褚純雋,任慧玲,吳天威,張 健
蘇州大學(xué)藥學(xué)院,蘇州 215123
野馬追是菊科澤蘭屬植物尖佩蘭Eupatorium lindleyanum DC.的全草;產(chǎn)于江蘇、甘肅、山東、湖南等地;味苦、性平,歸肝、脾經(jīng),具有清熱解毒、化痰止咳、利尿消腫、降壓等功效,常用于治療感冒、咳嗽多痰、扁桃體炎、菌痢、支氣管炎等;現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,野馬追具有抑菌、抗病毒、抗氧化、肺損傷保護(hù)、降血脂等作用[1]。本課題組自2012 年開始對野馬追清熱解毒藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究,野馬追主要含有倍半萜內(nèi)酯、二萜和黃酮類化合物,從中分離的到了25 個化合物[2-4]。在此基礎(chǔ)上,本課題繼續(xù)對野馬追化學(xué)成分進(jìn)行研究,共分離得到6 個化合物,分別鑒定為:香草酸(1)、正二十八烷酸(2)、β-谷甾醇(3)、胡蘿卜苷(4)、蒙花苷(5)、5,8,4'-三羥基-7,3'-二甲氧基黃酮(6),其中化合物2、5 和6 為首次從該植物中分離得到;采用UPLC/Q-TOF-MS 法,分析野馬追乙醇提取物的化學(xué)成分,利用脂多糖誘導(dǎo)大鼠發(fā)熱模型,從抗炎的角度探討野馬追的解熱作用及機(jī)制。
藥材采自于江蘇省盱眙縣王店鄉(xiāng),經(jīng)復(fù)旦大學(xué)生藥學(xué)研究室陳道峰教授鑒定為菊科澤蘭屬植物尖佩蘭Eupatorium lindleyanum DC.的盛花期干燥全草。脂多糖LPS,批號:YY11156,規(guī)格:Escherichia coli 055:B5,Sigma-Aldrich;大孔樹脂AB-8,河北滄州寶恩吸附材料科技有限公司;阿司匹林腸溶片(南京白敬宇制藥有限責(zé)任公司),批號: 121015;小鼠TNF-α 和IL-6 ELISA 試劑盒批號:M1305226,上海船夫貿(mào)易有限公司;MPO 試劑盒批號:20130702,南京建成生物工程研究所。ACQUITY UPLC/Q-TOF MS 系統(tǒng)Waters 公司,美國,采用電噴霧電離(ESI),二元高壓泵,在線脫氣裝置,自動進(jìn)樣器,數(shù)據(jù)采集與處理采用MassHunter 軟件;所有試劑均為色譜純(E.Merck,Darmstadt,Germany)或分析純(中國醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司),水為超純水系統(tǒng)制備得到Millipore,Bedford,MA,USA。
50 只SD 大鼠(清潔級),雄性,10 周齡,平均體重203.15 ±14.85 g,許可證號:SCXK (蘇)2011-0003。大鼠自由飲食飲水,環(huán)境溫度26 ±0.5 ℃,相對濕度40%~80%。在實驗前,適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d。
N-1100 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(東京理化器械株式會社);Varian UNITY INOVA-400 型、Bruker AV Ⅲ-500 型核磁共振儀;薄層層析硅膠和柱層析硅膠(200~300 目,青島海洋化工廠);ODS 柱色譜填料(Daisogel 公司);凝膠SephadexTMLH-20(GE healthcare Bio-science AB);Agilent Infinity 1260 高效液相色譜儀(美國安捷倫公司);UV-2600PC 紫外分光光度計(日本島津制作所);ME215P-0CE 電子天平(德國賽多利斯公司);CS150FNX 超速冷凍離心機(jī)(日本株式會社日立制作所);FSH-II 型高速電動勻漿器(江蘇金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠);ELx800 酶標(biāo)儀(美國伯騰儀器有限公司);BT-A21 軟頭型電子體溫計(深圳市福達(dá)康實業(yè)有限公司東莞分公司)。
野馬追干燥全草20 kg,以80%乙醇提取2 次,提取液濃縮,得浸膏2.5 kg,將其溶解在水中,經(jīng)石油醚萃取脫脂,再分別以氯仿、乙酸乙酯、正丁醇依次萃取,合并濃縮各萃取層,得乙酸乙酯部分約70 g。乙酸乙酯部分經(jīng)硅膠柱色譜,用氯仿-甲醇(100∶0~0∶100)梯度洗脫,得到4 個部分Fr.1~Fr.4。Fr.1 經(jīng)反復(fù)硅膠柱色譜,以石油醚-乙酸乙酯(100∶1~1∶1)為洗脫劑,梯度洗脫,并經(jīng)過重結(jié)晶得到化合物3(18.43 mg);Fr.2 經(jīng)硅膠柱色譜,氯仿-甲醇(40∶1~1∶1)為洗脫劑,梯度洗脫,再通過重結(jié)晶得到化合物1(15.41 mg)和2(17.44 mg)。Fr.3 經(jīng)硅膠柱色譜,以氯仿-甲醇(40∶1~1∶1)為洗脫劑,梯度洗脫,經(jīng)重結(jié)晶得到化合物4(26.78 mg);Fr.4 經(jīng)硅膠柱色譜,以氯仿-甲醇(10∶1~0∶100)梯度洗脫,得到2 個流分,F(xiàn)r.4-2 部分經(jīng)Sephadex LH-20 凝膠柱色譜,以甲醇水洗脫得到化合物5(15.34 mg)和6(21.32 mg)。
1.5.1 樣品和對照品制備
對照品純度大于98%,自制;eupalinolide H 37.4 μg/mL;eupalinolide F,40.4 μg/mL;eupalinolide K,38.4 μg/mL;eupalinolide I,39.0 μg/mL;eupalinolide G,38.4 μg/mL;野馬追的80%乙醇提取物(EUP-EtOH),1 mg/mL。
1.5.2 UPLC-Q-TOF/MS 方法與條件
色譜條件:Waters ACQUITY UPLC?BEH,UPLC C18分析柱(2.1 mm × 100 mm,1.7 μm)和Waters Van GuardTMBEH C18預(yù)柱(2.1 mm × 5 mm,1.7 μm);流動相為0.1%甲酸水溶液(A)和0.1%甲酸乙腈(B);梯度洗脫,0~8 min,5%~25% B;8~18 min,25%~75% B;18~25 min,75%~100% B;體積流量0.4 mL/min;柱溫20 ℃;進(jìn)樣體積1.0 μL。
質(zhì)譜條件:Agilent 6540 accurate mass Q-TOF LC/MS(Agilent Technologies,USA)系統(tǒng),配有電噴霧離子源(正離子模式)和MassHunter 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),霧化氣溫度為300 ℃,霧化氣體積流量8.0 L/min,脫溶劑氣(N2)體積流量8.0 L/min,毛細(xì)管電壓為3500 V(正離子模式),噴嘴電壓為500 V,掃描范圍m/z 100~1700。
1.6.1 脂多糖誘導(dǎo)大鼠發(fā)熱模型
每天從9:00 始,間隔30 min 測量一次大鼠肛溫,持續(xù)測量10 h,連續(xù)三天,以3 d 同時間點的體溫平均值作為基礎(chǔ)體溫,篩選出體溫介于36.6~38.3 ℃之間且三次溫差不超過0.5 ℃的大鼠;給藥前12 h 禁食不禁水,以減少測溫時糞便干擾的情況。每次測溫時電子體溫計探頭涂上凡士林,插入大鼠直腸2 cm(在2 cm 用膠布標(biāo)記固定,確保每次插入深度一致),待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄。
1000 g 藥材經(jīng)80%乙醇回流提取2 次,合并,減壓濃縮干燥得野馬追提取物127 g(EUP-EtOH),含有化合物eupalinolide F 0.98%,eupalinolide K 10.62%,eupalinolide H 0.59%,eupalinolide G 7.67%,eupalinolide I 2.16%。將野馬追的80%乙醇提取物溶于水中,制得相應(yīng)濃度的懸濁藥液。將篩選后得的50 只體溫穩(wěn)定的大鼠隨機(jī)分為空白組、模型組(LPS,100 μg/kg)、野馬追醇提物組(生藥劑量:305 mg/kg)和陽性組(阿司匹林,200 mg/kg),各組間體重經(jīng)方差分析無顯著差異。腹腔注射LPS(20 μg/mL LPS 的0.9%生理鹽水溶液)或0.9%生理鹽水溶液(與LPS 同體積),隨后按劑量灌胃給藥,30 min 后測量第一次肛溫,在1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8 h 分別測肛溫一次。設(shè)定基礎(chǔ)體溫(每個時間點)值為0,給完藥的時間點為0,繪制各組各時間點平均體溫變化曲線,觀察最大升溫幅度△T (發(fā)熱時體溫和基礎(chǔ)體溫的差值)的變化。8 h 后,摘除眼球取血,放血處死大鼠后,摘取肝臟。
1.6.2 髓過氧化物酶(MPO)活性的測定
造模后8 h,放血法處死大鼠,剖開腹腔摘取肝臟組織,稱取50 mg 肝臟組織,加入試劑二950 mL制成5%組織勻漿,4 ℃,1500 × g,離心10 min,吸取上清液0.9 mL 加入三號試劑0.1 mL,37 ℃水浴15 min。其余操作按說明書嚴(yán)格進(jìn)行,測定460 nm下吸光度(A)。MPO(U/g)=(測定管A-對照管A)÷ 11.3 × 取樣量(g)。
1.6.3 炎癥因子TNF-α 和IL-6 水平的測定
造模后8 h,摘除大鼠眼球取血,4 ℃,1500 ×g,離心20 min,取血清,-80 ℃保存。按照ELISA 試劑盒說明書測定血清TNF-α 和IL-6 水平,酶標(biāo)儀上讀取OD450。
1.6.4 數(shù)據(jù)處理
所有數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean ±S.D.)表示,應(yīng)用SPSS 19 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,組間比較采用Fisher's PLSD 法,當(dāng)P<0.05 認(rèn)為有顯著性差異。
化合物1 白色針晶(甲醇),mp.211~213℃;1H NMR (DMSO-d6,400 MHz)δ:7.44 (1H,d,J=8.1Hz,H-6),7.43 (1H,s,H-2),6.85 (1H,d,J=8.2Hz,H-5),3.80 (3H,s,3-OCH3);13C NMR(DMSO-d6,100 MHz)δ:115.0 (C-2),147.3 (C-3),151.1 (C-4),112.7 (C-5),123.6(C-6),167.4(-COOH),55.6 (-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[5]報到數(shù)據(jù)一致,故化合物1 為香草酸(vanillic acid)。
化合物2 白色粉末(甲醇);1H NMR (CDCl3,400 MHz)δ:2.35 (2H,t,J=7.1 Hz,-CH2-COOH),1.63 (2H,m,-CH2-),1.25 (48H,brs,-(CH2)24-),0.89 (3H,t,J=7.0Hz,-CH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[6]報到數(shù)據(jù)一致,故化合物2 為正二十八烷酸(n-octacosanoic acid)。
化合物3 白色針晶(甲醇),mp.137~138 ℃,易溶于氯仿等溶劑;經(jīng)與對照品β-谷甾醇共薄層層析,3 種展開劑系統(tǒng)下TLC 中Rf值及顯色行為完全一致。確定化合物3 為β-谷甾醇(β-sitosterol)。
化合物4 白色粉末(甲醇),難溶于一般有機(jī)溶劑,能溶于氯仿-甲醇混合溶液,Liebermann-Burchard 反應(yīng)陽性,Molish 反應(yīng)陽性;經(jīng)與胡蘿卜苷對照品比較,TLC 中Rf 值及顯色行為完全一致。確定化合物4 為胡蘿卜苷(daucosterol)。
化合物5 淡黃色粉末(甲醇),鹽酸-鎂粉反應(yīng)呈陽性,Molish 反應(yīng)呈陽性,提示該化合物可能為黃酮苷類化合物;1H NMR (DMSO-d6,400 MHz)δ:12.92 (1H,s,5-OH)8.05 (2H,d,J=8.8 Hz,H-2',6'),7.15 (2H,d,J=8.8Hz,H-3',5'),6.95 (1H,s,H-3),6.79 (1H,d,J=1.7 Hz,H-8),6.45 (1H,d,J=1.9 Hz,H-6),5.07 (1H,d,J=7.2Hz,H-1''),4.55 (1H,brs,H-1'''),3.86 (3H,s,-OCH3),1.08(3H,d,J=6.2Hz,H-6''');13C NMR (DMSO-d6,100 MHz)δ:163.9 (C-2),103.8 (C-3),182.0 (C-4),161.1 (C-5),99.6 (C-6),162.9 (C-7),94.8 (C-8),157.0 (C-9),105.5 (C-10),122.7 (C-1'),128.5 (C-2'),114.7 (C-3'),162.4 (C-4'),114.7(C-5'),128.5 (C-6'),99.9 (C-1''),73.1 (C-2''),76.2 (C-3''),69.6 (C-4''),75.6 (C-5''),66.1 (C-6''),100.5 (C-1'''),70.3 (C-2'''),70.7 (C-3'''),72.1 (C-4'''),68.3 (C-5'''),17.8 (C-6'''),55.6(-OCH3)。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[7]報到數(shù)據(jù)一致,故化合物5 為蒙花苷(linarin)。
化合物6 淡黃色粉末(甲醇),1%三氯化鐵溶液顯色呈黃色,10%硫酸乙醇溶液顯色呈黃色;1H NMR (DMSO-d6,400 MHz)δ:13.08 (1H,s,5-OH),10.69 (1H,s,-OH),9.96 (1H,s,-OH),7.55 (2H,m,H-2',6'),6.90 (2H,m,H-3',5'),6.62 (1H,s,H-6),3.75 (3H,s,3-OCH3),3.89 (3H,s,OCH3);13C NMR (DMSO-d6,100 MHz)δ:164.0 (C-2),103.0 (C-3),182.4 (C-4),157.5 (C-5),94.6(C-6),152.7 (C-7),131.6 (C-8),153.0 (C-9),104.3 (C-10),121.8 (C-1'),110.4 (C-2'),151.0(C-3'),148.3 (C-4'),116.0 (C-5'),120.6 (C-6')。以上數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[8]報到數(shù)據(jù)一致,故化合物6為5,8,4'-三羥基-7,3'-二甲氧基黃酮(5,8,4'-trihydroxy-7,3'-dimethoxy flavone)。
分析野馬追醇提取物(EUP-EtOH)的正離子模式下色譜圖(圖1),依據(jù)分子離子峰及碎片離子,與對照品的保留時間和分子離子峰相比較,參考相關(guān)文獻(xiàn)[1-4],鑒定了23 個化合物(表1),峰1、6、7、8、10、11、13、15、16、17、18、19 和22 為萜類化合物,峰23 為黃酮類化合物。
圖1 野馬追乙醇提取物的LC-MS 總離子流圖Fig.1 LC-MS total ion chromatogram of EUP-EtOH
表1 野馬追乙醇提取物的UPLC-Q-TOF/MS 鑒定結(jié)果Table 1 Characteristics of chemical components of EUP-EtOH identified by UPLC-Q-TOF-MS
2.3.1 解熱作用
模型組大鼠腹腔注射LPS 后,體溫升高變化呈三相熱曲線,分別在1.5、4 和6 h 出現(xiàn)峰值,最大升溫幅度為1.97 ℃。野馬追醇提物對大鼠的體溫升高有明顯的抑制作用,見圖2。
2.3.2 大鼠的肝組織MPO 活性以及血清炎癥因子TNF-α 和IL-6 水平
造模后8 h,相對于空白組,模型組肝組織MPO活性以及血清中炎癥因子水平明顯升高(P<0.01),野馬追醇提物組的MPO 活性以及血清中炎癥因子水平都有不同程度的降低(P<0.01)。見表2。
圖2 各組大鼠體溫差△T 隨時間的變化趨勢比較(n=10)Fig.2 The trends of temperature difference to time (△T-t)of rats in each group (n=10)
表2 各組大鼠的肝組織MPO 活性以及血清炎癥因子TNF-α 和IL-6 水平的比較)Table 2 Effect of EUP-EtOH on MPO,TNF-α and IL-6 of febrile rat induced by LPS ()
表2 各組大鼠的肝組織MPO 活性以及血清炎癥因子TNF-α 和IL-6 水平的比較)Table 2 Effect of EUP-EtOH on MPO,TNF-α and IL-6 of febrile rat induced by LPS ()
注:與空白組比較,## P<0.01;與模型對照組比較,** P<0.01,*** P<0.001。Note:Compared with control group,## P<0.01;Compared with model group,** P<0.01,*** P<0.001.
在本課題組前期研究基礎(chǔ)上,繼續(xù)野馬追的化學(xué)成分研究,分離得到6 個化合物,采用UPLC/QTOF-MS 法,分析野馬追乙醇提取物的化學(xué)成分,野馬追主要含有萜類和黃酮類化合物。采用脂多糖誘導(dǎo)發(fā)熱模型,其發(fā)熱通常表現(xiàn)為雙相熱或三相熱,并伴有寒顫和輕微腹瀉癥狀,這與臨床感染性炎癥所致發(fā)熱相似,是經(jīng)典的炎性發(fā)熱模型,且具有自限性和耐受性[9]。已有文獻(xiàn)[10]及本課題預(yù)實驗發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)體溫的選擇對實驗數(shù)據(jù)有較大的影響,故而首先建立更為全面的大鼠基礎(chǔ)體溫計算方法,以減少誤差。模型組的大鼠在100 μg/kg LPS 腹腔注射后,體溫變化呈三相熱,峰值分別出現(xiàn)在1.5、4 和6 h,其中4 h 的體溫上升最顯著,最大幅度達(dá)1.97 ℃,同時多數(shù)大鼠出現(xiàn)精神萎靡和寒顫癥狀,少數(shù)出現(xiàn)嚴(yán)重腹瀉癥狀,而,野馬追醇提物組顯著控制了體溫的升高,大鼠無明顯的異常情況。
肝臟是與發(fā)熱反應(yīng)密切相關(guān)的外周器官,LPS經(jīng)腹腔注射后,通過門靜脈到達(dá)肝臟,引起肝臟組織中性粒細(xì)胞浸潤,進(jìn)而誘發(fā)肝臟炎癥反應(yīng)。部分炎癥介質(zhì)如PGE2可與肝臟迷走神經(jīng)上PGE 受體EP3結(jié)合并向中樞傳遞發(fā)熱信號,這可能是觸發(fā)第一相發(fā)熱的始動因素之一[11,12]。MPO 在LPS 刺激的炎癥反應(yīng)中由活化的中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和組織巨噬細(xì)胞分泌[13],其水平可直觀反映炎癥浸潤程度,以判斷藥物對中性粒細(xì)胞浸潤的影響。實驗中,模型組的大鼠肝臟組織MPO 活性顯著升高,野馬追醇提物組的大鼠肝臟MPO 活性得到有效的抑制。由此推測,野馬追可能通過抑制外周肝組織炎癥反應(yīng)而產(chǎn)生解熱作用。
脂多糖作為內(nèi)毒素在動物體內(nèi)能引起強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)[14],是導(dǎo)致發(fā)熱的外源性致熱源,其引起發(fā)熱的機(jī)制主要是通過誘導(dǎo)白細(xì)胞浸潤和激活炎性細(xì)胞釋放IL-1,IL-6 和TNF-α 等[15,16]內(nèi)源性致熱源(endogenous pyrogen,EP),進(jìn)而直接或間接作用于體溫調(diào)節(jié)中樞,導(dǎo)致下丘腦發(fā)熱介質(zhì)的釋放,使體溫調(diào)定點上移,產(chǎn)熱增加、散熱減少而發(fā)揮致熱作用[11]。實驗中,野馬追醇提物組的大鼠血清中的IL-6 和TNF-α 水平較模型組顯著降低,說明野馬追可能通過抑制炎癥因子的釋放起到解熱作用。
綜上所述,野馬追對脂多糖誘導(dǎo)的大鼠發(fā)熱模型有良好的解熱作用,并顯著降低肝臟組織MPO 活性以及血清中TNF-α 和IL-6 的水平,此可能與抑制外周肝臟組織炎癥反應(yīng)和抑制血液中炎癥因子的釋放有關(guān)。
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