薏苡研究的新进展
2012-08-15黄锁义李容潘勇朱晓莹
黄锁义,李容,潘勇,朱晓莹
(1.右江民族医学院药学系,广西百色533000;2.右江民族医学院基础医学院,广西百色533000)
薏 苡(Coix lachryma-jobi L.) 为 禾 本 科(Gra mineae)薏苡属(Coix L.)草本植物,它的干燥成熟种仁称为薏苡仁,为常用中药,味甘淡,性微寒,具有健脾、补肺、清热、利湿的功效,素有“滋补保健之王”的美誉,《本草纲目》中称其乃上品养心药[1]。薏苡作为食用兼药用的栽培作物(也有野生的),薏苡具备了较全面的营养保健功能[2]。薏苡仁油具有抗肿瘤、免疫调节、抗病毒等方面的活性[2];薏苡全身是宝,薏苡茎可防治麻疹、湿疹等[3];薏苡叶中所含的生物碱,有清热利湿、健脾杀虫、暖胃益气、舒盘活血等作用[4]。本文就近10年来其药理活性、生理生化作用、含量测试、制剂研究等研究进展作一综述,为进一步深层次开发和利用薏苡这一传统中药提供理论参考。
1 药理活性研究
1.1 抗肿瘤作用
从20 世纪60年代开始,中外学者陆续报道了薏苡仁的抗肿瘤、免疫调节、降血糖血钙、降压、抗病毒及抑制胰蛋白酶等多方面的药理活性,其中以薏苡仁的抗肿瘤作用研究最为深入。
最新研究发现[5],薏苡仁还具有抗癌防癌的作用,其最大功效是抑制细胞的异常性繁殖,通过新陈代谢来改善体质。其中所含的薏苡仁酯(CXL)被认为是抗癌的有效成分,对癌细胞有阻止生长和杀伤作用。
大多数鼻咽癌细胞对化疗药物较敏感,而且缓解期短,给治疗带来很大的困难。邱健行等[6-7]以薏苡仁酯(CXL)配合PFB(5-氟脲嘧啶、顺铂和平阳霉素)方案治疗60 例伴远处转移的晚期鼻咽癌患者中发现,实验组治疗有效率达86.7%,随访1年效果良好。
鼻咽癌的治疗一直以放射为主。但是近几十年来,鼻咽癌细胞对射线不敏感或抗拒,导致临床治疗效果的降低。李毓等以薏苡仁酯(coixenolide,CXL)预处理人鼻咽癌细胞CNE-2Z 裸鼠移植瘤模型,再进行γ 射线外照射,发现处理组与对照组比较,肿瘤生长缓慢,放射增敏率为7.19%~26.28%[8-9]。由此可见CXL对人鼻咽癌细胞裸鼠移植瘤具有放射增敏作用。CXL还能选择性的增强化疗药物平阳霉素的细胞毒性作用。
薏苡仁是一种通过多途径起作用的抗癌药,不仅能增强癌细胞的敏感性和放、化疗药物的毒性,而且还能直接杀伤癌细胞、诱导细胞凋亡、抑制血管生成,可用于鼻咽癌、肺癌、胃癌、肝癌、肾癌等癌症的治疗。
细胞凋亡是多细胞生物体一种重要的自稳机制,薏苡仁的抗肿瘤活性也与诱导细胞凋亡密切相关。薏苡仁能通过抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡直接抑制SGC-7901 胃癌细胞的生长,对胃癌有一定的治疗作用。陆蕴等以5.4 g/kg 薏苡仁油对昆明小鼠移植瘤S180 肉瘤的抑制率均达到30 %以上;1.8、5.4 g/kg 剂量的薏苡仁油对小鼠移植性HCA 肝癌的抑制率也达到了30%以上[8,10]。
冯刚等[8,11]研究表明,薏苡仁具有明显抑制小鼠移植性S180 肉瘤生成的作用,实验组S180 瘤内微血管密度均明显低于对照组,免疫组化检测显示薏苡仁大、中剂量组还可下调S180 瘤内VEGF(内皮细胞生长因子)、bFGF(碱性成纤维细胞生长因子)的表达,提示抑制肿瘤血管增生,下调肿瘤的VEGF、bFGF 的表达是薏苡仁抗肿瘤的作用机制之一。
薏苡仁不仅在体内外实验中证实具有抗肿瘤功效,而且在临床应用中也得到了充分的肯定。康莱特注射液(KLT)是从薏苡仁中提取的抗肿瘤制剂,诸多研究表明该制剂对多种肿瘤具有明显的抑制作用和确切疗效。鲍英等[12]研究康莱特注射液对人胰腺癌细胞周期及其调节基因表达的影响,20 μL/mL 康莱特作用Patu-8988 细胞24 h 后,G2/M 期细胞比率从(17.79±0.16)%上升至(23.96±2.33)%,而S 期细胞比率则由(36.61±2.97)%降至(24.76±4.92)%。基因芯片结果显示,在96 条有关细胞周期的目的基因中共有27 条基因表达发生大于3 倍的显著变化,其中表达上调的基因17 条,下调的10 条。Western blot 表明cyclin A、cyclin B1、cyclin E、p21 等蛋白表达改变与基因芯片结果一致。康莱特的药理作用之一是使细胞周期相关基因的表达发生改变,从而影响细胞增殖。
史周印观察到10 μL/mL KLT 治疗中晚期肝癌时,患者肿瘤缩小率为46.30%,同时对化疗药物所致的骨髓抑制有明显的缓解作用,且显著减轻患者肝区疼痛症状。在改善癌症患者临床症状,提高生活质量方面,薏苡仁也显示出明显作用,黄美欧将KLT 与化疗药物联合应用治疗中晚期肺癌58 例,临床有效率为53.6%,明显高于对照组(20%),且生活改善率为78%[8,13]。流行病学调查也发现中国东南部癌症发病率较低,研究认为可能与当地人喜食薏苡有关。
目前很多非小细胞肺癌(NSCLC)患者在确诊时已失去了手术的机会,又因机体状态差而不能耐受化疗。针对这种情况,林育红等[14]对32 例晚期癌症患者全部给予康来特注射液21 d。临床观察发现部分患者病灶稳定,临床症状改善,KPS 平分增加,生存质量提高,对肝肾功能无影响,无骨髓抑制,病人可以耐受且能坚持治疗。
杨红亚等[15-16]优化薏苡仁生物转化条件及比较其转化前后甲醇总提取物对A549 肺癌细胞株的细胞毒活性,活性测定表明:薏苡仁抗肿瘤活性物质主要在甲醇提取物中。
1.2 增强免疫作用
薏苡仁能增强机体的免疫功能。叶敏等发现薏苡仁水提液能显著拮抗环磷酞胺导致的免疫功能低下小鼠的免疫器官重量减轻以及白细胞数量减少,明显增加小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬百分率及吞噬指数,显著增加血清溶血素的含量[17]。薏苡仁中一些成分能增加T 细胞和NK 细胞的活性,薏苡仁也有可能是通过增强机体免疫力来抑制肿瘤的生长[18]。
1.3 降血糖作用
薏苡仁多糖具有显著的降糖作用。徐梓辉等研究发现惹芭仁多糖可抑制肝糖原分解、肌糖原酵解,抑制糖异生作用,从而降低血糖水平;此外还可防治糖尿病血管并发症的发生,可能与其下调iNOSmRNA(一氧化氮合酶核糖核酸)的表达有关[17]。
1.4 镇痛消炎作用
谭煌英等研究表明以薏苡仁油为主要成分的康莱特注射液对疼痛相关细胞因子产生影响,具有镇痛作用。高岚等发现薏苡仁汤对大鼠蛋清性关节炎、棉球性肉芽肿以及二甲苯所致的小鼠耳壳肿胀等均有明显的抑制作用[17]。
2 生理生化作用
杜维俊等[19-20]对薏苡、川谷及其F1、F7的过氧化物酶同工酶和酯酶同工酶进行了研究,认为同工酶可作为薏苡属亲缘关系研究和远缘杂种鉴定的手段。
曾艳华等[21]用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)的方法,对薏苡,野生薏苡和水生薏苡的几个不同种质分别进行了过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的同工酶酶谱分析,结果表明:POD 和PPO 含量丰富,活性强,酶谱复杂,酶带清晰,稳定,种间差异明显。结果可以作为薏苡研究种质亲缘关系的基础。
3 含量测试方法
3.1 薏苡素含量测试
薏苡的根、茎、叶、种仁等药用部位在我国各民族中均有大量使用[22-23],薏苡素(coixol,从薏苡根中分离得到)具有镇痛、消炎的功效。文献常用GC、HPLC 等方法检测多种薏苡素及其结构类似物[24]。
李厚聪等[23]采用HPLC 法,以Diamonsil(R)C18为色谱柱,乙腈-水(50∶50)为流动相,流速1 mL/min,柱温25 ℃,检测波长232 nm。结果薏苡素的含量为根>叶>茎,不同产地中,根、茎中薏苡素的含量均以云南大度岗为最高,分别为16.115 5、516 659 mg/g;叶中的薏苡素含量以陕西汉中汉台区为最高,为10.625 8 mg/g;6月~11月采收的薏苡素的含量呈下降趋势。该方法操作简便,定量准确,重复性好。建议可以薏苡根、茎、叶入药,不在花果期(7月~10月)采收。
3.2 多糖含量测试
目前对薏苡非种仁部位中多糖的研究报道很少,仅见于:刘春兰等[25-26]对薏苡根中水溶性多糖的研究,发现其单糖组成为阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖。李厚聪等[2]采用苯酚-硫酸法,对薏苡非种仁部位(根、茎和叶)及不同产地、不同采收期茎的多糖进行含量测定,并进行品质评价。非种仁部位中多糖含量分别为根54.374 mg/g,茎56.932 2 mg/g 和叶52.754 9 mg/g;不同产地茎中多糖含量不同,不同采收期(6月~11月)茎中多糖含量呈递增趋势。非种仁部位多糖含量中,根、茎和叶的含量差异不大,并稳定在比较高的水平上,从资源的综合和可持续利用的角度考虑,建议薏苡的非种仁部位可作为薏苡多糖的稳定来源,可以入药;不同产地中薏苡茎的多糖含量差异较大,说明产地的气候、土壤等条件对薏苡多糖含量有明显影响;不同采收期(6月~11月)中薏苡茎的多糖含量随着时间的推移而逐渐增加,表明薏苡花期(7月~9月)、果期(8月~10月)间多糖积累增多。李厚聪等[27]利用正交设计优化薏苡多糖的提取工艺,用Sevag 法和三氯乙酸法脱蛋白,优选薏苡多糖的提取工艺为12 倍量的水提取2 次,每次1 h;Sevag 法和三氯乙酸法均能有效地除去多糖中的蛋白质。张健[28]研究不同的提取温度、提取时间和pH 对薏米多糖提取得率影响,研究结果表明:浸提温度为100 ℃,提取pH为5.2,浸提时间4 h 为最佳提取工艺。
3.3 无机元素含量测试
刘春兰等[29]采用原子吸收分光光度法和原子荧光分光光度法测定薏苡种仁及糠皮的无机元素含量,测定结果表明,薏苡种仁及糠皮中含有丰富的10 多种无机元素,其中,Fe、Zn 含量最高,具有较大的开发利用价值。
3.4 油脂及维生素含量测试
刘春兰等[30]用无水乙醇提取薏苡糠皮中油脂,经过气相色谱分析,含有6 种脂肪酸,基本与石油醚提取的油脂中脂肪酸成分相同。油酸和亚油酸各为49.3%,32.9 %。其中亚油酸比用石油醚提取的薏苡油脂高4.1%。液相色谱分析,无水乙醇提取的油脂含有VA、VE,是石油醚提取的薏苡油脂16 倍和4倍。
3.5 蛋白质含量测试
罗继[31]以薏苡种子为试验材料,联合利用了凝胶过滤色谱、离子交换色谱以及疏水层析色谱对薏苡中的抗真菌蛋白进行了快速的分离分析,最终得到4种色谱行为不同的蛋白质,经测定其中2 种蛋白对绿色木霉病菌、小麦赤霉病菌、杨树溃疡病菌的生长有较强的抑制作用,并确定2 个为同源性很高的壳聚糖酶。
4 制剂研究[32]
4.1 复方颗粒剂
刘惠民等以薏苡仁、板蓝根、赤芍等制成复方混悬性颗粒剂,方中除薏苡仁外,均制清膏,薏苡仁粉成细粉与糖粉、糊精共同加入清膏中制成颗粒,可克服薏苡仁煎煮时易糊化难于过滤的缺点,并能够充分利用其有效成分。将该颗粒剂用于治疗扁平疣,疗效确切,无不良反应。
4.2 注射剂
薏苡仁注射剂(康莱特)系浙江中医院以薏苡仁提取物制成的脂肪乳剂,目前在临床应用较多,能够控制肿瘤生长,抗癌细胞转移,提高机体免疫功能,控制癌性积液,抑制血管生成,无明显毒副作用,是一种较理想的抗肿瘤药物。
4.3 乳酸菌发酵保健饮品
徐红将有助于人体肠胃健康的乳酸菌加入薏苡仁中发酵,在保留薏苡仁原有药效的同时,把一些难以吸收的糖类、蛋白质、脂类分解成葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,使其主要药效成分薏苡仁酯易被人体吸收。乳酸菌特有的肠胃保健作用增强了薏苡仁除痹止泻的功能。改变了薏苡仁传统的服用方法,使之更加方便。
4.4 其他[4]
薏珠感冒片、薏苡多糖A、B、C(具有降血糖作用可供糖尿病患者日常食用),美白润肤霜、大青薏仁汤(治青年人面部扁平疣)等。
5 问题与展望
目前全世界每年至少有700 万人死于恶性肿瘤,我国也有不少于120 万人死于恶性肿瘤[33]。应用放化疗是常见的治疗手段,但多可损伤机体的免疫功能,使机体本身对抗肿瘤能力减退,寻找天然药物治疗肿瘤成为研究的一个重要方向。薏苡仁的研究历史悠久,药理作用广泛,近年来其抗肿瘤作用成为国内外学者的研究热点。薏苡仁主要抗肿瘤活性成分为脂类物质,可能不是单一的成分在起作用,其抗肿瘤作用机制可能涉及多成分、多靶点、多途径的作用过程,完全阐明薏苡仁的作用机制还需要更深入的研究工作[1]。对于抗肿瘤药物普遍具有很高的毒性来说,低毒是薏苡仁非常显著的特点,尤其是利用薏苡仁作为肿瘤患者的日常食疗产品的开发具有一定的现实意义。
在糖尿病人群中发生冠心病、缺血性或出血性脑血管病、失明、肢端坏疽等并发症的机率高于非糖尿病人群,已成为威胁人类健康的重要疾病[33]。而目前使用的降糖药物多为化学药物,作用单一,不良反应多,薏苡仁多糖类成分不仅影响胰岛素受体后糖代谢,还可抑制糖原的分解和促进糖异生作用,可用于多种类型的糖尿病,且毒副作用很少,是一味极具开发前景的降糖药物。
我国薏苡资源非常丰富,具有巨大的医药应用开发价值,但是,目前国内外对于薏苡抗肿瘤的研究主要集中于薏苡仁,对薏苡的药效物质基础研究得很少,有待于进一步深入研究。对薏苡非种子部位也没有深度开发利用,如果能开发利用我国薏苡资源,大幅度提高其附加值,不仅可以优化资源利用,而且可以为我国的经济发展作贡献,应用前景广阔。
随着中药材市场的国际化,中国许多中药材将走向国际药品市场。因此,对于薏苡的深入研究将会为抗癌、抗菌、保健药品与保健食品等天然药物的开发提供新的线索,加快薏苡药品的临床应用。薏苡仁作为粮药兼用的多用途作物有着广阔的发展前景,以薏仁为主产品的进出口贸易市场需求量也在上升[34]。随着西方追求回归自然、重视环保、强调食品安全的意识加强,薏苡的保健医疗作用将进一步受到重视,市场需求量将进一步提高。日本是我国薏苡仁出口的主要国家之一。我国薏苡市场上薏苡深加工产品较少,应加强新产品的产业化开发,带动薏苡的栽培、育种及品种资源等学科的发展。
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