CN105503782A

CN105503782A - 一种原鲁烷型倍半萜类化合物及其制备方法和医药用途

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Publication number: CN105503782A
Application number: CN201610004903.6A
Authority: CN
Inventors: 范素琴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-01-04
Filing date: 2016-01-04
Publication date: 2016-04-20

Abstract

本发明公开了一种原鲁烷型倍半萜类化合物及其制备方法和医药用途。该化合物为首次报道，是一种结构新颖的原鲁烷型倍半萜类化合物，可以从香鳞毛蕨的干燥全草中提取、分离纯化得到。体外试验证明该化合物对前列腺癌细胞株PC3和DU145有抑制作用，且抑制作用具有浓度——时间依赖性关系，可以用来开发成治疗前列腺癌的药物。

Description

一种原鲁烷型倍半萜类化合物及其制备方法和医药用途

技术领域

本发明属于药物技术领域，具体涉及从香鳞毛蕨的干燥全草中分离得到的一种具有治疗前列腺癌作用的原鲁烷型倍半萜类化合物及其制备方法。

背景技术

香鳞毛蕨Dryopterisfragrans(L.)Schott.是一种野生多年生蕨类植物，系鳞毛蕨科鳞毛蕨属。其生境极其特殊，生于海拔700-2400米的林下或高寒地区的滑石坡、森林中的碎石坡上和火山周围的岩浆缝隙中。主要分布于黑龙江省五大连池地质公园内、塔河县白卡兽山、呼中的大白山的高山地带及小兴安岭北部地区。其中尤以生长于五大连池的香鳞毛蕨活性最强。民间流传香鳞毛蕨对银屑病、头皮炎、干癣、痤疮等多种皮肤病有良好的治疗效果。

香鳞毛蕨的化学成分主要有间苯三酚类、黄酮类以及萜类等，具有多种药理作用，是一种药用价值很高的植物。间苯三酚类不仅是鱗毛蕨属植物的主要特征性化学成分，也是产生药理活性的主要成分。该类化合物主要由各种脂肪链取代的绵马酸片断和绵马酚片断通过亚甲基连接而成。芳香环上的C-或O-被不同的取代基取代形成了不同的化合物。黄酮类化合物发现的数量不多，代表性的有4种，分别为crassirhizomosideA、B、C和sutchuenosideA。萜类化合物，包括倍半萜和三萜类。

在黑龙江省北部的居民用香鳞毛蕨的水提取液涂擦患处治疗牛皮癣、皮疹、皮炎、痤疮等，有的居民还用其水提取液洗头达到去头屑、止痒的目的。民间验方利用香鳞毛蕨已有几十年的历史，通过多年的人体试验，证实香鳞毛蕨对老年性皮肤瘙痒、各种皮肤病的治疗效果显著。现代药理研究表明香鳞毛蕨具有抗皮肤癣菌作用、治疗银屑病的作用、治疗痤疮作用、止痒及抗过敏作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种从香鳞毛蕨的干燥全草中分离得到的一种具有治疗前列腺癌作用的原鲁烷型倍半萜类化合物及其制备方法。

本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：

具有下述结构式的化合物(Ⅰ)，

所述的化合物(Ⅰ)的制备方法，包含以下操作步骤：(a)将香鳞毛蕨的干燥全草粉碎，用75～85％乙醇热回流提取，合并提取液，浓缩至无醇味，依次用石油醚、乙酸乙酯和水饱和的正丁醇萃取，分别得到石油醚萃取物、乙酸乙酯萃取物和正丁醇萃取物；(b)步骤(a)中乙酸乙酯萃取物用大孔树脂除杂，先用10％乙醇洗脱8个柱体积，再用75％乙醇洗脱10个柱体积，收集75％乙醇洗脱液，减压浓缩得75％乙醇洗脱物浸膏；(c)步骤(b)中75％乙醇洗脱浸膏用正相硅胶分离，依次用体积比为75:1、45:1、20:1、12:1和1:1的二氯甲烷-甲醇梯度洗脱得到5个组分；(d)步骤(c)中组分4用正相硅胶进一步分离，依次用体积比为20:1、12:1和5:1的二氯甲烷-甲醇梯度洗脱得到3个组分；(e)步骤(d)中组分2用十八烷基硅烷键合的反相硅胶分离，用体积百分浓度为75％的甲醇水溶液等度洗脱，收集10～12个柱体积洗脱液，洗脱液减压浓缩得到纯的化合物(Ⅰ)。

进一步地，所述大孔树脂为AB-8型大孔吸附树脂。

进一步地，所述用乙醇热回流提取采用的乙醇浓度为80％。

一种药物组合物，其中含有治疗有效量的所述的化合物(Ⅰ)和药学上可接受的载体。

所述的化合物(Ⅰ)在制备治疗前列腺癌的药物中的应用。

所述的药物组合物在制备治疗前列腺癌的药物中的应用。

本发明化合物用作药物时，可以直接使用，或者以药物组合物的形式使用。

该药物组合物含有治疗有效量的本发明化合物(Ⅰ)，其余为药物学上可接受的、对人和动物无毒和惰性的可药用载体和/或赋形剂。

所述的可药用载体或赋形剂是一种或多种选自固体、半固体和液体稀释剂、填料以及药物制品辅剂。将本发明的药物组合物以单位体重服用量的形式使用。本发明药物可通过口服或注射的形式施用于需要治疗的患者。用于口服时，可将其制成片剂、缓释片、控释片、胶囊、滴丸、微丸、混悬剂、乳剂、散剂或颗粒剂、口服液等；用于注射时，可制成灭菌的水性或油性溶液、无菌粉针、脂质体或乳剂等。

附图说明

图1为化合物(Ⅰ)结构式；

图2为化合物(Ⅰ)理论ECD值与实验ECD值比较；

图3为不同浓度化合物(Ⅰ)作用72h后PC3和DU145存活率；

图4为10.0mg/L化合物(Ⅰ)作用不同时间后PC3和DU145存活率。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

实施例1：化合物(Ⅰ)分离制备及结构确证

试剂来源：乙醇、石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、二氯甲烷为分析纯，购自上海凌峰化学试剂有限公司，甲醇，分析纯，购自江苏汉邦化学试剂有限公司。

制备方法：(a)将香鳞毛蕨的干燥全草(10kg)粉碎，用80％乙醇热回流提取(25L×3次)，合并提取液，浓缩至无醇味(3L)，依次用石油醚(3L×3次)、乙酸乙酯(3L×3次)和水饱和的正丁醇(3L×3次)萃取，分别得到石油醚萃取物、乙酸乙酯萃取物(431g)和正丁醇萃取物；(b)步骤(a)中乙酸乙酯萃取物用AB-8型大孔树脂除杂，先用10％乙醇洗脱8个柱体积，再用75％乙醇洗脱10个柱体积，收集75％乙醇洗脱液，减压浓缩得75％乙醇洗脱物浸膏(157g)；(c)步骤(b)中75％乙醇洗脱浸膏用正相硅胶分离，依次用体积比为75:1(8个柱体积)、45:1(8个柱体积)、20:1(8个柱体积)、12:1(8个柱体积)和1:1(5个柱体积)的二氯甲烷-甲醇梯度洗脱得到5个组分；(d)步骤(c)中组分4(49g)用正相硅胶进一步分离，依次用体积比为20:1(8个柱体积)、12:1(10个柱体积)和5:1(8个柱体积)的二氯甲烷-甲醇梯度洗脱得到3个组分；(e)步骤(d)中组分2(25g)用十八烷基硅烷键合的反相硅胶分离，用体积百分浓度为75％的甲醇水溶液等度洗脱，收集10-12个柱体积洗脱液，洗脱液减压浓缩得到纯的化合物(Ⅰ)(35mg)。

结构确证：白色粉末；HR-ESIMS显示[M+Na]⁺为m/z273.1520，结合核磁特征可得分子式为C₁₅H₂₂O₃，不饱和度为5。核磁共振氢谱数据δ_H(ppm，DMSO-d₆，500MHz)：H-1(1.31，ddd，J＝8.3，8.3，10.7)，H-1(2.16，ddd，J＝4.4，9.2，10.7)，H-2(1.60，m)，H-2(1.72，m)，H-2a(1.86，m)，H-3(1.86，m)，H-4(3.96，dd，J＝5.1，9.9)，H-4a(2.18，ddd，J＝4.8，9.9，11.1)，H-5(1.29，br，dd，J＝4.8，12.2)，H-5(1.82，ddd，J＝3.4，11.1，12.2)，H-8(0.87，d，J＝7.0)，H-9(1.20，s)，H-10(3.41，d，J＝6.4)，H-10(3.49，dd，J＝3.4，6.4)，H-11(0.97，s)；核磁共振碳谱数据δ_C(ppm，DMSO-d₆，125MHz)：28.5(CH₂，1-C)，22.6(CH₂，2-C)，50.7(CH，2a-C)，37.8(CH，3-C)，73.6(CH，4-C)，42.1(CH，4a-C)，37.5(CH₂，5-C)，53.8(C，6-C)，205.5(C，7-C)，116.7(C，7a-C)，41.1(C，7b-C)，14.2(CH₃，8-C)，19.1(CH₃，9-C)，76.7(CH₂，10-C)，25.1(CH₃，11-C)；碳原子标记参见图1。¹H-NMR谱显示三个甲基信号[δH0.87(d，J＝7.0Hz，H-8)，0.97(s，H-11)和1.20(s，H-9)]，一个含氧亚甲基信号[δH3.41(d，J＝6.4Hz，H-10)，3.49(dd，J＝3.4，6.4Hz，H-10)]。¹³CNMR谱显示15个碳信号，包括三个甲基，四个亚甲基(一个含氧亚甲基)，四个次甲基(一个含氧次甲基)，以及四个季碳(一个羰基季碳，一个含氧季碳)。HMBC谱中，Me-8(δH0.87)与C-4(δC73.6)，以及H-4(δH3.96)与C-4a(δC42.1)和C-5(δC37.5)的相关性可知C-4位连有一个羟基。HMBC谱中，甲基信号Me-9(δH1.20)与亚甲基C-5，季碳C-6(δC53.8)，含氧亚甲基C-10(δC76.7)和羰基C-7(δC205.5)的相关性表明C-6位连有一个甲基。通过HMBC谱中含氧亚甲基质子信号(H₂-10)与含氧季碳(C-7a)的相关性可知C-10和C-7a通过醚桥连接。ROESY谱中，H-4与H-5(δH1.82)的相关性表明H-4为β构型，则C-4位羟基为α构型。综合氢谱、碳谱、HMBC谱和ROESY谱，以及文献关于相关类型核磁数据，可基本确定该化合物如图1所示，立体构型进一步通过ECD试验确定，理论值与实验值基本一致(图2)。

实施例2：化合物(Ⅰ)药理作用试验

一、材料和仪器

前列腺癌细胞株PC3(ArCC-CRL-1435)、前列腺癌细胞株DU145(ATCC-HTB-81)。化合物(Ⅰ)自制，HPLC归一化纯度大于98％，用二甲基亚矾(DMSO)配制成浓度为1.0g/L的储存液备用。CCK-8试剂盒为日本同仁化学研究所产品。RPMI-1640培养基购自Gibco公司。胎牛血清(FBS)购自Hyelone公司。青/链霉素为上海先锋药业产品。胰蛋白酶购自华美生物工程公司。二甲基亚砜(DMSO)购自上海华舜生物工程公司。琼脂(Agarose)、二硫苏糖醇(DTT)、苯甲基磺酞氟(PMSF)、四甲基乙二胺(TEMED)为Sigma公司产品。十二烷基磺酸钠(SDs)、三氯甲基烷基甲烷(Tris)Tris-Hcl、Tritonx-100为Promega公司产品。丙烯酞胺、过硫酸钱(AP)购于苏州化学试剂厂产品。

CO₂细胞培养箱(ShellLab)，倒置相差显微镜(Nikon)，超净工作台(苏州净化设备厂)，流式细胞仪(BD)，F039300A型酶标仪(Sunrise)，高压蒸汽灭菌器(HirayamaHA-300MD)，低温超速离心机(Kubota3740)，万向摇床(江苏麒麟医用仪器厂TS-92)，电泳仪(Gibco公司)，LXJ-Ⅱ型离心机(上海医用分析仪器厂)，DK600型电热恒温水浴箱(上海精密试验设备公司)，电子天平(METTLERTOLEDO)，台式干燥箱(上海森信实验仪器有限公司)，紫外分光光度仪(Beckman)。

二、试验方法

1、细胞培养与养护

1.1细胞培养

细胞株培养于肿瘤医院中心实验室。培养于含10％胎牛血清的RPMI-1640培养基中，另添加谷氨酞胺(2mmol/L)和抗生素(l00U/青霉素和100mg/L链霉素)，置37℃、饱和湿度、含5％CO₂气体的培养箱中培养。

1.2细胞传代

①于倒置相差显微镜下观察细胞长满贴壁，即可传代。传代前用75％酒精擦拭经过紫外线照射的超净工作台和双手。②用吸管吸去培养瓶中的旧培养液，用PBS清洗3次。③加入0.02％EDTA-0.25％胰蛋白酶液2mL进行消化，静置约5分钟，并不时在倒置相差显微镜下观察，当胞质回缩，细胞之间不再连接成片时，加入适量含血清之新鲜培养基终止胰蛋白酶的作用。④用滴管将已经消化的细胞吹打成细胞悬液，吸入10mL离心管中平衡离心(1000转/分)5分钟。⑤弃去上清液，加入2mL培养液，用滴管轻轻吹打细胞制成细胞悬液，1:2～3分装入新培养瓶，添加培养液适量于孵箱中继续培养。

2、细胞形态学观察

倒置显微镜观察:将对数生长期PC3和DU145细胞接种于6cm培养皿，培养24h后加入10.0mg·L^-1，化合物(Ⅰ)处理24，48，72h后分别在倒置相差显微镜下观察细胞形态改变。

3、细胞毒试验(CCK-8法)

①培养瓶中的细胞消化成单细胞悬液，细胞计数后按照3×10⁴个细胞/孔接种于96孔板，每孔加0.lmL培养基，常规培养于37℃、含5％CO₂气体的培养箱中。②试验分组:设阴性对照组(有细胞但不加药，0.1％DMSO)，空白对照组(无细胞仅有培养液)，化合物(Ⅰ)分别2.5mg/L，5.0mg/L，10.0mg/L和20.0mg/L共6组。③24小时后观察细胞贴壁生长良好，分别按上述试验分组向96孔板内加药，每组设6-8个重复孔。④加药后将96孔板移入37℃、含5％CO₂气体的培养箱中继续分别培养24、48和72小时。⑤每组试验结束时每孔加入CCK-810μL，37℃培养箱中继续培养4小时后酶标仪检测450每孔的吸光度(OD)值，测定波长为450nm，参考波长为600nm。⑥按照以下公式计算出细胞存活率(cellviability)，然后绘制成图表，存活率为50％时的值即为IC₅₀。细胞存活率(％)＝[(As-Ab)/(Ac-Ab)]×100％。其中As为试验孔，Ac为对照孔，Ab为空白孔。

4、集落形成试验

①取对数生长期细胞，计数后以3×l0²个接种于6孔板，每孔加2mL培养基，常规培养于37℃、含5％CO₂气体的培养箱中。②24h后观察细胞贴壁生长良好，分别加入不同浓度(0，2.5，5.0，10.0，20.0mg/L)化合物(Ⅰ)处理，每组设3个重复孔。③加药后将6孔板移入37℃、含5％CO₂气体的培养箱中继续14天。④10％甲醇固定，Giemsa染色，计算每孔集落数(≥50个细胞的计为一个集落)。⑤计算集落形成率:集落总数/接种细胞数×100％。

三、结果及结论

1、化合物(Ⅰ)气对PC3和DU145细胞形态的影响

镜下见对照组细胞贴壁生长，相邻细胞融合成片，细胞呈类圆形或梭形，体积较大，排列紧密，边缘光滑，胞质饱满，核膜、核仁等结构轮廓明显，细胞生长迅速；经10.0mg/L化合物(Ⅰ)处理后，细胞密度逐渐降低，生长速度明显减慢至几乎停滞，细胞逐渐脱落并漂浮于培养液中。细胞体积缩小，胞膜皱缩，成小圆形或不规则形态，胞内多见小颗粒状物质。药物作用时间越长，细胞形态学改变越明显。

2、细胞毒试验

不同浓度化合物(Ⅰ)对前列腺癌细胞株PC3和DU145的生长均有抑制作用。2.5，5.0，10.0，20.0mg/L化合物(Ⅰ)作用两种细胞24，48和72h后的存活率如下表所示(表l及表2)。其中，10.0mg/L化合物(Ⅰ)作用于PC3和DU145细胞24，45，72h后的细胞存活率分别为56.2％，42.5％，24.3％和50.8％，32.6％，20.7％；2.5，5.0，10.0，20.0mg/L，化合物(Ⅰ)作用两种细胞72h后的存活率分别为54.3％，37.7％，24.3％，13.2％和52.4％，32.8％，20.7％，11.2％(见图3及图4)。两因素方差分析示不同浓度与不同时间处理组之间差别有统计学意义(P<0.05)，提示化合物(Ⅰ)对PC3和DU145的生长抑制作用呈时间浓度依赖。

3、集落形成试验

试验显示，对照组PC3和DU145的集落形成率分别为67.7和64％，而2.5，5.0，10.0，20.0mg/L化合物(Ⅰ)处理组分别为60.7％，51.3，39.3％，27.0％和49.7％，34.0％，27.7％，15.7％(见表3)。这进一步证实了化合物(Ⅰ)对PC3和DU145细胞具有增殖抑制作用。

结论，本试验中通过CCK-8法和集落形成试验来验证化合物(Ⅰ)对前列腺癌细胞株PC3和DU145的作用，且抑制作用具有浓度——时间依赖性关系。化合物(Ⅰ)可能成为晚期前列腺癌治疗中的一个具有潜力的选择。

表l不同浓度化合物(Ⅰ)作用于PC3后的细胞存活率

时间/浓度	2.5mg/L	5.0mg/L	10.0mg/L	20.0mg/L
					24h	0.825	0.731	0.562	0.422
48h	0.69	0.53	0.425	0.226
					72h	0.543	0.377	0.243	0.132

表2不同浓度化合物(Ⅰ)作用于DU145后的细胞存活率

时间/浓度	2.5mg/L	5.0mg/L	10.0mg/L	20.0mg/L
					24h	0.809	0.604	0.508	0.375
48h	0.646	0.481	0.326	0.173
					72h	0.542	0.328	0.207	0.112

表3不同浓度化合物(Ⅰ)作用下PC3和DU145的集落形成率

实施例3

片剂的制备：按实施例1方法先制得化合物(Ⅰ)，以及利用有机酸如酒石酸、或柠檬酸或甲酸或乙二酸等、无机酸如盐酸或硫酸或磷酸制成的盐，按其与赋形剂重量比为1:9的比例加入赋形剂，制粒压片。

实施例4

口服液制备：按实施例1方法先制得化合物(Ⅰ)，以及利用有机酸如酒石酸、或柠檬酸或甲酸或乙二酸等、无机酸如盐酸或硫酸或磷酸制成的盐，按常规口服液制法制成口服液。

实施例5

胶囊剂或颗粒剂的制备：按实施例1方法先制得化合物(Ⅰ)，以及利用有机酸如酒石酸、或柠檬酸或甲酸或乙二酸等、无机酸如盐酸或硫酸或磷酸制成的盐，按其与赋形剂重量比为1:9的比例加入赋形剂，制成胶囊或颗粒剂。

实施例6

注射液的制备：按实施例1方法先制得化合物(Ⅰ)，以及利用有机酸如酒石酸、或柠檬酸或甲酸或乙二酸等、无机酸如盐酸或硫酸或磷酸制成的盐，按常规加注射用水，精滤，灌封灭菌制成注射液。

实施例7

无菌粉针的制备：按实施例1方法先制得化合物(Ⅰ)，以及利用有机酸如酒石酸、或柠檬酸或甲酸或乙二酸等、无机酸如盐酸或硫酸或磷酸制成的盐，将其溶于无菌注射用水中，搅拌使溶，用无菌抽滤漏斗过滤，再无菌精滤，分装于安瓿中，低温冷冻干燥后无菌熔封得粉针剂。

上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims

1.具有下述结构式的化合物(Ⅰ)，

2.权利要求1所述的化合物(Ⅰ)的制备方法，其特征在于包含以下操作步骤：(a)将香鳞毛蕨的干燥全草粉碎，用75～85％乙醇热回流提取，合并提取液，浓缩至无醇味，依次用石油醚、乙酸乙酯和水饱和的正丁醇萃取，分别得到石油醚萃取物、乙酸乙酯萃取物和正丁醇萃取物；(b)步骤(a)中乙酸乙酯萃取物用大孔树脂除杂，先用10％乙醇洗脱8个柱体积，再用75％乙醇洗脱10个柱体积，收集75％乙醇洗脱液，减压浓缩得75％乙醇洗脱物浸膏；(c)步骤(b)中75％乙醇洗脱浸膏用正相硅胶分离，依次用体积比为75:1、45:1、20:1、12:1和1:1的二氯甲烷-甲醇梯度洗脱得到5个组分；(d)步骤(c)中组分4用正相硅胶进一步分离，依次用体积比为20:1、12:1和5:1的二氯甲烷-甲醇梯度洗脱得到3个组分；(e)步骤(d)中组分2用十八烷基硅烷键合的反相硅胶分离，用体积百分浓度为75％的甲醇水溶液等度洗脱，收集10～12个柱体积洗脱液，洗脱液减压浓缩得到纯的化合物(Ⅰ)。

3.根据权利要求2所述的化合物(Ⅰ)的制备方法，其特征在于：所述大孔树脂为AB-8型大孔吸附树脂。

4.根据权利要求2所述的化合物(Ⅰ)的制备方法，其特征在于：所述用乙醇热回流提取采用的乙醇浓度为80％。

5.一种药物组合物，其特征在于：其中含有治疗有效量的权利要求1所述的化合物(Ⅰ)和药学上可接受的载体。

6.权利要求1所述的化合物(Ⅰ)在制备治疗前列腺癌的药物中的应用。

7.权利要求5所述的药物组合物在制备治疗前列腺癌的药物中的应用。