人肠内菌对藏药余甘子鞣质部位代谢的研究_杨光辉.docx

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1、 北京中医药大学学报 46 Journal of Beijing University of Traditional Chinese Medicine 第 39 卷第 1 期 2016 年 1 月 Vol 39 No 1 Jan 2016 人肠内菌对藏药余甘子鞣质部位代谢的研究 * 杨光辉 吴玲芳 张晓雪 朱丹 邵岩岩 毛鑫 梁文仪 陈文静 石任兵 张兰珍 # ( 北京中医药大学中药学院 北京 100102) 摘要 : 目的 研究人肠内菌对藏药余甘子鞣质部位的代谢 。 方法 采用人肠内菌与余甘子鞣质部 位在厌氧条件下 , 37 共温孵培养的方法进行代谢 , 代谢样品通过离心 、 甲醇沉淀蛋白后

2、 , 运用 HPLC-MSn 法对代谢物进行定性分析 , 运用 HPLC-UV 法对样品进行定量分析 , 并绘制时间含量曲 线 。 结果 余甘子鞣质部位在人肠内菌作用下用 HPLC-MSn 检测出 13 个成分 , 其中 4 个为代谢成 分焦性没食子酸 、 甲基没食子酸 、 尿石素 B 和尿石素 A; 4 个为原型成分没食子酸 、 柯里拉京 、 galloyl glucose、 digalloyl glucose 和 5 个待指认成分 。 样品中没食子酸 、 柯里拉京 、 鞣花酸 3 个指标性成分 的含量随人肠内菌代谢时间延长呈先增加后减少的趋势 。 结论 余甘子鞣质部位可被人肠内菌代 谢 ,

3、 代谢后其原型活性成分仍有保留 , 并且有新生成的抗癌活性成分出现 。 关键词 : 余甘子 ; 鞣质部位 ; 人肠内细菌 ; 代谢 中图分类 号 : 284 2 doi: 10 3969 / j issn 1006-2157 2016 01 009 Effects of human gut microbiota in vitro on transformation of the total tannins content of Phyllanthus emblical L * YANG Guanghui, WU Lingfang, ZHANG Xiaoxue, ZHU Dan, SHAO Ya

4、nyan, MAO Xin, LIANG Wenyi,CHEN Wenjing, SHI enbing, ZHANG Lanzhen# ( School of Chinese Materia Medica, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100102) Abstract: Objective To study in vitro the effect of human intestinal bacteria on the transformation of to- tal tannins extracted from emblic

5、 leafflower ( Yuganzi, Phyllanthus emblica L ) , a usually used Tibetan herbal medicine Methods Based on the earlier stage work of the extraction of total tannins from Phyl- lanthus emblica L , activated human gut microbiota was anaerobically incubated in the culture medium GAM containing the total

6、tannins at 37 for 72 hours After centrifugation and protein precipitation, the characteristics of the metabolites were determined by using HPLC / MSn and the contents of each compo- nent determined were measured by using HPLC-UV, on which the time-content curve was drawn esults Total 13 components w

7、ere determined, including four metabolites ( pyrogallic acid, methyl-de- rivative of gallic, urolithin B, and urolithin A) , four prototype components ( gallic acid, corilagin,gal- loyl glucose, and digalloyl glucose) and five components to be determined The accumulated contents of gallic acid and e

8、llagic acid were the highest at Hour 12, 10-fold higher than that of the beginning; the accumulated content of corilagin was the highest at Hour 6 with twice higher of the beginning Conclusion After the total tannins from Phyllanthus emblica L were transformed by human gut microbi- ota in vitro, cer

9、tain bioactive prototype components remained and antitumor components were found Keywords: Phyllanthus emblica L ; total tannins; human gut microbiota; metabolism 杨光辉 , 男 , 在读硕士生 # 通信作者 : 张兰 珍 , 女 , 博 士 , 研究 员 , 博士生导师 , 研究方向 : 中药和民族药药效物质和质量标准研究 , E-mail: zhanglanzhen01 126 com * 国家自然科学基金资助项 目 ( No 8

10、1274187) , 北京中医药大学科研创新团队项目 ( No 2011 CXTD 12) , 北京中医药大学中青年 教师 资 助项 目 ( No 2009TYB22 JS027) , 、 第 1 期 杨光辉等 人肠内菌对藏药余甘子鞣质部位代谢的研究 47 余甘子为大 戟 科叶下珠属植物 余甘 子 Phyllan- thus emblica L 的干燥成熟果 实 , 为常用藏 药 , 与 诃 子 、 毛诃子在藏药中并 称 “三大 果 ”。 余甘子具有 生 津 止 渴 , 润肺化 痰 , 清热解 毒 , 消 食化积之功 效 1 2 。 余 甘子主要含 有鞣 质 、 小分子酚酸 类 、 黄酮 类

11、、 挥 发 油 类 、 维生素类 等化学成 分 , 具有明显的抗衰 老 、 抗 肿 瘤 、 降 脂 、 降压等作 用 3 5 。 可水解鞣质类成分在人肠内菌群的作用下可发 生水解 、 失去内酯环 、 脱羟基等反应生成小分子酚酸 成分 , 这些小分子成分吸收入血后发挥药效 6 。 余 甘子鞣质部位及酚酸在人肠内菌中的代谢研究尚未 报道 。 本文采用体外人肠内菌模型研究余甘子鞣质 部位人肠内菌代谢过程 , 确定代谢产物 。 测定余甘 子 3 个主要成分没食子酸 、 柯里拉京 、 鞣花酸的不同 代谢时间含量变化 。 探讨藏药余甘子鞣质部位在肠 内菌作用后的成分变化 , 为余甘子药效物质基础研 究提供

12、依据 。 1 材料 1 1 仪 器 LTQ-Orbitrap XL 型静电场轨道阱组合式高分 辨质谱仪 ( 美国赛默飞世尔科技公司 ) ; TQX-型厌 氧培养箱 ( 上海新苗医疗器械制造有限公司 ) ; MLS- 378 型高压灭菌锅 ( 日本 Sanyo 公司 ) ; CT basic 型 加热磁 力 搅 拌 器 ( 德 国 Ika Werke 公 司 ) ; Biofug- eStratos 型台式离心机 ( 德国 Heraeus 公司 ) ; AE240 型十万分之一电子天平 ( 瑞士 Mettler 公司 ) 。 1 2 试剂和药 物 胰蛋 白 胨 ( 批 号 20140108 )

13、, 酵 母 浸 膏 ( 批 号 20130829) , 大豆蛋白胨 ( 批号 20140111) , 可溶性淀 粉 ( 批 号 20131119 ) , 硫 代 乙 醇 酸 钠 ( 批 号 20130129) , L-半胱氨酸盐 ( 批号 20130722 ) 均购于 国药集团化学试剂有限 公 司 。 牛 肝 浸 粉 ( 批 号 20140228) 蛋白胨 ( 批号 20140310) , 血清消化粉 ( 批号 20140320) , 牛肉膏 ( 批号 20130818) , 均为北 京奥博星生物技术有限责任公司产品 。 没食子酸为实验室自制 , 纯度 98% ; 柯里拉 京 ( 批号 140

14、109, 纯度 98% , 上海融和医药科技有 限公司 ) ; 对羟基苯甲酸 ( 批号 20130508, 纯 度 99% , 上海源叶生物科技有限公司 ) ; 鞣花酸 ( 批号 MUST 14031010, 纯度 98% , 成都曼思特生物科 技有限公司 ) 。 余甘子药材购自西藏藏医 院 , 产地尼泊 尔 , 经 北 京中医药大学阎玉凝教授鉴定为大戟科叶下珠属植 物余甘 子 Phyllanthus emblica L 的干燥成熟果 实 。 2 方法与结果 2 1 对照品溶液的制备 精密称取对照品没 食子 酸 10 21 mg、 柯里拉 京 5 68 mg 和内标物对羟 基苯甲 酸 2 55

15、 mg 分别置 于 10、 25、 25 mL 容量瓶 中 , 加 50% 甲醇溶解并稀释至 刻 度 , 摇 匀 , 分 别 作为没食子 酸 、 柯里拉京和对羟基 苯甲酸 对 照品溶 液 。 精密称 取对照品鞣花 酸 4 50 mg 于 25 mL 容量瓶 中 , 加二甲亚砜溶解并稀释至刻 度 , 作为鞣花酸对照品溶 液 。 2 2 藏药余甘子鞣质部位的制备 采用本实验室建立的藏药余甘子鞣质部位提取 纯化工 艺 , 制备藏药余甘子总鞣质部 位 , 总鞣质含 量 54 17% , 没食子 酸 、 柯里拉 京 、 鞣花酸的质量 分数 分 别 为 : 4 54% 、 1 61% 、 3 67% 。

16、2 3 人肠内菌的制备 2 3 1 普通厌氧培养基的制备 A 液 : 称取胰蛋白 胨 10 g、 大豆蛋白 胨 3 g 蛋 白 胨 10 g、 酵母浸 膏 5 g、 消化血清 粉 13 5 g、 牛肝 浸 出 粉 1 2 g 和牛肉 膏 2 2 g, 置 于 500 mL 烧杯 中 , 加 适量蒸馏水溶 解 。 转移 至 1 000 mL 烧杯 中 , 加 入 蒸 馏水至 700 mL, 加热电磁炉搅拌溶解 。 然后转移至 1 000 mL 容量瓶中 。 B 液 : 称取葡萄 糖 3 g, 磷酸二 氢 钾 2 5 g、 氯 化 钠 3 g 和可溶性淀 粉 5 g, 置 于 100 mL 烧杯

17、中 , 加 适 量蒸馏水加热溶 解 。 C 液 : 称 取 L-半胱氨酸盐酸 盐 0 3 g 和硫代 乙 醇酸 钠 0 3 g, 置 于 100 mL 烧杯中加 适量蒸馏水 加 热超声溶 解 。 将 配置好 的 B 液 和 C 液转移 至 A 液 中 , 再加 蒸 馏 水 至 990 mL, 用 饱 和 NaOH 调 节 pH 至 7 1 7 2, 加蒸馏水 至 1 000 mL 7 。 2 3 2 培养基的分装及灭菌 将配置 好的普通厌氧 培养基分装 于 500、 250、 100 mL 具塞三角瓶 中 , 用 牛皮纸封 口 , 0 07 MPa, 121 灭菌 20 min, 待自然冷却备

18、用 。 2 3 3 人肠内菌群的活化 厌氧环境 下 , 取人肠内混合菌储备 液 1 mL 于 装 有 9 mL 普通厌氧培养基的螺口试管中 , 加盖 , 封口 膜封口 , 37 厌氧环境中培养 24 h。 2 4 人肠内菌对余甘子鞣质部位的代谢 2 4 1 代谢过程考 察 精密称取余甘子鞣 质 部 位 2 88 mg, 在无 菌 、 厌 氧条 件下 加 2 8 mL 普通厌氧培养基 溶 解 , 超声 处 理 , 加入活化后人肠内菌 群 200 L, 37 恒 温 、 无 氧 48 北京中医药大学学报 第 39 卷 环境下分别培养 0、 1、 2、 4、 6、 12、 24、 36、 48、 7

19、2 h, 每 个时间点平行 3 组 。 2 4 2 代谢物处 理 取代谢后 样 品 10 000 r / min 高速离 心 10 min, 取上清 液 1 mL 加 3 mL 甲 醇除蛋 白 , 100 L 内 标 , 80 L 缓冲 液 ( 1 moL / L 磷 酸 磷酸二氢 钾 ) , 涡 旋 混 合 3 min, 10 000 r / min 离 心 10 min。 取上清 液 , 0 45 m 滤膜过 滤 , 20 L 进 样 HPLC 检 测 。 2 4 3 HPLC-UV 条 件 Diamonsil C18 ( 2 ) 柱 ( 4 6 mm 250 mm, 5 m) , 流动相

20、 甲 醇 ( A) 0 02% 磷酸溶 液 ( B) , 梯 度洗 脱 : 0 15 min, 5% 15% A; 15 20 min, 15% 20% A; 20 35 min, 20% 30% A; 35 50 min, 30% 60% A; 50 60 min, 60% 90% A; 60 70 min, 90% A; 70 72 min, 90% 5% A。 流速 1 mL / min,检测波长 270 nm, 柱温 30 。 HPLC-MSn 条 件同 上 , ESI 负离 子模 式 , 雾化 气 流 : 1 50 L / min, 离 子 源温 度 : 300 , 质 量扫描 范

21、围 : m / z 100 1200。 2 4 4 专属性考 察 按 照 “2 4 3 HPLC-UV”条 件 , 测 定空白普 通 厌氧培 养 基 、 空白普通厌氧培养中 加 入对照品 没 食子酸 、 柯 里拉 京 、 鞣 花酸和内 标 物 , 测 定人肠 内 菌代谢鞣质部 位 0 、 2 、 4 、 6 、 12 、 24 、 36 、 48 、 72 h 色 谱 图 , 见 图 1 。 空白普通厌氧培 养基所含内源性物质 不干扰没食子酸 、 柯里拉 京 、 鞣花 酸 3 个成分和 内 标物的测定 , 3 个被测成分峰形良 好 , 分 离度符 合 要求 。 2 4 5 没食 子 酸 、 柯

22、里拉 京 、 鞣花酸在空白培养基 中线性关系考察 精密吸取梯度递增量的没食子酸 、 柯里拉京 、 鞣 花酸对照品储备液于 2 mL 容量瓶中 , 加 50% 甲醇 稀 释 至 刻 度 , 配置 没食 子 酸浓 度分 别 为 : 0 026、 0. 051、 0 102、 0 153、 0 306、 0 459、 0 613、 0 817、 1. 021 g / L; 柯 里 拉 京 浓 度 分 别 为 : 0 114、 0 023、 0. 034、 0 068、 0 102、 0 136、 0 182、 0 227 g / L; 鞣 花 酸 浓 度分别 为 : 0 009、 0 027、 0

23、054、 0 081、 0 108、 0 144、 0 160 g / L。 取 1 mL 普通厌氧培养基 于 5 mL 离心管 中 , 依 次加 入 200 L 上 述溶 液 2 8 mL 甲 醇 , 100 L 内 标 , 80 L 缓冲 液 , 按 照 “2 3 2”代谢物处理方 法 处 理 后 , 0 45 m 滤膜过 滤 , 进 样 20 L, HPLC 检 测 。 得 到 没 食 子 酸 、 柯 里 拉 京 、 鞣 花酸 工作 曲 线 。 见 表 1。 A 空白普通厌氧培养基 ; B 空白普通厌氧培养基中加入对 照品和内标物 ; C 鞣质部位 不 同转化时间点色谱 图 ; 1 没食

24、 子 酸 ; 2 内标 ( 对羟基苯甲酸 ) ; 3 柯里拉京 ; 4 鞣花酸 。 A blank GAM; B GAM containing reference substance and internal standard; C metabolites of total tannins at different time spots; 1 gallic acid; 2 internal standard ( PHBA) ; 3 corilagin; 4 ellagic acid 图 1 空白培养基与加入样品后 HPLC 色谱图 Fig 1 HPLC chromatograms of bla

25、nk culture medium and culture medium containing samples 2 4 6 基质混合对照品制备 分 别精密吸取空白普通厌氧培养 基 1 mL 于 5 mL 离 心 管 中 , 分别加 入 200 L 低 、 中 、 高 3 个浓 度 对照品没食子 酸 0 051、 0 459、 1 021 g / L, 柯里拉 京 0 114、 0 068、 0 227 g / L, 鞣 花 酸 0 009、 0 081、 0. 180 g / L, 配 成 低 、 中 、 高 3 个浓度基质混合对 照液 。 2 4 7 精密度考 察 取 低 、 中 、 高 3

26、 个浓度基质混合对照液一天 内 连 续 6 次进 样 , 测定该方法日内精密 度 。 连续测 定 4 d, 测 定该方法的日 间 精密 度 , 日 内精密 度 SD 5 12% ; 日间精密 度 SD5 19% , 符合目前生物样 品分析方法指导原则的有关规 定 。 第 1 期 杨光辉等 人肠内菌对藏药余甘子鞣质部位代谢的研究 49 表 1 空白培养基中 3 个被测成分的标准曲线 ( n = 5) Table1 Standard curves of gallic acid, corilagin and ellagic acid in blank medium( n = 5) 被测成分 Comp

27、onent 标准曲线 Equation 线性范围 r Linear range( mg / L) 最低定量限 LLOQ( mg / L) 2 4 8 稳定性考 察 取低 、 中 、 高 3 个浓度基质混合对照液 , 分别置 于室温保存 ( 20 30 ) , 24 h 后分别连续测定 4 次 ,考察样品短期稳定性 ; 冷冻于 70 , 30 d 后充 分解冻 ,考察样品长期稳定性 ; 冷冻于 70 , 在室 温中充分解冻 , 然后再次冷冻 , 每个平行操作 3 份 , 重复 3 个冻融周期以后 , 考察样品的三周期冻融稳 定性 。 结果显示被测物在上述保存条件下 SD 6% 。 表明 3 个被

28、测成分在实验放置条件下稳定 。 2 4 9 回收率考 察 取 基质混合对照品 高 、 中 、 低 3 个浓度样品 加 内 标 物 , 测定被测 物 峰面积与相应浓度的标准品溶液 中 被测物的色谱峰 面积的比 值 , 3 个被测物及内标 在 低 、 中 、 高 3 个浓度样品中绝对回收 率 75% , SD6 2% 。 2 5 测定结 果 2 5 1 没食 子 酸 、 柯里拉 京 、 鞣花酸转化时 间 含 量曲 线 按 照 2 4 1 方法以鞣质部位为底物进行 人肠 内 菌 转化实 验 , HPLC 法测定转化不同时间点底 物 中 没食子 酸 、 柯里拉 京 、 鞣花 酸 3 个指标性成分定 量

29、 , ( 每个时间 点 的含量 为 3 次平 行试验的平均 值 ) 并 绘制转化时 间 含量曲 线 , 见 图 2。 图 2 没食子酸 、 柯里拉京 、 鞣花酸人肠内菌代 谢 72 h 时间 含量曲线 Fig 2 Time-content curves of gallic acid, corilagin, and ellagic acid in 72 hours 图 2 显示藏药余甘子鞣质部位中没食子 酸 、 柯 里拉 京 、 鞣花 酸 3 个 指标性成分含量随转化时间的 增长均呈现先增加后减少趋 势 , 其中没食子 酸 、 鞣 花 酸累积含量 在 12 h 达到 最 大 , 为初始浓度 的

30、10 倍 左 右 , 柯里拉京 在 6 h 累积含 量最 高 , 为初始浓度 的 2 倍左 右 , 36 h 后 3 个成分代谢近 完 , 代谢率分 别 稳 定 在 78 2% , 69 7% , 16 7% 。 2 5 2 代谢产 物 HPLC MS 分 析 根 据 2 4 3 HPLC MSn 条件进行代 谢产物 的 液质检 测 , 见 图 3。 通过 数 据分析和文献比 对 , 推 测 化合物结构信 息 , 见 表 2。 图 3 余甘子鞣质部位人肠内菌代谢物总离子流图 Fig 3 Total ion chromatograms of the total tannins content t

31、ransformed by human hut microbiota 经分析确认 2、 3、 8、 10 成分为原型成分没食子 酸 、 galloyl glucose、 digalloyl glucose、 柯里拉京 。 1、 5、 7、12 成分为代谢成分焦性没食子酸 、 甲 基没食子 酸 、尿石素 B、 尿石素 A。 其中 1、 5 属于没食子酸在 人肠内菌的代谢产物 , 7、 12 是鞣花酸在肠内菌的代 谢产物 8 10 。 其他代谢成分的确认还需进一步结 构解析 。 3 讨论 肠内细菌的水解酶系对化合物进行水解是肠道 内细菌代谢药物的一大特征 。 余甘子鞣质部位主要 为可水解鞣质及其酚

32、酸类 , 其中没食子酸 、 柯里拉 京 、 鞣花酸等在肠内菌作用下含量随着转化时间的 延长均呈现先增加后减少的趋势 , 没食子酸和鞣花 酸增加的倍数比柯里拉京大很多 , 在肠吸收代谢一 没食子 酸 Gallic acid Y = 11 195X + 0 057 2 0 998 7 1 25 49 81 1 25 柯里拉 京 Corilagin Y = 10 501X 0 074 6 0 997 8 0 55 11 08 0 55 鞣花 酸 Ellagic acid Y = 14 569X + 0 057 7 0 998 4 0 44 8 78 0 44 50 北京中医药大学学报 第 39 卷

33、表 2 余甘子鞣质部位人肠内菌代谢物液质数据表 Table 2 LC / MSn data of prototype components and metabolites in vitro ( negative ion mode) 峰号 保留时间 母离子 碎片离子 Fragments No t( min) MS1 M H MS2 m / z 成分 Component 1 8 46 125 025 4 106 833 2, 96 893 9, 81 048 2, 52 843 7 焦性没食子酸 pyrogallic acid* 2 10 53 169 014 9 124 923 7, 96 84

34、2 2, 82 254 7 没食子酸 gallic acid 3 18 24 331 142 0 287 187 7, 256 125 8, 202 019 1 没食子酰葡萄糖 galloyl glucose 4 18 47 403 184 7 385 222 9, 288 132 3, 285 181 9 C15 H31 O12 5 20 62 211 073 5 166 987 1 尿石 素 B UrolithinB* * 6 21 62 255 088 7 207 080 7, 165 077 5 C12 H15 O6 没食子酸甲基衍生物 7 25 42 183 030 5 168 01

35、1 7, 123 960 5 methyl-derivative of gallic acid*8 27 63 483 080 0 331 138 4, 313 072 8, 271 024 2 二没食子酰葡萄 糖 digalloyl glucose * 9 32 18 520 212 7 476 280 6, 391 213 7 C23 H36 O13 10 35 52 633 075 1 463 115 1, 301 010 9, 275 082 2, 185 024 0 柯里拉 京 corilagin * 11 36 74 237 062 3 190 955 4, 84 921 3 C8

36、 H13 O8 12 40 95 227 104 3 183 066 8 尿石 素 A urolithinA* * 13 41 34 587 270 1 577 303 0, 569 262 5 C28 H43 O13 注 : * 为代谢产物 。 Note: * metabolites 段时间后 3 个成分含量都开始减少直至稳定 。 说明 余甘子鞣质部位在人肠内菌的作用下发生代谢转 化 , 大分子可水解鞣质可分解为柯里拉京 , 没食子酸 和鞣花酸 , 柯里拉京又可水解为没食子酸和鞣花酸 。 通过 HPLC-MS 技术分析初步确定了 4 个代谢 产物 , 其中尿石素 A , 尿石素 B 已被证实

37、在一定浓 度下具有诱导癌细胞凋亡 , 抑制蛋白酶活性的功 效 11 , 焦性没食子酸可抑制基质金属蛋白酶的作 用 , 同样具有抗癌作用 , 说明余甘子鞣质部位经肠内 菌代谢后产生的代谢产物 , 具有与余甘子相同的抗 癌作用 , 也是余甘子抗癌药效物质基础之一 。 参考文献 : 1 成 晓 梅 , 魏 屹 余甘子的研究进 展 J 安徽农业 科 学 , 2010, 38( 24) : 13094 13099 2 杨 继 家 , 张 艺 , 冀 静 , 等 藏医药与印度传统医药对三 果 汤传统应用及现代研究概 述 J 世界科学技 术 中 医药现代 化 , 2012, 14( 1) : 1311 13

38、16 3 张 兰 珍 , 赵文 华 , 郭亚 健 , 等 藏药余甘子化学成分研 究 J 中国中药杂 志 , 2003, 28( 10) : 940 943 4 罗春 丽 余 甘子对肿瘤细胞抑制作用及免疫调节的研 究 J 中 国 实 验 方 剂 学 杂 志 , 2010, 16 ( 13 ) : 155 158 5 王 绿 娅 , 王大 全 , 秦彦 文 , 等 余甘子抗脂质过氧化和 保护血 管 内皮的实验研 究 J 中国药学 杂 志 , 2003, 38( 10) : 77 78 6 尹培 培 , 闫林 林 , 曹 若 愚 , 等 鞣花酸 代谢产 物 尿 石 素 的 研 究 进 展 J 食 品

39、 科 学 , 2015, 36 ( 7 ) : 256 260 7 杨秀 伟 , 徐 嵬 中药化学成分的人肠内细菌生物转化模 型和标 准 操作规程的建 立 J 中国中药 杂 志 , 2011, 36( 1) : 19 26 8 FU J, MA J, ZHANG X, et al Identification of metabo- lites of F 429, a potential antitumor ellagitannin, trans- formed by rat intestinal bacteria in vitro, based on liquid chromatography

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