兰屿肉桂的化学成分及其生物活性研究进展

许明录,郑传凤,苑月杰,赵孟阳,王佳

（河南科技学院,河南新乡453003）

兰屿肉桂（Cinnamomum kotoense）又名平安树,属于樟目樟科樟属,别名红头屿肉桂、红头山肉桂、芳兰山肉桂、大叶肉桂、台湾肉桂等,原产地在台湾兰屿地区.兰屿肉桂为常绿小乔木,树形端庄,树皮黄褐色,株高可达10～15 m,性喜温暖湿润,喜光又耐阴,人工繁殖及培育技术成熟,被广泛用于观叶盆景栽培及园景树种植.肉桂的药用价值早在《神农本草经》和《本草纲目》中就分别有记载[1].近年来,从植物中提取天然活性成分用于疾病的控制及化学预防越来越受到人们的关注与青睐.兰屿肉桂天然药物成分的提取分离,对天然活性成分的开发和提高兰屿肉桂的综合利用价值具有重要意义.

通过查阅文献资料,目前关于兰屿肉桂化学成分的研究对象主要是茎和叶,提取分离出47种化合物,包括内酯类[2-4]、萜类[5]、黄酮类、酚类[4-5]、甾体类[5]、饱和、不饱和脂肪烃类[2,5-6]、木脂素、苯丙素类[4-5]等；其中兰屿肉桂叶含内酯类成分较多,而其他类化合物多从兰屿肉桂茎中分离得到；有关生物活性的研究涉及抗肿瘤[7-10]、抗氧化[2,11-12]、抗结核[4]、抗炎活性[13]等方面.本文对兰屿肉桂化学成分和生物活性国内外研究现状进行了综述.

1 兰屿肉桂化学成分

1.1 内酯类化合物

从兰屿肉桂叶和枝中均有内酯类化合物提取分离,共8种.兰屿肉桂叶中分离得到化合物较多,包括KuoPL等人[2]分离的kotomolideA[（4S,3Z）-4-hydroxy-5-methylene-3-octylidenedihy-drofuran-2-one]（1）；Hsu Y L等[3]分离的isokotomolide A[（4S,3E）-4-hydroxy-5-methylene-3-octylidenedihydro-furan-2-one]（2）；Chen C H等[4]分离的kotomolide B[3-（1-methoxynona-decyl）-5-methylene-5 H-furan-2-one]（3）；Yang S S等人[14]分离的cinnakotolactone（4）和isolinderanolide B（5）；Wang H M等人[4]分离的Obtusilactone A（6）；Chen F C等人[5]从兰屿肉桂茎中分离得到isoobtusilactone A（7）、linco-molide B（8）.

1.2 萜类化合物

Chen F C等人[5]从兰屿肉桂茎中分离得到2种萜类化合物,分别是squalene（9）、trans-phytol（10）.

1.3 黄酮类和黄烷类化合物

黄酮类和黄烷类共7种化合物,由Chen F C等人[5]从兰屿肉桂茎中分离,其中黄酮类有化合物apigenin（11）、kaempferol（12）、quercetin（13）、genkwanin（14）,黄烷类有化合物（+）-catechin（15）、（-）-catechin（16）、（-）-4'-hy-droxy-5,7,3'-tri-methoxyflavan-3-ol（17）；Chen C H等[6]也从兰屿肉桂叶中分离得到黄烷类化合物（+）-catechin[15]（15）、（-）-catechin[16]（16）.

1.4 酚类化合物

已知酚类化合物6种,分别是由Chen C H等[6]从兰屿肉桂叶中分离得到的vanillic acid[17]（18）、isoeugenol[13]（19）.Chen F C等人[5]从兰屿肉桂茎中分离的化合物syringaldehyde（20）、vanillin（21）、4-hydroxybenzaldehyde（22）、protocatechuic acid（23）.

1.5 甾体类化合物

ChenFC等[5]从兰屿肉桂茎中分离得到6种甾体类化合物,分别是分别是amixtureofsitostenone（24）、stigmasta-4,22-dien-3-one（25）、β-sitosterol（26）、stig-masterol（27）、β-sitosteryl-3-O-β-D-glucoside（28）、stigmasteryl-3-O-β-D-gluco-side（29）.

1.6 饱和、不饱和脂肪烃类化合物

Chen C H等人[2]从兰屿肉桂叶中分离得到化合物secokotomolide A（30）；Chen F C等[5]从兰屿肉桂茎中分离得到酯类化合物methyl palmitate（31）、methyl stearate（32）；饱和脂肪酸lauric acid（33）、palmitic acid（34）、margaric acid（35）、stearic acid（36）、docosanoic acid（37）；饱和脂肪烃tetracosane（38）.Chen CH等[6]从兰屿肉桂叶中分离得到饱和脂肪酸palmitic acid[18]（34）、stearic acid[19]（36）.

1.7 木脂素和苯丙素类化合物

木脂素类化合物3种：Chen CH等[6]从兰屿肉桂叶中分离得到clemaphenol[20]A（39）；Chen C H等[4],Chen F C等[5]分别从兰屿肉桂叶和茎中分离得到（±）-syringaresinol[21]（40）、（-）-sesamin[22]（41）；WangH M等人[6]从兰屿肉桂叶中也分离得到（-）-sesamin（41）.

苯丙素类化合物2种：Chen F C等[5]从兰屿肉桂茎中分离得到trans–ferulic acid（42）、trans–coumaric acid（43）.

1.8 其他

Chen F C等[5]从兰屿肉桂茎中分离得到2-acetyl-5-dode-cylfuran（44）、2-acetyl-5-me-thylfuran（45）两种呋喃类化合物；苯甲酸benzoic acid（46）以及苯醌类化合物2,6-dimethoxy-1,4-benzoquinone（47）.

2 兰屿肉桂生物活性

2.1 抗肿瘤

Hsu Y L等人研究isokotomolide A对人类肺癌非小细胞A549有抗增殖活性[3]；Chen C H等人研究报道secokotomolide A可诱导HeLa细胞凋亡[6]；Yang S S等人报道γ-lactone、cinnakotolactone、isolinderanolide B对人类MCF-7和HT-29癌细胞系有显著的反扩散作用[14].Wang H M等研究发现Obtusilactone A和（-）-sesamin能够诱导人类肺癌细胞死亡,（-）-sesamin还对人类乳腺癌MCF-7细胞系具有抗癌活性[4]；KuoP L等人报道kotomolide A对人类乳腺癌MCF-7细胞系具有抗癌作用[2]；从兰屿肉桂叶中分离的isoobtusilactone A,对人喉癌Hep-2细胞、中国仓鼠卵巢CHO-K1细胞、大鼠肝癌HTC[7]和小鼠淋巴白血病P-388[8]等细胞株有细胞毒性和遗传毒性；isoobtusilactone A在Chen CY等和Liu TZ等研究中能够诱导HepG2肝癌细胞凋亡,并在Sprague-Dawley大鼠体内测试没有引起细胞毒性[9-10]；Chen CH等研究中对肺癌A549细胞有抗癌作用[11].

2.2 抗氧化

KuoP L等人研究的kotomolide A作为抗氧化剂增加人类乳腺癌细胞的ROS水平[2],诱导的ROS激活JNK[12],随后引发线粒体和DR5的凋亡途径,最终导致细胞死亡.Chen C H等研究的secokotomolide A（4）处理HeLa细胞细胞可使细胞内H2O2显著增加,诱导线粒体的跨膜电位（ΔΨm）明显减少,caspase 3/7活性和p53基因表达明显上调,当细胞用细胞内补充谷胱甘肽预处理后,secokotomolide A诱导的DNA损伤明显减少,secokotomolide A引起H2O2的增加是导致细胞凋亡的主要原因[6].

Chen CY等研究的isoobtusilactone A处理肝癌Hep G2细胞,Chen CH等研究的isoobtusilactone A处理肺癌A549细胞,二者均表现出实验早期细胞内活性氧（ROS）的增加,引起线粒体跨膜电位ΔΨm的破坏,而使用活性氧清除剂（N-乙酰-L-半胱氨酸）和NADPH氧化酶抑制剂阻断活性氧（ROS）的生产,抑制细胞凋亡[9,11].

2.3 抗结核

Chen F C等人根据Middlebrook 7H10琼脂比例法[23]研究所提取化合物对结核分枝杆菌90-221387的体外抗结核活性并确定MIC值.MIC值是肉眼检测的所测定化合物完全抑制结核分枝杆菌90-221387生长的最低浓度.研究发现,isoobtusilactoneA、incomolideB、methylpalmitate和methylstearate的混合物,palmitic acid、margaric acid和stearic acid的混合物,具有较低的MIC值,即MIC值分别为22.48 μM、10.16 μM、45 μg/mL、25 μg/mL,表明具有较强的抗结核作用[5,23].

2.4 抗炎

Shen Y C等人研究A.camphorata培养的菌丝体提取物在适度的药理浓度下可通过抑制活性氧（ROS）的产生在人体白细胞内显示抗炎活性.进一步研究由PDB和C.kanehirae（CK）、C.micranthum（CM）、C.osmophloeum（CO）、C.camphora（CC）、C.kotoense（CKO）五种肉桂的水溶性组分培养A.camphorata菌丝体,取所培养的菌丝体的甲醇提取物,即PDB-ext、CK-ext、CM-ext、CO-ext、CC-ext、CKO-ext,对在周围人的中性粒细胞（PMN）或单核细胞（MNC）内由N-甲酰甲硫-亮氨酰苯丙氨酸（FMLP）或佛波醇-12-肉豆蔻13-醋酸酯（PMA）诱导的活性氧（ROS）生产的影响.PMN和MNC细胞内ROS的产生是炎症介质,预示着免疫反应.研究发现由提取物处理的PMN和MNC细胞内ROS的产生成浓度依赖性减弱,且提取物中CM-EXT、CO-EXT、CKO-EXT表现出比其他提取物更高的效力[24].

3 兰屿肉桂观赏及经济价值

兰屿肉桂植株丰满,树形端庄,四季常绿,是非常漂亮的盆景观叶植物及园景树,又因其能散发香气,净化空气,保护人体健康,国内作为行道树被大量引进栽种.兰屿肉桂又名平安树,有树保平安之意,在花卉市场十分俏销,价格不菲,但依然受到人们的追捧,经济价值十分可观.

4 展望

据相关研究报道,兰屿肉桂的栽培及繁殖技术成熟,活性成分的种类和数量多,其生物活性多样等.但化学成分的研究仅限于茎和叶,其他部位尚未见报道,生物活性研究有抗肿瘤、抗氧化、抗结核、抗炎等方面.为提高兰屿肉桂的综合开发利用,兰屿肉桂其他部位的化学成分及其生物活性等方面有待于研究.

[1] 胡一民.肉桂类观叶植物—“平安树”[J].中国花卉盆景,2002（7）：10-11.

[2] Kuo P L,Chen C Y,Tzeng T F,et al.Involvement of reactive oxygen species/c-Jun NH（2）-terminal kinase pathway in kotomolide Ainduces apoptosis in human breast cancer cells[J].Toxicol Appl Pharmacol,2008,229（2）：215-226.

[3] Chen C Y,Hsu Y L,Chen Y Y,et al.Isokotomolide A,a new butanolide extracted from the leaves of Cinnamomum kotoense,arrests cell cycle progression and induces apoptosis through the induction of p53/p21 and the initiation of mitochondrial system in human non-small cell lungcancer A549 cells[J].Eur J Pharmacol,2007,574（2/3）：94-102.

[4] WangH M,ChengK C,Lin C J,et al.Obtusilactone A and（-）-sesamin induce apoptos is in human lungcancer cells by inhibiting mitochondrial Lon protease and activating DNA damage checkpoints[J].Cancer Sci.,2010,101（12）：2612-2620.

[5] Chen F C,Peng C F,Tsai I L,et al.Antitubercular constituents from the stem wood of Cinnamomum kotoens[J].J Nat Prod,2005,68（9）：1318-1323.

[6] Chen C H,Lo W L,Liu Y C,et al.Chemical and cytotoxic constituents from the leaves of Cinnamomum kotoense[J].J Nat Prod,2006,69（6）：927-933.

[7] Garcez F R,Garcez W S,Martins M,et al.Cytotoxic and genotoxic butanolides and lignans from Aiouea trinervis[J].Planta Med,2005,71：923-927.

[8] Tsai I L,HungCH,Duh CY,et al.Cytotoxic butanolides and secobutanolides fromthe stemwood ofFormosan Lindera communis[J].Planta Med,2002,68：142-145.

[9] Chen C Y,Liu T Z,Chen C H,et al.Isoobtusilactone A-induced apoptosis in human hepatoma Hep G2 cells is mediated via increased NADPH oxidase-derived reactive oxygen species（ROS）production and the mitochondria-associated apoptotic mechanisms[J].Food ChemToxicol,2007,45（7）：1268-1276.

[10] Liu T Z,Cheng J T,Yiin S J,et al.Isoobtusilactone A induces both caspase-dependent and-independent apoptosis in HepG2 cells[J].Food Chem Toxicol,2008,46（1）：321-327.

[11] Chen C Y,Chen C H,Lo Y C,et al.Anticancer activity of isoobtusilactone A from Cinnamomum kotoense：involvement of apoptosis,cell-cycle dysregulation,mitochondria regulation,and reactive oxygen species[J].J Nat Prod,2008,71（6）：933-940.

[12] KiMB C,Kim,H G,Lee S A,et al.Genipin-induced apoptosis in hepatoma cells is mediated by reactive oxygen species/c-Jun NH2-terminal kinase-dependent activation of mitochondrial pathway[J].Biochem.Pharmacol,2005,70：1398-1407.

[13] Chen LH,KuoYH.Dye-sensitized photooxidation ofisoeugenol[J].J.Chin.Chem.Soc.,1985,32：169-172.

[14] Yang S S,Hou W C,Huang L W,et al.A new γ-lactone from the leaves of Cinnamomum kotoense[J].Nat Prod Res.,2006,20（13）：1246-1250.

[15] MorimotoS,Nonaka G,Nishioka I,et al.Tannins and related compounds.XXIX.Seven new methyl derivatives offlavan-3-ols and a 1,3-diarylpropan-2-ol from Cinnamomum cassia,C.obtusifolium and Lindera umbellata var.membranacea[J].Chem.Pharm.Bull.,1985,33：2281-2286.

[16] ZhangH L,Nagatsu A,Okuyama H,et al.Sesquiterpene glycosides from cotton oil cake[J].Phytochemistry,1998,48：665-668.

[17] CardonaL,GarciaB,PedroJR,et al.6-Prenyloxy-7-methoxycou-marin,acoumarin-hemiter penee ther from Carduus tenuiflorus[J].Phytochemistry,1992,31：3989-3994.

[18] Addae MI,Achenbach H.Terpenoids and flavonoids ofBridelia ferruginea[J].Phytochemistry,1985,24：1817-1819.

[19] Dupont M P,Llabres G,Delaude C,et al.Sterolic and triterpenoidic constituents of steMBark of Drypetes gossweileri[J].Planta Med.,1997,63：282-284.

[20] He M,ZhangJ,Hu C.Studies on the chemical components of Clematis chinensis[J].J.Chin.Pharm.Sci.,2001,10：180-182.

[21] Chen C Y,Wu T Y,Chang F R,et al.Lignans and kauranes from the stems of Annona cherimola[J].J.Chin.Chem.Soc.,1998,45：629-634.

[22] Sun N J,Chang C J,Cassady J M.A cytotoxic tetralone derivative from Pararistolochia flos-avis[J].Phytochemistry,1987,26：3051-3053.

[23] Inderlied CB,Nash KA.Antibiotics in LaboratoryMedicine[M].4thed.,Williams&Wilkins,1996：127-175.

[24] Shen Y C,Chou C J,Wang Y H,et al.Anti-inflammatory activity of the extracts from mycelia of Antrodia camphorata cultured with water-soluble fractions fromfive different Cinnamomum species[J].FEMSMicrobol Lett,2004,231（1）：137-143.