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文章导读
老鸦糊 (Callicarpa giraldii Hesse ex Rehd.) 是中国特有植物,在民间长期作为传统药物使用,有祛风除湿,散瘀解毒等功效。本研究首次报道了从该植物中分离得到一系列扁枝杉烷型二萜化合物,包括6个扁枝杉烷型二萜 (1–6)、18个新的扁枝杉烷型二萜 (7–24),以及2个扁枝杉烷型二萜二聚体 (23–24)。通过1D和2D核磁共振 (NMR)、红外光谱 (IR) 和高分辨电喷雾质谱 (HRESIMS) 数据的综合分析,阐明了它们的平面结构,并进一步通过单晶X射线衍射实验、DFT核磁共振计算和TDDFT电子圆二色谱计算,确定了它们的绝对构型。基于本研究中获得的和已报道的光谱数据,研究者完善了一条用于区分扁枝杉烷型二萜与其对映异构体——ent-贝壳杉烷型化合物的规则。此外,还对分离得到的化合物进行了体外抗神经炎症活性评估,测试其对脂多糖 (LPS) 诱导的BV-2小胶质细胞炎症的抑制作用。其中部分化合物在20 mM浓度下显示出中等的抑制活性,化合物5和13在该浓度下显著降低了促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA水平。
研究背景
扁枝杉烷型二萜类化合物是一类在自然界中较少被发现四环二萜,迄今为止,报道的具有这种独特骨架结构的二萜类化合物不足50个,主要分布在唇形科紫珠属、马刺花属和广防风属,以及柏科柳杉属植物中,已报道具有促进植物生长、抗菌以及细胞毒性。需要注意的是,由于扁枝杉烷型二萜与更为常见的ent-贝壳杉烷型化合物存在对映异构关系,因此它们很容易被误鉴定为ent-贝壳杉烷型化合物。
唇形科 (Lamiaceae) 紫珠属约有190种植物,其中46种分布于中国,主要集中在长江以南地区。紫珠属植物富含二萜类化合物,近年来从该属植物中广泛报道了包括半日花烷型、松香烷型、克罗烷型和和扁枝杉烷型二萜化合物。在叶阳课题组之前的研究中,从裸花紫珠全草中分离得到了3,4-开环异海松烷型和3,4-开环海松烷型二萜类化合物。
老鸦糊 (Callicarpa giraldii Hesse ex Rehd.) 是中国特有的植物,广泛分布于甘肃、湖北、福建、广东、广西、四川、贵州和云南等省份。传统上,该植物被记载具有祛风、除湿、活血化瘀和解毒的功效。据报道,老鸦糊含有多种次生代谢产物,包括黄酮类、三萜类和生物碱类化合物,然而,此前尚未有从该植物中分离出二萜类化合物的报道。在本研究中,叶阳课题组对老鸦糊的枝叶进行了系统的调查,尤其是其二萜类化合物,并评价其在脂多糖诱导的BV-2小胶质细胞炎症模型上的抑制活性。
研究内容
扁枝杉烷型二萜与ent-贝壳杉烷型二萜的光谱鉴别
在本研究中,从老鸦糊中分离得到六个已知的扁枝杉烷型二萜类化合物 (1–6),并通过对比其光谱数据与文献中的数据分别鉴定为:calliterpenone (1) 、 (3β,16α)-phyllocladane-3,16,17-triol (2) 、calliterpenone monoacetate (3)、(3β,16α)-phyllocladane-3,16,17-triol17-acetate (4) 、17-norphyllocladane-3,16-dion (5)和(16R)-3-oxophyllocladan-17-oic acid (6)。在研究中成功获得了化合物1、2和5的合适单晶,这些单晶完全确认了它们的绝对构型。这些数据与先前文献中报道的具体数据结合,为快速鉴定扁枝杉烷型或ent-贝壳杉烷型二萜类化合物提供了更全面的¹³C NMR规则。
新化合物7-24的结构鉴定
主要通过一维和二维核磁共振技术包括1H-1H COSY、HSQC、HMBC和NOESY谱确定了化合物的平面构型,并进一步利用利用量子化学计算 (DFT NMR和TDDFT ECD计算) 和铜靶的单晶X衍射实验确定了化合物的绝对构型。
神经炎症抑制活性评估
化合物1–7、10–13、15、18–20和22–24的抗神经炎症活性在脂多糖 (LPS) 诱导的BV-2小胶质细胞炎症模型中进行了评估。在20 μM的浓度下,化合物5、10、13、18、19和20对LPS诱导的BV-2小胶质细胞炎症模型中的NO (一氧化氮) 产生表现出明显的抑制活性。此外,在20 μM的浓度下,化合物5和13显著降低了LPS刺激的BV-2小胶质细胞中促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA水平,这进一步证明了它们对小胶质细胞炎症的抑制活性。
a 单独使用LPS组的NO产生量被设定为100%,数据以均值 ± 标准误 (SEM) 表示,n = 3。对照组 (未暴露于LPS) 的NO产生量为 1.40 ± 1.56% (n = 3)。* 表示p < 0.05,** 表示p < 0.01,*** 表示p < 0.001,与单独使用LPS组相比。
研究结果与讨论
首次从唇形科紫珠属植物老鸦糊中报道了一系列的扁枝杉烷型二萜化合物,其中新化合物18个,包括8个常见的扁枝杉烷型二萜、8个3,4-开环的扁枝杉烷型二萜和2个少见的扁枝杉烷型二萜二聚体,进一步丰富了紫珠属植物的二萜多样性。针对这一类少见的二萜化合物,完善了用于区分扁枝杉烷型二萜和ent-贝壳杉烷型二萜的经验规则。此外,部分化合物在脂多糖诱导的BV-2小胶质炎症模型上表现出明显的抑制活性,并且能够降低细胞中促炎细胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达水平。这些研究结果为抗神经炎症药物开发提供了可能的先导化合物。
原文出自 Molecules 期刊:https://www.mdpi.com/3249652
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/molecules
Molecules 期刊介绍
主编:Thomas J. Schmidt, University of Münster, Germany
期刊发表化学各学科领域的基础、应用以及交叉学科研究的原创性、首创性成果,主题涵盖有机化学、无机化学、药物化学、材料化学、分析化学、应用化学、天然产物化学、食品化学、物理化学、生物化学、计算与理论化学、光电化学、交叉化学、绿色化学等。目前已被SCIE (Web of Science)、Scopus、PubMed、MEDLINE、PMC、Reaxys、Embase、CaPlus/SciFinder等数据库收录。
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