CN113234044B - 一种杂萜结构化合物及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种杂萜结构化合物及其制备方法和用途,其结构通式如下,其中:R1、R2为氧(‑O‑)或羟基(‑OH),R3为甲基(‑CH3)或季碳(‑C‑),R4为氢(H)或甲基(‑Me)。本发明具有逆转多药耐药细胞株,提取分离方法简易,原料容易获得的特点。
Description
技术领域
本发明属于医药技术领域,具体涉及一种杂萜结构化合物,同时还涉及该杂萜结构化合物的制备方法,及在制备逆转阿霉素耐药的肝癌Hep2/ADR细胞株和阿霉素耐药的乳腺癌MCF-7/ADR细胞株制剂方面的应用。
背景技术
多药耐药(multidrug resistance,MDR)是指肿瘤细胞长期接触某一化疗药物,产生的不仅对此种化疗药物耐药性,而且可对其他结构和功能不同的多种化疗药物产生交叉耐药性。这是肿瘤细胞免受化疗药物攻击的最重要的防御机制,也是导致化疗失败的主要原因之一。肿瘤细胞的多药耐药可以分为天然耐药(在化疗开始时就存在的耐药性)和获得性耐药(在化疗过程中由一种化疗药物诱导产生)。目前认为多药耐药的发生与多种因素有关,如多药耐药基因(MDR1)及其编码的糖蛋白(P-GP)介导的耐药,多药耐药相关蛋白(MRP)等。因此发现逆转肿瘤多药耐药的药物对于肿瘤的治疗具有重要意义和价值。天然产物具有骨架多变的结构类型和良好的生物活性,是新药研发的重要来源,尤其是具有良好生物活性的新骨架结构是发现逆转肿瘤多药耐药的重要途径之一。
杂萜类化合物是一类由间苯三酚母核与多个异戊烯基杂合的天然产物,这类化合物结构复杂多变,具有天然产物中少见的桥环、螺环乃至金刚烷等复杂的核心结构。目前已报道的天然杂萜类化合物约500个左右,多具有植物次生代谢产物中少见的桥环、螺环和金刚烷等复杂、刚性的核心骨架。由于其结构新颖,生物活性独特,近年来在国际上广受关注,贯叶金丝桃素(hyperforin)具有抗抑郁和广泛的抗肿瘤活性,garsubellin A具有抗老年痴呆的活性,rhodomyrtusials A和B具有良好的乙酰胆碱酯酶抑制活性,hypatone A具有良好的Ca离子通道激动活性等。文献报道金丝桃属植物,富含天然杂萜类化合物,目前已经成为活性天然产物的研究热点之一。金丝桃(Hypericum monogynum)为藤黄科(Guttiferae)金丝桃属(Hypericum)植物,在中国南方多个省份均有分布,花美丽,供观赏;果实及根供药用,果作连翘代用品,根能祛风、止咳、下乳、调经补血、并可治跌打损伤。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种具有逆转多药耐药细胞株,提取分离方法简易,原料容易获得的杂萜类结构化合物。
本发明的另一目的在于提供该杂萜结构化合物的制备方法。
本发明的再一目的在于提供该杂萜结构化合物在制备逆转阿霉素耐药的肝癌Hep2/ADR细胞株和阿霉素耐药的乳腺癌MCF-7/ADR细胞株制剂方面的应用。
本发明目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的:
本发明的一种杂萜类结构化合物,结构通式如下:
其中:R1、R2为氧(- O-)或羟基(-OH), R3为甲基(-CH3)或季碳(-C-),R4为氢(H)或甲基(-Me)。
上述的一种杂萜类结构化合物,优选化合物1-5,具体结构式为式(1)、式(2)、式(3)、式(4)和式(5):
本发明的一种杂萜类结构化合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)取金丝桃干燥花10 kg,粉碎,采用95%工业乙醇或甲醇50 L,在室温下浸提3-5次,每次3天,回收醇浓缩得浸膏700g;
(2)将浸膏用20L水混溶成浑浊物,经过乙酸乙酯等体积萃取3次、经旋转蒸发仪浓缩得乙酸乙酯层浸膏400g;
(3)乙酸乙酯层浸膏经过硅胶柱层析,采用石油醚与乙酸乙酯体积比为60:1~1:1比例的洗脱剂梯度洗脱,运用硅胶薄层色谱技术对不同洗脱馏分进行检测,具有相同的薄层色谱结果的馏分进行合并,得到四个馏分:Fr. 1 、Fr. 2、 Fr. 3和 Fr. 4;
对Fr. 1再次进行硅胶柱层析,采用石油醚与丙酮体积比为100:1~1:1比例的洗脱剂梯度洗脱,再次被分成4个亚馏分:Fr.1a 、Fr.1b、Fr.1c和Fr.1d;Fr.1a再经硅胶柱层析,石油醚与乙酸乙酯体积比为100:1~100:10比例的洗脱剂梯度洗脱,得到化合物1和化合物2,Fr. 1b经甲醇的Sephadex LH-20凝胶柱层析和半制备高效液相色谱,甲醇与水比例为80:20,得到化合物3和化合物4,Fr.1c经过胶柱层析,石油醚与丙酮比为1000:5,得到化合物5。
本发明的一种杂萜结构化合物在制备逆转阿霉素耐药的肝癌Hep2/ADR细胞株和阿霉素耐药的乳腺癌MCF-7/ADR细胞株制剂方面的应用。
本发明同现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知,本发明的采用的原料容易大量获得,采用MTT法测试从金丝桃花中分离得到的杂萜类化合物对两个肿瘤细胞株的IC50,在非毒性浓度的20和10 μM时,测试化合物对阿霉素耐药的肝癌Hep2/ADR细胞株和阿霉素耐药的乳腺癌MCF-7/ADR细胞株的逆转倍数为10到236倍。因此,本发明从金丝桃花中分离得到的杂萜类化合物对多药耐药细胞株具有良好的逆转活性,因而具有制备临床耐药肿瘤治疗的前景,所得到的化合物为开发疗效好且毒副作用小的新型逆转多药耐药肿瘤药物创造了条件。
附图说明
图1为化合物1的核磁共振氢谱
图2为化合物1的核磁共振碳谱
图3为化合物2的核磁共振氢谱
图4为化合物2的核磁共振碳谱
图5为化合物3的核磁共振氢谱
图6为化合物3的核磁共振碳谱
图7为化合物4的核磁共振氢谱
图8为化合物4的核磁共振碳谱
图9为化合物5的核磁共振氢谱
图10为化合物5的核磁共振碳谱。
具体实施方式
实施例1
一种杂萜类结构化合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)取金丝桃干燥花10 kg,粉碎,采用95%工业乙醇或甲醇50 L,在室温下浸提3-5次,每次3天,回收醇浓缩得浸膏700g,浸膏用20L水混溶成浑浊物,经过乙酸乙酯等体积萃取3次、经旋转蒸发仪浓缩得乙酸乙酯层浸膏400g;
(2)乙酸乙酯层浸膏经过硅胶柱层析,采用石油醚与乙酸乙酯体积比为60:1、20:1、10:1、8:2、7:3、1:1比例的洗脱剂梯度洗脱,每个梯度50L,运用硅胶薄层色谱对不同洗脱馏分进行检测,具有相同的薄层色谱结果的馏分进行合并,得到四个馏分:Fr. 1 (50 g) 、Fr. 2 (30 g)、 Fr. 3 (70 g)和 Fr. 4 (90 g);
(3)对Fr. 1 (50g)进行硅胶柱层析,采用石油醚与丙酮体积比为100:1、10:1、8:2、7:3和1:1比例的洗脱剂梯度洗脱,每个梯度30 L,运用硅胶薄层色谱对不同洗脱馏分进行检测,具有相同的薄层色谱结果的馏分进行合并,得到四个亚馏分:Fr.1a (2 g)、Fr.1b(1 g)、Fr.1c (8g) 和Fr.1d (10g);对Fr.1a进行硅胶柱层析,石油醚与乙酸乙酯体积比为100:1和100:10比例的洗脱剂梯度洗脱,每个梯度20L,得到化合物1 (20 mg)和化合物2(25 mg),Fr.1b经甲醇的Sephadex LH-20凝胶柱层析和半制备高效液相色谱,甲醇与水比例为80:20,得到化合物3 (10 mg)和化合物4 (20 mg);Fr.1c经过胶柱层析,石油醚与丙酮比为1000:5,得到化合物5 (15 mg)。
(二)化合物1-5的结构鉴定
化合物1–5通过高分辨质谱、核磁共振谱(1H NMR, 13C NMR, 2D-NMR)、紫外光谱、红外光谱、旋光等数据进行综合分析,从而确定化合物1-5的结构式,式(1)、式(2)、式(3)、式(4)和式(5),所示:
化合物1:淡黄色油状物,分子式为C26H38O6,HR-ESI-MS m/z 469.2559 ([M+Na]+,calcd forC26H38O6Na: 469.2561),[α]24 D -45.50 (c 0.2, MeOH); UV (MeOH) λ max 234,247, 288, and 320 nm; IR (KBr) v max 3427, 2971, 2931, 2667, 1671, 1526, 1461,1378, 1357, 1227, 1204, 1156,901, 811 cm-1; 核磁数据如表1所示。
表1,化合物1的NMR核磁数据,1H (600 MHz) and 13C (150 MHz) NMR Data of 1in DMSO-d 6.
化合物2:淡黄色油状物,分子式为C27H40O6,HR-ESI-MS m/z 483.2716 ([M+Na]+,calcd forC27H40O6Na: 483.2717),[α]24 D -2.40 (c 0.05, MeOH); UV (MeOH) λ max 234,248, 286 and 321 nm; IR (KBr) v max 3430, 2968, 2932, 2875, 1672, 1529, 1463,1377, 1247, 1227, 1204, 1155, 900, 822 cm-1; 核磁数据如表2所示。
表2. 化合物2的核磁数据,1H (600 MHz) and 13C (150 MHz) NMR Data of 2 inDMSO-d 6.
化合物3:淡黄色油状物,分子式为C26H40O6,[α]24 D 36.00 (c 0.2, MeOH); UV(MeOH) λ max 232, 250, 295 and 327 nm; IR (KBr) v max 3437, 2970, 2927, 1716,1674, 1530, 1462, 1434, 1375, 1236, 1202, 1028, 931, 898 cm-1; HR-ESI-MS m/z 487.2666 ([M+Na]+, calcd for C26H40O7Na: 487.2666),核磁数据如表3所示。
表3,化合物3的核磁数据,1H (600 MHz) and 13C (150 MHz) NMR Data of 3 inDMSO-d 6.
化合物4:淡黄色油状物,分子式为C26H39O6,HR-ESI-MS m/z 447.2736 ([M+Na]+,calcd for C26H39O6: 447.2741). Orange amorphous solid; [α]24 D 36.00 (c 0.2,MeOH); UV (MeOH) λ max 234, 266, 298 and 324 nm; IR (KBr) v max 3440, 2929, 2869,1674, 1529, 1435, 1375, 1263, 1201, 1149, 1096, 895, 808 cm-1; 核磁数据如表4所示。
表4,化合物4的核磁数据,1H (600 MHz) and 13C (150 MHz) NMR Data of 4 inCDCl3.
化合物5:淡黄色油状物,分子式为C27H40O6,HR-ESI-MS m/z 483.2720 ([M+Na]+,calcd for C26H39O6: 483.2723). 核磁数据如表5所示。
表5化合物5的核磁数据,1H (600 MHz) and 13C (150 MHz) NMR Data of 5 inCDCl3。
试验例:实施例中制得的化合物1-5对多药耐药细胞株的逆转活性
1、实验材料
进口96孔培养板,RPMI-1640培养液(Gibco BRL,USA),胎牛血清(杭州四季青公司生产),0.25%胰酶(Trypsin)为美国HyClone产品,四甲基偶氮唑蓝(MTT)购自Sigma公司,二甲基亚砜(DMSO)为北京索莱宝科技有限公司产品,Allegra X-15R台式离心机(美国贝克曼公司),Axio Vert. Al倒置生物显微镜(德国卡尔蔡公司),酶标仪(美国BIOTEK公司),所选用的肿瘤细胞株HepG2/ADR和MCF-7/ADR。
2、试验过程
细胞培养:使用添加10%小牛血清的RPMI-1640培养液(Gibco BRL,USA),培养于含5%CO2的饱和湿度为37℃恒温培养箱中,耐药细胞株HepG2/ADR和MCF-7/ADR分别在培养基中加入1.2 μM的阿霉素维持其耐药。
MTT实验:采用文献报道的方法(赵嘉惠, 张华屏, 王春芳. MTT法在检测细胞增殖方面的探讨[J]. 山西医科大学学报, 2007, 38(3):262-263.),分别以5×103个细胞/mL密度接种于96孔培养板中,24小时后,将DMSO溶液配置得到的10mM不同样品储备液加入96孔板中,终浓度为10 μM或者20μM浓度的测试样品,在37℃,5%CO2,90%RH的条件下培养48h;然后加入20uL的MTT溶液,再孵育4h,平板离心,弃去上清,加160 μL DMSO溶解MTT结晶,平板振荡数分钟后,以酶联免疫检测仪在570nm波长测吸光度OD值。
化合物1-5对预防阿霉素诱导引起的肿瘤细胞实验:HepG2/ADR和MCF-7/ADR 细胞以5×103个细胞每孔的密度接种于96孔板,然后分别加入不同浓度的化合物1-5 (20 μM或者10 μM)预处理后加入不同浓度(0.625μM,1.25μM,2.5μM,5μM,10μM,20μM和40μM)的阿霉素继续培养48小时,空白对照为仅加入新鲜培养液的细胞孔。细胞处理结束后,4℃离心收集细胞,冰PBS洗2次以充分除去药物残留,用MTT检测分析细胞毒。维拉帕米做为阳性对照。逆转倍数=IC50 (ADR)/ IC50(Pgp inhibitor+ADR)。所有实验至少平行两次。
化合物1-5对预防紫杉醇诱导引起的肿瘤细胞实验:HepG2/ADR和MCF-7/ADR 细胞以5×103个细胞每孔的密度接种于96孔板,然后分别加入不同浓度的化合物1-5 (20μM或者10μM)预处理后加入不同浓度(0.1μM,0.3μM,0.625μM,1.25μM,2.5μM,5μM,10μM和20μM)的紫杉醇继续培养48小时,空白对照为仅加入新鲜培养液的细胞孔。细胞处理结束后,4℃离心收集细胞,冰PBS洗2次以充分除去药物残留,用MTT检测分析细胞毒。维拉帕米做为阳性对照。逆转倍数=IC50 (ADR)/ IC50(Pgp inhibitor+ADR)。所有实验至少平行两次。
试验结果
按照上述细胞培养、MTT实验的方法测定化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、和化合物5对两种耐药细胞株的细胞毒活性,结果如表l所示,所有的化合物对两株耐药细胞均显示出很弱的细胞毒活性,同时阳性对照药维拉帕米也显示出微弱的细胞毒。考虑到化合物逆转耐药细胞株有效浓度远远低于其细胞毒活性,所以这些化合物的细胞毒性可以忽略不计。同时如表1所示,阿霉素对两种耐药菌株HepG2/ADR和MCF-7/ADR的细胞毒性,通过添加受试药物,能明显增强其活性,对两种细胞株分别的逆转倍数达到了10-236倍和20-119倍,部分化合物逆转能力强于阳性对照维拉帕米(124和53)。如表1所示,紫杉醇对两株耐药细胞HepG2/ADR和MCF-7/ADR的细胞毒性,通过添加受试药物,也能明显增强其活性,对两种细胞株分别的逆转倍数达到了2-192倍和6-28倍,部分化合物逆转能力强于阳性对照维拉帕米(21和17)。所以这些化合物具有开发成多药耐药逆转抑制剂的潜力。
表6是杂萜类化合物1-5对二种人耐药肿瘤细胞株的逆转活性。
aIC50值(Pgp inhibitor+ADR)是平均值±至少两个独立实验的标准方差(SD); b逆转倍数为IC50(ADR)与IC50(Pgp inhibitor+TAX)的比值或IC50(TAX)与IC50(Pgp inhibitor+TAX);c化合物对细胞的细胞毒性,单个实验的IC50值;d ADR、V、和TAX分别为阿霉素、维拉帕米和紫杉醇。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,任何未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
2.如权利要求1所述的一种杂萜类结构化合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)取金丝桃干燥花10 kg,粉碎,采用95%工业乙醇或甲醇50 L,在室温下浸提3-5次,每次3天,回收醇浓缩得浸膏700g;
(2)将浸膏用20L水混溶成浑浊物,经过乙酸乙酯等体积萃取3次、经旋转蒸发仪浓缩得乙酸乙酯层浸膏400g;
(3)乙酸乙酯层浸膏经过硅胶柱层析,采用石油醚与乙酸乙酯体积比为60:1~1:1比例的洗脱剂梯度洗脱,运用硅胶薄层色谱技术对不同洗脱馏分进行检测,具有相同的薄层色谱结果的馏分进行合并,得到四个馏分:Fr. 1 、Fr. 2、 Fr. 3和 Fr. 4;
对Fr. 1再次进行硅胶柱层析,采用石油醚与丙酮体积比为100:1~1:1比例的洗脱剂梯度洗脱,再次被分成4个亚馏分:Fr.1a 、Fr.1b、Fr.1c和Fr.1d;Fr.1a再经硅胶柱层析,石油醚与乙酸乙酯体积比为100:1~100:10比例的洗脱剂梯度洗脱,得到化合物1和化合物2,Fr. 1b经甲醇的Sephadex LH-20凝胶柱层析和半制备高效液相色谱,甲醇与水比例为80:20,得到化合物3。
3.如权利要求1所述的一种杂萜类结构化合物在制备对肝癌Hep2/ADR细胞株和乳腺癌MCF-7/ADR细胞株具备逆转阿霉素耐药作用 的药物制剂方面的应用。
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GR01 | Patent grant | ||
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