Curcumin-β-D-glucuronide

别名: 姜黄素葡萄糖醛酸;-D-葡萄糖苷酸;姜黄色素
目录号: V64428 纯度: ≥98%
姜黄素-β-D-葡萄糖苷酸是姜黄素口服后的主要代谢产物,存在于肝组织和门静脉血中。
Curcumin-β-D-glucuronide CAS号: 227466-72-0
产品类别: Others 12
产品仅用于科学研究,不针对患者销售
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产品描述
姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷是姜黄素口服后的主要代谢产物,存在于肝组织和门静脉血中。姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷可用于结肠癌研究。
姜黄素-beta-D-葡糖醛酸苷(CAS 227466-72-0)是天然多酚姜黄素的主要II期代谢产物。口服姜黄素后,主要通过UDP-葡糖醛酸转移酶(UGTs)在肝脏和肠道中广泛代谢,生成姜黄素葡糖醛酸苷。姜黄素-beta-D-葡糖醛酸苷在肝组织和门静脉血液中蓄积,被认为是一种无活性的前药。它需要经beta-葡糖醛酸酶(GUSB)酶促脱糖基化才能释放出活性苷元姜黄素。该化合物的分子式为C27H28O12,分子量为544.50。由于其在体内具有抗肿瘤作用且毒性低于姜黄素,因此被用于癌症研究,特别是结肠癌研究。
生物活性&实验参考方法
靶点
Curcumin-beta-D-glucuronide itself does not directly bind to specific biological targets; it is a prodrug that must be converted to its active metabolite, curcumin. Curcumin (aglycone) is a pleiotropic molecule that modulates multiple signaling pathways, including inhibition of NF-kappaB, STAT3, and AP-1 transcription factors. It also downregulates pro-inflammatory cytokines (TNF-alpha, IL-6, IL-1beta), inhibits cyclooxygenase-2 (COX-2) and lipoxygenase (LOX), and induces apoptosis in cancer cells. The conversion of Curcumin-beta-D-glucuronide to active curcumin is mediated by beta-glucuronidase (GUSB), an enzyme that is highly expressed in certain tissues, including the colon, liver, and in some tumor microenvironments. This targeted activation underlies the selective antitumor effects of the prodrug.
体外研究 (In Vitro)
体外实验表明,姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷本身对癌细胞的抗增殖活性极低。在以人结肠癌HCT116细胞进行的MTT实验中,浓度高达50 uM时,该葡糖醛酸苷缀合物几乎没有细胞毒性。相比之下,姜黄素苷元活性极高,IC50值在低微摩尔范围内(例如5-15 uM)。然而,当姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷与产生β-葡糖醛酸酶的细菌或细胞共培养时,由于酶促转化,它被激活。在无细胞实验中,该化合物稳定,不直接抑制COX-2或NF-κB等酶。其在体外缺乏直接活性证实了它是一种需要生物活化的前药。在机制研究中,该化合物可用于评估GUSB在药物活化中的作用。
体内研究 (In Vivo)
在 KRASm/TP53w HCT116 异种移植模型中,姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷(90 mg/kg;每周三次腹腔注射,持续 3 周)具有很强的抗肿瘤作用[1]。
在体内,姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷在结肠癌异种移植模型中表现出显著的抗肿瘤活性。在KRAS突变/TP53野生型HCT116异种移植模型中,腹腔注射该化合物(90 mg/kg,每周三次,持续三周)可使肿瘤生长抑制38%,与溶剂对照组相比,且未引起明显的体重下降。这种抗肿瘤作用归因于肿瘤微环境中β-葡糖醛酸酶(GUSB)将该前药转化为活性姜黄素。在GUSB功能正常的鼠中,血液中可检测到姜黄素葡糖醛酸苷和游离姜黄素,而在GUSB功能受损的鼠中仅检测到葡糖醛酸苷。此外,与直接注射姜黄素相比,该化合物还能减弱肿瘤中的NF-κB活性并降低毒性。因此,姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷是一种有前景的前药策略,可以提高姜黄素的生物利用度和治疗指数。
酶活实验
本研究采用非细胞方法,利用重组人β-葡萄糖醛酸酶(GUSB)研究姜黄素-β-D-葡萄糖醛酸苷转化为姜黄素的过程。首先将化合物溶解于DMSO中,配制成10 mM的储备液,然后用磷酸盐缓冲液(PBS,pH 7.4)稀释至终浓度为10-100 uM。将50 uL化合物(终浓度50 uM)、50 uL GUSB(0.1-1.0 U/mL)和100 uL PBS混合,于37℃孵育1-4小时。在不同时间点(0、15、30、60、120、240分钟)取样50 uL,加入100 uL含0.1%甲酸的冰乙腈溶液终止反应。将混合物离心(14,000 rpm,10 分钟,4℃),取上清液,使用 C18 色谱柱,通过 HPLC-UV 或 LC-MS/MS 进行分析。监测葡萄糖醛酸苷峰(保留时间约 4-6 分钟)的消失和姜黄素峰(保留时间约 6-8 分钟)的出现。转化率根据峰面积计算。
细胞实验
本研究采用体外细胞实验方案评估姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷在结肠癌细胞中的作用,使用HCT116或HT-29细胞系。将细胞以5×103个/孔的密度接种于96孔板中,并在含10%胎牛血清的DMEM培养基中,于37℃、5% CO2条件下培养24小时。之后更换新鲜培养基,分别加入不同浓度的姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷(0.1-100 uM)或姜黄素(阳性对照)。细胞分别培养24、48或72小时。为检测β-葡糖醛酸酶活性的必要性,在有或无β-葡糖醛酸酶抑制剂(例如,D-糖酸1,4-内酯,1-10 mM)的情况下进行平行实验。采用 MTT 法评估细胞活力(每孔加入 10 uL 浓度为 5 mg/mL 的 MTT 溶液,孵育 4 小时,然后加入 100 uL 溶解缓冲液,在 570 nm 波长处测定吸光度)。可对细胞裂解液进行蛋白质印迹分析,以评估 NF-κB 磷酸化抑制、COX-2 表达以及凋亡标志物(cleaved PARP、caspase-3)的激活情况。
动物实验
动物/疾病模型:将KRASm/TP53w HCT116细胞[1]移植到6周龄的雌性BALB/c/AnNCr j-nu裸鼠体内。
剂量:90 mg/kg
给药途径:腹腔注射,每周三次,持续3周
实验结果:抑制肿瘤生长38%。未对体重产生负面影响。减弱NF-κB活性。
本研究采用体内动物实验方案评估姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷的抗肿瘤活性,使用雌性BALB/cAnNCrj-nu/nu小鼠异种移植瘤模型。将HCT116细胞(5×10⁶个细胞溶于0.1 mL PBS,PBS与Matrigel按1:1比例混合)皮下注射至小鼠右侧腹部。当肿瘤体积达到约100-200 mm³时(通常在接种后10-14天),将小鼠随机分为治疗组(每组n=8-10只)。姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷配制成0.5%羧甲基纤维素(CMC)PBS悬浮液。该化合物以90 mg/kg的剂量腹腔注射,每周三次,持续3周。对照组注射溶剂(0.5% CMC)。每周两次使用游标卡尺测量肿瘤体积,并计算公式为长×宽²/2。记录体重作为毒性指标。研究结束时,切除肿瘤,称重,并进行组织学分析(H&E染色)、免疫组织化学(Ki67、cleaved caspase-3)和蛋白质印迹(NF-κB p65、IκBα、COX-2)。部分动物可能同时接受β-葡萄糖醛酸酶抑制剂治疗,以验证其作用机制。
药代性质 (ADME/PK)
代谢/代谢物
姜黄素 4-O-葡萄糖醛酸苷是已知的姜黄素的人体代谢物。
姜黄素β-D-葡糖醛酸苷是姜黄素的主要II期代谢产物,主要由肝脏和肠道中的UDP-葡糖醛酸转移酶(UGT1A1和UGT1A9)生成。口服姜黄素后,血浆中姜黄素葡糖醛酸苷的浓度显著高于游离姜黄素,这反映了广泛的首过代谢。与姜黄素相比,葡糖醛酸苷结合物具有更长的半衰期和更高的水溶性。在药代动力学研究中,腹腔注射姜黄素β-D-葡糖醛酸苷(90 mg/kg)后,在β-葡糖醛酸酶活性正常的鼠血液中均可检测到葡糖醛酸苷和游离姜黄素。该转化是通过GUSB的作用实现的,GUSB存在于某些组织和肠道菌群中。该化合物主要通过胆汁排泄,并有少量肠肝循环。使用姜黄素β-D-葡糖醛酸苷的前药策略可提高姜黄素的生物利用度,同时最大限度地降低全身毒性。
毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK)
在临床前研究中,姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷展现出良好的安全性,其毒性低于姜黄素。在HCT116异种移植模型中,腹腔注射该化合物(剂量为90 mg/kg,每周三次,持续三周)未引起明显的体重下降或其他明显的毒性反应,而直接注射等摩尔剂量的姜黄素则可能引起胃肠道不适和肝毒性。该化合物在体外未表现出直接细胞毒性,这与其前药性质相符。目前尚无该葡糖醛酸苷本身的遗传毒性数据。处理该化合物时应遵循标准的实验室安全防护措施(佩戴手套、实验服和护目镜)。为确保长期稳定性,应将其以干燥粉末的形式储存在-20℃或-80℃的低温环境中,并避光防潮。姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷仅供研究使用,尚未获准用于人体临床。
参考文献
[1]. Ozawa-Umeta H, et, al. Curcumin β-D-glucuronide exhibits anti-tumor effects on oxaliplatin-resistant colon cancer with less toxicity in vivo. Cancer Sci. 2020 May;111(5):1785-1793.
[2]. Ozawa H, et, al. Curcumin β-D-Glucuronide Plays an Important Role to Keep High Levels of Free-Form Curcumin in the Blood. Biol Pharm Bull. 2017;40(9):1515-1524.
其他信息
姜黄素葡糖苷酸是一种二芳基庚烷化合物。
姜黄素-β-D-葡糖醛酸苷是姜黄素苷元(TBP1901)的前药形式,旨在克服姜黄素生物利用度低和代谢迅速的问题。在β-葡糖醛酸酶(GUSB)功能正常的鼠体内,该前药可转化为活性姜黄素,从而产生显著的抗肿瘤作用。该化合物已在奥沙利铂耐药结肠癌模型中进行研究,结果表明其在体内具有抗肿瘤作用且毒性较低。全基因组CRISPR-Cas9筛选发现,与NF-κB信号通路和线粒体相关的基因是姜黄素活性的关键介质。该化合物尚未获得FDA或EMA的监管批准,目前仍处于研究阶段。它仅供研究使用,未获准用于人类的诊断或治疗。其分子式为C27H28O12,分子量为544.50。
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
分子式
C27H28O12
分子量
544.50
精确质量
544.158
CAS号
227466-72-0
PubChem CID
71315012
外观&性状
Yellow to brown solid powder
LogP
0.935
tPSA
189.28
氢键供体(HBD)数目
5
氢键受体(HBA)数目
12
可旋转键数目(RBC)
11
重原子数目
39
分子复杂度/Complexity
903
定义原子立体中心数目
5
SMILES
COC1=C(C=CC(=C1)C=CC(=O)CC(=O)C=CC2=CC(=C(C=C2)OC3C(C(C(C(O3)C(=O)O)O)O)O)OC)O
InChi Key
BNSAVBGHRVFVNN-XSCLDSQRSA-N
InChi Code
InChI=1S/C27H28O12/c1-36-20-11-14(5-9-18(20)30)3-7-16(28)13-17(29)8-4-15-6-10-19(21(12-15)37-2)38-27-24(33)22(31)23(32)25(39-27)26(34)35/h3-12,22-25,27,30-33H,13H2,1-2H3,(H,34,35)/b7-3+,8-4+/t22-,23-,24+,25-,27+/m0/s1
化学名
(2S,3S,4S,5R,6S)-3,4,5-trihydroxy-6-[4-[(1E,6E)-7-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3,5-dioxohepta-1,6-dienyl]-2-methoxyphenoxy]oxane-2-carboxylic acid
HS Tariff Code
2934.99.9001
存储方式

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

运输条件
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
DMSO: 50 mg/mL (91.83 mM)
溶解度 (体内实验)
注意: 如下所列的是一些常用的体内动物实验溶解配方,主要用于溶解难溶或不溶于水的产品(水溶度<1 mg/mL)。 建议您先取少量样品进行尝试,如该配方可行,再根据实验需求增加样品量。

注射用配方
(IP/IV/IM/SC等)
注射用配方1: DMSO : Tween 80: Saline = 10 : 5 : 85 (如: 100 μL DMSO 50 μL Tween 80 850 μL Saline)
*生理盐水/Saline的制备:将0.9g氯化钠/NaCl溶解在100 mL ddH ₂ O中,得到澄清溶液。
注射用配方 2: DMSO : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL DMSO 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)
注射用配方 3: DMSO : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL DMSO 900 μL Corn oil)
示例: 注射用配方 3 (DMSO : Corn oil = 10 : 90) 为例说明, 如果要配制 1 mL 2.5 mg/mL的工作液, 您可以取 100 μL 25 mg/mL 澄清的 DMSO 储备液,加到 900 μL Corn oil/玉米油中, 混合均匀。
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注射用配方 4: DMSO : 20% SBE-β-CD in Saline = 10 : 90 [如:100 μL DMSO 900 μL (20% SBE-β-CD in Saline)]
*20% SBE-β-CD in Saline的制备(4°C,储存1周):将2g SBE-β-CD (磺丁基-β-环糊精) 溶解于10mL生理盐水中,得到澄清溶液。
注射用配方 5: 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin : Saline = 50 : 50 (如: 500 μL 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (羟丙基环胡精) 500 μL Saline)
注射用配方 6: DMSO : PEG300 : Castor oil : Saline = 5 : 10 : 20 : 65 (如: 50 μL DMSO 100 μL PEG300 200 μL Castor oil 650 μL Saline)
注射用配方 7: Ethanol : Cremophor : Saline = 10: 10 : 80 (如: 100 μL Ethanol 100 μL Cremophor 800 μL Saline)
注射用配方 8: 溶解于Cremophor/Ethanol (50 : 50), 然后用生理盐水稀释。
注射用配方 9: EtOH : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL EtOH 900 μL Corn oil)
注射用配方 10: EtOH : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL EtOH 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)


口服配方
口服配方 1: 悬浮于0.5% CMC Na (羧甲基纤维素钠)
口服配方 2: 悬浮于0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
示例: 口服配方 1 (悬浮于 0.5% CMC Na)为例说明, 如果要配制 100 mL 2.5 mg/mL 的工作液, 您可以先取0.5g CMC Na并将其溶解于100mL ddH2O中,得到0.5%CMC-Na澄清溶液;然后将250 mg待测化合物加到100 mL前述 0.5%CMC Na溶液中,得到悬浮液。
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口服配方 3: 溶解于 PEG400 (聚乙二醇400)
口服配方 4: 悬浮于0.2% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 5: 溶解于0.25% Tween 80 and 0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 6: 做成粉末与食物混合


注意: 以上为较为常见方法,仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些配方的准确性。具体溶剂的选择首先应参照文献已报道溶解方法、配方或剂型,对于某些尚未有文献报道溶解方法的化合物,需通过前期实验来确定(建议先取少量样品进行尝试),包括产品的溶解情况、梯度设置、动物的耐受性等。

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案:
1、请先配制澄清的储备液(如:用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液,按从左到右的顺序依次添加助溶剂,澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明,并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中,混合均匀/澄清;向上述体系中加入50 μL Tween-80,混合均匀/澄清;然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL;

3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出,可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果,工作液请现配现用!
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液,请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。
制备储备液 1 mg 5 mg 10 mg
1 mM 1.8365 mL 9.1827 mL 18.3655 mL
5 mM 0.3673 mL 1.8365 mL 3.6731 mL
10 mM 0.1837 mL 0.9183 mL 1.8365 mL

1、根据实验需要选择合适的溶剂配制储备液 (母液):对于大多数产品,InvivoChem推荐用DMSO配置母液 (比如:5、10、20mM或者10、20、50 mg/mL浓度),个别水溶性高的产品可直接溶于水。产品在DMSO 、水或其他溶剂中的具体溶解度详见上”溶解度 (体外)”部分;

2、如果您找不到您想要的溶解度信息,或者很难将产品溶解在溶液中,请联系我们;

3、建议使用下列计算器进行相关计算(摩尔浓度计算器、稀释计算器、分子量计算器、重组计算器等);

4、母液配好之后,将其分装到常规用量,并储存在-20°C或-80°C,尽量减少反复冻融循环。

计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
/

配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
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计算结果:

工作液浓度 mg/mL;

DMSO母液配制方法 mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。

体内配方配制方法μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。

(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
            (2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。

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