Garcinuntones A?C：从Garcinia nuntasaenii中分离得到的具有细胞毒性和抗HIV-1活性的三个新聚异戊二烯化呫吨酮

《Journal of Natural Medicines》：Garcinuntones A?C, three new polyprenylated xanthones with cytotoxic and anti-HIV-1 activities from Garcinia nuntasaenii

　　

从Garcinia nuntasaenii Ngerns. & Suddee（藤黄科）的叶和枝条中分离得到三个此前未报道的聚异戊二烯化呫吨酮衍生物，分别命名为garcinuntones A?C（1?3），并同时分离得到15个已知化合物（4?18）。这些化合物的结构通过物理和光谱数据分析以及与文献报道的相关化合物进行比较而确定。利用Cu Kα辐射数据的单晶X射线晶体学分析确定了garcinuntone B（2）的绝对构型。研究人员评估了部分分离化合物对多种癌细胞系（P-388、KB、HT-29、MCF-7、A549和ASK）的细胞毒性活性，以及通过合胞体抑制试验和抗HIV-1逆转录酶试验评估的抗HIV-1活性。Garcinuntone B对部分受试细胞系表现出细胞毒性，IC₅₀值在4.82至6.92 μM范围内。在抗HIV-1试验中，garcinuntone B对逆转录酶（RT）表现出选择性活性，IC₅₀为23.61 μM，而在合胞体抑制试验中对宿主细胞系具有毒性。此外，通过分子对接研究评估了garcinuntone B与HIV-1 RT的结合亲和力。与其他非核苷类RT抑制剂类似，garcinuntone B在HIV-1 RT酶的结合口袋中与结合残基显示出稳定的接触数量。

藤黄属（Garcinia）植物属于藤黄科（Clusiaceae），包含超过300个物种，是多种具有生物活性次生代谢物的重要来源，包括具有抗炎、抗癌、抗氧化和抗菌活性的化合物。此前对藤黄属植物的植物化学研究表明，该属植物产生大量生物活性物质，如苯甲酮类、双黄酮类、联苯类、黄酮类、三萜类和呫吨酮类化合物。Garcinia nuntasaenii Ngerns. & Suddee是分布于泰国东北部开放干旱常绿森林中的一种植物，在传统泰国医学中，其根部被用于治疗肌肉酸痛。尽管此前已有研究从该植物的根部分离出聚环聚异戊二烯化酰基间苯三酚（PPAPs）、联苯、黄酮、双黄酮、羊毛甾烷型三萜和呫吨酮等化合物，但关于其地上部分的化学成分及其生物活性研究仍相对有限。鑑于天然产物在抗癌和抗病毒药物开发中的重要价值，以及藤黄属植物作为生物活性化合物来源的巨大潜力，研究人员对G. nuntasaenii的叶和枝条进行了系统的植物化学和药理学研究，以期发现新的活性天然产物。

研究人员通过对G. nuntasaenii叶和枝条的正己烷、乙酸乙酯和甲醇提取物进行活性筛选，发现几乎所有提取物均表现出有前景的抗HIV-1活性和微弱的细胞毒性，提示这些提取物值得进一步深入研究。随后，研究人员采用生物活性导向分离策略，从上述三种提取物中分离鉴定了18个化合物，包括3个新聚异戊二烯化呫吨酮garcinuntones A?C（1?3）和15个已知化合物。已知化合物分别鉴定为1,3,6,7-四羟基呫吨酮、assiguxanthone A、1,7-二羟基-4-甲氧基呫吨酮、1,3,5,6-四羟基呫吨酮、garcinuntabiphenyl A、4,6,3',4'-四羟基-2-甲氧基二苯甲酮、山柰酚、morelloflavone、podocarpusflavone A、无羁萜、3α-羟基无羁萜-2-酮、3-羟基无羁萜-3-烯-2-酮、2β-羟基无羁萜-3-酮、cerin和euphol。

化合物1?3表现出类似的紫外光谱特征，在235、285和330 nm附近有吸收带，这是呫吨酮发色团的典型特征。红外光谱显示三者在O?H伸缩振动（3215?3656 cm^?1）、芳香族和烯烃C?H伸缩振动（3077?3050 cm^?1）、共轭C=O伸缩振动（1622?1657 cm^?1）以及芳香族C=C伸缩振动（1580?1585和1454?1475 cm^?1）等波段具有相似的主要吸收峰。

Garcinuntone A（1）的分子式为C₂₈H₃₀O₆，高分辨电喷雾质谱（HRESI-MS）给出m/z 485.1933 [M+Na]⁺。其核磁共振数据与pruniflorone G相似，主要区别在于以异戊二烯基（prenyl）取代了pruniflorone G中C-4位的异丙烯基。通过氢-氢相关谱（¹H-¹H COSY）确定了H-7和H-8为邻位关系，并通过异核多键相关谱（HMBC）相关信号确认了其位置。绝对构型通过与(+)‑clusifoliol的比旋光度和电子圆二色谱（ECD）数据比较确定，C-3′位为S构型。Garcinuntone B（2）的分子式为C₂₃H₂₂O₆，与hypxanthone B结构类似，但以甲基和乙烯基取代的sp³季碳替代了C-2′的异丙烯基。通过核奥弗豪泽效应谱（NOESY）确定了C-1′和C-3′的相对构型，并通过单晶X射线衍射分析（Cu Kα辐射）最终确认了其绝对构型。Garcinuntone C（3）的分子式为C₂₃H₂₄O₆，与garcinuntone B结构相似，但C-3′位为亚甲基而非含氧次甲基，并带有3,7-二甲基辛-1,6-二烯-3-基侧链。由于缺少决定性立体化学证据，C-1′的绝对构型未能确定。

在生物活性评价方面，研究人员对包括化合物1?3、7?9、12?14和16?17在内的11个化合物进行了细胞毒性评价，同时对上述部分化合物进行了抗HIV-1活性评价。细胞毒性试验采用磺基罗丹明B（SRB）法，受试细胞系包括小鼠淋巴细胞白血病P-388、人鼻咽癌KB、人结直肠腺癌HT-29、人乳腺癌MCF-7、人肺癌A549、大鼠胶质瘤ASK以及正常人胚肾细胞HEK-293。抗HIV-1活性评价包括逆转录酶（RT）抑制试验和合胞体抑制试验。在RT抑制试验中，采用^[3H]胸苷三磷酸（^[3H]TTP）为底物、多聚腺苷酸（polyA）为RNA模板的标准方法；合胞体抑制试验采用ΔTat/Rev_MC99病毒和1A2细胞系系统。分子对接研究使用AutoDock Vina 1.2软件，以蛋白质数据库（PDB ID: 3MEC）中的野生型HIV-1 RT三维结构为靶点。

研究结果显示，在细胞毒性方面，化合物1对所有受试癌细胞系均表现出显著的细胞毒性，IC₅₀为2.22?7。
62 μM；化合物2对P-388、KB、MCF-7和A549细胞系有活性，IC₅₀为4.82?6.92 μM；化合物7对上述四种细胞系的IC₅₀为8.96?14.15 μM；化合物9除HT-29外几乎对所有受试癌细胞系有活性，IC₅₀为1.63?9.89 μM。然而，化合物1、2、7和9对非癌性HEK-293细胞也具有毒性。在抗HIV-1活性方面，化合物2、3、7和9在RT试验中表现出抑制活性，其中化合物2活性最强，IC₅₀为23.61 μM，虽高于临床使用的非核苷类逆转录酶抑制剂（NNRTI）奈韦拉平（nevirapine，IC₅₀ 7.62 μM），但与大***髎碱氯化物（fagaronine chloride，IC₅₀ 26.40 μM）相当，作为天然产物骨架具有开发潜力。值得注意的是，化合物2在合胞体抑制试验中对宿主细胞系有毒性。分子对接研究表明，化合物2与HIV-1 RT变构结合口袋中的L100、K103、V106、V108、V179、Y181、Y188、F227、W229和L234等关键残基相互作用，主要通过π‑σ、π‑烷基和烷基相互作用稳定结合。这些残基正是FDA批准的NNRTI如奈韦拉平、依曲韦林（etravirine）和利匹韦林（rilpivirine）的关键结合位点，表明化合物2可能作为有前景的NNRTI候选化合物。

在讨论部分，研究人员指出从G. nuntasaenii叶和枝条中分离得到的新聚异戊二烯化呫吨酮类化合物扩展了该类天然产物的结构多样性。Garcinuntone A的显著细胞毒性与其呫吨酮母核上的异戊二烯化和色烯环取代模式有关，而garcinuntone B表现出的双重生物活性——对癌细胞系的细胞毒性和对HIV-1 RT的选择性抑制——尤为引人关注。尽管化合物2的RT抑制活性有待提高，但其作为天然来源的NNRTI先导化合物，具有重要的结构优化价值。化合物2与HIV-1 RT结合的分子机制研究为其后续基于结构的药物设计提供了理论基础。此外，该研究也提示G. nuntasaenii的地上部分与根部在化学成分上存在差异，其叶和枝条富含呫吨酮类化合物，是该属植物中值得进一步开发的药用部位。

研究结论指出，本项工作从G. nuntasaenii的叶和枝条中分离鉴定了3个新聚异戊二烯化呫吨酮garcinuntones A?C（1?3）以及15个已知化合物。新化合物的结构通过光谱数据和X射线衍射分析确定。Garcinuntone A（1）对多种哺乳动物癌细胞系表现出显著的细胞毒性（EC₅₀ 2.22?7.72 μM），而garcinuntone B（2）则表现出有趣的抗HIV-1 RT活性（IC₅₀ 23.61 μM），为开发新型抗癌和抗HIV药物提供了有价值的先导化合物。该论文发表于《Journal of Natural Medicines》。