来自吐根的具有不同骨架结构的顺铂协同作用的单萜吲哚生物碱

《Bioorganic Chemistry》：Cisplatin-synergistic monoterpene indole alkaloids with diverse scaffolds from Rauvolfia vomitoria

　　

Kailing Yang|Zhetong Liu|Xueqing Ma|Nan Wang|Qing Qi|Xiaozhi Huang|Guanqun Zhan|Zengjun Guo

中国西安710061，西安交通大学健康科学中心药学院

摘要

从萝藦中分离出了12种此前未被报道的单萜吲哚生物碱（MIAs），即rauvotines A???L（1?12），以及13种已知类似物（13–25）。这些MIAs被分为ajmaline类（1,2,13）、suaveoline类（3, 4, 14, 15）、peraksine类（5, 6, 16, 17）、yohimbine oxindole类（7–9, 18）和yohimbine类（10–12, 19–25）。在结构上，3和4是首个具有反式融合的1H-吡喃[3,4-c]吡啶环系统的suaveoline型MIAs。7则是首个具有7R构型的天然yohimbine oxindole类MIA。化合物10–12被认定为yohimbine型框架的罕见N-氧化物衍生物。对这些分离物的致敏潜力进行生物活性评估后发现，13种化合物显著增强了SKOV3细胞对顺铂的反应性，而5种化合物在OVCAR3细胞中也表现出类似的增强效果。值得注意的是，新型生物碱3、5和12具有双重细胞系致敏作用，其中3分别使SKOV3细胞和OVCAR细胞的顺铂IC₅₀值降低了2.50倍和3.14倍。机制研究进一步表明，3、5和12是通过诱导S期细胞周期停滞和触发细胞凋亡来发挥作用的，这表明从萝藦中提取的MIAs有望成为治疗卵巢癌的顺铂增敏剂。

引言

卵巢癌预后较差，是重大的公共卫生问题[1]。以顺铂和卡铂为主的铂类化疗仍是治疗卵巢癌的金标准[2]。尽管初期反应率较高，但由于铂耐药性的出现，其临床长期疗效往往受到影响，从而导致高复发率和治疗失败率[3]。协同联合疗法已成为临床肿瘤学中的重要策略，相比传统单一疗法具有明显优势[4]。通过同时调控多种致癌途径和分子靶点，协同治疗方案能有效克服药物获得性耐药性的产生[5]。其治疗优势在于能够以更低的剂量实现更好的抗肿瘤效果，从而减少脱靶毒性并扩大治疗窗口[6]。通过寻找新的化疗增敏剂，尤其是来自天然产物的增敏剂，来解决卵巢癌的耐药性问题，是现代药物化学领域的重要研究方向[7]。

单萜吲哚生物碱（MIAs）是一类在结构和药理性质上都具有多样性的天然产物，目前已知的种类超过3000种[8]。这类生物碱的丰富生物活性与其复杂的多环结构有关，它们具有很强的抗癌、抗心律失常、降压和神经保护作用[8]。在临床肿瘤学中，夹竹桃属生物碱（如长春新碱和长春碱）通过靶向微管聚合，为恶性肿瘤的治疗带来了革命性的变化[9]。MIAs的临床应用价值及其生物活性凸显了它们作为药物发现重要化学骨架的地位。

Rauvolfia vomitoria Afzel.（夹竹桃科）是MIAs的重要来源，长期以来被用作传统药物，用于治疗高血压、发热、癫痫、各种疼痛病症以及胃肠道疾病[10]。鉴于有研究表明萝藦提取物能增强铂类疗法的疗效[11]，研究人员对该植物进行了系统的植物化学研究，最终发现了12种此前未被描述的MIAs（1–12）以及13种已知类似物（13–25）（见图1）。这些MIAs被分为ajmaline类（1, 2, 13）、suaveoline类（3, 4, 14, 15）、peraksine类（5, 6, 16, 17）、yohimbine oxindole类（7–9, 18）和yohimbine类（10–12, 19–25）。13种化合物在SKOV3细胞中能显著增强顺铂的效应，5种化合物在OVCAR3细胞中也表现出类似效果。新型化合物3、5和12具有双重细胞系致敏作用，其CI值在0.54–0.69之间。特别的是，3分别使SKOV3细胞和OVCAR3细胞中的顺铂IC₅₀值降低了2.15倍和3.14倍。进一步研究显示，这些特殊代谢物能够诱导S期细胞周期停滞和细胞凋亡。本研究对这些潜在的致敏剂进行了全面的结构分析、协同生物活性评估以及初步的机制研究。

章节节选

结构解析

Rauvotine A（1）以透明晶体形式被分离出来。其HRESIMS离子在m/z 311.17455 [M?+?H]⁺处出现（对于C₁₉H₂₃N₂O₂⁺，理论值为311.17540），由此可知其分子式为C₁₉H₂₂N₂O₂。1的¹H NMR数据显示出邻位取代苯环的特征信号（δ_H 7.11，d，J?=?7.3?Hz；7.05，dd，J?=?7.7，7.5?Hz；6.77，dd，J?=?7.7，7.3?Hz；6.76，d，J?=?7.5?Hz）；一个甲基信号（δ_H 1.01，dd）；以及四个含氧或含氮的亚甲基质子信号（δ_H 4.32，s；3.68，d；3.23，s；3.22，dd）（见表1）。¹³

结论

总之，从萝藦中分离出了12种此前未被描述的MIAs，即rauvotines A???L（1–12），以及13种已知类似物（13–25）。在结构上，化合物10–12被确定为yohimbine型MIAs的N-氧化物衍生物，属于这一类别中较为罕见的结构亚型。化合物7则是首个具有7R构型的天然yohimbine oxindole类MIA。化合物3和4则是首个具有反式结构的suaveoline型MIAs。

通用实验步骤

化学成分的纯化是在配备反相YMC-Triart C₁₈柱（5?μm，10?×?250?mm）的Waters 1525 HPLC系统中进行的。光学旋转度是在InsMark FD偏光计上测量的，而ECD和UV光谱则分别使用JASCO-815和Agilent Cary 60光谱仪记录。NMR实验是在Bruker Avance III HD-600光谱仪上进行的，HRESIMS数据则是通过Waters I-Class Vion IMS QTOF质谱仪获取的。

植物材料

研究使用的植物材料为R. vomitoria的茎部。

CRediT作者贡献说明

Kailing Yang：负责撰写原文初稿、方法部分以及数据整理工作。Zhetong Liu：负责数据整理工作。Xueqing Ma：负责数据整理工作。Nan Wang：负责数据整理工作。Qing Qi：负责数据整理工作。Xiaozhi Huang：负责数据整理工作。Guanqun Zhan：负责撰写文章的审阅与编辑工作以及资金申请工作。Zengjun Guo：负责项目监督和项目管理。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家自然科学基金（编号32570461和32270412）、陕西省中医药管理局中医研究创新人才计划（编号TZKN-CXRC-03）以及陕西省重点研发计划（编号2024CY-JJQ-03）的支持。此外，陕西省中医药管理局“中药”资源与抗肿瘤重点实验室以及陕西省植物提取物工程技术研究中心也为本研究提供了帮助。