CN104558092B

CN104558092B - 一种甾体皂苷化合物及其制备方法和用途

Info

Publication number: CN104558092B
Application number: CN201410836713.1A
Authority: CN
Inventors: 吕芳; 刘秀洁; 邓玉林; 戴荣继; 贾少华; 孟薇薇; 陈艳
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2034-12-29
Also published as: CN104558092A

Abstract

本发明提供一种甾体皂苷化合物，该甾体皂苷化合物具有式(I)所示的结构。本发明所述的甾体皂苷化合物对人类肿瘤细胞包括H460人类肺癌细胞，AGS人类胃癌细胞，MNA‑MB‑468人类乳腺癌细胞，Hela人类子宫颈癌细胞等均具有不同程度的抑制作用，可应用于防治肿瘤疾病。临床可单独使用或制成其他临床可用的不同剂型的药物，剂型包括散剂、注射剂、胶囊剂、丸剂、微胶囊、片剂、膜剂、软胶囊剂、膏剂、栓剂、气雾剂、酊剂、口服液、颗粒剂。

Description

一种甾体皂苷化合物及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及天然产物化学领域，具体地说，涉及一种新的C₂₁甾体化合物的分离制备方法，以及单体化合物或者含有它们的药物组合物作为抗肿瘤药物的用途。

背景技术

傣百解为萝摩科南山藤属植物苦绳Dregea sinensis Hemsl.的干燥根。全年可采，除去杂质，切片，晒干，生于海拔500-3000m的山地疏林中或灌木丛中。在我国西双版纳、德宏、西盟、孟连、新平、元江等地，以及老挝、缅甸等国家的傣族居住区使用极其广泛。傣百解以根入药，性凉、味苦，入火、土、风塔，具有清火解毒、消肿止痛之功效，药用于治疗风湿痹痛，咳嗽痰喘，跌打骨折，痈疮疖肿、乳汁不通等症。随着傣药研究的深入，已经有很多的科研工作者研究傣百解的化合物成分和药物机理研究。

目前已有多位科研工作者对其含有的化学成分进行了研究，对于傣百解提取分离的研究已经比较成熟，已经分离提取出多种的化合物，如，甾体皂苷类，苯丙素类，糖类等活性成分。从傣百解中分离的得到的甾体皂苷类化合物主要是C₂₁甾体类，C₂₁甾体衍生物是植物中一类重要的生物活性物质。

发明内容

本发明首次从傣百解(苦绳根茎)中分离、纯化、鉴定出一种具有抗肿瘤的生物活性和药理作用的新型C₂₁甾体化合物。

本发明的第一个目的是提供一种甾体皂苷化合物。

本发明的第二个目的是提供上述甾体皂苷化合物的制备方法。

本发明的第三个目的是提供上述甾体皂苷化合物的用途，所述用途为在制备用于治疗肿瘤细胞疾病的药物中的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种甾体皂苷化合物，具有式(I)所示的结构：

其中R₁为R₂为

其中，所述化合物(I)提取自傣百解。

所述提取方法包括如下步骤：

(1)傣百解用70％-100％乙醇加热回流提取，再依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水萃取，收集乙酸乙酯萃取部分；乙醇优选为95％乙醇(体积比)；

(2)乙酸乙酯萃取部分溶于氯仿中，过160-200目的硅胶柱色谱，采用氯仿-甲醇系统以体积比100:1、50:1、15:1、7:1、4:1、纯甲醇系统梯度洗脱，收集7:1的洗脱部分；

(3)7:1的洗脱部分溶于氯仿中，过200-300目的硅胶柱色谱，采用氯仿-甲醇系统以体积比60:1等度洗脱；待有样品洗脱下来，每个馏分收集20ml，并依次将其命名为1#，2#，3#，4#......并将含有相似组分的馏分旋转蒸发，得到待分离的洗脱馏分2-6#合并液；

(4)将待分离的洗脱馏分2-6#合并液溶于氯仿中，过200-300目的硅胶柱色谱，采用石油醚-乙酸乙酯系统以体积比2:1等度洗脱；待有样品洗脱下来，每个馏分收集20ml，并依次将其命名为1#，2#，3#，4#……并将含有相似组分的馏分旋转蒸发，得到待分离的洗脱馏分8-15#合并液；

(5)将待分离的洗脱馏分8-15#合并液溶于甲醇中，过ODS反相色谱柱，采用78％甲醇系统等度洗脱；待有样品洗脱下来，每个馏分收集10ml，并依次将其命名为1#，2#，3#，4#……并将含有相似组分的馏分旋转蒸发，得到待分离的洗脱馏分11-32#合并液；

(6)将待分离的洗脱馏分11-32#合并液溶于甲醇中，采用反相C18柱经行73％甲醇的等度洗脱，紫外检测器的检测波长为230-280nm，收集141-146min出现的化合物吸收峰；

此馏分即为本发明所述甾体皂苷化合物。

其中所述步骤(1)具体可以为：取傣百解15kg，粉碎成粗粉,用9倍量95％乙醇加热回流提取3次，每次1h，过滤，合并滤液，减压浓缩除去乙醇，搅拌加水稀释至40L，静置过夜，过滤；所得沉淀干燥、粉碎后，依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水萃取；收集萃取液，旋转蒸发，得到乙酸乙酯萃取部分。

所述步骤(2)-(6)中萃取部分或洗脱馏分溶于溶剂的浓度为30-80mg/ml；优选为50mg/ml。

所述步骤(2)中梯度洗脱的方法如下：1-2个柱体积采用氯仿-甲醇100:1洗脱；3-4个柱体积采用氯仿-甲醇50:1洗脱；5-6个柱体积采用氯仿-甲醇15:1洗脱；7-8个柱体积采用氯仿-甲醇7:1洗脱；8-9个柱体积采用氯仿-甲醇4:1洗脱；最后纯甲醇冲洗残余样品。

上述提取方法得到的化合物，经核磁解析图谱验证其结构如式(I)所示。

本发明提取得到的化合物，经抗肿瘤活性实验、体外、体内抑瘤实验检测后，证明其对人类肿瘤细胞包括H460人类肺癌细胞，AGS人类胃癌细胞，MNA-MB-468人类乳腺癌细胞，Hela人类子宫颈癌细胞等均具有不同程度的抑制作用，故而可作为防治肿瘤疾病的药物应用。

药物中可以直接含有所述甾体皂苷化合物、或其溶剂化物、立体异构体、互变异构体及前药。可单独使用或制成其他临床可用的不同剂型的药物，剂型包括散剂、注射剂、胶囊剂、丸剂、微胶囊、片剂、膜剂、软胶囊剂、膏剂、栓剂、气雾剂、酊剂、口服液、颗粒剂。可按照药物制剂学添加医学上可接受的药用辅料，包括填充剂、粘合剂、润湿剂、崩解剂、pH调节剂或润滑剂等。

附图说明

图1为本发明所述化合物(I)的1H-NMR图谱；

图2为本发明所述化合物(I)的13C-NMR图谱；

图3为本发明所述化合物(I)的HMBC图谱；

图4为本发明所述化合物(I)的HSQC图谱；

图5为本发明所述化合物(I)的COSY图谱；

图6为本发明所述化合物(I)的NOESY图谱；

图7为本发明所述化合物(I)的ESI-MS谱图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

除非特别说明，本发明中所有百分比均为体积百分比。

实施例1化合物(I)的制备方法及结构鉴定

(1)取傣百解15kg，粉碎成粗粉，用9倍量95％乙醇加热回流提取3次，每次1h，过滤，合并滤液，减压浓缩除去乙醇，搅拌加水稀释至40L，静置过夜，过滤。所得沉淀干燥、粉碎后，依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水萃取。收集萃取液，旋转蒸发，得到乙酸乙酯萃取部分。

(2)将乙酸乙酯萃取部分溶于氯仿中使其浓度达到20-50mg/ml，过160-200目的硅胶柱色谱，采用氯仿-甲醇系统以100：1(v/v)、50:1(v/v)、15:1(v/v)、7:1(v/v)、4:1(v/v)、纯甲醇系统梯度洗脱。收集洗脱液，旋转蒸发，得到7:1的洗脱部分。

(3)将7:1的洗脱部分溶于氯仿中使其浓度达到50mg/ml，过200-300目的硅胶柱色谱，采用氯仿-甲醇系统以60:1(v/v)等度洗脱。每个馏分收集20ml，旋转蒸发，得到待分离的洗脱馏分2-6#。

(4)将待分离的洗脱馏分2-6#溶于氯仿中使其浓度达到50mg/ml，过200-300目的硅胶柱色谱，采用石油醚-乙酸乙酯系统以2:1(v/v)等度洗脱。每个馏分收集20ml，旋转蒸发，得到待分离的洗脱馏分8-15#。

(5)将待分离的洗脱馏分8-15#溶于甲醇中使其浓度达到50mg/ml，过ODS反相色谱柱，采用78％甲醇系统。每个馏分收集10ml，旋转蒸发，得到待分离的洗脱馏分11-32#。

(6)将待分离的洗脱馏分11-32#溶于甲醇中使其浓度达到50mg/ml，采用反相C18柱经行73％甲醇的等度洗脱，紫外检测器的检测波长为230-280nm，收集141-146min出现的化合物吸收峰。馏分即为本发明的化合物(I)。

其中步骤(2)的梯度洗脱的方法如下：1-2个柱体积采用氯仿-甲醇100:1洗脱；3-4个柱体积采用氯仿-甲醇50:1洗脱；5-6个柱体积采用氯仿-甲醇15:1洗脱；7-8个柱体积采用氯仿-甲醇7:1洗脱；8-9个柱体积采用氯仿-甲醇4:1洗脱；最后纯甲醇冲洗残余样品。

附图1-7为本发明制得的化合物(I)的各种核磁解析图谱。由图中可得出：

白色无定形粉末，[α]²⁵ _D+21.37°(c 0.190,CH₃OH)；正离子ESI-MS给出[M+Na]+峰877.407051(C₄₇H₆₆O₁₄Na:，计算值为877.4350)，确定其分子式为C₄₇H₆₆O₁₄。显微红外光谱显示有羟基(3464cm^-1)，羰基(1708cm^-1)，双键(1604cm^-1)和苯环(1587cm^-1)的特征吸收峰；UV(CH3OH)：λ_max234nm。

化合物(I)的¹H NMR谱给出C21甾体母核的3个甲基质子信号δ1.26(3H,s,CH₃-19)，1.53(3H,s,CH₃-18)，2.00(3H,s,CH₃-21)，3个甾体母核连氧碳上的质子信号δ3.85(1H,m,H-3)，5.51(1H,d,J＝10.0Hz,H-12)，5.84(1H,t,J＝10.0Hz,H-11)，在HMBC谱中羰基碳δC207.8与δ_H3.07(1H,m,H-17)，2.00(3H,s,CH3-21)有远程相关，推断结构中有1个乙酰基，且连接在C-17位；在¹H NMR谱δ8.15(2H,d,J＝7.5Hz,Bz-3/7)，7.44(1H,t,J＝7.5Hz,Bz-5)，7.36(2H,t,J＝7.5Hz,Bz-4/6)和¹³C NMR谱δ166.5(Bz-1)，130.0(Bz-2)，130.0(Bz-3/7)，128.8(Bz-4/6)，133.4(Bz-5)处给出苯环和羰基的特征信号，确定结构中存在1个苯甲酰基，由苯甲酰基羰基碳(δ166.5)与δ_H5.51(1H,t,J＝10.0Hz,H-12)在HMBC谱中的相关信号确定苯甲酰基连接在甾体母核C-12位。在1H谱δ1.35(3H,d,J＝6.5Hz,Tig-4)，1.49(3H,s,Tig-5)，δ6.75(1H,q,J＝7.0Hz,Tig-3)和13C谱δ167.2(Tig-1)，128.8(Tig-2)，138.5(Tig-3)，14.1(Tig-4)，11.7(Tig-5)处给出1个惕各酰基特征信号，由惕各酰基羰基碳(δ167.2)与δ_H5.84(1H,d,J＝10.5Hz,H-11)在HMBC谱中的远程相关信号，确定惕各酰基连接在甾体母核C-11位。在HSQC谱中δ_C66.3(C-8)以及δ_C71.7(C-14)所对应的谱图中无氢吸收信号，同时¹H NMR谱中也未曾出现8-OH和14-OH的羟基氢的吸收信号。联系质谱中推断出O的个数，确定8与14位的两个羟基缩合成环醚键。化合物(I)的NOESY谱中，H-17/CH₃-18/H-11之间存在NOE效应，提示化合物(I)的H-17为β-构型。

化合物(I)的¹H NMR谱给出2个糖的端基质子信号δ4.78(1H,d,J＝9.5Hz)，5.29(1H,d,J＝8.0Hz)，2个去氧糖的甲基质子信号δ1.64(3H,d,J＝4.5Hz)和1.52(3H,d,J＝5.5Hz)，2个甲氧基质子信号δ3.51(3H,s)和3.81(3H,s)，与之相对应¹³C NMR谱给出2个糖的端基碳信号(δ97.5，102.0)，2个去氧糖的甲基碳信号(δ19.1，18.6)和2个甲氧基碳信号(δ57.1，62.1)，推断化合物(I)含有2个糖单元，均为去氧糖。由糖端基质子的耦合裂分情况，推断糖端基为β构型；综合以上数据，通过HMQC,HMBC和¹H-¹H COSY解析确定2个糖为β-D-加拿大麻糖和6-去氧-3-O-甲基-β-阿洛糖。在HMBC谱中，6-去氧-3-O-甲基-β-阿洛糖的端基质子(δ5.29)和β-D-加拿大麻糖的C-4(δ83.1)有相关信号，β-D-加拿大麻糖的端基质子(δ4.78)和苷元的C-3(δ76.0)有相关信号，从而确定了糖链的连接位置和顺序。确定2个糖的绝对构型为D型。最终确定了化合物(I)的结构。

实施例2分子水平的抗肿瘤活性实验

HER2活性Elisa试剂盒，PI3K活性Elisa试剂盒，mTOR活性Elisa试剂盒，AKT活性Elisa试剂盒以及HER2，PI3K,mTOR，AKT蛋白标准液均由北京冬歌生物科技有限公司提供。

化合物(I)分别配置五个浓度梯度，每个浓度梯度相差10倍。分别将不同浓度的化合物(I)与不同的蛋白标准液分别混合，采用Elisa试剂盒检测各个样品中蛋白的活性。

试剂盒的使用流程如下：

(1)准备：从冰箱取出试剂盒，室温复温平衡30min；

(2)配液：用蒸馏水将20倍浓缩洗涤液稀释成原倍的洗涤液；

(3)加入待测样本：取足够数量的酶标包被板，固定于框架上，分别设置待测样本孔和空白对照孔，记录各孔位置，先加入待测样本10μL，再加样本稀释液40μL(即样本稀释5倍)；空白对照孔不加；

(4)温育：恒温箱温育30min；

(5)洗板：弃去液体，吸水纸上拍干，每孔加满洗涤液，静置1min，甩去洗涤液，吸水纸上拍干，如此重复洗板4次；

(6)加酶标工作液：每孔加入酶标工作液50μL，空白对照孔不加；

(7)温育：37℃恒温箱温育30min；

(8)洗板：弃去液体，吸水纸上拍干，每孔加满洗涤液，静置1min，甩去洗涤液，吸水纸上拍干，如此重复洗板4次；

(9)显色：每孔先加入显色剂A液50μL，再加入显色剂B液50μL，平板混匀器混匀30s，37℃避光显色15min；

(10)终止：取出酶标板，每孔加终止液50μL，终止反应；

(11)测定：以空白孔调零，在终止后15min内，用450nm波长测量各孔的吸光值。

实验数据如下表1所示。

表1本发明化合物的抗肿瘤活性实验数据

表1中数据表明，本发明的化合物对于与肿瘤相关的蛋白：人类表皮生长因子受体2(HER2)，磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)，哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)，蛋白激酶B(AKT)均有较低的IC50值；即有良好的结合并抑制其生物活性的作用。

实施例3MTT法体外抑瘤实验

H460人类肺癌细胞，AGS人类胃癌细胞，MNA-MB-468人类乳腺癌细胞，Hela人类子宫颈癌细胞，来源于美国ATCC公司。

受试药物：化合物(I)配制梯度为625μg/ml、125μg/ml、25μg/ml、5μg/ml和1μg/ml。

阳性对照：顺铂配制梯度为625μg/ml、125μg/ml、25μg/ml、5μg/ml和1μg/ml。

以H460人类肺癌细胞为例，采用MTT法测定化合物(I)对癌细胞株的抑制作用。

(1)H460人类肺癌细胞细胞计数，将细胞制成5×10⁴个/mL的细胞悬液。

(2)取细胞悬液，接种于96孔细胞培养板中，每孔200μL。37℃、5％CO₂饱和湿度的培养箱中培养24h。

(3)其后，于96孔板中加入受试药物，20μL/孔，每组均设3个复孔。同时设立溶剂对照组和顺铂阳性对照组。37℃、5％CO₂饱和湿度的培养箱中培养68h。

(4)其后每培养孔加入10μL MTT溶液(5mg/mL，溶于PBS中，0.22μm的膜过滤)，培养箱中再次静置培养4h。

(5)吸出上清液，每孔加入150μL二甲基亚砜(DMSO)，微量震荡器振荡5min。

(6)最后用酶标仪于490nm波长处，测定各孔吸光值。统计数据并进行数据分析。

其他癌细胞也采用上述的方法经行测试。实验结果分析如下表2。

表2本发明化合物与顺铂的体外抑瘤实验数据

表2中数据表明，本发明的化合物具有广谱的细胞毒性作用，在H460人类肺癌细胞，AGS人类胃癌细胞，MNA-MB-468人类乳腺癌细胞，Hela人类子宫颈癌细胞中均显示较低的IC50值，即较强的细胞毒性作用。并且具有与临床用药顺铂相同或者更高的癌细胞毒性，在体外实验中显示较强的抗癌作用，可以作为新的抗癌药物开发利用。

实施例4小鼠体内抑瘤实验

选用雄性C57小鼠(18～20g)，将实验小鼠150只随机分成4组，分别为空白组(10只)、模型组(20只)、化合物(I)组(20只)，环磷酰胺组(20只)。

(1)空白组，适应性饲养一周，接种0.2ml生理盐水，适应性饲养结束之后以腹腔注射的方式每天给予生理盐水0.2ml，注射14天；

(2)模型组，适应性饲养一周，接种0.2ml浓度为8×10⁶/ml的LLC细胞(小鼠Lewis肺癌细胞)悬液，适应性饲养结束之后以腹腔注射的方式每天给予生理盐水0.2ml，注射14天；

(3)化合物(I)组，适应性饲养一周，接种0.2ml浓度为8×10⁶/ml的LLC细胞悬液，适应性饲养结束之后以每天腹腔注射的方式给予“化合物(I)”的溶液，给药量为10mg/kg，给药14天。

(4)环磷酰胺组，适应性饲养一周，预防给药一周，接种0.2ml浓度为8×10⁶/ml的LLC细胞悬液，适应性饲养结束之后以腹腔注射的方式每天给予环磷酰胺，给药量为20mg/kg，给药14天。

适应性饲养后每天称量小鼠体重，当瘤体成型之后每天测量瘤体大小到注射后两周结束。接种LLC细胞两周后脱颈处死小鼠，剥取瘤体，测量瘤径，称量瘤重。

实验结果显示，化合物(I)对小鼠肺癌肿瘤具有一定的抑制作用。

化合物(I)对小鼠肺癌肿瘤的抑制结果见下表3。

表3本发明化合物的小鼠体内抑瘤实验数据

分组	肿瘤体积(mm³)	瘤重(g)	转移小鼠数量	抑瘤率
					模型组	1652.2±321.1	2.43±0.56	20
化合物(I)组	1046.4±290.2	1.78±0.69	20	26.7％
					环磷酰胺组	877.6±241.3	1.37±0.59	20	43.6％

实施例5：临床剂型实施例

片剂及其制备方法：称取化合物(I)100g，乳糖44g，羧甲基淀粉钠4.5g和硬脂酸镁1.5g备用；配制10％的淀粉浆备用。将化合物(I)，乳糖和羧甲基淀粉钠(75％的称量量)混合，过120目筛3次，混匀。加入粘合剂适量制成软材，软材过18目筛，湿颗粒置烘箱中，60-70℃干燥1h，用18目筛整粒，加入硬脂酸镁及羧甲基淀粉钠(25％的称量量)混匀，根据颗粒收重，计算应压片重并且压制白片。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims

1.一种甾体皂苷化合物，其特征在于：所述甾体皂苷化合物具有式(I)所示的结构：

其中R₁为R₂为

2.制备权利要求1所述化合物的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)傣百解用70％-100％乙醇加热回流提取，再依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水萃取，收集乙酸乙酯萃取部分；

(3)7:1的洗脱部分溶于氯仿中，过200-300目的硅胶柱色谱，采用氯仿-甲醇系统以体积比60:1等度洗脱；待有样品洗脱下来，每个馏分收集20ml，并依次将其命名为1#，2#，3#，4#……并将含有相似组分的馏分旋转蒸发，得到待分离的洗脱馏分2-6#合并液；

(6)将待分离的洗脱馏分11-32#合并液溶于甲醇中，采用反相C18柱经行73％甲醇的等度洗脱，紫外检测器的检测波长为230-280nm，收集141-146min出现的化合物吸收峰；此馏分即为权利要求1所述的化合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)为：取傣百解15kg，粉碎成粗粉，用9倍量95％乙醇加热回流提取3次，每次1h，过滤，合并滤液，减压浓缩除去乙醇，搅拌加水稀释至40L，静置过夜，过滤；所得沉淀干燥、粉碎后，依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水萃取；收集萃取液，旋转蒸发，得到乙酸乙酯萃取部分。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)-(6)中萃取部分或洗脱馏分溶于溶剂的浓度为30-80mg/ml。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中梯度洗脱的方法如下：1-2个柱体积采用氯仿-甲醇100:1洗脱；3-4个柱体积采用氯仿-甲醇50:1洗脱；5-6个柱体积采用氯仿-甲醇15:1洗脱；7-8个柱体积采用氯仿-甲醇7:1洗脱；8-9个柱体积采用氯仿-甲醇4:1洗脱；最后纯甲醇冲洗残余样品。

6.一种具有抗人类肿瘤细胞活性的药物，其特征在于：含有权利要求1所述的甾体皂苷化合物。

7.根据权利要求6所述的药物，其特征在于：所述药物为临床可用的不同剂型的药物，剂型为散剂、注射剂、胶囊剂、丸剂、微胶囊、片剂、膜剂、膏剂、栓剂、气雾剂、酊剂、口服液或颗粒剂中的一种。

8.权利要求1所述的甾体皂苷化合物在制备用于治疗肿瘤细胞疾病的药物中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述肿瘤细胞为H460人类肺癌细胞，AGS人类胃癌细胞或Hela人类子宫颈癌细胞。