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紫苏叶化学成分研究及抗炎活性初步评价

2021-11-19王宇宁梁克利

中国药业 2021年21期
关键词:波谱紫苏叶紫苏

王宇宁,樊 晖,梁克利,3

(1.辽宁省沈阳市第七人民医院,辽宁 沈阳 110000; 2.辽宁中医药大学附属医院,辽宁 沈阳 110847;3.哈尔滨商业大学,黑龙江 哈尔滨 150076)

紫苏Perilla frutescens(L.)Britt.为唇形科紫苏属1年生草本植物,又名白苏、名苏、赤苏、桂荏等,药用及食用历史悠久,是公认的药食同源植物。紫苏在亚洲南至印度尼西亚,东至日本、朝鲜均有分布[1]。我国广泛栽培,2015年版《中国药典》规定其叶、子、梗均为药用部位。中医学理论认为,紫苏具有解表散寒、宣肺化痰、行气和胃等功效,临床主要用于急性胃炎、肠炎、肾炎、慢性支气管炎等炎性疾病的治疗[2-7]。紫苏叶中的黄酮类、酚酸类、萜类、挥发油类成分为紫苏叶的主要化学成分[8-11],但其抗炎活性成分的报道较少。本研究中系统分离了紫苏叶的化学成分,以RAW264.7细胞为评价模型,评价了各化合物对诱导型一氧化氮合酶(iNOS)及环氧合酶2(COX-2)蛋白表达水平的影响。现报道如下。

1 仪器、试药与细胞

1.1 仪器

Bruker-400型核磁共振(NMR)仪(四甲基硅烷内标,德国Bruker公司);Agilent 1100型高效液相色谱仪(安捷伦科技有限公司),配有紫外检测器;JY-SCZ2型电泳仪(北京君意东方电泳设备有限公司);4600型全自动化学发光成像分析仪(上海天能科技有限公司);正向硅胶色谱柱(中国青岛海洋化工厂);D101大孔吸附树脂(沧州宝恩树脂科技有限公司);反相ODS硅胶色谱柱(美国Welch公司)。

1.2 试药

二甲基亚砜(DMSO,美国Sigma公司,批号为180412);Peroxidase-conjugated Affinipure Goat Anti-Rabbit(批 号 为P181123),Anti-β-actin(批 号 为sc 69879),均 购 自 美 国Proteintech Group Inc.;P-Tau Rabbit mAb(Cell Signaling,批号为15013);Tau Rabbit mAb(Abcam公司,批号为46687);MarKer(Rainbow公司,批号为20190302);细胞裂解液(批号为20190425),PMSF(批号为20190327),电化学发光(ECL)法发光液(批号为20190402),均购自上海碧云天生物技术有限公司;四甲基乙二胺(TEMED,批号为191037),聚偏氟乙烯膜(PVDF膜,批号为192113),均购自北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司;甲醇等有机试剂均购自天津大茂化学试剂有限公司;紫苏叶购自辽河大药房,批号为20170335,经哈尔滨商业大学吴健博士鉴定为紫苏Perilla frutescens(L.)Britt.的干燥叶。

1.3 细胞

RAW264.7细胞株(ATCC,批号为20160812)。

2 方法与结果

2.1 提取与分离

取干燥紫苏叶15 kg,以8倍量75%乙醇回流提取2次,每次2 h,合并提取物,减压浓缩至无醇味,得提取物浸膏2.3 kg。浸膏以蒸馏水溶解,用D101大孔吸附树脂分离,以乙醇-水溶液(0→100%)梯度洗脱,30%洗脱部分经硅胶柱、十八烷基硅烷键合硅胶(ODS)柱进一步分离,采用高效液相色谱(HPLC)法纯化得到化 合 物1(23.5 mg)、化 合 物2(17.6 mg)、化 合 物3(21.2 mg)、化合物4(17.3 mg);60%洗脱部分经硅胶柱、C18ODS柱进一步分离,采用HPLC法纯化,得到化合物5(13.8 mg)、化合物6(26.1 mg)。

2.2 化合物鉴定

化合物1:淡黄色油状物。1H-NMR(400 MHz,DMSO-d6):6.97(1H,d,J=15.8 Hz,H-7),6.27(1H,d,J=15.8 Hz,H-8),5.86(1H,brs,H-4),2.64(1H,d,J=16.9 Hz,H-2),2.17(1H,m,H-2),2.26(3H,s,H-10),1.80(3H,s,H-11),0.96(3H,s,H-12),0.92(3H,s,H-13)。13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6):41.2(C-1),49.3(C-2),198.3(C-3),126.6(C-4),161.8(C-5),78.1(C-6),147.2(C-7),130.5(C-8),198.5(C -9),27.2(C-10),18.6(C-11),23.2(C-12),24.2(C-13)。以上波谱数据与文献[12]报道结果基本一致,经鉴定,化合物1为4-hydroxy-4,5-trimethyl-3-(3-oxobut-1-enyl)cyclohex-2-enone(C13H18O3)。

化合物2:淡黄色粉末。1H-NMR(400 MHz,DMSO-d6):5.79(1H,brs,H-8),4.10(1H,m,H-3),2.31(1H,dd,J=13.3,2.5 Hz,H-2),1.88(1H,dd,J=14.1,2.5 Hz,H-4),1.68(3H,s,H-12),1.64(1H,dd,J=13.3,3.6 Hz,H-2),1.43(1H,dd,J=14.1,3.6 Hz,H-4),1.39(3H,s,H-11),1.21(3H,s,H-10)。13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6):35.9(C-1),46.8(C-2),65.1(C-3),45.5(C-4),86.7(C-5),171.3(C-7),112.5(C-8),183.3(C-9),25.4(C-10),30.6(C-11),27.0(C-12)。以上波谱数据与文献[13]报道结果基本一致,经鉴定,化合物2为loliolide(C11H16O3)。

化合物3:淡黄色油状物。1H-NMR(400 MHz,DMSO-d6):6.89(1H,d,J=16.1 Hz,H-7),6.31(1H,d,J=16.1 Hz,H-8),2.76(1H,dd,J=13.6,2.1 Hz,H-2),2.37(1H,m,H-4),2.28(3H,s,H-10),2.06(1H,m,H-4),1.77(1H,dd,J=13.3,2.1 Hz,H-2),1.66(1H,m,H-5),0.93(3H,s,H-11),0.88(3H,s,H-12),0.81(3H,d,J=6.1 Hz,H-13)。13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6):42.9(C-1),51.2(C-2),210.2(C-3),44.7(C-4),35.7(C-5),77.1(C-6),150.7(C-7),131.3(C-8),198.0(C-9),27.3(C-10),24.6(C-11),24.6(C-12),16.1(C-13)。以上波谱数据与文献[14]报道结果基本一致,经鉴定,化合物3为(E)-4-hydroxy-3,3,5-trimethy1-4(3-oxobut-1-en-1-yl)cyclohexan-1-one(C13H20O3)。

化合物4:白色粉末。1H-NMR(400 MHz,DMSOd6):5.78(2H,s,H-8),4.08(1H,m,H-3),2.29(1H,dd,J=13.3,2.5 Hz,H-2),1.87(1H,m,H-4),1.67(3H,s,H-12),1.62(1H,m,H-2),1.44(1H,m,H-4),1.38(3H,s,H-11),1.18(3H,s,H-10)。13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6):34.7(C-1),47.4(C-2),63.0(C-4),49.7(C-5),86.4(C-8),170.9(C-9),112.3(C-10),181.8(C-11),26.2(C-12)。以上波谱数据与文献[15]报道结果基本一致,经鉴定,化合物4为isololiolide(C11H16O3)。

化合物5:淡黄色油状物。1H-NMR(400 MHz,DMSO-d6):7.00(1H,d,J=1.4 Hz,H-2),6.87(1H,d,J=8.2 Hz,H-5),6.82(1H,s,H-2′),6.72(1H,d,J=8.0 Hz,H-5′),6.69(1H,d,J=8.0 Hz,H-6′),6.64(1H,d,J=8.2,1.4Hz,H-6),5.30(1H,d,J=4.6 Hz,H-7),4.72(1H,m,H-8),4.58(1H,m,H-9′),4.48(1H,m,H-9′),4.23(2H,m,H-9),3.74(3H,s,3-OCH3),3.71(3H,s,3′-OCH3),2.62(2H,m,H-7′),1.69(2H,m,H-8′)。13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6):133.5(C-1),111.6(C-2),147.2(C-3),145.6(C-4),114.8(C-5),119.7(C-6),71.8(C-7),84.2(C-8),60.3(C-9),133.5(C-1′),113.1(C-2′),149.8(C-3′),146.2(C-4′),116.3(C-5′),120.3(C-6′),31.4(C-7′),34.7(C-8′),60.5(C-9′),55.6(3-OCH3),55.8(3′-OCH3)。以上波谱数据与文献[16]报道结果基本一致,经鉴定,化 合 物5为erythro-(7 S,8 R)-guaiacyl-glycerolβ-O-4′-dihydroconiferyl ether(C20H26O7)。

化合物6:黄色油状物。1H-NMR(400 MHz,DMSO-d6):7.09(1H,d,J=8.4,1.7 Hz,H-6′),7.04(1H,d,J=8.4 Hz,H-5′),6.93(1H,d,J=8.2,1.7 Hz,H-6),6.90(1H,d,J=1.7 Hz,H-2),6.79(1H,d,J=1.7 Hz,H-2′),6.67(1H,d,J=8.2 Hz,H-5),4.91(1H,d,J=7.0 Hz,H-1′′),4.80(1H,d,J=5.2 Hz,H-7),4.29(1H,m,H-8),3.76(3H,s,3-OCH3),3.73(3H,s,3′-OCH3),3.65(1H,m,H-6′′),3.57(1H,dd,J=11.8,2.8 Hz,H-9),3.49(1H,dd,J=11.8,3.5 Hz,H-9),3.44(1H,m,H-6′′),3.43(2H,t,J=6.4 Hz,H-9′),3.29(1H,m,H-3′′),3.24(1H,m,H-5′′),3.22(1H,m,H-4′′),3.12(1H,m,H-2′′),2.57(2H,m,H-7′),1.71(2H,m,H-8′)。13C-NMR(100 MHz,DMSO-d6):136.3(C-1),111.9(C-2),148.5(C-3),145.7(C-4),114.7(C-5),116.2(C-6),71.6(C-7),84.0(C-8),60.1(C-9),136.4(C-1′),113.1(C-2′),149.8(C-3′),146.1(C-4′),114.8(C-5′),3′-OCH3,120.3(C-6′),31.5(C-7′),34.7(C-8′),60.4(C-9′),55.7(3-OCH3),55.8(3′-OCH3),100.3(C-1′′),73.5(C-2′′),77.2(C-3′′),69.9(C-4′′),77.1(C-5′′),60.8(C-6′′)。以上波谱数据与文献[17]报道结果基本一致,经鉴定,化合物6为erythro-(7S,8R)-guaiacyl-glycerol-β-O-4′-dihydroconiferyl ether-7-O-β-D- glucopyranoside(C26H36O12)。

2.3 抗炎活性评价

将RAW264.7细胞株培养于DMEM培养基中[含有10%胎牛血清(FBS)],细胞按每孔8×104个/0.5 mL接种至24孔板内孵育24 h。使用不同待测化合物(DMSO溶解,终浓度为80μmol/L)及阳性药地塞米松预处理1 h,用脂多糖(质量浓度为100 ng/mL)刺激18 h,提取细胞总蛋白,采用蛋白免疫印迹(Wester blotting)法检测iNOS和COX-2蛋白的表达水平。

经质量浓度为100 ng/mL的脂多糖刺激后,iNOS和COX-2蛋白的表达水平均显著升高,提示细胞炎性模型造模成功。由图1可见,阳性药地塞米松可显著抑制iNOS和COX-2蛋白的表达。化合物1可显著抑制COX-2蛋白的表达,化合物2,3,4均可显著抑制iNOS蛋白的表达,提示其均有抗炎活性。

图1 化合物1-6对RAW264.7细胞中iNOS及COX-2蛋白表达的抑制Fig.1 Inhibitory effect of compounds 1-6 on the expression of iNOS and COX-2 protein in RAW264.7 cells

3 讨论

紫苏叶的75%乙醇-水提取物经大孔吸附树脂洗脱,正向硅胶柱、反相C18ODS柱及葡聚糖凝胶色谱柱等常规柱色谱方法进行分离,采用半制备型HPLC法对所得成分进行纯化,最终得到6个单体化合物,应用NMR技术,并参照文献,最终明确了这6个单体成分的结 构。分 别 为4-hydroxy-4,5-trimethyl-3-(3-oxobut-1-enyl)cyclohex-2-enone(化 合 物1),loliolide(化合物2),(E)-4-hydroxy-3,3,5-trimethy-1-4(3-oxobut-1-en-1-yl)cyclohexan-1-one(化合物3),isololiolide(化合物4),erythro-(7S,8 R)-guaiacyl-glycerol-β-O-4′- dihydroconiferyl ether(化 合 物5),erythro-(7 S,8 R)-guaiacyl-glycerolβ-O-4′-dihydroconiferyl ether-7-O-β-D-glucopyranoside(化合物6)。

以RAW264.7细胞为评价模型,对分离得到的各单体成分的体外抗炎活性进行初步评价。通过Western blotting法检测化合物对相关蛋白表达水平的影响,确定化合物的抗炎活性。结果显示,化合物2,3,4在80μmol/L时可显著抑制iNOS蛋白的表达,化合物1可抑制COX-2蛋白的表达。本研究明确了紫苏叶的抗炎活性成分,为后续紫苏叶的开发和应用奠定了基础。

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