CN109776561A - 化合物cytorhizins B和C及其制备方法和在制备抗肿瘤药物中的应用 - Google Patents

化合物cytorhizins B和C及其制备方法和在制备抗肿瘤药物中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了化合物cytorhizin B和cytorhizin C及其制备方法和在制备抗肿瘤药物中的应用。所述的化合物cytorhizin B和cytorhizin C是从巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761的发酵培养物中分离制备得到。经试验证实,本发明的化合物cytorhizins B和cytorhizin C具有抗肿瘤活性。因此,本发明为研究与开发新的抗肿瘤药物提供了候选化合物,为开发利用植物内生微生物来源的天然活性物质提供了科学依据。

Description

化合物cytorhizins B和C及其制备方法和在制备抗肿瘤药物 中的应用
技术领域
本发明属于生物医药技术领域,具体涉及化合物cytorhizin B和cytorhizin C及其制备 方法和在制备抗肿瘤药物中的应用。
背景技术
植物内生真菌(endophytic fungi)是指生活史的一定阶段或全部阶段生活在健康植物组 织内,但不对植物组织引起明显病害症状的真菌(Tan RX and Zou WX,2001)。内生真菌 物种丰富多样,它们处于植物内部的特殊环境中,能够产生各种结构的次生代谢产物,其 化合物的结构类型远远超出其植物代谢产物的范围,容易从中发现新颖结构的化合物,并 且具有多种生物活性,因此内生真菌已成为发现新天然活性物质的重要资源,在农业和医 药工业中具有重要的应用潜力(施琦渊等,2007)。
巴戟天(Morinda officinalis)为茜草科多年生攀援木质藤本植物,是我国著名的四大南 药之一,有补肾壮阳、强筋骨、祛风湿的作用,用于阳痿遗精、宫冷不孕、月经不调、少 腹冷痛、风湿痹痛、筋骨痿软等症(国家药典委员会,2000)。现代研究表明,巴戟天含有蒽醌类、环烯醚萜苷萜、有机酸类、糖类、甾醇类(林美珍等,2010)。现代药理研究 表明,巴戟天具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤、消炎镇痛等广泛药理作用(徐吉银等,2006)。 因此,从巴戟天内生真菌发现的具有抗肿瘤活性作用的新化合物cytorhizin B和cytorhizin C 可为新药研发提供化学实体。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种具有抗肿瘤活性的化合物cytorhizin B和cytorhizin C。
本发明的化合物cytorhizin B和cytorhizin C,其结构式如式(I)中所示:
本发明的第二个目的是提供化合物cytorhizin B和cytorhizin C的制备方法,所述的化 合物cytorhizin B和cytorhizin C是从巴戟天内生真菌Cytospora rhizophoraeA761的发酵培 养物中分离制备得到,具体包括以下步骤:
(1)制备巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761的发酵培养物,分离菌丝体和发 酵液,发酵液经大孔树脂D101柱,先用水洗掉培养基残渣,再用体积分数95%乙醇水溶液 等度洗脱,收集95%乙醇水溶液洗脱的组分,减压浓缩得浸膏;
(2)将步骤(1)得到的浸膏经C18反相柱层析,用甲醇-水作为洗脱剂,从体积比60:40 至100:0梯度洗脱,收集甲醇-水体积比为60:40洗脱下来的馏分Fr.2;Fr.2经硅胶柱层析, 以正己烷:乙酸乙酯的体积比为20:1,10:1,5:1,2:1,1:1,0:1进行梯度洗脱,经TLC板合并 相同主点得到9个流分,分别为Fr.2-1-Fr.2-9,收集正己烷:乙酸乙酯体积比5:1洗脱的且 经TLC以展开剂为正己烷:乙酸乙酯=5:1v/v,rf值为0.3-0.6的组分Fr.2-6;收集正己烷: 乙酸乙酯体积比5:1洗脱的且经TLC以展开剂正己烷:乙酸乙酯=5:1v/v,rf值为0.2-0.3 的组分Fr.2-7;
将流分Fr.2-6再经硅胶柱层析,以正己烷:乙酸乙酯的体积比为20:1,10:1,5:1,2:1,1:1, 0:1梯度洗脱得到6个组分,分别为Fr.2.6.1-Fr.2.6.6,将正己烷:乙酸乙酯体积比为2:1洗 脱得到的组分Fr.2.6.6经进一步的半制备HPLC纯化,制得化合物cytorhizinB;将流分Fr.2-7 再经凝胶柱层析Sephadex LH-20,以二氯甲烷:甲醇体积比1:1作为洗脱剂洗脱,经TLC 板合并主点得到10个亚组分,分别为Fr.2-7-1-Fr.2-7-10,收集经TLC以展开剂为正己烷: 乙酸乙酯=2:1v/v,rf为0.5-0.8得到的亚组分Fr.2-7-5,将Fr.2-7-5经进一步的硅胶柱层析, 以正己烷:乙酸乙酯体积比8:1→1:1梯度洗脱,得到五个亚组分Fr.2-7-5-1-Fr.2-7-5-5,将正 己烷:乙酸乙酯体积比5:1洗脱的亚组分Fr.2-7-5-2经进一步的半制备HPLC纯化,制得化 合物cytorhizin C。
上述将组分Fr.2.6.6经进一步的半制备HPLC纯化,制得化合物cytorhizin B具体为: 将组分Fr.2.6.6以流动相为体积比75:25的乙腈/水,流速为3mL/min,过YMC-packODS/AQ 柱,收集保留时间为17.8min的组分,得到化合物cytorhizin B;
上述将亚组分Fr.2-7-5-2经进一步的半制备HPLC纯化,制得化合物cytorhizin C具体 为:将亚组分Fr.2-7-5-2以流动相为体积比60:40的乙腈/水,流速为3mL/min,过YMC-pack ODS/AQ柱,收集保留时间为15.8min的组分,得到化合物cytorhizin C。
上述步骤(1)制备巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761的发酵培养物具体步骤 为:挑取Cytospora rhizophorae A761的菌丝接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中,在28℃、 120r/min条件下培养5天,制得种子液,然后将种子液以体积分数10%的接种量接种于马 铃薯葡萄糖液体培养基中,于28℃、120r/min条件下培养7天,制得Cytosporarhizophorae A761的发酵培养物。
所述的马铃薯葡萄糖液体培养基,每升是通过以下方法配制的:用500mL的纯水煮200g的马铃薯,煮沸20min,过滤得马铃薯汁,再加入葡萄糖20g、KH2PO4 3g、MgSO4 1.5g、维生素B1 10mg,用水补足至1000mL,灭菌制得。
本发明通过实验发现,化合物cytorhizin B对HepG-2细胞、NCI-H460细胞、MCF-7细胞和SF-268细胞的IC50值分别为29.4μM、32.8μM、30.1μM和34.8μM;化合物cytorhizin C对HepG-2细胞、NCI-H460细胞、MCF-7细胞和SF-268细胞的IC50值分别为68.6μM、 54.7μM、58.6μM和36.8μM(见下表1)。阳性对照物顺铂对上述四种肿瘤细胞株的IC50值分别为2.4μM、1.6μM、3.2μM和3.3μM。此结果表明:本发明的化合物cytorhizin B 具有比较显著的抗肿瘤活性。
表1化合物cytorhizin B和cytorhizin C对癌细胞的抑制效果
因此,本发明的第三个目的是提供化合物cytorhizin B和cytorhizin C在制备抗肿瘤药 物中的应用,所述的抗肿瘤药物优选为抗肝癌、乳腺癌或神经癌的药物。
本发明的第四个目的是提供一种抗肿瘤药物,该抗肿瘤药物包含化合物cytorhizin B或 cytorhizin C中的至少一种作为活性成分,所述的抗肿瘤药物优选为抗肝癌、乳腺癌或神经 癌的药物。
本发明的第五个目的是提供巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761在制备 cytorhizin B和/或cytorhizin C中的应用。
与现有技术相比,本发明的优势在于:
本发明从巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761中制备分离得到化合物cytorhizin B和cytorhizin C,该化合物cytorhizin B和cytorhizin C具有抗肿瘤活性,可以用于制备抗 肿瘤药物,为研究与开发新的抗肿瘤药物提供了候选化合物,为开发利用植物内生微生物 来源的天然活性物质提供了科学依据。
本发明的巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761已公开于Hongxin Liu,Haibo Tan, Yuchan Chen,Saini Li,Zhanghua Sun,Haohua Li,Shengxiang Qiu,WeiminZhang,Three new highly-oxyenated metabolities from the endophtic fungusCytospora rhizophorae A761. Fitoterapia,2017,117,1-5..(即该文献中的Cytosporarhizophorae A761菌株)。该菌株本申请 人也持有,并保证自申请日起20年内向公众提供。
附图说明
图1是化合物1(cytorhizin B)的1H-NMR谱;
图2是化合物1(cytorhizin B)的13C-NMR谱;
图3是化合物1(cytorhizin B)的COSY谱;
图4是化合物1(cytorhizin B)的HSQC谱;
图5是化合物1(cytorhizin B)的HMBC谱;
图6是化合物1(cytorhizin B)的HR-ESIMS谱。
图7是化合物2(cytorhizin C)的1H-NMR谱;
图8是化合物2(cytorhizin C)的13C-NMR谱;
图9是化合物2(cytorhizin C)的COSY谱;
图10是化合物2(cytorhizin C)的HSQC谱;
图11是化合物2(cytorhizin C)的HMBC谱;
图12是化合物2(cytorhizin B)的HR-ESIMS谱。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明,而不是对本发明的限制。
实施例1
(1)巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761的分离纯化和鉴定
本发明的巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761是2015年1月从采自广东省高要 市的巴戟天植物的叶中分离得到的,经ITS序列分析鉴定,GenBank基因登录号为:KU529867,经blast比对,同源分析,鉴定该菌株属于Cytospora属真菌,命名为Cytosporarhizophorae A761。
(2)巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761的发酵培养物制备
①配制马铃薯葡萄糖液体培养基:每升培养基是通过以下方法配制的:用500mL水煮200g的马铃薯,煮沸20min,过滤得马铃薯汁,再加入葡萄糖20g、KH2PO4 3g、MgSO4 1.5g、维生素B1 10mg,用水补足至1000mL,121℃高压灭菌20min,冷却待用。
②挑取适量的巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761的菌丝接种于马铃薯葡萄 糖液体培养基中,在28℃、120r/min条件下培养5天,制得种子液;然后将种子液按体积 分数10%的接种量接种于装有500mL马铃薯葡萄糖液体培养基的1000mL三角瓶中,共发酵100L,在28℃、120r/min条件下培养7天,制得巴戟天内生真菌Cytospora rhizophoraeA761的发酵培养物。
(3)化合物cytorhizin B和cytorhizin C的制备
取75L巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761的发酵培养物经8层纱布过滤得到 发酵液和菌丝体,发酵液经大孔树脂D101柱,先用水洗掉培养基残渣,再用体积分数95% 乙醇水溶液等度洗脱,收集95%乙醇水溶液洗脱的组分,减压浓缩得浸膏37g。
将浸膏经C18反相柱层析,用甲醇-水作为洗脱剂,从体积比60:40至100:0梯度洗脱, 收集甲醇:水体积比为60:40洗脱下来的馏分Fr.2(8.92g)。馏分Fr.2经硅胶柱层析,以正 己烷:乙酸乙酯体积比为20:1,10:1,5:1,2:1,1:1,0:1进行梯度洗脱,经TLC板合并相同主 点得到9个流分,分别为Fr.2-1-Fr.2-9。收集正己烷:乙酸乙酯体积比5:1洗脱的且经TLC 以展开剂为正己烷:乙酸乙酯=5:1v/v,rf值为0.3-0.6的组分Fr.2-6(486mg);收集正己烷: 乙酸乙酯体积比5:1洗脱的且经TLC以展开剂正己烷:乙酸乙酯=5:1v/v,rf值为0.2-0.3 的组分Fr.2-7(3.07g);
将流分Fr.2-6再经硅胶柱层析,以正己烷:乙酸乙酯的体积比为20:1,10:1,5:1,2:1,1:1, 0:1梯度洗脱得到6个组分,分别为Fr.2.6.1-Fr.2.6.6,将正己烷:乙酸乙酯体积比为2:1洗 脱得到的组分Fr.2.6.6经进一步的半制备HPLC,在色谱柱为YMC-pack ODS/AQ,流动相 为体积比75:25的乙腈/水,流速为3mL/min的色谱条件下纯化,收集保留时间为17.8min 的组分,得到化合物1(化合物cytorhizin B,8.0mg);
将流分Fr.2-7再经凝胶柱层析Sephadex LH-20,以二氯甲烷:甲醇体积比1:1作为洗脱 剂洗脱,经TLC板合并主点得到10个亚组分,分别为Fr.2-7-1-Fr.2-7-10,收集经TLC以展 开剂为正己烷:乙酸乙酯=2:1v/v,rf为0.5-0.8得到的亚组分Fr.2-7-5,将Fr.2-7-5经进一步 的硅胶柱层析,以正己烷:乙酸乙酯体积比8:1→1:1梯度洗脱,得到五个亚组分Fr.2-7-5-1-Fr.2-7-5-5,将正己烷:乙酸乙酯体积比5:1洗脱的亚组分Fr.2-7-5-2经进一步的半 制备HPLC,在色谱柱为YMC-pack ODS/AQ柱,流动相为体积比60:40的乙腈/水,流速为 3mL/min的色谱条件下纯化,收集保留时间为15.8min的组分,制得化合物2(化合物cytorhizin C,3.0mg)。
(4)化合物cytorhizin B和cytorhizin C的结构鉴定
1H-NMR、13C-NMR、HMBC核磁共振谱图用Bruker Advance-600核磁共振光谱仪测定,以四甲基硅烷(TMS)为内标;ESI-MS数据用Bruker maXis Q-TOF型质谱仪测定,其结 构鉴定如下:
如图1-12所示,图1是化合物1(cytorhizin B)的1H-NMR谱;图2是化合物1(cytorhizin B)的13C-NMR谱;图3是化合物1(cytorhizin B)的COSY谱;图4是化合物1(cytorhizin B)的HSQC谱;图5是化合物1(cytorhizin B)的HMBC谱;图6是化合物1(cytorhizin B)的HR-ESIMS谱。
图7是化合物2(cytorhizin C)的1H-NMR谱;图8是化合物2(cytorhizin C)的13C-NMR 谱;图9是化合物2(cytorhizin C)的COSY谱;图10是化合物2(cytorhizin C)的HSQC谱;图11是化合物2(cytorhizin C)的HMBC谱;图12是化合物2(cytorhizin C)的HR-ESIMS谱。
化合物1为白色固体;根据HR-ESIMS m/z 419.1250[M+H]+,计算值为419.1256,确定化合物1的分子式为C22H23ClO6,不饱和度为11;1H-NMR谱显示化合物1中包括一个 五取代的苯环和一个三取代的的苯环。13C-NMR谱显示有22个碳信号(表2),包括4个 甲基,2个亚甲基,5个次甲基以及11个季碳,进一步通过分析化合物1的二维谱图确定 了化合物1的平面结构。
化合物2为白色固体;根据高分辨质谱(HR-ESIMS)m/z 415.1750[M+H]+,计算值为415.1751,确定化合物的分子式为C23H27O7,不饱和度为11;通过分析其1D和2D谱图 发现化合物2的谱图与化合物1的谱图具有极大的相似度,化合物2应具有化合物1相同 的母核结构,通过仔细分析化合物2的HMBC和COSY相关谱图推测出化合物2与化合物 1的主要区别在于化合物的17元氧杂环的末端氯原子(化合物1)被甲氧基(化合物2)替 代,因此,确定了化合物2的结构。
表2化合物cytorhizin B和cytorhizin C的核磁数据(600MHz/150MHz,δin ppm,Jin Hz)
注:a溶剂为氘代丙酮;b溶剂为氘代氯仿。
经过上述方法分离的目标化合物1和2分别命名为化合物cytorhizin B和cytorhizin C, 其结构式如式(I)所示:
实施例2
采用SRB法[SkehanP,Storeng R,Dominic S.New colorimetric cytotoxicityassay for anticancer-drug screening[J].J Natl Cance Inst,]测试化合物cytorhizin B和cytorhizin C的抗 肿瘤活性。
1、试验用试剂:将本发明制备的化合物cytorhizin B和cytorhizin C分别用二甲基亚砜 (DMSO)溶解得浓度为10mg/mL的母液,再用RPMI-1640培养基稀释至所需浓度。阳性对照为顺铂水溶液。
本实验所用肿瘤细胞株为肝癌细胞HepG-2、NCI-H460、乳腺癌细胞MCF-7以及神经癌细胞SF-268。
2、实验方法:取对数生长期的HepG-2、NCI-H460、MCF-7和SF-268细胞,用胰酶 消化,台盼蓝染色计数,台盼蓝排斥实验检测细胞活力大于95%后,用新鲜RPMI-1640培 养基调整细胞浓度为3×104个/mL,细胞接种于96孔板,每孔加入180μL的细胞悬液,并 设3个空白孔调零,于37℃、5%CO2培养箱培养24h。待细胞贴壁后,每孔加入20μL 一定浓度的上述化合物cytorhizins B和cytorhizin C的溶液,阴性对照加20μL RPMI-1640 培养基,以顺铂作阳性对照。置37℃、5%CO2培养箱中培养72h后,加入50μL 50%冷 三氯醋酸固定细胞,4℃放置1小时后用蒸馏水洗涤5次,空气中自然干燥。然后加入由 1%v/v冰醋酸配制的SRB4mg/mL溶液100μL/孔,室温中染色30min,去上清,用1%v/v 冰醋酸洗涤5次,空气干燥。最后加入200μL/孔10mmol/mL的Tris溶液,用酶标仪测定 570nm处的吸光值(A),用以下公式计算药物对细胞生长的抑制率:细胞生长抑制率(%)=(1-A样品组/A对照组)×100。
3、实验结果:cytorhizins B对HepG-2细胞、NCI-H460细胞、MCF-7细胞和SF-268细胞的IC50值分别为29.4μM、32.8μM、30.1μM和34.8μM;cytorhizin C对HepG-2细胞、 NCI-H460细胞、MCF-7细胞和SF-268细胞的IC50值分别为68.6μM、54.7μM、58.6μM和 36.8μM(见下表1)。阳性对照物顺铂对上述四种肿瘤细胞株的IC50值分别为2.4μM、1.6μM、 3.2μM和3.3μM。此结果表明:本发明的化合物cytorhizins B和cytorhizin C具有抗肿瘤活 性。因此,本发明为研究与开发新的抗肿瘤药物提供了候选化合物,为开发利用植物内生 微生物来源的天然活性物质提供了科学依据。
表3化合物cytorhizin B和cytorhizin C对癌细胞的抑制效果
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明 的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术 人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,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 (10)

1.化合物cytorhizin B或cytorhizin C,其结构式如式(I)中所示:
2.一种权利要求1所述的化合物cytorhizin B和cytorhizin C的制备方法,其特征在于,所述的化合物cytorhizin B和cytorhizin C是从巴戟天内生真菌Cytosporarhizophorae A761的发酵培养物中分离制备得到。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
(1)制备巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761的发酵培养物,分离菌丝体和发酵液,发酵液经大孔树脂D101柱,先用水洗掉培养基残渣,再用体积分数95%乙醇水溶液等度洗脱,收集95%乙醇水溶液洗脱的组分,减压浓缩得浸膏;
(2)将步骤(1)得到的浸膏经C18反相柱层析,用甲醇-水作为洗脱剂,从体积比60:40至100:0梯度洗脱,收集甲醇:水体积比为60:40洗脱下来的馏分Fr.2;Fr.2经硅胶柱层析,以正己烷:乙酸乙酯的体积比为20:1,10:1,5:1,2:1,1:1,0:1进行梯度洗脱,经TLC板合并相同主点得到9个流分,分别为Fr.2-1-Fr.2-9,收集正己烷:乙酸乙酯体积比5:1洗脱的且经TLC以展开剂为正己烷:乙酸乙酯=5:1v/v,rf值为0.3-0.6的组分Fr.2-6;收集正己烷:乙酸乙酯体积比5:1洗脱的且经TLC以展开剂正己烷:乙酸乙酯=5:1v/v,rf值为0.2-0.3的组分Fr.2-7;
将流分Fr.2-6再经硅胶柱层析,以正己烷:乙酸乙酯的体积比为20:1,10:1,5:1,2:1,1:1,0:1梯度洗脱得到6个组分,分别为Fr.2.6.1-Fr.2.6.6,将正己烷:乙酸乙酯体积比为2:1洗脱得到的组分Fr.2.6.6经进一步的半制备HPLC纯化,制得化合物cytorhizin B;将流分Fr.2-7再经凝胶柱层析Sephadex LH-20,以二氯甲烷:甲醇体积比1:1作为洗脱剂洗脱,经TLC板合并主点得到10个亚组分,分别为Fr.2-7-1-Fr.2-7-10,收集经TLC以展开剂为正己烷:乙酸乙酯=2:1v/v,rf为0.5-0.8得到的亚组分Fr.2-7-5,将Fr.2-7-5经进一步的硅胶柱层析,以正己烷:乙酸乙酯体积比8:1→1:1梯度洗脱,得到五个亚组分Fr.2-7-5-1-Fr.2-7-5-5,将正己烷:乙酸乙酯体积比5:1洗脱的亚组分Fr.2-7-5-2经进一步的半制备HPLC纯化,制得化合物cytorhizin C。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述的将组分Fr.2.6.6经进一步的半制备HPLC纯化,制得化合物cytorhizin B具体为:将组分Fr.2.6.6以流动相为体积比75:25的乙腈/水,流速为3mL/min,过YMC-pack ODS/AQ柱,收集保留时间为17.8min的组分,得到化合物cytorhizin B;
所述的将亚组分Fr.2-7-5-2经进一步的半制备HPLC纯化,制得化合物cytorhizin C具体为:将亚组分Fr.2-7-5-2以流动相为体积比60:40的乙腈/水,流速为3mL/min,过YMC-pack ODS/AQ柱,收集保留时间为15.8min的组分,得到化合物cytorhizin C。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)制备巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761的发酵培养物具体步骤为:挑取Cytospora rhizophoraeA761的菌丝接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中,在28℃、120r/min条件下培养5天,制得种子液,然后将种子液以体积分数10%的接种量接种于马铃薯葡萄糖液体培养基中,于28℃、120r/min条件下培养7天,制得Cytospora rhizophorae A761的发酵培养物。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述的马铃薯葡萄糖液体培养基,每升是通过以下方法配制的:用500mL的纯水煮200g的马铃薯,煮沸20min,过滤得马铃薯汁,再加入葡萄糖20g、KH2PO4 3g、MgSO4 1.5g、维生素B1 10mg,用水补足至1000mL,灭菌制得。
7.权利要求1所述的化合物cytorhizin B和/或cytorhizin C在制备抗肿瘤药物中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述的抗肿瘤药物为抗肝癌、乳腺癌或神经癌的药物。
9.一种抗肿瘤药物,其特征在于,包含权利要求1所述的化合物cytorhizin B或cytorhizin C中的至少一种作为活性成分。
10.巴戟天内生真菌Cytospora rhizophorae A761在制备权利要求1所述的cytorhizin B和/或cytorhizin C中的应用。
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