一种从莲房中提取抗炎成分的方法及应用
阅读说明：本技术 一种从莲房中提取抗炎成分的方法及应用 (Method for extracting anti-inflammatory component from lotus seed pot and application ) 是由 谢传奇 吴磊 熊伟 王书芬 于 2021-09-08 设计创作，主要内容包括：本发明属于天然产物化学领域,涉及一种从莲房中提取抗炎成分的方法,将干燥的莲房粉碎,用乙醇水溶液浸泡,碎渣过滤,滤液减压浓缩,并用超纯水分散,用乙酸乙酯萃取并浓缩,将浓缩液与硅胶混匀进行柱分离,用二氯甲烷和甲醇进行梯度洗脱,洗脱液进行薄层色谱分析,合并含有相同成分的洗脱液并浓缩,进行色谱鉴定,确定各成分的结构和纯度；对所得莲房单体成分进行抗炎作用分析,反油酸乙酯的抗炎能力最强,其可抑制炎症因子NO、PGE2和TNFα产生,降低iNOS和COX2的蛋白表达和mRNA水平,调节MAPKs和NF-κB信号活化水平；本发明制得的反油酸乙酯纯度高,可作为抗炎药物研发的物质基础。(The invention belongs to the field of natural product chemistry, and relates to a method for extracting anti-inflammatory components from lotus seedpod, which comprises the steps of crushing dried lotus seedpod, soaking the lotus seedpod in ethanol water solution, filtering broken slag, concentrating filtrate under reduced pressure, dispersing the filtrate with ultrapure water, extracting and concentrating the filtrate with ethyl acetate, uniformly mixing the concentrated solution and silica gel for column separation, performing gradient elution by using dichloromethane and methanol, performing thin-layer chromatography on eluent, combining the eluents containing the same components and concentrating the eluents, performing chromatographic identification, and determining the structure and purity of each component; the anti-inflammatory effect analysis of the obtained lotus seed pot monomer component shows that the ethyl elaeate has the strongest anti-inflammatory capability, can inhibit the production of inflammatory factors NO, PGE2 and TNF alpha, reduce the protein expression and mRNA level of iNOS and COX2, and regulate the activation level of MAPKs and NF-kB signals; the prepared ethyl elaeate is high in purity and can be used as a material basis for research and development of anti-inflammatory drugs.)
技术领域
本发明属于天然产物化学领域，具体涉及一种从莲房中提取抗炎成分的方法及应用。
背景技术
炎症与人类健康密切相关，是自身免疫疾病、关节炎、肥胖、糖尿病和癌症等慢性疾病的关键风险因素。根据世界卫生组织的统计数据和报道，2018年全球癌症发生率为1810万、死亡率为960万；2016年超过6.5亿成人肥胖；2014年有4.22亿成人患有糖尿病。由此可见，开展抗炎研究对人民生命健康至关重要。尽管很多学者在抗炎研究中做出了巨大努力，但世界上许多人正在遭受炎症性疾病侵袭的现实表明，继续深入开展抗炎分子发现及其药理作用研究仍然具有重要的实际意义。
莲房又称为莲蓬，是睡莲科植物莲(Nelumbo nucifera Gaertn)的干燥成熟花托。中华人民共和国药典记载，莲房外观呈漏斗状或倒圆锥状，表面具有细纵纹和皱纹，顶面有多数圆形孔穴，基部有花梗残基。现代植物化学研究表明，莲房含有丰富的天然活性成分，包括生物碱、黄酮、萜类、有机酸、甾醇类、脂质、蛋白质以及碳水化合物等。并且药理学研究显示，莲房具有增强记忆、抑菌、抗炎、抗氧化、抗癌、防辐射和降血脂等多种功效。然而，由于莲房为非食用原料，常常在莲子加工过程中作为下脚料被废弃，导致其保健和药用价值未得到有效开发利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从莲房中提取抗炎成分的方法，以莲房为原料，采用乙醇提取、减压浓缩、乙酸乙酯萃取、硅胶柱分离、二氯甲烷/甲醇洗脱和色谱鉴定等步骤制得了10个单体化合物，对所得莲房单体成分进行抗炎作用分析，反油酸乙酯(E9OAEE)的抗炎能力最强，可以抑制炎症因子NO、PGE2和TNFα产生，降低iNOS和COX2的蛋白表达和mRNA水平，调节MAPKs和NF-κB信号活化水平。本发明制得的反油酸乙酯纯度高，可作为抗炎药物研发的物质基础。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种从莲房中提取抗炎成分的方法，将干燥的莲房粉碎，用乙醇水溶液浸泡，碎渣过滤，滤液减压浓缩，并用超纯水分散，用乙酸乙酯萃取并浓缩，将浓缩液与硅胶混匀进行柱分离，用二氯甲烷和甲醇进行梯度洗脱，洗脱液进行薄层色谱分析，合并含有相同成分的洗脱液并浓缩，进行色谱鉴定，确定各成分的结构和纯度；对所得莲房单体成分进行抗炎作用分析，筛选出抗炎活性最高的单体成分。
进一步优选，莲房干物质与乙醇水溶液的质量体积比为1：15-20，乙醇水溶液的体积浓度为95％。
进一步优选，二氯甲烷和甲醇的梯度比例为100:1逐渐调整至1:1。
进一步优选，色谱鉴定技术主要包括核磁共振氢谱、质谱和高效液相色谱。
进一步优选，得到的10个莲房单体成分分别为异鼠李素-3-O-β-D-二葡萄糖苷、芦丁、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、槲皮素、亚油酸乙酯、反油酸乙酯、7β-羟基白桦酸、桦木酸、香树脂醇；用DMSO溶液将10个莲房单体成分充分溶解，使母液浓度为100mg/mL；调整RAW264.7细胞至对数生长期，并用新鲜培养液将细胞吹散、计数，调整细胞浓度，用多孔移液器将细胞均匀转移至96孔无菌培养板内，100μL/孔；24h后用无血清培养液将10个莲房单体成分配制成浓度为400μg/mL的待处理溶液，每个处理做3个复孔，每孔50μL，并做6个无药物的复孔，其中3个作为LPS对照，3个作为空白对照；2h后用无血清培养液配制浓度为4μg/mL的脂多糖溶液，每孔50μL，空白对照孔用无血清培养液代替；24h后用Griess试剂法检测细胞上清液中的NO含量，并评价各成分的抗炎能力，分析得出芦丁，槲皮素，亚油酸乙酯，反油酸乙酯，7β-羟基白桦酸和香树脂醇具有抗炎效果。
进一步优选，细胞浓度为5x10^5/mL-10x10^5/mL。
进一步优选，各莲房单体成分的终处理浓度为100μg/mL，LPS终处理浓度为1μg/mL。
进一步优选，10个莲房单体成分中，反油酸乙酯(E9OAEE)的抗炎能力最强，对NO产生的抑制率达到90％。
更特别的是，本发明提供了一种从莲房中提取抗炎成分反油酸乙酯的方法，将干燥的莲房粉碎，用乙醇水溶液浸泡，碎渣过滤，滤液减压浓缩，并用超纯水分散，用乙酸乙酯萃取并浓缩，将浓缩液与硅胶混匀进行柱分离，用二氯甲烷和甲醇进行梯度洗脱，控制洗脱液配比为二氯甲烷/甲醇＝50/1，对洗脱液进行薄层色谱分析，合并含有相同成分的洗脱液并浓缩，得到反油酸乙酯。
本发明还提供了一种莲房抗炎成分-反油酸乙酯的应用，作为抗炎药物研发的基础物质。用于抑制炎症因子NO、PGE2和TNFα产生，降低iNOS和COX2的蛋白表达和mRNA水平，调节MAPKs和NF-κB信号活化水平。
本发明以莲房为原料，采用乙醇提取、减压浓缩、乙酸乙酯萃取、硅胶柱分离、二氯甲烷/甲醇洗脱和色谱鉴定等步骤制得了10个单体化合物。通过脂多糖诱导的RAW264.7细胞炎症模型，筛选到反油酸乙酯具有最显著的抗炎活性，其可以抑制炎症因子NO、PGE2和TNFα产生，降低iNOS和COX2的蛋白表达和mRNA水平，调节MAPKs和NF-κB信号活化水平。并且谱图数据显示，本发明制得的反油酸乙酯纯度高，抗炎效果较好，可作为抗炎药物研发的基础物质。
附图说明
图1本发明实施例1中10个莲房单体成分对NO含量影响的图谱；
图2本发明实施例1中系列浓度反油酸乙酯对NO含量(A)和细胞活力(B)影响的图谱；
图3本发明实施例1中系列浓度反油酸乙酯对PGE2(A)和TNFα(B)影响的图谱；
图4本发明实施例1中系列浓度反油酸乙酯对iNOS(A)和COX2(B)蛋白表达影响的图谱；
图5本发明实施例1中系列浓度反油酸乙酯对iNOS(A)、COX2(B)和GAPDH(C)mRNA水平影响的图谱；
图6本发明实施例1中系列浓度反油酸乙酯对MAPKs信号通路蛋白(ERK、P38和JNK)磷酸化水平影响的图谱；
图7本发明实施例1中系列浓度反油酸乙酯对NF-κB核转位影响的图谱。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明，所述的是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种从莲房中提取抗炎成分的方法及应用：称取莲房干物质2kg，粉碎机粉碎，用15倍体积乙醇水溶液浸泡3天(72h)，碎渣过滤，滤液用旋转蒸发器减压浓缩至约200mL，并重复此过程3次；用3倍体积的超纯水将浓缩液稀释分散，并用等体积乙酸乙酯对稀释液进行萃取，重复萃取3次至萃取相呈无色透明状，将乙酸乙酯萃取相进行减压浓缩至膏状，重量为4.225g；将膏状物与2倍量的硅胶混合均匀进行柱层析，用纯二氯甲烷作为洗脱液开始洗脱，后续以100:1的二氯甲烷/甲醇作为洗脱液再次洗脱，并不断提高洗脱液中甲醇的占比，即由100:1逐渐调整至1:1，将得到的洗脱液进行薄层色谱分析，显色剂为硫酸：甲醇(10:1)，展开剂为二氯甲烷：甲醇(10:1)，合并含有相同比移值成分的洗脱液，减压浓缩并室温晾干，利用核磁共振氢谱、质谱和高效液相色谱等技术确定化合物的结构和纯度。最终得到10个莲房单体成分，分别为异鼠李素-3-O-β-D-二葡萄糖苷、芦丁、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、槲皮素、亚油酸乙酯、反油酸乙酯、7β-羟基白桦酸、桦木酸、香树脂醇。
其中反油酸乙酯的提取过程为：将膏状物与2倍量的硅胶混合均匀进行柱层析，用二氯甲烷/甲醇＝50/1的洗脱液进行洗脱，并进行薄层色谱分析，显色剂为硫酸：甲醇(10:1)，展开剂为二氯甲烷：甲醇(10:1)，合并含有相同比移值成分的洗脱液，减压浓缩并室温晾干，利用核磁共振氢谱、和质谱技术鉴定得到的产物为反油酸乙酯，经高效液相色谱技术分析所得反油酸乙酯的纯度达到98％。
用DMSO溶液将10种莲房单体成分充分溶解，使母液浓度为100mg/mL；调整RAW264.7细胞至对数生长期，并用新鲜培养液将细胞吹散、计数，使细胞浓度为5x10^5/mL，并用多孔移液器将细胞均匀转移至96孔无菌培养板内，100μL/孔；24h后用无血清培养液将10种莲房单体成分配制成浓度为400μg/mL的待处理溶液，每个处理做3个复孔，每孔50μL，并做6个无药物的复孔，其中3个作为LPS对照，3个作为空白对照；2h后用无血清培养液配制浓度为4μg/mL的脂多糖(LPS)溶液，每孔50μL，空白对照孔用无血清培养液代替；24h后用Griess试剂法检测细胞上清液中的NO含量，并评价各成分的抗炎能力。结果显示，芦丁，槲皮素，亚油酸乙酯，反油酸乙酯，7β-羟基白桦酸和香树脂醇具有抗炎效果，反油酸乙酯(E9OAEE)对NO产生的抑制效果最好，抑制率达到90％(图1)。
配制反油酸乙酯系列稀释浓度25、50、100、200和400μg/mL，通过Griess法检测各浓度反油酸乙酯对NO含量的影响，并通过MTT法检测反油酸乙酯的细胞毒性，通过ELISA技术检测反油酸乙酯对RAW264.7细胞炎症因子PGE2和TNF-α产生的影响，通过Westernbloting(WB)技术评价反油酸乙酯对炎症蛋白iNOS和COX2蛋白表达水平的影响；采用RT-PCR技术验证反油酸乙酯对炎症基因iNOS和COX2 mRNA水平的影响，通过WB和免疫荧光技术确认反油酸乙酯对MAPKs和NF-κB信号通路的影响。结果显示终浓度为6.25、12.5、25和50μg/mL的反油酸乙酯可以抑制NO产生，而且细胞毒性较小(图2)。反油酸乙酯可以抑制炎症因子PGE2和TNFα产生(图3)，降低iNOS和COX2的蛋白表达(图4)和mRNA水平(图5)，调节MAPKs信号通路蛋白ERK、P38和JNK的磷酸化水平(图6)和NF-κB转录因子的核转运(图7)。
实施例2
一种从莲房中提取抗炎成分的方法及应用：称取莲房干物质2kg，粉碎机粉碎，用15倍体积乙醇水溶液浸泡3天(72h)，碎渣过滤，滤液用旋转蒸发器减压浓缩至约200mL，并重复此过程3次；用3倍体积的超纯水将浓缩液稀释分散，并用等体积乙酸乙酯对稀释液进行萃取，重复萃取3次至萃取相呈无色透明状，将乙酸乙酯萃取相进行减压浓缩至膏状，重量为4.10g；将膏状物与2倍量的硅胶混合均匀进行柱层析，用纯二氯甲烷作为洗脱液开始洗脱，后续以100:1的二氯甲烷/甲醇作为洗脱液再次洗脱，并不断提高洗脱液中甲醇的占比，即由100:1逐渐调整至1:1，将得到的洗脱液进行薄层色谱分析，显色剂为硫酸：甲醇(10:1)，展开剂为二氯甲烷：甲醇(10:1)，合并含有相同比移值成分的洗脱液，减压浓缩并室温晾干，利用核磁共振氢谱、质谱和高效液相色谱等技术确定化合物的结构和纯度。最终得到10个莲房单体成分，分别为异鼠李素-3-O-β-D-二葡萄糖苷、芦丁、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、槲皮素、亚油酸乙酯、反油酸乙酯、7β-羟基白桦酸、桦木酸、香树脂醇。
用DMSO溶液将10种莲房单体成分充分溶解，使母液浓度为100mg/mL；调整RAW264.7细胞至对数生长期，并用新鲜培养液将细胞吹散、计数，使细胞浓度为1x10^6/mL，并用多孔移液器将细胞均匀转移至96孔无菌培养板内，100μL/孔；24h后用无血清培养液将10种莲房单体成分配制成浓度为400μg/mL的待处理溶液，每个处理做3个复孔，每孔50μL，并做6个无药物的复孔，其中3个作为LPS对照，3个作为空白对照；2h后用无血清培养液配制浓度为4μg/mL的脂多糖(LPS)溶液，每孔50μL，空白对照孔用无血清培养液代替；24h后用Griess试剂法检测细胞上清液中的NO含量，并评价各成分的抗炎能力。结果显示反油酸乙酯(E9OAEE)对NO产生的抑制效果最好，抑制率达到90％(图1)。
配制反油酸乙酯系列稀释浓度25、50、100、200和400μg/mL，通过Griess法检测各浓度反油酸乙酯对NO含量的影响，并通过MTT法检测反油酸乙酯的细胞毒性，通过ELISA技术检测反油酸乙酯对RAW264.7细胞炎症因子PGE2和TNF-α产生的影响，通过Westernbloting(WB)技术评价反油酸乙酯对炎症蛋白iNOS和COX2蛋白表达水平的影响；采用RT-PCR技术验证反油酸乙酯对炎症基因iNOS和COX2 mRNA水平的影响，通过WB和免疫荧光技术确认反油酸乙酯对MAPKs和NF-κB信号通路的影响。结果显示终浓度为6.25、12.5、25和50μg/mL的反油酸乙酯可以抑制NO产生，而且细胞毒性较小(图2)。反油酸乙酯可以抑制炎症因子PGE2和TNFα产生(图3)，降低iNOS和COX2的蛋白表达(图4)和mRNA水平(图5)，调节MAPKs信号通路蛋白ERK、P38和JNK的磷酸化水平(图6)和NF-κB转录因子的核转运(图7)。
实施例3
一种从莲房中提取抗炎成分的方法及应用：称取莲房干物质2kg，粉碎机粉碎，用20倍体积乙醇水溶液浸泡3天(72h)，碎渣过滤，滤液用旋转蒸发器减压浓缩至约200mL，并重复此过程3次；用3倍体积的超纯水将浓缩液稀释分散，并用等体积乙酸乙酯对稀释液进行萃取，重复萃取3次至萃取相呈无色透明状，将乙酸乙酯萃取相进行减压浓缩至膏状，重量为4.503g；将膏状物与2倍量的硅胶混合均匀进行柱层析，用纯二氯甲烷作为洗脱液开始洗脱，后续以100:1的二氯甲烷/甲醇作为洗脱液再次洗脱，并不断提高洗脱液中甲醇的占比，即由100:1逐渐调整至1:1，将得到的洗脱液进行薄层色谱分析，显色剂为硫酸：甲醇(10:1)，展开剂为二氯甲烷：甲醇(10:1)，合并含有相同比移值成分的洗脱液，减压浓缩并室温晾干，利用核磁共振氢谱、质谱和高效液相色谱等技术确定化合物的结构和纯度。最终得到10个莲房单体成分，分别为异鼠李素-3-O-β-D-二葡萄糖苷、芦丁、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、槲皮素、亚油酸乙酯、反油酸乙酯、7β-羟基白桦酸、桦木酸、香树脂醇。
用DMSO溶液将10种莲房单体成分充分溶解，使母液浓度为100mg/mL；调整RAW264.7细胞至对数生长期，并用新鲜培养液将细胞吹散、计数，使细胞浓度为5x10^5/mL，并用多孔移液器将细胞均匀转移至96孔无菌培养板内，100μL/孔；24h后用无血清培养液将10种莲房单体成分配制成浓度为400μg/mL的待处理溶液，每个处理做3个复孔，每孔50μL，并做6个无药物的复孔，其中3个作为LPS对照，3个作为空白对照；2h后用无血清培养液配制浓度为4μg/mL的脂多糖(LPS)溶液，每孔50μL，空白对照孔用无血清培养液代替；24h后用Griess试剂法检测细胞上清液中的NO含量，并评价各成分的抗炎能力。结果显示反油酸乙酯(E9OAEE)对NO产生的抑制效果最好，抑制率达到90％(图1)。
配制反油酸乙酯系列稀释浓度25、50、100、200和400μg/mL，通过Griess法检测各浓度反油酸乙酯对NO含量的影响，并通过MTT法检测反油酸乙酯的细胞毒性，通过ELISA技术检测反油酸乙酯对RAW264.7细胞炎症因子PGE2和TNF-α产生的影响，通过Westernbloting(WB)技术评价反油酸乙酯对炎症蛋白iNOS和COX2蛋白表达水平的影响；采用RT-PCR技术验证反油酸乙酯对炎症基因iNOS和COX2 mRNA水平的影响，通过WB和免疫荧光技术确认反油酸乙酯对MAPKs和NF-κB信号通路的影响。结果显示终浓度为6.25、12.5、25和50μg/mL的反油酸乙酯可以抑制NO产生，而且细胞毒性较小(图2)。反油酸乙酯可以抑制炎症因子PGE2和TNFα产生(图3)，降低iNOS和COX2的蛋白表达(图4)和mRNA水平(图5)，调节MAPKs信号通路蛋白ERK、P38和JNK的磷酸化水平(图6)和NF-κB转录因子的核转运(图7)。
实施例4
一种从莲房中提取抗炎成分的方法及应用：称取莲房干物质2kg，粉碎机粉碎，用20倍体积乙醇水溶液浸泡3天(72h)，碎渣过滤，滤液用旋转蒸发器减压浓缩至约200mL，并重复此过程3次；用3倍体积的超纯水将浓缩液稀释分散，并用等体积乙酸乙酯对稀释液进行萃取，重复萃取3次至萃取相呈无色透明状，将乙酸乙酯萃取相进行减压浓缩至膏状，重量为4.776g；将膏状物与2倍量的硅胶混合均匀进行柱层析，用纯二氯甲烷作为洗脱液开始洗脱，后续以100:1的二氯甲烷/甲醇作为洗脱液再次洗脱，并不断提高洗脱液中甲醇的占比，即由100:1逐渐调整至1:1，将得到的洗脱液进行薄层色谱分析，显色剂为硫酸：甲醇(10:1)，展开剂为二氯甲烷：甲醇(10:1)，合并含有相同比移值成分的洗脱液，减压浓缩并室温晾干，利用核磁共振氢谱、质谱和高效液相色谱等技术确定化合物的结构和纯度。最终得到10个莲房单体成分，分别为异鼠李素-3-O-β-D-二葡萄糖苷、芦丁、槲皮素-3-O-β-D-半乳糖苷、山奈酚-3-O-芸香糖苷、槲皮素、亚油酸乙酯、反油酸乙酯、7β-羟基白桦酸、桦木酸、香树脂醇。
用DMSO溶液将10种莲房单体成分充分溶解，使母液浓度为100mg/mL；调整RAW264.7细胞至对数生长期，并用新鲜培养液将细胞吹散、计数，使细胞浓度为1x10^6/mL，并用多孔移液器将细胞均匀转移至96孔无菌培养板内，100μL/孔；24h后用无血清培养液将10种莲房单体成分配制成浓度为400μg/mL的待处理溶液，每个处理做3个复孔，每孔50μL，并做6个无药物的复孔，其中3个作为LPS对照，3个作为空白对照；2h后用无血清培养液配制浓度为4μg/mL的脂多糖(LPS)溶液，每孔50μL，空白对照孔用无血清培养液代替；24h后用Griess试剂法检测细胞上清液中的NO含量，并评价各成分的抗炎能力。结果显示反油酸乙酯(E9OAEE)对NO产生的抑制效果最好，抑制率达到90％(图1)。
配制反油酸乙酯系列稀释浓度25、50、100、200和400μg/mL，通过Griess法检测各浓度反油酸乙酯对NO含量的影响，并通过MTT法检测反油酸乙酯的细胞毒性，通过ELISA技术检测反油酸乙酯对RAW264.7细胞炎症因子PGE2和TNF-α产生的影响，通过Westernbloting(WB)技术评价反油酸乙酯对炎症蛋白iNOS和COX2蛋白表达水平的影响；采用RT-PCR技术验证反油酸乙酯对炎症基因iNOS和COX2 mRNA水平的影响，通过WB和免疫荧光技术确认反油酸乙酯对MAPKs和NF-κB信号通路的影响。结果显示终浓度为6.25、12.5、25和50μg/mL的反油酸乙酯可以抑制NO产生，而且细胞毒性较小(图2)。反油酸乙酯可以抑制炎症因子PGE2和TNFα产生(图3)，降低iNOS和COX2的蛋白表达(图4)和mRNA水平(图5)，调节MAPKs信号通路蛋白ERK、P38和JNK的磷酸化水平(图6)和NF-κB转录因子的核转运(图7)。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
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