CN108358921B - 一种新的吲哚生物碱类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种新的吲哚生物碱类化合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及天然药物领域，具体涉及胆木枝叶中一种化学新颖的吲哚生物碱类化合物的制备方法以及该化合物在制备以蛋白酪氨酸激酶为靶标的靶向抗肿瘤药物的医药用途。该化合物是一种化学结构新颖的吲哚生物碱类化合物，具有显著的抗肿瘤活性并具有与阳性对照药相当的抑制蛋白酪氨酸激酶的活性，具有开发成以蛋白酪氨酸激酶为靶标的靶向抗肿瘤药物的前景，可在抗肿瘤药物中应用，分离纯化工艺简单，反应条件温和，具有现实意义。

Description

一种新的吲哚生物碱类化合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于天然药物制备领域，涉及一种来源于黎药胆木中的具有新颖化学结构的生物碱类化合物，具体涉及一种吲哚生物碱类化合物的制备方法及其在制备靶向抗肿瘤药物中的应用。
背景技术
恶性肿瘤目前已经成为全世界人类最大致死病因，全球范围内恶性肿瘤发病率和死亡率呈持续上升趋势。随着肿瘤发生机制的不断被阐明以及抗肿瘤作用靶点的不断被发现，靶向抗肿瘤药物的发现成为新型抗肿瘤药物开发的重要方向。在各种分子靶点中，蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase，PTK)是目前研究最多且效果最显著的抗肿瘤药物靶点之一，已成为靶向抗肿瘤药物的研究重点及热点，具有广阔的应用前景。PTK是一组催化蛋白质酪氨酸残基磷酸化的酶系，其在细胞内的信号转导中起着十分重要的作用，它们在细胞生长、增殖、分化中发挥重要作用，不仅参与正常细胞的调节、信号传递和发育，也与肿瘤细胞的增殖、分化、迁移和凋亡密切相关。酪氨酸激酶功能的失调，会导致其下游信号途径激活，引起细胞增殖调节紊乱，最终导致恶性肿瘤的形成，通过阻断酪氨酸激酶可破坏肿瘤细胞的信号传递，从而达到抗肿瘤的目的。相对于单靶点药物和多种单靶点药物联合用药来说，多靶点药物可有效避免产生药物之间的相互作用，减少不良反应发生等优点。目前已有多种酪氨酸激酶抑制剂类抗肿瘤药物上市或进入临床研究，并取得了良好的临床疗效，如伊马替尼、舒尼替尼等靶向抗肿瘤药物。
茜草科(Rubiaceae)乌檀属(Nauclea)植物全世界约有35种，主要分布于热带亚洲、非洲和大洋洲。乌檀属植物中存在着大量化学结构新颖的吲哚生物碱类化合物，具有广泛而显著的生物活性，如抗肿瘤、抗炎和抗菌等活性[Haudecoeur,R.,Peuchmaur,M.,Pérès,B.,Rome,M.,
Figure BDA0001607564890000021
G.S.,Boumendjel,A.,Boucherle,B.Traditional uses,phytochemistry and pharmacological properties of African Nauclea species:Areview.Journal of Ethnopharmacology 2018,212,106-136.；Sichaem,J.；Surapinit,S.；Siripong,P.P.；Khumkratok,S.；Jong-aramruang,J.；Tip-pyang,S.Two newcytotoxic isomeric indole alkaloids from the roots of Naucleaorientalis.Fitoterapia 2010,81,830-833.；Ata,A.；Udenigwe,C.C.；Matochko,W.；Holloway,P.；Eze,M.O.；Uzoegwu,P.N.Chemical constituents of Nauclea latifoliaand their anti-GST and anti-fungal activities.Natural Product Communications2009,4,1185-1188.]。
我国原产的乌檀属植物仅有胆木(Nauclea officinalis Pierre)1种，集中分布于海南、广东和广西等省区。胆木性味苦、寒，具有清热解毒、消肿止痛之功效。在海南民间常用于感冒发热、肺炎、肠炎、痢疾以及脓疡等疾病的治疗。国内目前有“胆木注射液”和“胆木浸膏片”等中药制剂，临床上用于治疗急性咽喉炎、急性扁桃腺炎、急性结膜炎及上呼吸道感染。截止目前为止关于胆木的化学成分及其药理活性研究报道并不多见，主要集中在从其提取物中寻找具有具有显著生物活性的生物碱类化合物和三萜类类化合物[Xuan,W.D.；Chen,H.S.；Du,J.L.；Liang,S.；Li,T.Z.；Cai,D.G.Two new indole alkaloids fromNauclea officinalis.Journal of Asian Natural Products Research 2006,8,719-722.；Sun,J.；Lou,H.；Dai,S.；Xu,H.；Zhao,F.；Liu,K.Indole alkoloids from Naucleaofficinalis with weak antimalarial activity.Phytochemistry 2008,69,1405-1410.；an,L.；Huang,X.J.；Fan,C.L.；Li,G.Q.；Wu,Z.L.；Li,S.G.；He,Z.D.；Wang Y.；Ye,W.C.Two new oxindole alkaloid glycosides from the leaves of Naucleaofficinalis.Natural Product Communications 2015,10,2087-2090.；Chen,D.L.；Ma,G.X.；He,M.J.；Liu,Y.Y.；Wang,X.B.；Yang,X.Q.Anti-inflammatory activity on twonew indole alkaloids from the stems of Nauclea officinalis.Helvetica ChimicaActa 2016,99,742-746.]。
发明内容
本发明的目的是提供了一种从胆木枝叶中分离得到的具有新颖化学结构的吲哚生物碱类化合物nauclofficine，该化合物具有显著地体外抗肿瘤活性，同时具有与阳性对照药伊马替尼相当的蛋白酪氨酸激酶的抑制活性，可以进一步开发成以蛋白酪氨酸激酶为靶标的靶向抗肿瘤药物。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种吲哚生物碱类化合物nauclofficine，其化学结构如下：
Figure BDA0001607564890000031
本发明的另一目的是提供一种从胆木枝叶中分离纯化化合物nauclofficine的制备方法，包括以下步骤：
A.将阴干的胆木枝叶粉碎后用甲醇或者85％乙醇冷浸提取或者加热回流提取3～5次，提取液经减压浓缩干燥，获得醇提取物；
B.将醇提取物加水制成混悬液，依次用等体积的石油醚和等体积的乙酸乙酯萃取，各萃取3～5次，获得石油醚萃取液和乙酸乙酯萃取液；乙酸乙酯萃取液减压浓缩，得乙酸乙酯萃取物；
C.将乙酸乙酯萃取物进行柱色谱分离纯化，得到纯的化合物nauclofficine。
进一步地，所述步骤A中的冷浸提取具体如下：将阴干的胆木枝叶粉碎后用3～5倍量的甲醇或者85％乙醇冷浸提取3次，提取液经减压浓缩干燥，获得醇提取物。
进一步地，所述步骤C的柱色谱分离纯化具体如下：①将乙酸乙酯萃取物用硅胶柱层析分离，分别按体积比95:5，90:10，80:20，70:30，60:40，50:50进行氯仿-甲醇梯度洗脱，收集体积比为90:10的氯仿-甲醇洗脱物；②取氯仿-甲醇洗脱物经MCI树脂柱层析去除色素，分别按体积比30:70，60:40，80:20用甲醇-水梯度洗脱，收集体积比为60:40的甲醇-水洗脱物；③取甲醇-水洗脱物进行反相硅胶柱层析，分别按体积比50:50，60:40，70:30用甲醇-水梯度洗脱，收集体积比为60:40的甲醇-水洗脱物后进行浓缩；④取浓缩后的甲醇-水洗脱物用制备型高效液相色谱分离，流动相为乙腈-水，体积比为38:62，得到单体化合物nauclofficine。
本发明的再一目的在于提供吲哚生物碱类化合物在制备抗肿瘤药物中的应用，尤其是提供nauclofficine在制备以蛋白酪氨酸激酶为靶标的靶向抗肿瘤药物方面的应用。
进一步地，肿瘤细胞株包括HL-60、A549、SMMC-7721、MCF-7和SW480五种肿瘤细胞株。
本发明首次从胆木的乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部位中分离鉴定了一个化学结构新颖的吲哚生物碱类化合物。多种体外活性评价结果表明：该化合物具有显著地体外抗肿瘤活性，同时具有与阳性对照药伊马替尼相当的蛋白酪氨酸激酶的抑制活性，可以进一步开发成以蛋白酪氨酸激酶为靶标的靶向抗肿瘤药物。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规实验条件。
实施例一：化合物nauclofficine的制备方法(一)
1、阴干的胆木枝叶粉碎后(30.0kg，海南)用3倍量的浓度85％乙醇溶液冷浸提取3次，每次提取一周，过滤，提取液减压浓缩得乙醇提取物2583.2g；
2、将该乙醇提取物加水制成混悬液，依次用等体积的石油醚和等体积的乙酸乙酯萃取，各萃取3次，获得石油醚萃取液和乙酸乙酯萃取液；乙酸乙酯萃取液经减压浓缩，得乙酸乙酯萃取物762.6g；
3、将乙酸乙酯萃取物进行柱色谱分离纯化：将乙酸乙酯萃取物用硅胶柱层析分离，氯仿-甲醇梯度洗脱(95:5，90:10，80:20，70:30，60:40，50:50)，收集氯仿-甲醇(体积比90:10)洗脱物，取氯仿-甲醇(体积比90:10)洗脱物MCI树脂柱层析去除色素，用甲醇-水梯度洗脱(体积比30:70，60:40，80:20)，收集甲醇-水(体积比60:40)洗脱物，取甲醇-水(体积比60:40)洗脱物进行反相硅胶柱层析，用甲醇-水梯度洗脱(体积比50:50，60:40，70:30)，收集甲醇-水(体积比60:40)洗脱物浓缩，取甲醇-水(体积比60:40)洗脱物用制备型高效液相色谱分离，流动相为乙腈-水(体积比38:62)得到纯的化合物nauclofficine(32.1mg)。
结构确证：通过旋光光谱、紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱和质谱等多种现代波谱技术的综合解析，确定了化合物nauclofficine的化学结构。淡黄色无定形粉末，
Figure BDA0001607564890000052
(c 0.12,CH3OH)；UV(CH3OH)λmax(logε)231(4.72),286(3.26)nm；1H NMR(400MHz,DMSO-d6)和13C NMR(100MHz,DMSO-d6)数据见表1；IR(KBr)vmax:3428,2917,2721,1698,1648,1592,1456cm-1；HRESIMS m/z 361.1514([M+Na]+；calcd for C20H22N2O3Na,361.1523)。
表1 nauclofficine的NMR数据(DMSO-d6)
Figure BDA0001607564890000051
Figure BDA0001607564890000061
a Measured at 400MHz.b Measured at 100MHz.
实施例二：化合物nauclofficine的制备方法(二)
1、阴干的胆木枝叶粉碎后(100.9kg，海南)用4倍量的甲醇冷浸提取4次，每次3天，过滤，提取液经减压浓缩得甲醇提取物(7126.3g)。
2、将甲醇提取物加水制成混悬液，依次用等体积的石油醚和等体积的乙酸乙酯萃取，各萃取4次，获得石油醚萃取液和乙酸乙酯萃取液；乙酸乙酯萃取液减压浓缩，得乙酸乙酯萃取物(2018.6g)；
3、将乙酸乙酯萃取物进行柱色谱分离纯化：将乙酸乙酯萃取物用硅胶柱层析分段，氯仿-甲醇梯度洗脱(95:5，90:10，80:20，70:30，60:40，50:50)，收集氯仿-甲醇(体积比90:10)洗脱物，取石油醚-丙酮(体积比90:10)洗脱物MCI树脂柱层析去除色素，用甲醇-水梯度洗脱(体积比30:70，60:40，80:20，收集甲醇-水(体积比60:40)洗脱物，取甲醇-水(体积比60:40)洗脱物进行反相硅胶柱层析，用甲醇-水梯度洗脱(体积比50:50，60:40，70:30)，收集甲醇-水(体积比60:40)洗脱物浓缩，取甲醇-水(体积比60:30)洗脱物用制备型高效液相色谱分离，流动相为乙腈-水(体积比38:62)得到单体化合物II(108.2mg)。
化合物II的结构确证：淡黄色无定形粉末；HRESIMS显示化合物II的[M+Na]+；为m/z 361.1518；化合物II与实施例一中制备方法得到的化合物nauclofficine共TLC，在三种展开体系下[石油醚-丙酮(5:5)、氯仿-丙酮(7:3)和氯仿-甲醇(9:1)]均为均一斑点，说明该化合物与化合物nauclofficine为同一化合物。
实施例三：化合物nauclofficine的抗肿瘤活性研究
1、实验方法：将五种常见肿瘤细胞株HL-60、A549、SMMC-7721、MCF-7和SW480分别用含10％小牛血清的RPMI-1640培养基，在37℃、5％CO2培养箱中培养。采用MTT法进行细胞增殖抑制试验，主要操作为：取对数生长期的肿瘤细胞株，用0.25％的胰蛋白酶消化，10％新生小牛血清的RPMI-1640培养液调制成5×104个/mL的细胞悬液，接种于96孔板中，每孔接种180μL。在37℃，5％CO2饱和湿度条件下培养8-10h，待其贴壁，每个孔加入用PBS配制的样品液，使得样品终浓度分别为0.1、1、和10μg/mL。每个浓度平行3孔，继续培养44h后，每孔加入50μL MTT(1mg/mL-1，PBS配制)，在37℃，5％CO2条件下继续温育4h，吸弃孔内培养上清液，每孔加入150μL DMSO，在微型振荡器上摇匀15min，结晶溶解后，在酶联免疫检测仪上选择570nm，测定各孔的吸光值，同时设置空白组(仅加入含细胞的培养液)和对照组(以培养液替代药物)，计算细胞增殖抑制率。抑制率(％)＝(1-实验组3孔OD值平均值/对照组3孔OD值平均值)×100％。以抑制率作纵坐标，作回归曲线，计算出样品IC50值。采用SPSS13.0统计软件包进行数据处理及统计分析。
2、抗肿瘤活性实验结果(见表2)
由实施例一得到的化合物nauclofficine对所选肿瘤细胞株HL-60、A549、SMMC-7721、MCF-7和SW480均显示不同程度的增殖抑制活性。
表2化合物nauclofficine的抗肿瘤活性
Figure BDA0001607564890000071
实施例四：化合物nauclofficine的抑制蛋白酪氨酸激酶活性
大鼠脑组织中PTKs的提取：将大鼠大脑取出，剔除脑膜，称重，加入4倍量的冷匀浆液。冰浴中用玻璃匀浆器高速匀浆，离心，收集上清液，再离心10min。收集上清液，上清液中含有胞浆型酪氨酸激酶，而沉淀可作为受体型酪氨酸激酶使用。留取少量上清液用于提取物中蛋白质的含量测定，其余分装，置于-70℃保存备用。
酶标板包被：将底物稀释液加入96孔酶标板中(每孔125μL)，37℃孵育过夜。移除板中过量底物液，加入磷酸盐缓冲液(PBS-Tween 20)洗涤，于37℃干燥2h。4℃保存备用。
PTK抑制剂筛选：先将样品加入酶标板中，37℃孵育，加入用激酶缓冲液稀释的ATP，37℃孵育，移除板中的反应液，洗涤；加入抗体复合物，37℃孵育；移除板中抗体复合物，洗涤，加入四甲基联苯胺(TMB)显色液，室温避光反应，加入终止液，于450nm波长处测定吸光度(A)值。阳性对照药为伊马替尼。按下述公式计算化合物nauclofficine的抑制率：抑制率％＝(A正常-A样品)/(A正常-A空白)*100％
结果表明，化合物nauclofficine对蛋白酪氨酸激酶具有显著的抑制作用(抑制率82.16％)，抑制活性和阳性对照药伊马替尼的抑制活性相当(抑制率69.32％)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种吲哚生物碱类化合物，其化学名为nauclofficine，化学结构如下：
Figure FDA0001607564880000011
。
2.如权利要求1所述的吲哚生物碱类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.将阴干的胆木枝叶粉碎后用甲醇或者85％乙醇冷浸提取或者加热回流提取3～5次，提取液经减压浓缩干燥，获得醇提取物；
B.将醇提取物加水制成混悬液，依次用等体积的石油醚和等体积的乙酸乙酯萃取，各萃取3～5次，获得石油醚萃取液和乙酸乙酯萃取液；乙酸乙酯萃取液减压浓缩，得乙酸乙酯萃取物；
C.将乙酸乙酯萃取物进行柱色谱分离纯化，得到纯的化合物nauclofficine。
3.如权利要求2所述的吲哚生物碱类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤A中的冷浸提取具体如下：将阴干的胆木枝叶粉碎后用3～5倍量的甲醇或者85％乙醇冷浸提取3次，提取液经减压浓缩干燥，获得醇提取物。
4.如权利要求2所述的吲哚生物碱类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤C的柱色谱分离纯化具体如下：
①将乙酸乙酯萃取物用硅胶柱层析分离，分别按体积比95:5，90:10，80:20，70:30，60:40，50:50进行氯仿-甲醇梯度洗脱，收集体积比为90:10的氯仿-甲醇洗脱物；②取氯仿-甲醇洗脱物经MCI树脂柱层析去除色素，分别按体积比30:70，60:40，80:20用甲醇-水梯度洗脱，收集体积比为60:40的甲醇-水洗脱物；③取甲醇-水洗脱物进行反相硅胶柱层析，分别按体积比50:50，60:40，70:30用甲醇-水梯度洗脱，收集体积比为60:40的甲醇-水洗脱物后进行浓缩；④取浓缩后的甲醇-水洗脱物用制备型高效液相色谱分离，流动相为乙腈-水，体积比为38:62，得到单体化合物nauclofficine。
5.权利要求1所述的吲哚生物碱类化合物nauclofficine在制备抗肿瘤药物中的应用。
6.权利要求1所述的吲哚生物碱类化合物nauclofficine在制备以蛋白酪氨酸激酶为靶标的靶向抗肿瘤药物中的应用。
7.如权利要求5或6所述的应用，其特征在于：肿瘤细胞株是HL-60、A549、SMMC-7721、MCF-7或SW480。
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