Coumarins and Biflavonoids from Edgeworthia chrysantha and Their Glucose Uptake Activity

Abstract

Edgeworthia chrysantha Lindl., also known as Edgeworthia papyrifera S. et Z., belongs to the Edgeworthia genus of the family Thymelaeaceae. It is a deciduous suckering shrub that inhabits forests and bushy slopes in Southwest China and has been cultivated throughout China, Japan and Korea. Traditionally, its stems and barks were used for making papers and for treating rheumatism in the folk medicine, respectively. Phytochemical and pharmacological studies of E. chrysantha have revealed that it comprises a variety of oligophenolic components such as coumarins, flavonoids and biflavonoids. It has been reported that the coumarins and their glycosides demonstrated anti-inflammatory and analgesic effects as well as α-glucosidase and α-amylase inhibitory activities. However, not much research was conducted on the roots of E. chrysantha. In the present study, nine compounds, including four dicoumarins (1–4), two tricoumarins (5–6), and three biflavonoids (7–9), were isolated from the roots of E. chrysantha. Among the isolated compounds, 6′′-O-(3-hydroxy-3-methylglutaryl)-daphneretusin A (1) is reported from nature for the first time. Known compounds 2–3 and 6–9 have not yet been reported from E. chrysantha. All nine compounds were tested for their glucose uptake activity in 3T3-L1 adipocytes, and the results showed that compound 1 most effectively increased 2-NBDG uptake into 3T3-L1 adipocytes.

삼지닥나무 (Edgeworthia chrysantha (Lindl.)) 는 팥꽃나무과 (Thymelaeaceae)에 속하는 낙옆성의 관목으로 중국, 일본 및 우리나라의 남부지방에 분포하고 있다. 예로부터 이 식물의 나무껍질은 일본에서 종이의 원료로 사용되었고 뿌리와 줄기는 전통적으로 중의학에서 검염, 류머티즘의 치료를 위해 쓰여졌다. 하얀 털로 감싸진 노란색의 꽃은 항균 치료제로서 뿐만 아니라 아름다운 모양과 향기 때문에 장식용으로도 사용되었다고 전해진다. 이전에 보고된 생리활성 연구에 따르면 삼지닥나무에는 항염증, 진통, 항균 관련 성분으로 coumarin 과 flavonoid 를 포함해 다양한 oligophenolic compound 가 구성된다고 한다. 본 연구는 삼지닥나무 지하부로부터 coumarin 과 flavonoid 계열의 화학물질을 분리하고자 하였다. 또한, 분리된 화합물을 대상으로 세포독성평가 및 glucose uptake assay 를 실시하였다. 삼지닥나무 지하부의 90 % EtOH 추출물을 n-hexane, EtOAc, n-BuOH 의 순차로 분획을 하였고 EtOAc 분획물을 대상으로 다양한 크로마토그래피 기법을 통해 총 4 종의 dimeric coumarin (1-4), 2 종의 trimeric coumarin glycoside (4, 5), 3 종의 biflavonoid (7-9) 를 분리하였다. 분리된 화합물의 구조결정 및 동정은 각종 분광학적 분석을 통해 얻은 데이터를 종합하여 수행하였고, 화합물 1 은 β-D-glucopyranose 기와 hydroxymethylglutaric acid 기가 붙은 coumarin dimer 계열 화합물로 천연에서는 처음 분리 보고되는 물질이다. 이 외에 화합물은 daphneretusin A (2), daphnoretin (3), edgeworoside C (4), edgeworoside B (5), 7''-O-(β-D-glucopyranosyl)-triumbelletin (6), daphnodorin I (7), wikstrol A (8) 와 Wikstrol B (9) 으로 동정하였다. 이후 분리된 화합물이 분화된 3T3-L1 지방세포의 생존률에 미치는 영향을 평가하였고 화합물이 20 µM 일 때 세포독성이 나타나지 않았다. 또한, 분리한 화합물에 대한 glucose uptake 조절 작용을 평가하는 실험을 실시하였고 결과적으로 compound 1 이 가장 유의한 glucose uptake activity 를 가지고 있는 것을 확인하였다.