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重点实验室揭示民族药用植物衡山金丝桃重要活性成分

编辑:李华   时间:2022-11-21   点击数:


衡山金丝桃 Hypericum hengshanense W. T. Wang是广义藤黄科金丝桃属多年生草本植物 (1)生长于海拔800 m左右的土坡、路旁或树林边缘该植物是我国特有种,分布于湖南衡阳和新宁、江西永新和广昌、广西贺州、广东怀集和连山等区域。据《湘蓝考》,在苗、汉民间医药中,其全草用于治疗风湿骨痛、身腹水肿。重点实验室龙春林教授团队前期民族植物学调查发现,衡山金丝桃在湖南部分地区民间,用作中药“王不留行”,有活血通经、下乳消肿的功效,主要用于治疗乳痈、乳汁不下等病症。然而,关于衡山金丝桃的现代化学和药理学研究十分有限。

1. 衡山金丝桃Hypericum hengshanense W. T. Wang生境和植株(摄于衡阳)

团队前期采用基于UPLC-QTof-MSE技术的非靶向代谢组学7种国产金丝桃属植物的化学成分全面表征分析时发现,衡山金丝桃具有丰富的单萜杂合间苯三酚类monoterpenoid acylphloroglucinols (MAPs) (Industrial Crops & Products 173 (2021), 114156)。然而,由于MAPs具有大量的同分异构体,用质谱鉴定的方法很难将其区分,结构鉴定具有很大的难度。通过提取MAPs的基础离子碎片m/z 207 [M–H] m/z 221 [M–H],对MAPs的极性分布进行分析,发现其主要分布在中等极性部位 (tR = 2.9‒6.3 min),如图2所示大极性部位 (tR = 0‒3.3 min) 的化学成分主要是奎宁酸、绿原酸、金丝桃苷、槲皮苷、芦丁、槲皮素、山奈酚等黄酮或黄酮苷类;小极性部位 (tR = 6.0–9.0 min) 则主要为脂质类成分。MAP类是衡山金丝桃中的一类主要成分,其含量丰富、结构多样,且目前尚无深入的科学研究报道。鉴于MAP类化合物显著的抗肿瘤等生物活性,对衡山金丝桃中的MAP类成分进行挖掘十分有必要

2甲醇提取物的BPI离子流色谱图及MAP类化合物分布情况(负离子模式)


团队采用结构导向分离 (3) 结合多种色谱学和波谱学方法对衡山金丝桃中MAP 类化学成分进行研究分离鉴定了25MAPs (4),其中新化合物16个;并且通过量子计算化学的方法对其ECD图谱进行模拟,确定了这些MAPs的绝对构型 (5)

3 衡山金丝桃中MAP类成分的薄层色谱显色、紫外吸收、质谱碎片离子特征


4. 衡山金丝桃中的MAPs (119)


5 衡山金丝桃中MAPs的计算ECD图谱

对这些化合物进行体外抗肿瘤细胞增殖活性筛选,发现其中16个化合物对A-549HL-60SMMC-7721SW-480MCF-75种癌细胞具有广谱抑制作用,IC50 = 7.54–45.70 μM (6)


6 衡山金丝桃中MAPs5种肿瘤细胞增殖的抑制作用 (n = 3, *** p < 0.001, ** p < 0.01; 顺铂DDP为阳性对照)

该研究基本阐明了衡山金丝桃中的主要化学成分,并且深入地对代谢组学难以鉴定的MAPs同分异构体进行了研究,获得了类型多样的异戊烯基间苯三酚:包括单环 (1519), 二环 (28), 三环 (914), 和多环 (1) 类型。

此外,对其抗肿瘤活性进行构效分析,发现此类的结构和药效变化主要在异戊烯基部分;推测异戊烯基不成环类化合物的活性位点可能与酰基部分的C-2′位以及末端异戊烯基的结构有关;单环结构中,呋喃环结构活性弱于吡喃环结构;二环结构中C-13位羟基可能会减弱其对肿瘤细胞增殖的抑制活性 (7)。这项研究结果在一定程度上解了我国民间用其“消肿”的传统知识。

7 图文摘要

该研究成果以“Monoterpenoid acylphloroglucinols from Hypericum hengshanense W. T. Wang with antiproliferative activities”为题,在天然产物经典期刊Phytochemistry (JCR Q1) 上发表(文章链接:https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2022.民族地区生态环境国家民委重点实验室为第一署名单位张瑞飞博士为文章第一作者,龙春林教授为通讯作者,程卓方琼和纽约城市大学Edward Kennelly教授为共同作者。该研究得到了国家自然科学基金(31870316 & 31761143001)和中央民族大学交叉学科研究专项(2022GJAQ04 & 2020MDJC03)的支持。


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