外光谱(UV)数据表明该化合物在甲醇溶液中于279 nm处有最大吸收。红外光谱(IR)显示有羟基(3 319 cm-1)和苯环(1 448 cm-1)的吸收。HR-ESI-Q-TOF-MS质谱给出准分子离子峰(m/z):401.121 4[M+Na]+(计算值为401.120 7),分子式为C18H18O9。
1H-NMR谱中,显示了一组AB邻位偶合系统苯环质子信号δH:7.24(1H,d,J=8.4 Hz),6.73(1H,d,J=8.4 Hz);一组间位偶合苯环质子信号δH:7.34 (2H,brd);两个甲氧基信号δH:3.89(6H,s);此外,根据TCOSY谱,1H-NMR谱还显示一组脂肪族质子信号δH:5.00(1H,d,J=6.6 Hz),4.27(1H,m),3.76(1H,dd,J=12.0,3.6 Hz)和3.65(1H,overlap)。13C-NMR谱中,给出了18个碳信号,其中1个酯羰基碳信号δC:168.2;12个苯环碳信号δC:158.2,154.3,142.1,132.7,129.4,126.8,116.0,108.3,108.2;3个与氧连接的碳信号δC:89.0,74.3,62.1;2个甲氧基碳信号δC:56.9,52.9。通过以上数据可以推测化合物1为木脂素类化合物,与文献[8]所报道的3-(4-Hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-hydroxymethyl-8-methoxy-2,3-dihydrobenzo[1,4]oxine-6-carbaldehyde结构比较,多一个羟基,醛基由羧基甲酯代替。
在HMBC中(图1),H-2' (δH7.34)和H-6' (δH7.34)与羰基碳(δC168.2)相关,表明羰基碳连接在C-1' 位。OMe-5'(δH3.89)与C-5'(δC154.3)和OMe-7' (δH3.89)与C-7'(δC168.2)相关联,说明2个甲氧基分别位于C-5'和C-7'位。另外,H-7(δH5.00)与C-1(δC129.4),C-2(δC158.2),C-6(δC129.4),C-8(δC89.0)相关,表明C-7与C-1相连。
根据H-7和H-8的耦合常数JH-7,H-8=6.6 Hz,推测H-7和H-8的相对构型为反式[9]。在NOESY谱中,H-7与H-9相关,而H-7与H-8无关联,说明H-7和H-8所处的位置为反式。在CD谱中,217 nm处可见正Cotton效应(Δε217nm=+9.5),273 nm处显示负Cotton效应(Δε273nm=-7.5),由此确定该化合物7,8位的绝对构型为7S,8S[10]。
综上所述,化合物1结构鉴定为(7S,8S)-5'-甲氧基-2,3,4,9-四羟基-3':7,4':8-二环氧新木脂素-1'-羧酸甲酯,结构如图1所示。具体核磁数据见表1。
表1 化合物1的1H-NMR and 13C-NMR波谱数据(600/150 MHz,CD3OD)
(续表)
化合物2:淡黄色粉末(甲醇)。HR-ESI-MS(m/z):453 [M+Na]+,429 [M -H]-,1H-NMR(600 MHz,DMSO-d6)δ:2.51(3H,s,H-8),4.16(1H,d,J=8.0 Hz,木糖-H-1″),4.93(1H,d,J=8.0 Hz,葡萄糖-H-1′),7.17(2H,d,J=8.6 Hz,H-3,5),7.94(2H,d,J=8.6 Hz,H-2,6);13C-NMR(DMSO-d6,150 MHz)δ:130.7(C-1),130.0(C-2,6),116.1(C-3,5),161.1(C-4),199.0(C-7),30.9(C-8),99.8(C-1′),73.0(C-2′),76.4(C-3′),69.3(C-4′),76.1(C-5′),68.2(C-6′),103.9(C-1″),73.0(C-2″),76.1(C-3″),69.5(C-4″),65.6(C-5″)。上述数据与文献[11]报道的数据基本吻合,所以鉴定化合物2为紫菀苷A。
化合物3:淡黄色粉末(甲醇)。HR-ESI-MS(m/z):602 [M+Na]+,578[M -H]-,1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:2.35(1H,d,J=7.6 Hz,H-8′),2.41(1H,m,H-8),2.93(1H,d,J=16.7 Hz,H-7′b),3.13(1H,dd,J=16.8,7.6 Hz,H-7′a),3.31(3H,s,3′-OMe),3.71(3H,s,4-OMe),3.70(1H,dd,J=11.2,6.0Hz,H-9b),3.78(3H,s,5′-OMe),3.87(1H,m,H-9′b),3.89(3H,s,2-OMe),3.98(1H,d,J=8.7 Hz,H-9a),4.33(1H,d,J=8.0 Hz,Glc-H-1″),4.46(2H,dd,J=11.8,4.2 Hz,H-9′a),4.79(1H,s,H-7),6.33(1H,s,H-5),6.54(1H,s,H-6′);13C-NMR(CD3OD,150 MHz)δ:125.7(C-1),146.9(C-2),136.8(C-3),147.8(C-4),102.4(C-5),154.1(C-6),31.5(C-7),42.4(C-8),73.6(C-9),127.5(C-1′),124.2 (C-2′),147.5(C-3′),138.4(C-4′),148.6(C-5′),107.5(C-6′),30.3(C-7′),35.7(C-8′),81.5(C-9′),104.8(C-1″),75.5(C-2″),78.2(C-3″),71.4(C-4″),77.8(C-5″),62.5(C-6″),62.1(3-OCH3),56.6(4-OCH3),60.1(3′-OCH3),56.5(3′-OCH3)。上述数据与文献[12]报道的数据基本吻合,所以鉴定化合物3为(+)-ovafolinin B-9′-O-β-D-glucopyranoside。
化合物4:棕色粉末(甲醇)。HR-ESI-MSm/z:467 [M+Na]+,443 [M-H]-,1H-NMR(600 MHz,CD3OD)δ:1.19(3H,t,J=7.8 Hz,H-9),3.04(2H,m,H-8),3.76(1H,m,H-6'b),4.11(1H,dd,J=12.0,2.0 Hz,H-6'a),4.33(1H,d,J=8.0 Hz,木糖-H-1''),4.98(1H,d,J=8.0 Hz,葡萄糖-H-1'),7.21(2H,d,J=8.6 Hz,H-3,5),7.99(2H,d,J=8.6 Hz,H-2,6);13C-NMR(CD3OD,150 MHz)δ:132.4(C-1),131.4(C-2),117.3(C-3),162.7(C-4),117.3(C-5),131.4(C-6),202.1(C-7),32.4(C-8),8.7(C-9),101.5(C-1′),74.8(C-2′),77.7(C-3′),71.4(C-4′),77.8(C-5′),69.8(C-6′),105.4(C-1″),75.1(C-2″),77.9(C-3″),71.3(C-4″),66.8(C-5″)。上述数据与文献[13]报道的数据基本吻合,所以鉴定化合物4为苯丙酮 4′-O-茜黄樱草糖甙。
2.4 抗炎活性药理活性测试发现,与正常对照组比较,LPS显著增加RAW264.7细胞NO、TNF-α和IL-6的释放,均具有显著性差异(P<0.001)(见表2)。化合物1能剂量依赖性地抑制LPS诱导的RAW264.7细胞NO、TNF-α 和IL-6的释放;其他化合物均无显著的抗炎活性。
表2 化合物1对LPS刺激RAW264.7细胞炎症因子分泌的影响(,n=6)
表2 化合物1对LPS刺激RAW264.7细胞炎症因子分泌的影响(,n=6)
注:与正常对照组比较,***P<0.001;与模型组比较,#P<0.05、##P<0.01,###P<0.001。
3 讨论
鲜竹沥是具有传统工艺炮制(火炙法)特色的一味止咳祛痰中药,疗效确切。本课题组对鲜竹沥化学成分进行系统性研究,首次从鲜竹沥中获得2个木质素类化合物和2个酚糖苷类化合物,其中化合物1为首次发现的新化合物,且具有良好的抗炎活性,能剂量依赖性地抑制LPS诱导的RAW264.7细胞NO、TNF-α 和IL-6的释放,为阐明鲜竹沥镇咳祛痰药效奠定了物质基础,同时为鲜竹沥进一步开发利用提供了科学依据。