癌癥繼續(xù)對(duì)全球公共衛(wèi)生構(gòu)成嚴(yán)重威脅，傳統(tǒng)的治療策略常常受到藥物耐藥性和系統(tǒng)毒性的限制[1]。這一持續(xù)的臨床挑戰(zhàn)推動(dòng)了從天然來源中尋找新型抗癌劑的研究，1981年1月1日至2019年9月30日期間全球批準(zhǔn)的化療藥物中約有60%來源于天然產(chǎn)物或其衍生物[2]。在各種植物化學(xué)物質(zhì)中，萘醌類化合物因其獨(dú)特的氧化還原循環(huán)特性和結(jié)構(gòu)多樣性而受到廣泛關(guān)注，這使得它們能夠通過多種機(jī)制發(fā)揮抗癌作用[3,4]。特別是呋喃萘醌類化合物，由于具有萘醌核與一個(gè)或多個(gè)呋喃環(huán)的結(jié)合結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)STAT3信號(hào)通路或激活線粒體通路等方式表現(xiàn)出顯著的抗癌活性，因此成為抗癌藥物開發(fā)的研究焦點(diǎn)[[5], [6], [7], [8], [9], [10]]。
Markhamia屬（紫葳科）包括多年生樹木或灌木，世界植物在線數(shù)據(jù)庫（WFO）中記錄了該屬的五個(gè)物種[11]。其中M. stipulate（Roxb.）Seem.及其變種M. stipulate var. kerrii（Kurz）Sprague和M. stipulate var. velutina（Kurz）Sprague在中國有分布[12]。Markhamia屬植物在非洲傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中被視為重要資源，其根、莖、葉和樹皮等部位被用于治療多種疾病，如疼痛、瘧疾、風(fēng)濕病、呼吸道感染和消化系統(tǒng)疾病[[13], [14], [15]]。在中國，《本草綱目》中首次將Markhamia植物（中文稱為毛味木）記載為民間藥物，認(rèn)為其具有清熱、解毒、涼血和活血化瘀的功效[16]。此外，《廣東省常用中草藥》中提到Markhamia根的水提取物可用于治療淋巴癌、淋巴結(jié)炎、扁桃體癌、肝炎和肝硬化。
自Joshi等人在1978年首次對(duì)Markhamia stipulata進(jìn)行化學(xué)研究以來[17]，對(duì)該屬的研究已經(jīng)持續(xù)了四十多年。當(dāng)前的研究表明Markhamia屬植物富含多種次生代謝物，包括醌類、苯乙酰苷和三萜類化合物，其中呋喃萘醌類化合物是具有多種顯著生物活性的特征成分[[18], [19], [20], [21], [22]]。值得注意的是，M. stipulate的根在中國民間醫(yī)學(xué)中常被用于治療癌癥。然而，對(duì)該植物的全面藥理學(xué)和植物化學(xué)研究仍然有限，因此我們對(duì)M. stipulate的根進(jìn)行了初步探索，以鑒定其關(guān)鍵的抗腫瘤成分并評(píng)估其性質(zhì)。
從復(fù)雜的草藥提取物中鑒定天然化合物是一項(xiàng)相當(dāng)艱巨的任務(wù)。盡管現(xiàn)代分析技術(shù)，尤其是高分辨率質(zhì)譜（HRMS）在結(jié)構(gòu)測(cè)定方面取得了顯著進(jìn)展，能夠提供高靈敏度和高通量的分子量和片段結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，但對(duì)于未知化合物而言，質(zhì)譜數(shù)據(jù)的分析仍然是一個(gè)耗時(shí)且具有挑戰(zhàn)性的過程。然而，最近LC-HRMS/MS與分子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合徹底改變了質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析的方式。分子網(wǎng)絡(luò)分析基于MS/MS裂解數(shù)據(jù)的相似性對(duì)結(jié)構(gòu)相似的分子進(jìn)行聚類，顯著減少了數(shù)據(jù)處理時(shí)間并提高了分析效率。因此，過去幾十年中這種技術(shù)被越來越多地用于復(fù)雜天然產(chǎn)物的鑒定[23,24]。
因此，在本研究中，我們采用了基于生物測(cè)定評(píng)估和UHPLC-HRMS/MS分子網(wǎng)絡(luò)分析的方法來研究M. stipulate根中的細(xì)胞毒性成分。通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和H22腫瘤小鼠模型篩選，確認(rèn)乙醇提取物中的二氯甲烷組分是最活躍的組分。隨后，基于UHPLC-HRMS/MS分子網(wǎng)絡(luò)分析的色譜分離技術(shù)幫助我們分離出了兩種未知的呋喃萘醌類化合物markhanaphthofuranones A（5）和B（6），以及五種已知的類似物（1–4, 7），其中7的絕對(duì)構(gòu)型首次被確定。進(jìn)一步的對(duì)這些化合物的細(xì)胞毒性評(píng)估顯示，1–4, 7和1是最具有潛力的候選分子。此外，初步的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系分析表明，呋喃環(huán)上的2-乙酰基以及苯環(huán)上缺乏甲氧基或羥基可能是決定其細(xì)胞毒性的關(guān)鍵因素。本文報(bào)告了這些化合物的生物測(cè)定、UHPLC-HRMS/MS分子網(wǎng)絡(luò)分析引導(dǎo)的分離過程、結(jié)構(gòu)鑒定以及結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系。
