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紫金牛属植物中皂苷的研究进展

2012-11-24海文利汤海峰田向荣姚敏娜

天然产物研究与开发 2012年10期
关键词:糖基细胞株皂苷

海文利,汤海峰,马 宁,田向荣,姚敏娜,赵 美

第四军医大学西京医院药剂科,西安710032

紫金牛属植物中皂苷的研究进展

海文利,汤海峰*,马 宁,田向荣,姚敏娜,赵 美

第四军医大学西京医院药剂科,西安710032

近7年来,紫金牛属植物中皂苷类成分的研究非常活跃,已相继从紫金牛属植物中分离得到34个皂苷类化合物,并对其药理活性进行了研究。本文查阅了近7年来国内外关于紫金牛属植物中皂苷的研究文献,并在此基础上对皂苷类化合物的种类、结构特点、药理活性等方面进行了系统的综述,为深入研究和开发利用紫金牛属药用植物中皂苷类成分提供详尽的参考资料。

紫金牛属;皂苷;结构;药理活性;进展

主要分布于热带美洲、太平洋诸岛、印度半岛东部及亚洲东部及南部,少数分布于大洋洲;我国有69种,12个变种,分布于长江流域以南各地。紫金牛属植物花美丽,大部供观赏用,有的果可食,种子可榨油,有些可入药,例如[1],朱砂根(A.crenata)的根、叶可祛风除湿,散瘀止痛;百两斤(A.crispa)有祛痰止咳、活血消肿的功效,可治风湿骨痛,妇女闭经,扁桃腺炎;九节龙(A.pusilla)有清热解毒、消肿止痛的功效;虎舌红(A.mamillata)有清热利湿、活血止血、去腐生肌的功效等等。近30年来,国内外学者关于紫金牛属植物的活性化学成分、生理、药理等方面的研究较多,迄今为止已相继从该属植物中分离得到皂苷类、苯醌类、苯酚类、香豆素类、黄酮类、环肽类、甾醇和三萜类等化合物,已有作者简要综述了化学成分的研究概况。本文着重对近7年来紫金牛属植物中三萜皂苷的研究作详细综述。

1 紫金牛属皂苷的结构分类

1.1 紫金牛属皂苷苷元的结构分类

紫金牛属植物中皂苷的结构类型主要为五环三萜类齐墩果烷型衍生物。到目前为止,已从紫金牛属植物中分离鉴定了66个皂苷类化合物,其中苷元有10种不同类型。2004年刘岱琳等[2]已报道7种苷元和32个皂苷化合物,在此基础上本文补充3种苷元和34个皂苷化合物(见表1和图1)。

1.2 紫金牛属皂苷中糖的种类、个数及连接位置

紫金牛属中皂苷糖基的个数有2~7个不等,以3~5个的情况较常见,糖的种类主要有阿拉伯糖(arabinose,ara)、葡萄糖(glucose,glu)、鼠李糖(rhamnose,rham)、木糖(xylose,xyl),极少数含有半乳糖(galactose,gal)。所有的这些糖基几乎都是以吡喃糖的形式存在,其中大部分葡萄糖和木糖都是β-D构型,鼠李糖和阿拉伯糖是α-L构型。

紫金牛属皂苷中糖基与苷元的连接位置有三种:第一种是糖基的1位羟基与苷元的3位羟基结合成苷键,寡糖链的连接方式都比较相似,大部分具有一个分支(丛苷元起第2个糖基多数为葡萄糖),少部分具有两个分支或无分支;第二种是糖基的1位羟基与苷元的30位羧基结合成酯键,糖基一般为葡萄糖和阿拉伯糖[7];第三种是糖基的1位羟基与苷元的30位羧基连接的丙三醇的3位羟基结合成苷键,糖一般为葡萄糖[5,7]。

来源(Source):1.A.gigantifolia;2.A.pusilla;3.A.crenata;4.A.japonica;5.A.mamillata

图1 苷元的结构Fig.1 The structures of aglycones

2 紫金牛属植物皂苷的药理活性

紫金牛属植物中可做药用的植物较多,随着现代技术的发展,已从该属植物中发现越来越多的生物活性成分,特别是皂苷类成分药理活性的研究已受到广泛的关注。自上个世纪八十年代,已有大量实验证明该属植物皂苷类成分具有多种药理活性,现将其一一叙述如下:

2.1 抗肿瘤作用

早在上个世纪九十年代,张清华等人证明川产九节龙皂苷Ⅰ和Ⅱ均有不同程度的抑制肿瘤生长作用和提高免疫功能的作用以来,尤其近年来,紫金牛属植物皂苷成分的抗肿瘤活性的机制研究非常活跃。

王晓娟等[14]发现九节龙皂苷(Ardipusilloside,ADS)对5-Fu化疗、放疗均有增效作用,此外ADS对不同种类的瘤株或化疗药,其增效率有较大差别。林洪等人[15]通过体外实验证实九节龙-Ⅲ通过BAD去磷酸化和酶解的凋亡信号途径诱导恶性胶质瘤U251细胞的显著凋亡。李乐翔等[16]利用二甲基苯并蒽诱发的实验性胰腺癌小鼠模型采用免疫组化染色的方法分别标记p53,Bcl-2和Bax阳性细胞分阶段动态观察九节龙皂苷对各种蛋白表达的影响。实验发现九节龙皂苷可能通过抑制突变型p53和Bcl-2的表达诱导细胞凋亡从而抑制胰腺癌瘤形成和发展。玉石等[17]在研究九节龙皂苷对胶质瘤SHG-44细胞潜在的治疗作用及其机制时发现ADS明显抑制SHG-44细胞生长活性呈时间-浓度依赖性,并诱导细胞发生明显的凋亡,细胞核发生浓聚边集,DNA呈凋亡特异性“梯状”分布,具有显著的抗肿瘤作用。熊剑等[18]人发现九节龙皂苷Ⅰ以时间和浓度依赖的方式显著抑制了人胶质母细胞瘤U87MG细胞和原代培养人源性胶质母细胞瘤细胞的增殖活性,明显地改变了胶质母细胞瘤的细胞周期。

Chang等[11]从紫金牛(A.japonica)中发现Ardisianosides A等15个紫金牛皂苷对人白血病细胞株HL-60、胃癌KATO-Ⅲ及肺癌A549三个肿瘤细胞株有细胞毒作用。

Wen等[3]从走马胎(A.gigantifolia)中发现4个新的走马胎皂苷,其中两个具有细胞毒性,对体外培养的NCI-H460、SF-268、MCF-7和HepG2肿瘤细胞株有显著的抑制作用。Mu等[12]从走马胎中获得的4个新皂苷对Hela、EJ和BCG-823细胞株有细胞毒活性。

Zheng等[5]从朱砂根(A.crenata)中获得的新皂苷ardisiacrenoside I对HTC-8,BEL7402,BGC-823,A549,A2780和 KETR3肿瘤细胞株有细胞毒性。Liu等[6,10]先后从朱砂根中分得4个新皂苷ardisicrenosides I,J,M和N,研究发现ardisicrenosides I和J对MCF-7、NCI-H460、SF-268、HepG2和 HepG2R肿瘤细胞株有很强的毒性,ardisicrenosides M选择性的抑制NCI-H460,ardisicrenosides N对体外培养的MCF-7和NCI-H460肿瘤细胞株有一定的毒性作用,其IC50值分别为11.0 μmol/L、22.1 μmol/L。

据相关文献报道[19,20],少年红(A.alyxiaefolia)、虎舌红(A.mamillata)、百两斤(A.crispa)、罗金树(A.quinquengona)等紫金牛属植物的其他药用植物用EtOH或CH4回流,经大孔树脂提取其中所含有的三萜总皂苷成分制成的抗肿瘤中药制剂,对小鼠多种移植性肿瘤(体内试验)以及多种人瘤细胞(体外试验)均有明显的抑制作用,通过数例肿瘤患者口服试用后,其临床检验结果表明具有一定的抗肿瘤活性。

2.2 调节免疫力作用

通过免疫系统功能的调节起到抗肿瘤的作用是当今国内外研究的一个热点。李茂等[21,22]在动物实验中发现川产九节龙皂苷能抑制S180,EAC,B16和HEPA小鼠移植性肿瘤的生长,具有抗肿瘤作用。同时发现九节龙皂苷明显增强小鼠单核细胞和腹腔巨噬细胞的吞噬能力;促进血清溶血素的生成和玫瑰花细胞的形成。因此证明九节龙皂苷能增强小鼠的免疫功能。陶小军等[23,24]发现九节龙皂苷Ⅰ对小鼠S180,H22和EAC实体瘤均有抑制作用,其100 mg/kg对 3种移植瘤最大抑瘤率分别为3817%、4816%和5010%;并能促进荷瘤小鼠T淋巴细胞增殖,提高巨噬细胞吞噬能力,改善荷瘤小鼠的免疫力。并进一步证明九节龙皂苷Ⅰ对Lewis肺癌转移瘤和裸鼠肝癌SMMC-7721均有抑制作用。曹永孝等[25]发现九节龙皂苷Ⅰ可增强环磷酰胺所致免疫低下小鼠巨噬细胞吞噬功能和迟发型超敏反应,促进血清溶血素形成,提高自然杀伤细胞和淋巴因子激活的杀伤细胞的杀伤活性,增加血清细胞因子IL-2,TNF-α和IFN-γ的含量,从而都在一定程度上起到了抗肿瘤的作用。

2.3 抗炎抑菌、抗病毒作用

Liu等[9]从朱砂根(A.crenata)中分得的两个新皂苷ardisicrenoside K和L,体外实验发现其对植物病原真菌稻瘟病菌有抑制作用。

2.4 其他作用

根据文献报道[2]紫金牛属皂苷还有抗HIV活性、抗生育、抗细胞素活性、抑制cAMP磷酸二酯酶等作用,近七年来研究相对较少。

3 展望

紫金牛属植物是我国传统的中草药及民族药用植物。近年来,随着提取分离技术、波谱解析技术、分子细胞生物学、分子药理学等相关学科技术的迅速发展,已从本属植物中发现越来越多的活性成分,其中皂苷类成分是紫金牛属植物中主要的活性成分,具有多方面的生物活性,包括抗肿瘤、调节免疫力、抗HIV、抗生育、抗细胞素、抑制cAMP磷酸二酯酶等作用。我国紫金牛属植物资源相当丰富,来源广泛,但是目前对于紫金牛属药用植物皂苷成分和其药理作用的研究不到10种。随着现代技术的综合应用,人们对紫金牛属植物化学成分和药理作用的研究不断深入,开发利用活性成分具有重大意义,不断从该属植物中寻找新活性成分将会有广阔的前景。

1 Editorial Committee of Flora of China,Chinese Academy of Sciences(中国科学院中国植物志编辑委员会).Flora of China(中国植物志).Beijing:Science Publishers,2004.

2 Liu DL(刘岱琳),et al.NMR spectroscopy features of triterpenoid saponins from Ardisia.J Shenyang Pharm Univ(沈阳药科大学学报),2004,21:394-400.

3 Wen P,et al.Four new triterpenoid saponins from Ardisia gigantifolia Stapf and their cytotoxic activity.J Asian Nat Prod Res,2008,10:873-880.

4 Tian Y,et al.Triterpenoid saponins from Ardisia pusilla and their cytotoxic activity.Planta Med,2009,75:70-75.

5 Zheng ZF,et al.Cytotoxic triterpenoid saponins from the roots of Ardisia crenata.J Asian Nat Prod Res,2008,10:833-839.

6 Liu DL,et al.A new triterpenoid saponin from the roots of Ardisia crenata.Chin Chem Lett,2011,22:957-960.

7 Tang HF,et al.Two new triterpenoid saponins cytotoxic to human glioblastoma U251MG cells from Ardisia pusilla.Chem Biodivers,2009,6:1443-1452.

8 Gong QQ,et al.New triterpenoid sapoin from Ardisia gigantifolia Stapf.Chin Chem Lett,2010,21:449-452.

9 Liu DL,et al.Two new triterpenoid saponins from Ardisia crenata.Asian Nat Prod Res,2007,9:119-127.

10 Liu DL,et al.Three new triterpenoid Saponins from Ardisia crenata.Helv Chim Acta,2011,94:693-702.

11 Chang XL,et al.Biologically active triterpenoid saponins from Ardisia japonica.J Nat Prod,2007,70:179-187.

12 Mu LH,et al.Triterpenoid saponins from Ardisia gigantifolia.Chem Pharm Bull,2010,58:1248-1251.

13 Tang HF,et al.Cytotoxic triterpenoid saponins from Ardisia pusilla.Chin Chem Lett,2009,20:193-196.

14 Wang XJ(王晓娟),et al.The synergistc effects of saponins from ardisia pusilla to chemotherapy and radiotherapy of mice with transplanted carcinoma.J Chin Med Mat(中药材),2006,29:951-953.

15 Lin H(林洪),et al.Ardipusilloside-Ⅲ induced apoptosis in glioblastoma U251 cells through BAD apoptotic pathway.Chin J Neur Dis Res(中国神经外科疾病研究杂志),2008,7:431-435.

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Advances in Saponins from Ardisia

HAI Wenα-Li,TANG Hai-feng,MA Ning,TIAN Xiang-rong,YAO Min-na,ZHAO Mei
Department of Pharmacy,Xijing Hospital,Fourth Military Medical University,Xi‘an 710032

Over the past seven years,much attention has been paid to saponins from the genus of Ardisia.Thirty-four saponins have been identified from this genus and their pharmacological activities have been studied.In order to offer a detailed reference material for further research and exploitation of saponins from the medicinal plants of Ardisia,this paper reviews systematically on saponins including their types,structural characteristics as well as their pharmacological activities from Ardisia based on the summaried literatures at home and abroad for the past seven years.

Ardisia;saponins;structure;pharmacological activity;progress

1001-6880(2012)10-1474-06

2011-04-25 接受日期:2011-11-15

*通讯作者 Tel:86-29-84775471;E-mail:tanghf71@fmmu.edu.cn

R284.2

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