本發(fā)明屬于醫(yī)藥生物技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及利用植物內(nèi)生真菌Cytospora rhizophorae A761制備cytosporaphenone A的方法,化合物cytosporaphenone A及其在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用和作為抗腫瘤藥物活性成份方面的應(yīng)用。
背景技術(shù):
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癌癥是目前危害人類健康的主要疾病之一。國際抗癌聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)表明,2008年,全球有1270萬人患癌,死亡人數(shù)高達(dá)760萬。世界范圍內(nèi)因癌癥死亡的人數(shù),比艾滋病、瘧疾和結(jié)核病加起來還要多。如果不采取有效的措施,預(yù)計到2030年,每年將出現(xiàn)2600萬新增癌癥病例,癌癥死亡人數(shù)將達(dá)1700萬。我國癌癥發(fā)生率正處于快速上升時期,每年癌癥發(fā)病人數(shù)約260萬,死亡180萬。癌癥已成為中國城市和農(nóng)村居民的第一死因,癌癥帶來的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和對社會發(fā)展的不良影響也日益突顯。在癌癥的三大療法中,藥物治療占有主要位置。
植物內(nèi)生真菌(endophytic fungi)是指生活史的一定階段或全部階段生活在健康植物組織內(nèi),但不對植物組織引起明顯病害癥狀的真菌(Tan RX and Zou WX,2001)。內(nèi)生真菌物種豐富多樣,它們處于植物內(nèi)部的特殊環(huán)境中,能夠產(chǎn)生各種結(jié)構(gòu)的次生代謝產(chǎn)物,其化合物的結(jié)構(gòu)類型遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其植物代謝產(chǎn)物的范圍,容易從中發(fā)現(xiàn)新穎結(jié)構(gòu)的化合物,并且具有多種生物活性,因此內(nèi)生真菌已成為發(fā)現(xiàn)新天然活性物質(zhì)的重要資源,在農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)中具有重要的應(yīng)用潛力(施琦淵等,2007)。
巴戟天(Morinda officinalis)為茜草科多年生攀援木質(zhì)藤本植物,是我國著名的四大南藥之一,有補(bǔ)腎壯陽、強(qiáng)筋骨、祛風(fēng)濕的作用,用于陽痿遺精、宮冷不孕、月經(jīng)不調(diào)、少腹冷痛、風(fēng)濕痹痛、筋骨痿軟等癥(國家藥典委員會,2000)?,F(xiàn)代研究表明,巴戟天含有蒽醌類、環(huán)烯醚萜苷萜、有機(jī)酸類、糖類、甾醇類(林美珍等,2010)。現(xiàn)代藥理研究表明,巴戟天具有抗菌、抗氧化、抗腫瘤、消炎鎮(zhèn)痛等廣泛藥理作用(徐吉銀等,2006)。因此,從巴戟天內(nèi)生真菌發(fā)現(xiàn)的具有抗腫瘤活性作用的新化合物cytosporaphenone A可為新藥研發(fā)提供化學(xué)實體。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的第一個目的是提供一種具有抗腫瘤活性的化合物cytosporaphenone A。
本發(fā)明的化合物cytosporaphenone A,其結(jié)構(gòu)式如式(Ⅰ)所示:
本發(fā)明的第二個目的是提供一種化合物cytosporaphenone A的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:化合物cytosporaphenone A是從巴戟天內(nèi)生真菌Cytospora rhizophorae A761的發(fā)酵培養(yǎng)物中分離制備得到的。
所述的化合物cytosporaphenone A從巴戟天內(nèi)生真菌Cytospora rhizophorae A761的發(fā)酵培養(yǎng)物中分離制備得到的,具體步驟如下:
(1)制備巴戟天內(nèi)生真菌Cytospora rhizophorae A761的發(fā)酵培養(yǎng)物,分離菌絲體和發(fā)酵液,取菌絲體干燥后粉碎用乙醇或乙醇水溶液浸提,濃縮浸提液至無乙醇,再用水懸浮,懸浮液用乙酸乙酯萃取,萃取液經(jīng)濃縮后得浸膏;
(2)浸膏經(jīng)C18反相柱層析,用甲醇-水作為洗脫劑,從體積比30:70至100:0梯度洗脫,收集甲醇-水體積比為40:60洗脫下來的餾分,經(jīng)凝膠柱層析Sephadex LH-20,以氯仿-甲醇體積比1:1作為洗脫劑洗脫,再經(jīng)純化后得到化合物cytosporaphenone A。
所述的步驟(1)制備巴戟天內(nèi)生真菌Cytospora rhizophorae A761的發(fā)酵培養(yǎng)物具體步驟為:挑取Cytospora rhizophorae A761的菌絲接種于馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基中,在28℃、120r/min條件下培養(yǎng)5天,制得種子液,然后將種子液按10%的接種量接種于馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基中,28℃、120r/min條件下培養(yǎng)7天,而制得Cytospora rhizophorae A761的液體發(fā)酵培養(yǎng)物,所述的馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基,每升是通過以下方法配制的:用500mL的純水煮200g的馬鈴薯,煮沸20min,過濾得馬鈴薯汁,再加入葡萄糖20g、KH2PO4 3g、MgSO4 1.5g、維生素B1 10mg、用水補(bǔ)足至1000mL。
所述的乙醇水溶液優(yōu)選為體積分?jǐn)?shù)98%的乙醇水溶液。
所述的純化是用高效液相色譜和制備薄層層析純化。
本發(fā)明通過實驗發(fā)現(xiàn),化合物cytosporaphenone A對HepG-2細(xì)胞和MCF-7細(xì)胞的IC50值分別為19.2和22.4μg/mL,陽性對照物順鉑對上述四種腫瘤細(xì)胞株的IC50值分別為0.51和1.84μg/mL。此結(jié)果表明:本發(fā)明的化合物cytosporaphenone A具有比較顯著的抗腫瘤活性。
因此,本發(fā)明的第二個目的是提供化合物cytosporaphenone A在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
所述的抗腫瘤藥物優(yōu)選為抗肝癌和乳腺癌的藥物。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種抗腫瘤藥物,其特征在于,包含化合物cytosporaphenone A作為活性成分。
所述的抗腫瘤藥物優(yōu)選為抗肝癌和乳腺癌的藥物。
本發(fā)明的第四個目的是提供巴戟天內(nèi)生真菌Cytospora rhizophorae A761在制備化合物cytosporaphenone A中的應(yīng)用。
本發(fā)明從巴戟天內(nèi)生真菌Cytospora rhizophorae A761中制備分離得到化合物cytosporaphenone A,該化合物cytosporaphenone A具有抗腫瘤活性,可以用于制備抗腫瘤藥物,為研究與開發(fā)新的抗腫瘤藥物提供了候選化合物,為開發(fā)利用植物內(nèi)生微生物來源的天然活性物質(zhì)提供了科學(xué)依據(jù)。
本發(fā)明的巴戟天內(nèi)生真菌Cytospora rhizophorae A761于2016年12月15日保藏于廣東省微生物菌種保藏中心(GDMCC),地址:中國.廣州.廣東省微生物研究所,其保藏編號為GDMCC No.3.617,該菌種保藏中心的菌株是對外銷售的,因此本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在申請日之前獲得該菌株。
附圖說明:
圖1是化合物1(cytosporaphenone A)的1H-NMR譜;
圖2是化合物1(cytosporaphenone A)的13C-NMR譜;
圖3是化合物1(cytosporaphenone A)的HSQC譜;
圖4是化合物1(cytosporaphenone A)的HMBC譜;
圖5是化合物1(cytosporaphenone A)的HR-ESIMS譜。
圖6是化合物1的X-ray晶體衍射圖。
具體實施方式:
下面通過具體實施例來對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述,但是本發(fā)明并不受限于下面的實施例。
實施例1:
一、巴戟天內(nèi)生真菌Cytospora rhizophorae A761的分離純化和鑒定
本發(fā)明的內(nèi)生真菌Cytospora rhizophorae A761是2015年1月從采自廣東省高要市的巴戟天植物的葉中分離得到的,經(jīng)ITS序列分析鑒定,GenBank基因登錄號為:KU529867,經(jīng)blast比對,同源分析,鑒定該菌株屬于Cytospora屬真菌,命名為Cytospora rhizophorae A761。
二、Cytospora rhizophorae A761的液體發(fā)酵
培養(yǎng)基為馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基,每升培養(yǎng)基是通過以下方法配制的:用500mL水煮200g的馬鈴薯,煮沸20min,過濾得馬鈴薯汁,再加入葡萄糖20g、KH2PO4 3g、MgSO41.5g、維生素B1 10mg、用水補(bǔ)足至1000mL,121℃高壓滅菌20min,冷卻待用。
挑取適量的Cytospora rhizophorae A761的菌絲接種于馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基中,在28℃、120r/min條件下培養(yǎng)5天,制得種子液。然后將種子液按體積分?jǐn)?shù)10%的接種量接種于裝有500mL馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基的1000mL三角瓶中,共發(fā)酵100L,28℃、120r/min條件下培養(yǎng)7天,制得Cytospora rhizophorae A761的液體發(fā)酵培養(yǎng)物。
三、化合物cytosporaphenone A的制備
50L Cytospora rhizophorae A761的液體發(fā)酵培養(yǎng)物經(jīng)離心得發(fā)酵液和菌絲體。菌絲體置于55℃烘箱烘干、粉碎,用體積分?jǐn)?shù)98%的乙醇水溶液冷浸提取多次至提取液基本無色,合并提取液,減壓濃縮至無醇味,加500mL水懸浮,再用乙酸乙酯萃取4次,合并乙酸乙酯萃取物,在40℃下減壓濃縮得浸膏26g。
浸膏經(jīng)C18反相柱層析,用甲醇-水作為洗脫劑,從體積比30:70至100:0梯度洗脫,收集甲醇-水體積比為40:60洗脫下來的餾分,經(jīng)凝膠柱層析Sephadex LH-20,以氯仿-甲醇體積比1:1作為洗脫劑洗脫,通過TLC板合并相同流分,得到組分1(展開劑正己烷:乙酸乙酯=1:5v/v,rf=0.3~0.4)和組分2(展開劑正己烷:乙酸乙酯=1:5v/v,rf=0.5~0.7)。組分2再經(jīng)C18反相柱色譜,以甲醇-水為洗脫劑,從體積比40:60至100:0梯度洗脫,根據(jù)薄層色譜合并相同點(diǎn)組分,收集以正己烷:乙酸乙酯=1:5v/v作為展開劑,rf=0.5~0.7的餾分,該餾分再經(jīng)硅膠柱層析,用正己烷-乙酸乙酯做洗脫劑,從體積比5:1-1:5進(jìn)行梯度洗脫,合并正己烷-乙酸乙酯(1:2)極性段得到目標(biāo)化合物1(化合物cytosporaphenone A)(20mg)。
四、化合物cytosporaphenone A的結(jié)構(gòu)鑒定
1H NMR、13C NMR、HMBC核磁共振譜圖用Bruker Advance-500核磁共振光譜儀測定,以四甲基硅烷(TMS)為內(nèi)標(biāo);ESI-MS數(shù)據(jù)用VG Autospec-3000型質(zhì)譜儀測定;紫外光譜用上海元析儀器有限公司UV6000紫外可見分光光度計測定。
圖1是化合物1(cytosporaphenone A)的1H-NMR譜;
圖2是化合物1(cytosporaphenone A)的13C-NMR譜;
圖3是化合物1(cytosporaphenone A)的HSQC譜;
圖4是化合物1(cytosporaphenone A)的HMBC譜;
圖5是化合物1(cytosporaphenone A)的HR-ESIMS譜。
圖6是化合物1的X-ray晶體衍射圖
化合物1(Cytosporaphenone A):化合物1為暗黃色晶體;根據(jù)其ESIMS準(zhǔn)分子離子峰,確定化合物1的分子量為320;根據(jù)HRESIMS[M-H]-m/z 319.0404,C15H11O8計算值為319.0454,確定化合物的分子式為C15H12O8,不飽和度為10;氫譜和碳譜(表1)顯示AB間位取代的苯的三個芳環(huán)質(zhì)子信號,一個方環(huán)單峰,以及一個甲基信號?;衔?的13C NMR和HSQC譜顯示該化合物共有14個碳信號,包括12個芳環(huán)碳信號(兩個苯環(huán))以及一個羰基碳信號,一個甲基信號。HMBC譜中H-2與C-4,C-6,C-7相關(guān)可以確定分子中的存在A環(huán)結(jié)構(gòu)片段;此外,H-11(H-13)與C-9和C-13的HMBC相關(guān)可以推測分子中含有一個部分對稱的B環(huán)片段;甲基與C-11,C-13的關(guān)鍵HMBC相關(guān)則可推測甲基位于C-12位(B環(huán)上)。通過H-11和H-13與C-8的相關(guān)可以確定羰基與B環(huán)的C-9位上。
因為化合物1高氧化度,使得鑒定他的結(jié)構(gòu)比較困難,因而我們嘗試對其進(jìn)行單晶培養(yǎng),最終,通過努力獲得了它在甲醇溶液中的單晶,并通過X-ray單晶衍射最終確定了化合物1的結(jié)構(gòu)(圖6)。最終,化合物1被確定為一個二苯甲酮類新穎化合物。
表1 cytosporaphenone A的核磁數(shù)據(jù)(δin ppm,J in Hz)。
a Recorded in CD3OD
經(jīng)過上述方法分離的目標(biāo)化合物1命名為化合物cytosporaphenone A,其結(jié)構(gòu)式如式(Ⅰ)所示:
實施例2:
采用SRB法[SkehanP,Storeng R,Dominic S.New colorimetric cytotoxicity assay for anticancer-drug screening[J].J Natl Cance Inst,]測試化合物cytosporaphenone A的抗腫瘤活性。
1、試驗用試劑:將本發(fā)明制備的化合物cytosporaphenone A用二甲基亞砜(DMSO)溶解得濃度為10mg/mL的母液,再用RPMI-1640培養(yǎng)基稀釋至所需濃度。陽性對照為順鉑水溶液。
本實驗所用腫瘤細(xì)胞株為肝癌細(xì)胞HepG-2乳腺癌細(xì)胞MCF-7。
2、實驗方法:取對數(shù)生長期的HepG-2和MCF-7細(xì)胞,用胰酶消化,臺盼藍(lán)染色計數(shù),臺盼藍(lán)排斥實驗檢測細(xì)胞活力大于95%后,用新鮮RPMI-1640培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞濃度為3×104個/mL,細(xì)胞接種于96孔板,每孔加入180μL的細(xì)胞懸液,并設(shè)3個空白孔調(diào)零,于37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)24h。待細(xì)胞貼壁后,每孔加入20μL一定濃度的上述化合物cytosporaphenone A的溶液,陰性對照加20μL RPMI-1640培養(yǎng)基,以順鉑作陽性對照。置37℃、5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72h后,加入50μl 50%冷三氯醋酸固定細(xì)胞,4℃放置1小時后用蒸餾水洗滌5次,空氣中自然干燥。然后加入由1%冰醋酸配制的SRB 4mg/ml溶液100μL/孔,室溫中染色30min,去上清,用1%冰醋酸洗滌5次,空氣干燥。最后加入200μL/孔10mmol/ml的Tris溶液,用酶標(biāo)儀測定570nm處的吸光值(A),用以下公式計算藥物對細(xì)胞生長的抑制率:細(xì)胞生長抑制率(%)=(1-A樣品組/A對照組)×100%。
3、實驗結(jié)果:本發(fā)明制備的化合物cytosporaphenone A對HepG-2細(xì)胞和MCF-7細(xì)胞的IC50值分別為19.2和22.4μg/mL,陽性對照物順鉑對上述兩種腫瘤細(xì)胞株的IC50值分別為0.51和1.84μg/mL。此結(jié)果表明:本發(fā)明的化合物cytosporaphenone A具有顯著的抗腫瘤活性,因此,本發(fā)明為研究與開發(fā)新的抗腫瘤藥物提供了候選化合物,為開發(fā)利用植物內(nèi)生微生物來源的天然活性物質(zhì)提供了科學(xué)依據(jù)。