CN115466237B - 一种联二厚朴脂素及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于化合物技术领域，提供了一种联二厚朴脂素及其制备方法和应用，联二厚朴脂素以联二苯并呋喃作为基本骨架，在空间构象上完全区别与和厚朴酚基本骨架，且分子体积较厚朴酚大，其作用靶点区别于厚朴酚类物质，具有较好的靶点特异性，具备独特的理化性质，联二厚朴脂素对各种组织来源的肿瘤细胞均有较强的抑制活性，其IC₅₀在0.4‑7.5μM之间，而对正常细胞抑制力较弱，能够抑制肿瘤细胞的克隆形成能力，显著促进肿瘤细胞发生凋亡，毒副作用小，可以利用联二厚朴脂素或其药学上可接受的盐、联二厚朴脂素的衍生物制备抗肿瘤药物。

Description

一种联二厚朴脂素及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及化合物技术领域，更具体地，涉及一种联二厚朴脂素及其制备方法和应用。

背景技术

药物治疗是肿瘤临床治疗的重要组成部分，包括传统化疗药物、分子靶向药物和肿瘤免疫药物。通过天然产物提取分离是获取新药的重要途径，在1981-2010年间，美国食品与药品管理监督局(Food and Drug Administration，FDA)批准上市的药物中，34％来源于天然产物或其衍生物。天然产物作为药物的一个重要来源，拥有结构新颖多样和生物活性独特的特点。

中药厚朴来源为木兰科木兰属植物厚朴(Magndia officinalis Rehd.etWils.)和凹叶厚朴(M.officinalis Rehd.et Wils.var.biloba Rehd.et Wils.)的干燥干皮、枝皮和根皮。具有行气消积；燥湿除满；降逆平喘的功效。主治食积气滞；腹胀便秘；湿阻中焦，脘痞吐泻；痰壅气逆；胸满喘咳。和厚朴酚是从厚朴中提取出的具有一定抗肿瘤活性的物质，中国专利CN1692901A公开了和厚朴酚作用72小时导致各种肿瘤细胞死亡的药物浓度(IC₅₀)在5-15ug/mL，即18.8-56.4uM，对肿瘤细胞的抑制活性较弱，而且其具有较多与治疗无关的作用位点，可能会带来毒副作用。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种联二厚朴脂素及其制备方法和应用，联二厚朴脂素具有特殊的骨架结构，并具备较好的抗肿瘤效果，对肿瘤细胞有较强的抑制活性，其IC₅₀在0.4-7.5μM之间，能够抑制肿瘤细胞的克隆形成能力，显著促进肿瘤细胞发生凋亡，不影响正常细胞，毒副作用小。

本发明的第一方面提供一种联二厚朴脂素。

具体地，结构式如式(Ⅰ)所示的联二厚朴脂素或其药学上可接受的盐：

本发明首次发现了具有上述式(Ⅰ)结构的联二厚朴脂素或其药学上可接受的盐，该化合物以联二苯并呋喃作为基本骨架，该骨架结构创新，类似的骨架化合物乃首次报道。从结构上看，本发明联二厚朴脂素的联二苯并呋喃骨架结构独特，在空间构象上完全区别于和厚朴酚的基本骨架，且分子体积较厚朴酚大，通常，活性小分子作用于机体，会作用于特定靶点(病例发生发展相关的蛋白、酶、激酶、核酸等)上的特定部位(“锁钥原理”)，通常分子体积较小的分子，在体内潜在的作用位点较多，与治疗无关的作用位点会带来毒副作用，这时候分子体积较大的联二苯并呋喃骨架结构带来的结构上的优势便突显出来了，可以减小毒副作用。本发明的联二厚朴脂素的作用靶点完全区别于厚朴酚类物质，具有较好的靶点特异性，相较于厚朴酚，本发明的联二厚朴脂素还具备纯化容易、脂水分配系数更加合理、生物利用度高、代谢稳定等独特的理化性质，还具备良好的抗肿瘤作用。

本发明的第二方面提供一种联二厚朴脂素的制备方法。

一种联二厚朴脂素的制备方法，包括如下步骤：

取厚朴，利用有机溶剂进行提取，将提取液浓缩，得到浸膏；将浸膏加水制得混悬液，然后经过萃取，纯化后制得联二厚朴脂素。

优选地，所述厚朴为木兰科木兰属植物厚朴(Magndia officinalis Rehd.etWils.)的干燥叶。

优选地，所述厚朴进行提取前，还包括先进行粉碎。

优选地，所述有机溶剂为乙醇、甲醇、正丁醇、异丙醇中的一种或几种。

更优选地，所述有机溶剂为乙醇。

优选地，所述乙醇的体积分数为60-80％。

更优选地，所述乙醇的体积分数为70％。

优选地，所述提取的温度为75-85℃。

优选地，所述提取的次数为2-6次，所述提取的时间为1-3h。

更优选地，所述提取的次数为4次，所述提取的时间为2h。

优选地，所述萃取使用的溶剂为石油醚、氯仿、正丁醇中的一种或几种。

更优选地，所述萃取为依次采用石油醚、氯仿、正丁醇进行萃取。

优选地，所述萃取后，还包括减压回流分别得到石油醚部位的浸膏、氯仿部位的浸膏、正丁醇部位的浸膏。

优选地，将氯仿部位的浸膏经硅胶柱色谱，以石油醚-丙酮系统(10∶1-0∶1)梯度洗脱，合并后得到5个部分，第1部分经硅胶柱色谱，采用三氯甲烷-丙酮系统洗脱，再依次经MCI柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱和ODS反复柱色谱制得联二厚朴脂素。

优选地，所述MCI柱色谱采用的溶剂为体积分数为75-95％的甲醇。

优选地，所述Sephadex LH-20柱色谱采用的溶剂为体积分数为100％的甲醇。

优选地，所述ODS反复柱色谱采用的溶剂为体积分数为50-70％的甲醇。

优选地，所述三氯甲烷-丙酮的体积比为10-30∶1。

更优选地，所述三氯甲烷-丙酮的体积比为20∶1。

优选地，所述梯度洗脱采用梯度混合仪进行。

优选地，所述梯度洗脱的程序为在60min内，利用梯度混合仪连续改变流动相的溶剂配比，使石油醚：丙酮的体积比由10:1变化至0:1。

优选地，所述浓缩为采用减压回流。

本发明的第三方面提供一种联二厚朴脂素的应用。

一种联二厚朴脂素在制备联二厚朴脂素衍生物或制备抗肿瘤药物中的应用。

一种联二厚朴脂素衍生物，在所述联二厚朴脂素的羟基位点进行衍生化和/或2-丙烯基位点进行衍生化。

优选地，所述联二厚朴脂素的羟基位点与羧酸、取代脂肪羧酸、酰氯中的一种或几种发生缩合反应制得含有酯基的联二厚朴脂素衍生物。

优选地，所述联二厚朴脂素的羟基位点与亲核试剂反应制得烷氧化物。

优选地，所述亲核试剂为氯代烷。

优选地，所述联二厚朴脂素的2-丙烯基位点发生加氢还原反应制得含有饱和脂肪链的联二厚朴脂素衍生物。

优选地，所述联二厚朴脂素的2-丙烯基位点与亲电试剂发生加成反应制得联二厚朴脂素衍生物。

一种联二厚朴脂素在制备抗肿瘤药物中的应用。

一种抗肿瘤的药物，包括所述联二厚朴脂素和/或所述联二厚朴脂素的衍生物。

优选地，还包括药学上可接受的载体或者赋形剂。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

(1)本发明首次提出了具有上述式(Ⅰ)结构的联二厚朴脂素或其药学上可接受的盐，这种化合物以联二苯并呋喃作为基本骨架，在空间构象上完全区别与和厚朴酚基本骨架，且分子体积较厚朴酚大，其作用靶点区别于和厚朴酚类物质，具有较好的靶点特异性，具备独特的理化性质，并发现其具备良好的抗肿瘤作用，毒副作用小；

(2)本发明利用有机溶剂提取，然后经过萃取，纯化后制得联二厚朴脂素，本发明的制备方法简便易操作，所制得的联二厚朴脂素纯度高，达到90％及其以上；

(3)本发明所提供的联二厚朴脂素对各种组织来源的肿瘤细胞均有较强的抑制活性，其IC₅₀在0.4-7.5μM之间，而对正常细胞抑制力较弱，具有一定的抗肿瘤效果，且不影响正常细胞，还具有抑制肿瘤细胞的克隆形成能力，可以利用联二厚朴脂素或其衍生物制备抗肿瘤药物；而且联二厚朴脂素上具有活性羟基和2-丙烯基位点，可以进一步用于接枝其他取代基团或者与其他试剂发生反应，得到具有全新结构的联二厚朴脂素衍生物，可用于抗肿瘤研究中，联二厚朴脂素的衍生物的种类丰富，应用范围广。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的联二厚朴脂素的分子结构；

图2为本发明实施例1制得的联二厚朴脂素的质谱图；

图3为本发明实施例1制得的联二厚朴脂素的晶体结构图(ORTEP图)；

图4为本发明实施例1制得的联二厚朴脂素抑制结肠癌细胞HCT116克隆形成能力的分析；

图5为本发明实施例1制得的联二厚朴脂素诱导结肠癌细胞HCT116细胞凋亡；

图6为本发明实施例1制得的联二厚朴脂素的蛋白免疫印迹法分析结果。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。

以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。

实施例1

一种联二厚朴脂素，具有如下式(Ⅰ)所示分子结构：

上述联二厚朴脂素的制备方法，包括如下步骤：

取干燥厚朴叶，适当粉碎，用10倍量体积分数为70％乙醇在78℃左右回流提取4次，每次2h，合并提取液，减压回流得总浸膏；将浸膏加入水制得混悬液，依次用石油醚、氯仿、正丁醇萃取，减压回流得到石油醚萃取部位、氯仿萃取部位、正丁醇萃取部位；将氯仿萃取部位浸膏经硅胶柱色谱，以石油醚-丙酮系统(体积比10∶1-0∶1)梯度洗脱，合并后得到5个部分；第1部分经硅胶柱色谱，三氯甲烷-丙酮系统(体积比为20∶1)洗脱，再依次经MCI柱色谱(体积分数为85％的甲醇)、Sephadex LH-20柱色谱(体积分数为100％的甲醇)和ODS(体积分数为60％的甲醇)反复柱色谱得最终产物为联二厚朴脂素。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，化合物为联二厚朴脂素的钠盐。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，化合物为联二厚朴脂素的羟基与羧酸缩合成酯。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于，化合物为联二厚朴脂素的羟基与氯代烷反应成烷氧化物。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于，化合物为联二厚朴脂素的2-丙烯基加氢还原成饱和脂肪链。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于，制备方法中乙醇替换为甲醇。

对比例1

本对比例的化合物为和厚朴酚。

应用例

一种抗肿瘤药物，制备抗肿瘤药物的原料至少包括联二厚朴脂素、其药学上可接受的盐、联二厚朴脂素的衍生物中的一种，还可以添加药学上可接受的载体或者赋型剂。

产品效果测试

1、联二厚朴脂素的结构鉴定和表征

取实施例1制得的最终产物进行的质谱及核磁分析(核磁氢谱、核磁碳谱)，结果分别如图2和表1所示。其中，表1中position为原子编号，δ为氢原子化学位移，mult为裂峰类型，J为耦合常数，Hz为耦合常数单位，δc为代表碳原子的化学位移，type代表碳原子类型。

表1联二厚朴脂素的核磁氢谱¹H(600MHz)和核磁碳谱¹³C(150MHz)NMR分析

实施例1制得的联二厚朴脂素的核磁氢谱¹H(600MHz)和核磁碳谱¹³C(150MHz)NMR各碳原子和氢原子的化学位移归属如表1，结合图2和表1结果可知，实施例1所制得的最终产物为联二厚朴脂素。根据以上的分析结果，可以得到联二厚朴脂素的分子结构如图1所示，联二厚朴脂素的结构中以联二苯并呋喃作为基本骨架，在空间构象上完全区别于和厚朴酚的基本骨架，且分子体积较厚朴酚大，因此，该化合物的作用靶点也完全区别于和厚朴酚类物质，且具有较好的靶点特异性。

2、联二厚朴脂素的晶体结构

将实施例1制得的联二厚朴脂素溶于二氯甲烷中，缓慢加入己烷得到晶体，用X-射线衍射分析，在数据收集过程中，晶体保持在100.00K。利用Olex2软件解析结构(使用电荷翻转的olex2.solve结构求解程序求解结构，并使用olex2.refine进行结构精修)。完整地导出联二厚朴脂素的空间结构，如图3所示，通过晶体结构可见C4’和Cd的碳原子间具有化学键，该化学键是二联体结构的链接关键组成，只有确定了该化学键的存在，才可确定化合物为二联体结构，而非厚朴酚单体。测得化合物(Compound)联二厚朴脂素的单晶参数为：分子式(Formula)C₃₆H₃₀O₆，分子量Mr＝558.60，晶系(Crystal System)三斜体(triclinic)，空间群(Space Group)P-1(No.2)，α＝72.115(3)，β＝75.070(2，γ＝84.676(2)，/>T＝99.9(4)K，Z＝2，Z'＝1，μ(CuK_α)＝0.721,158/5,000，共测量了16235次反射，选其中5690次数据(Rint＝0.0352)用于所有计算。最终的wR2为0.1373(all data，所有数据)，R1为0.0461(I>2(I))。详细参数见表2。

表2联二厚朴脂素的单晶参数

3、化合物联二厚朴脂素抑制肿瘤细胞增殖能力的分析

针对多种组织来源的肿瘤细胞(如结肠癌细胞HCT116和Caco2，乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7，脑胶质瘤细胞U87MG，肌肉瘤细胞A204，白血病细胞Jurkat、NALM6和KG1A)，以及正常组织来源细胞(如小鼠胚胎成纤维细胞MEF，人前列腺基质永生化细胞WPMY-1)，使用磺酰罗丹明B染色法评价联二厚朴脂素对细胞增殖的影响。取处于对数增长期的细胞接种于96孔板(5000-40000个细胞/孔，100μL/孔)。贴壁生长过夜后，加入100μL/孔带药新鲜培养液，每个剂量3个平行孔，在37℃、5％CO₂条件下培养48小时。每孔加入50mL冷的50％(w/v)三氯乙酸(TCA)，4℃固定1小时。弃固定液，用低流速的蒸馏水冲洗5遍，空气中自然干燥。每孔加入100μL0.4％(w/v)SRB溶液，室温下染色10分钟。弃上清，用体积分数为1％乙酸冲洗5遍以去除非特异性结合的染料，空气中自然干燥。每孔加入200μL的10mM Tris溶液(pH10.5)。震荡5分钟后在515nm波长下测OD值，绘制药物浓度与相对细胞数量的拟合曲线并计算50％抑制浓度(IC₅₀)。结果如表3所示，联二厚朴脂素对各种组织来源的肿瘤细胞均有较强的抑制活性，其IC₅₀在0.4-7.5μM之间，而对正常细胞抑制力较弱。而且，对比例1的和厚朴酚作用72小时导致各种肿瘤细胞死亡的药物浓度(IC₅₀)在5-15ug/mL，即18.8-56.4uM(中国专利CN1692901A)。由上可知，本发明的联二厚朴脂素作用48小时，对各种肿瘤细胞的IC₅₀可以达到在0.4-7.5uM，若作用时间延长至72小时，则IC₅₀数值会更低，因此联二厚朴脂素具有比和厚朴酚具有更强的抗肿瘤作用。

表3联二厚朴脂素抑制各种肿瘤细胞生长的活性(IC₅₀，μM)

4、化合物联二厚朴脂素抑制肿瘤细胞克隆形成能力的分析

将结肠癌细胞HCT116种植于6孔板中，3000细胞/孔，24小时后加入不同浓度(0、1.25、2.5、5μM)的联二厚朴脂素，培养7-10天。弃培养基，磷酸盐缓冲液(PBS)洗一遍，加入2mL0.2％结晶紫溶液(含3.7％多聚甲醛的PBS)。室温孵育20分钟，PBS洗涤3遍。弃去PBS，晾干，克隆计数。结果如图4所示，由图4可以看出，联二厚朴脂素能够抑制肿瘤细胞的克隆形成能力，且随着浓度的增加，作用逐渐增强。

5、化合物联二厚朴脂素诱导肿瘤细胞凋亡的分析

取处于对数增长期的肿瘤细胞接种于6孔板，每孔(1-4)×10⁵个细胞。贴壁生长培养24小时后，分别加入0、5、10、20μM的化合物联二厚朴脂素。处理48小时后，收集培养液及细胞，离心去上清。加入结合缓冲液制成1×10⁶/mL的细胞悬液，取100μL细胞悬液到1.5mL离心管，加入5μL的钙离子依赖性磷脂结合蛋白(Annexin V)和5μL碘化丙啶(PI)染料，轻轻混匀。室温避光15分钟后每管加入400μL结合缓冲液，使用流式细胞仪分析，确定细胞凋亡状况。结果如图5所示，图5a-d分别为0、5、10、20μM的化合物联二厚朴脂素的处理结果，流式细胞仪分析表明，联二厚朴脂素可显著促进肿瘤细胞发生凋亡。其中，图5中Q1：细胞碎片，Q2：晚期凋亡，Q3：早期凋亡，Q4：活细胞。

采用蛋白免疫印迹法分析细胞凋亡相关蛋白，结果如图6所示，可以看到随着联二厚朴脂素药物浓度的增加，天冬酰胺酶被切割激活(cleaved caspase-9及cleavedcaspase-3)，进而造成DNA修复蛋白PARP被切割失去其活性，导致细胞凋亡(其中β-actin是上样内参)。

实施例2-6制得的联二厚朴脂素、联二厚朴脂素的盐、联二厚朴脂素的衍生物均表现出了与实施例1相当的抗肿瘤活性。

Claims (7)

1.结构式如式（Ⅰ）所示的联二厚朴脂素或其药学上可接受的盐：

式（Ⅰ）。

2.权利要求1所述联二厚朴脂素的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

取厚朴，利用有机溶剂进行提取，将提取液浓缩，得到浸膏；将浸膏加水制得混悬液，然后经过萃取，纯化后制得联二厚朴脂素；

所述萃取为依次采用石油醚、氯仿、正丁醇进行萃取；

所述萃取后，还包括减压回流分别得到石油醚部位的浸膏、氯仿部位的浸膏、正丁醇部位的浸膏；

将氯仿部位的浸膏经硅胶柱色谱，以石油醚-丙酮系统梯度洗脱，合并后得到5个部分，第1部分经硅胶柱色谱，采用三氯甲烷-丙酮系统洗脱，再依次经MCI柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱和ODS反复柱色谱制得联二厚朴脂素。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、甲醇、正丁醇、异丙醇中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述提取的温度为75-85℃。

5.权利要求1所述联二厚朴脂素在制备抗肿瘤药物中的应用。

6.一种抗肿瘤的药物，其特征在于，包括权利要求1所述联二厚朴脂素。

7.根据权利要求6所述抗肿瘤的药物，其特征在于，还包括药学上可接受的载体或者赋形剂。