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广州中医药大学赵钟祥课题组Chem Commun:山胡椒中三个骨架新颖、具有显著抗炎活性的倍半萜内酯化合物

倍半萜类化合物是一类具有3个异戊二烯单元的天然产物,它们来自于植物、真菌以及海洋生物。大部分倍半萜类化合物具有广泛的生物活性,如抗炎、抗癌、抗菌、神经保护作用等,其中倍半萜内酯更是因为其极强的抗炎和靶向抗肿瘤作用引起了药物学家和化学家的长期关注。

图1. 化合物Pseudoguaianelactones A-C及其抗炎活性


广州中医药大学赵钟祥教授研究团队一直致力于中药活性天然产物及其作用机制研究。近日,该课题组在Chemical Communications 期刊上发表论文,首次报道了从民间传统用药山胡椒根中分离鉴定出的具有[5,7,7]和[5,7,6]元环新颖骨架的倍半萜内酯化合物,并且应用生物学手段对三个化合物抗炎活性及其作用机制进行了研究。研究通过传统分离纯化方式获得化合物单体pseudoguaianelactones A-C,应用X-射线单晶衍射、ECD化学计算、NMR等波谱技术手段确定了3个新化合物的平面和立体构型,三个化合物均具有薁类化合物[5,7]元环基本骨架,另外通过一个α-methylene-γ-lactone结构片段在不同位点环合形成内酯结构。其中化合物pseudoguaianelactones A和B为自然界首次报道的[5,7,7]元环骨架,化合物Pseudoguaianelactones C为自然界第三例[5,7,6]元环骨架。

图2. 化合物Pseudoguaianelactones A和C的X-射线单晶结构


如前所述,近年来倍半萜内酯类结构因其显著的抗炎活性和肿瘤靶向性成为研究热点。课题组选用LPS诱导的RAW264.7细胞炎症模型进行体外活性实验。结果显示pseudoguaianelactones A-C对NO释放抑制活性IC50值分别为2.43 ± 0.27 μM、4.00 ± 1.15 μM、1.38 ± 0.30 μM。进一步研究发现,pseudoguaianelactones A-C均能在10 μM以内显著抑制LPS诱导的RAW264.7细胞中炎性因子TNF-α、IL-6、IL-1β、PGE2,和蛋白iNOS及COX-2释放和表达增多的情况,并呈剂量依赖性。

Pseudoguaianelactones A(A), B(B), and C(C) reduced the production of inflammatory cytokines. The secretion of TNF-α, IL-6, IL-1β and PGE2 into medium was measured by ELISA kits after the pre-treatment with indicated concentrations of Pseudoguaianelactones A-C for 2 h followed by an LPS challenge for 24 h. Data were presented as the means ± SD (n = 3). ###p < 0.001 versus the control group. *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001 versus the LPS group.

图3. 化合物pseudoguaianelactones A-C显著抑制炎性因子释放


Pseudoguaianelactones A (A, B), B(C, D), and C(E, F) inhibited protein expression iNOS and COX-2 in LPS-induced RAW264.7 cells. The protein levels of iNOS and COX-2 were determined by western blotting after a 6 h LPS exposure. Data were presented as the means ± SD (n = 3). ###p < 0.001 versus the control group. *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001 versus the LPS group.

图4. 化合物pseudoguaianelactones A-C显著抑制LPS诱导的RAW264.7细胞中一氧化氮合酶和环氧合酶表达


综上,本文报道了[5,7,7]和[5,7,6]元环新颖骨架倍半萜内酯pseudoguaianelactones A-C及其抗炎活性,体外实验表明这类倍半萜内酯抗炎活性显著,这类化合物有望成为新的抗炎侯选药物,也为新的抗炎药物的开发提供了新的研究思路。


广州中医药大学赵钟祥课题组的博士生阮清锋和硕士生江诗琴为该论文的第一作者,赵钟祥教授和崔辉研究员为通讯作者。该工作得到了广东省高水平大学建设基金等项目和广东国家超算中心天河2号的支持。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Pseudoguaianelactones A–C: Three Unusual Sesquiterpenoids with Anti-inflammatory Activities from Lindera glauca by Inhibiting LPS-induced Expression of iNOS and COX-2

Qingfeng Ruan, Shiqing Jiang, Xiaoyun Zheng, Yuqian Tang, Bao Yang, Tao Yi, Jing Jin, Hui Cui, Zhongxiang Zhao

Chem. Commun., 2020, 56, 1517-1520, DOI: 10.1039/C9CC09159A


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