CN106928064B - 一种从拟缺香茶菜中提取的化合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从拟缺香茶菜中提取的化合物及其制备方法和应用,可有效解决拟缺香茶菜中香茶菜二萜同系物制备问题。技术方案是,所述化合物为白色结晶,分子量394,分子式C22H34O6,不饱和度6,结构为1α–乙酰基‑7α,14β,20α‑三羟基‑对映‑贝壳杉烷‑16‑烯‑15‑酮,为二萜化合物,命名为Excisoides D;所述化合物的制备方法,包括取拟缺香茶菜地上部分干燥,粉碎,加水煮沸提取,上大孔吸附树脂柱、凝胶柱色谱、Sephadex LH‑20柱、半制备HPLC提取纯化,得到;该化合物具有抗肿瘤的作用;本发明易操作,分离速度快,产品纯度高,开拓了拟缺香茶菜的药物价值,经济和社会效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及医药领域,特别是一种从拟缺香茶菜中提取的化合物及其制备方法和应用。
背景技术
香茶菜属植物资源丰富,多具有清热解毒、活血化瘀、抗菌、抗肿瘤等作用。在众多药用植物中,香茶菜属植物也是被认为最有希望获得抗肿瘤先导化合物的植物,近年来,大量新的具有细胞毒性的香茶菜二萜类成分被发现,一批化合物作为抗肿瘤候选化合物进入研发阶段,如冬凌草甲素、毛萼香茶菜甲素、大叶香茶菜庚素等,相关中药产品的销售额也呈逐年增长的态势,如三姐妹片(细叶香茶菜)、冬凌草糖浆、片(冬凌草)、消炎利胆片(含溪黄草)等。拟缺香茶菜Isodon excisoides(Y.Z.Sun ex C.H.Hu)Hara,别名野紫苏,始载于《救荒本草》,属多年生草本植物,广泛分布于河南山区;在民间入煎剂,主要用于治疗肝炎、慢性咽炎、食道癌等。在河南西部山区入煎剂用于慢性咽炎及食管癌的治疗,其疗效优于冬凌草。从拟缺香茶中有望获得更多结构新颖、抗肿瘤活性显著的香茶菜二萜。但多年来从该植物中仅报道了20多个香茶菜二萜类化合物。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明之目的就是提供一种从拟缺香茶菜中提取的化合物及其制备方法和应用,可有效解决拟缺香茶菜中香茶菜二萜同系物分离制备的问题。
解决的技术方案是,一种从拟缺香茶菜中提取的化合物,所述化合物的结构式为:
白色结晶,分子量392,分子式C22H32O6,不饱和度6,最大吸收波长为235nm;结构为1α–乙酰基-7α,14β,20α-三羟基-对映-贝壳杉烷-16-烯-15-酮,为二萜化合物,命名为Excisoides D。
所述化合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)取拟缺香茶菜地上部分8-12kg干燥,粉碎,加水280-350L,90-110℃煮沸提取2-3次,每次提取1-2h,浓缩得相当于生药0.1g/mL的样品溶液;
(2)将步骤(1)所得样品溶液上样于径高比6:1的D-101大孔吸附树脂柱,依次经过水、质量浓度分别为25-35%、65-75%、90-98%的乙醇洗脱,得到Fr.A、Fr.B、Fr.C和Fr.D四个部分;
(3)取Fr.B15-25g,经径高比8:1的MCI凝胶柱色谱,依次用体积比3:7的甲醇-水混合液1.5L、体积比1:1的甲醇-水混合液2.5L和甲醇溶液洗脱,得到Fr.B1、Fr.B2和Fr.B3三个部分;
(4)取Fr.B1 4-6g,经径高比10:1的Sephadex LH-20柱,依次用体积比2:7的甲醇-水混合液1L、体积比3:7的甲醇-水混合液1L和体积比1:1的甲醇-水混合液1L洗脱,得到Fr.B1-1、Fr.B1-2和Fr.B1-3三个部分;
(5)取Fr.B1-11-2g经半制备HPLC,以体积比20-30:70-80的MeOH–H2O混合液为流动相,以速度2.7mL/min进一步纯化,检测波长235nm,于25.5min得到从拟缺香茶菜中提取的化合物。
该化合物具有抗肿瘤和抑制肿瘤的作用,有效用于对肿瘤的治疗,实现在制备治疗肿瘤药物中的应用。
本发明提取分离过程简单,易于操作,导向性强,分离速度快,产品纯度高,分离效率高,基于临床常用的用药方式的提示,结合大孔吸附树脂富集技术、小孔树脂富集技术及半制备液相技术等现代分离技术对拟缺香茶菜的抗肿瘤活性成分进行分离制备,分离制备出比冬凌草甲素抗肿瘤活性更高的化合物或先导化合物,经实验证明该化合物具有显著的细胞毒活性,是一种有效提取具有抗肿瘤活性化合物的新方法,开拓了拟缺香茶菜药物的新用途和应用价值,为制备抗肿瘤作用的药物提供了先导化合物,经济和社会效益显著。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1
所述从拟缺香茶菜中提取的化合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)取拟缺香茶菜地上部分10kg干燥,粉碎,加水320L,90℃煮沸提取3次,每次提取1.5h,浓缩得相当于生药0.1g/mL的样品溶液;
(2)将步骤(1)所得样品溶液上样于径高比6:1的D-101大孔吸附树脂柱,依次经过水和质量浓度分别为30%、70%、95%的乙醇洗脱,得到Fr.A、Fr.B、Fr.C和Fr.D四个部分;
(3)取Fr.B20g,经径高比8:1的MCI凝胶柱色谱,依次用体积比3:7的甲醇-水混合液1.5L、体积比1:1的甲醇-水混合液2.5L和甲醇溶液洗脱,得到Fr.B1、Fr.B2和Fr.B3三个部分;
(4)取Fr.B1 5g,经径高比10:1的Sephadex LH-20柱,依次用体积比2:7的甲醇-水混合液1L、体积比3:7的甲醇-水混合液1L和体积比1:1的甲醇-水混合液1L洗脱,得到Fr.B1-1、Fr.B1-2和Fr.B1-3三个部分;
(5)取Fr.B1-11.5g经半制备HPLC,以体积比25:75的MeOH–H2O混合液为流动相,以速度2.7mL/min进一步纯化,检测波长235nm,于25.5min得到从拟缺香茶菜中提取的化合物。
实施例2
所述从拟缺香茶菜中提取的化合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)取拟缺香茶菜地上部分8kg干燥,粉碎,加水280L,90℃煮沸提取2次,每次提取1h,浓缩得相当于生药0.1g/mL的样品溶液;
(2)将步骤(1)所得样品溶液上样于径高比6:1的D-101大孔吸附树脂柱,依次经过水和质量浓度分别为25%、65%、90%的乙醇洗脱,得到Fr.A、Fr.B、Fr.C和Fr.D四个部分;
(3)取Fr.B15g,经径高比8:1的MCI凝胶柱色谱,依次用体积比3:7的甲醇-水混合液1.5L、体积比1:1的甲醇-水混合液2.5L和甲醇溶液洗脱,得到Fr.B1、Fr.B2和Fr.B3三个部分;
(4)取Fr.B1 4g,经径高比10:1的Sephadex LH-20柱,依次用体积比2:7的甲醇-水混合液1L、体积比3:7的甲醇-水混合液1L和体积比1:1的甲醇-水混合液1L洗脱,得到Fr.B1-1、Fr.B1-2和Fr.B1-3三个部分;
(5)取Fr.B1-11g经半制备HPLC,以体积比2:7的MeOH–H2O混合液为流动相,以速度2.7mL/min进一步纯化,检测波长235nm,于25.5min得到从拟缺香茶菜中提取的化合物。
实施例3
所述从拟缺香茶菜中提取的化合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)取拟缺香茶菜地上部分12kg干燥,粉碎,加水350L,110℃煮沸提取3次,每次提取2h,浓缩得相当于生药0.1g/mL的样品溶液;
(2)将步骤(1)所得样品溶液上样于径高比6:1的D-101大孔吸附树脂柱,依次经过水和质量浓度分别为35%、75%、98%的乙醇洗脱,得到Fr.A、Fr.B、Fr.C和Fr.D四个部分;
(3)取Fr.B25g,经径高比8:1的MCI凝胶柱色谱,依次用体积比3:7的甲醇-水混合液1.5L、体积比1:1的甲醇-水混合液2.5L和甲醇溶液洗脱,得到Fr.B1、Fr.B2和Fr.B3三个部分;
(4)取Fr.B16g,经径高比10:1的Sephadex LH-20柱,依次用体积比2:7的甲醇-水混合液1L、体积比3:7的甲醇-水混合液1L和体积比1:1的甲醇-水混合液1L洗脱,得到Fr.B1-1、Fr.B1-2和Fr.B1-3三个部分;
(5)取Fr.B1-12g经半制备HPLC,以体积比3:8的MeOH–H2O混合液为流动相,以速度2.7mL/min进一步纯化,检测波长235nm,于25.5min得到从拟缺香茶菜中提取的化合物。
本发明化合物经色谱质谱仪测定,结构式为:
为白色结晶,由HR-ESI-MS m/z:410.25214[M+NH4]+,HR-ESI-MS m/z:417.22367[M+Na]+,可知其分子量为392,结合1H-NMR(CDCl3,500MHz)和13C-NMR(CDCl3,125MHz)数据,确定其分子式为C22H32O6,不饱和度为6。
UV光谱显示该化合物最大吸收波长为235nm。IR光谱显示3509cm-1和1718cm-1的伸缩振动,提示该化合物具有羟基及酯羰基的结构片段。化合物的13C-NMR显示有22个碳信号,结合DEPT谱可知化合物结构中存在2个甲基信号:δC22.4,33.7;7个亚甲基信号(包括1个氧亚甲基(δC 63.7),6个次甲基信号(包括3个联氧次甲基(δC 81.6,76.1,75.4),3个季碳,一个酮羰基(δC 210.1)及一个乙酰基(δC 171.8(s),21.5(q);进一步由HMQC谱归属了化合物的碳氢对应关系,见表1。在化合物的HMBC谱中,没有发现7β-H(δH 4.10)与δC61.4(C-20)的交叉相关信号。结合从该植物中分离得到的香茶菜二萜类化合物的结构特征,推测该化合物具有7,20-不环氧的对映-贝壳杉烷骨架,具有3个羟基及1个乙酰基取代。仔细比较该化合物和已知化合物鄂西香茶菜素的MS,NMR,与IR数据,提示该化合物为鄂西香茶菜素的同分异构体。比较该化合物与已知化合物鄂西香茶菜素的HMBC谱数据,可知它们的差异主要在于羟基和乙酰基的取代位置不同。在该化合物的HMBC谱中,1β-H(δH 4.51)与CH3COO-(δC171.8)、CH3COO-(δH 1.96)与CH3COO-(δC 171.8)相关,表明乙酰基位于C-1上。另外,H-7(δ4.20)与C-14(δC 76.1),H-14(δ4.82)与C-12(δC 24.2),C-15(δC 210.8),H-20(δH4.14and4.15)与C-5(δC 76.1),C-1(δC 85.4)相关,表明该化合物的3个羟基取代基分别位于C-7,C-14,及C-20上。化合物的相对构型是由ROESY谱确定的。在ROESY谱中,H-1与H-5相关,H-9和18-甲基与H-5相关,H-7与H-5和H-9相关,H-13与H-14和H-16相关,表明它们位于同一侧,而H-14,H-13,与H-16位于另一侧。该化合物的绝对构型由单晶X-射线衍射分析确定。6个手性中心C-5,C-7,C-8,C-9,C-10,C-13,的构型为R,S,S,S,R,R。因此,该化合物的结构为1α–乙酰基-7α,14β,20α-三羟基-对映-贝壳杉烷-16-烯-15-酮。该化合物为一新的二萜,命名为Excisoides D
表1.Excisoides D的1H-and 13C-NMR数据(500and125MHzδin ppm)
采用的仪器与材料:
Shimadzu double-beam 210A紫外光谱仪(Shimadzu,Kyoto,日本);
Bruker AVⅢ500-NMR核磁共振仪(Bruker,Billerica,德国);
LTQ orbitrap高分辨质谱仪(Thermo Fisher Scientific,Bremen,德国);
Waters 600/Waters 2487型半制备高效液相色谱仪(Waters,Milford,MA,美国);
色谱柱为YMC C18柱(250mm×10mm I.D.5μm,日本YMC公司);
柱层析硅胶(200-300目,300-400目,青岛海洋化工有限公司);D101型大孔树脂(上海摩速科学器材有限公司);葡聚糖凝胶Sephadex LH-20为(瑞典pharmacia公司);MCI树脂CHP20(75-150μm)(日本Mitsubishi化学公司);
氘代试剂:DMSO-d6、CD3OD和CDCl3(Cambridge Isotope Laboratories,USA);HCT-116、HepG2、BGC-823、NCI-H1650和A2780细胞株(中国协和医科大学药物研究所药物筛选中心传代培养)。所用试剂均为分析纯或色谱纯。
BIO-RAD酶联免疫检测仪(Model-550);
台式高速冷冻离心机(索福ST-21,美国产);
半自动分析测定仪(Humanlyzer 2000,德国产);AdventurerTM电子天平(奥豪斯国际贸易上海有限公司);洁净工作台,北京昌平长城空气净化设备工程公司;
Yamato C02培养箱(IP-31Yamato科技有限公司);
96孔板购于美国Corning公司;
3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT,)和二甲基亚砜(DMSO)购于美国Sigma-Aldrich公司;
胎牛血清(FBS,批号989267);
RPMI 1640培养基购于美国LifeTechnologies公司;
青链霉素混合液购于北京索莱宝科技有限公司;
HCT-116、HepG2、BGC-823、NCI-H、1650、A2780细胞株(协和医科大学药物研究所药物筛选中心传代培养);
采用MTT法测定了Excisoides D的抗肿瘤活性,Excisoides D对5种肿瘤细胞株:HCT-116、A2780、NCI-H1650、BGC-823、HepG2均具有显著的细胞毒性。
Excisoides D的抗肿瘤实验方法:将HCT-116、A2780、NCI-H1650、BGC-823、HepG2肿瘤细胞分别加入到1640培养液(含10%FBS、100U/mL青霉素和100μg/mL链霉素)培养。取对数生长期细胞,分别以每孔5×103个细胞的密度接种于96孔板中,37℃、5%CO2环境中培养24小时;用含血清的培养基稀释的受试化合物溶液,化合物的终浓度分别为0.25、2.5、10、25、50、100μmol/L,DMSO终浓度不超过0.1%。每孔加入200μL药液,设5个平行孔,并设阴性对照组。37℃、5%CO2环境中,继续培养48小时。
每孔中加入20μL MTT溶液(5mg/mL),继续培养4h,倾去培养液。再向每孔中加入150μL DMSO溶解生成的甲臜结晶,用酶标仪于540nm波长处测定吸光度(A)值,计算细胞增殖抑制率。
细胞增殖抑制率=(A对照-A给药)/A对照
以细胞增殖抑制率对药物浓度的对数值进行回归,计算半数抑制浓度(IC50)值,活性测定结果见表2。
表2.化合物对5种肿瘤细胞株的的细胞毒活性测定结果
由表2可知,化合物对5种细胞株的均具有显著的细胞毒活性,其细胞毒作用趋势强于冬凌草甲素。
以Excisoides D为主要成分,制备了一种抗肿瘤药物,进行了体内抗肿瘤实验。
试验方法:清洁级实验动物裸鼠,鼠龄6~8周,选雌性裸鼠110只,各裸鼠适应性饲养l周后,进行A549的接种。取对数生长期的A549细胞,用胰酶消化收集,PBS洗涤两次,离心,计数后用无菌生理盐水调细胞浓度为3×107个/mL,种于裸鼠左前上肢,每只0.2mL,接种1周后,瘤体呈椭圆形时,随机分组。
称量各荷瘤裸鼠体重,按瘤体积大小分别随机分为11组,每组10只。分别灌服制备的抗肿瘤药物高中低剂量(200mg/kg、100mg/kg、50mg/kg,灌胃体积均为0.2mL/10g),阳性对照组(平阳霉素),阴性对照组(生理盐水)。连续灌胃给药18d。观察拟缺香茶菜不同提取部位对肿瘤细胞生长的影响,末次给药24h后,剥瘤称重。用游标卡尺测量瘤体最大长径(x)、横径(y),计算各组平均肿瘤体积、绘制生长曲线。停药2d后,处死动物,剥离肿瘤称湿重,计算各组平均瘤重(W)及抑瘤率(IR)。
肿瘤体积(V)=(1/2)x2y;IR(%)=[(阴性对照组平均瘤重—治疗组平均瘤重)/阴性对照组平均瘤重×100%。采用SPSS10.0统计软件包进行方差分析和q检验比较各组结果。
A549裸小鼠移植瘤给药后第18天解剖时,制备的抗肿瘤药物大、中剂量组均显示有显著的抑瘤作用。实验结束时,与对照组肿瘤体积(2012士625mm3)相比,大、中剂量组的肿瘤体积分别为528±407和1657±622mm3。从肿瘤体积可以看出,制备的抗肿瘤药物在200mg/kg和100mg/kg剂量下都可以显著抑制A549肿瘤的生长,具有很好的抗肿瘤活性。
本发明经多次反复实验和测定,均取得了相同或相近的结果,方法稳定可靠,产品质量稳定可靠,具有实际的应用价值,Excisoides D作为抗肿瘤先导化合物具有巨大的开发前景。
本发明提取分离过程简单,易于操作,导向性强,分离速度快,产品纯度达到98%,分离效率高,基于临床常用的用药方式的提示,结合大孔吸附树脂富集技术、小孔树脂富集技术及半制备液相技术等现代分离技术对拟缺香茶菜的抗肿瘤活性成分进行分离制备,分离制备出比冬凌草甲素抗肿瘤活性更高的化合物或先导化合物,经实验证明该化合物具有显著的细胞毒活性,是一种有效提取具有抗肿瘤活性化合物的新方法,新化合物开拓了制备具有抗肿瘤作用的药物提供了技术支持,经济和社会效益显著。
Claims (6)
1.一种从拟缺香茶菜中提取的化合物,其特征在于,所述化合物的结构式为:
白色结晶,分子量392,分子式C22H32O6,不饱和度6,最大吸收波长为235nm;结构为1α–乙酰基-7α,14β,20α-三羟基-对映-贝壳杉烷-16-烯-15-酮,为二萜化合物,命名为Excisoides D。
2.权利要求1所述从拟缺香茶菜中提取的化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)取拟缺香茶菜地上部分8-12kg干燥,粉碎,加水280-350L,90-110℃煮沸提取2-3次,每次提取1-2h,浓缩得相当于生药0.1g/mL的样品溶液;
(2)将步骤(1)所得样品溶液上样于径高比6:1的D-101大孔吸附树脂柱,依次经过水、质量浓度分别为25-35%、65-75%、90-98%的乙醇洗脱,得到Fr.A、Fr.B、Fr.C和Fr.D四个部分;
(3)取Fr.B15-25g,经径高比8:1的MCI凝胶柱色谱,依次用体积比3:7的甲醇-水混合液1.5L、体积比1:1的甲醇-水混合液2.5L和甲醇溶液洗脱,得到Fr.B1、Fr.B2和Fr.B3三个部分;
(4)取Fr.B1 4-6g,经径高比10:1的Sephadex LH-20柱,依次用体积比2:7的甲醇-水混合液1L、体积比3:7的甲醇-水混合液1L和体积比1:1的甲醇-水混合液1L洗脱,得到Fr.B1-1、Fr.B1-2和Fr.B1-3三个部分;
(5)取Fr.B1-11-2g经半制备HPLC,以体积比20-30:70-80的MeOH–H2O混合液为流动相,以速度2.7mL/min进一步纯化,检测波长235nm,于25.5min得到从拟缺香茶菜中提取的化合物。
3.根据权利要求2所述从拟缺香茶菜中提取的化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)取拟缺香茶菜地上部分10kg干燥,粉碎,加水320L,90℃煮沸提取3次,每次提取1.5h,浓缩得相当于生药0.1g/mL的样品溶液;
(2)将步骤(1)所得样品溶液上样于径高比6:1的D-101大孔吸附树脂柱,依次经过水和质量浓度分别为30%、70%、95%的乙醇洗脱,得到Fr.A、Fr.B、Fr.C和Fr.D四个部分;
(3)取Fr.B20g,经径高比8:1的MCI凝胶柱色谱,依次用体积比3:7的甲醇-水混合液1.5L、体积比1:1的甲醇-水混合液2.5L和甲醇溶液洗脱,得到Fr.B1、Fr.B2和Fr.B3三个部分;
(4)取Fr.B1 5g,经径高比10:1的Sephadex LH-20柱,依次用体积比2:7的甲醇-水混合液1L、体积比3:7的甲醇-水混合液1L和体积比1:1的甲醇-水混合液1L洗脱,得到Fr.B1-1、Fr.B1-2和Fr.B1-3三个部分;
(5)取Fr.B1-11.5g经半制备HPLC,以体积比25:75的MeOH–H2O混合液为流动相,以速度2.7mL/min进一步纯化,检测波长235nm,于25.5min得到从拟缺香茶菜中提取的化合物。
4.根据权利要求2所述从拟缺香茶菜中提取的化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)取拟缺香茶菜地上部分8kg干燥,粉碎,加水280L,90℃煮沸提取2次,每次提取1h,浓缩得相当于生药0.1g/mL的样品溶液;
(2)将步骤(1)所得样品溶液上样于径高比6:1的D-101大孔吸附树脂柱,依次经过水和质量浓度分别为25%、65%、90%的乙醇洗脱,得到Fr.A、Fr.B、Fr.C和Fr.D四个部分;
(3)取Fr.B15g,经径高比8:1的MCI凝胶柱色谱,依次用体积比3:7的甲醇-水混合液1.5L、体积比1:1的甲醇-水混合液2.5L和甲醇溶液洗脱,得到Fr.B1、Fr.B2和Fr.B3三个部分;
(4)取Fr.B1 4g,经径高比10:1的Sephadex LH-20柱,依次用体积比2:7的甲醇-水混合液1L、体积比3:7的甲醇-水混合液1L和体积比1:1的甲醇-水混合液1L洗脱,得到Fr.B1-1、Fr.B1-2和Fr.B1-3三个部分;
(5)取Fr.B1-11g经半制备HPLC,以体积比2:7的MeOH–H2O混合液为流动相,以速度2.7mL/min进一步纯化,检测波长235nm,于25.5min得到从拟缺香茶菜中提取的化合物。
5.根据权利要求2所述从拟缺香茶菜中提取的化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)取拟缺香茶菜地上部分12kg干燥,粉碎,加水350L,110℃煮沸提取3次,每次提取2h,浓缩得相当于生药0.1g/mL的样品溶液;
(2)将步骤(1)所得样品溶液上样于径高比6:1的D-101大孔吸附树脂柱,依次经过水和质量浓度分别为35%、75%、98%的乙醇洗脱,得到Fr.A、Fr.B、Fr.C和Fr.D四个部分;
(3)取Fr.B25g,经径高比8:1的MCI凝胶柱色谱,依次用体积比3:7的甲醇-水混合液1.5L、体积比1:1的甲醇-水混合液2.5L和甲醇溶液洗脱,得到Fr.B1、Fr.B2和Fr.B3三个部分;
(4)取Fr.B1 6g,经径高比10:1的Sephadex LH-20柱,依次用体积比2:7的甲醇-水混合液1L、体积比3:7的甲醇-水混合液1L和体积比1:1的甲醇-水混合液1L洗脱,得到Fr.B1-1、Fr.B1-2和Fr.B1-3三个部分;
(5)取Fr.B1-12g经半制备HPLC,以体积比3:8的MeOH–H2O混合液为流动相,以速度2.7mL/min进一步纯化,检测波长235nm,于25.5min得到从拟缺香茶菜中提取的化合物。
6.权利要求2-5任一项所述方法制备的化合物在制备治疗肿瘤药物中的应用。
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