败酱属植物化学成分及药理作用研究进展
2014-03-24陈金鸾王翠竹李平亚韩红祥
陈金鸾,王翠竹,李平亚,韩红祥
(1.吉林大学药学院,长春130021;2.吉林农业大学,长春130118;2.吉林省生物研究所,长春130012)
败酱属(PatriniaJuss.)植物共20余种,我国有10种3亚种和2变种,分布广泛,野生植物资源丰富。因其气味腐臭而得名“败酱”。现代医学药学研究表明,败酱属植物具有较好的药理作用,主要包括消炎、保肝利胆、镇静催眠、抗病毒、抗肿瘤等。败酱属植物已发现的主要活性成分有环烯醚萜类、三萜及其苷类、黄酮类、挥发油、香豆素类、甾醇类等。为了更好地开发败酱属植物的药用价值,对近5年来(2009年~2013年)其化学成分、药理作用及机制的研究进展进行综述。
1 败酱属植物的化学成分
1.1三萜及其苷类
迄今已在败酱属植物中发现了数十种三萜及其苷类成分。苷元的类型主要有五环三萜类的齐墩果酸皂苷元、常春藤皂苷元、乌苏酸皂苷元[1]等,还有少数木栓烷型皂苷元、羊毛脂烷型皂苷元;糖基主要有木糖、鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖等。近5年从败酱属植物中发现的新的三萜类化合物有:从黄花败酱的全草中发现的2α,3β,23-三羟基-12-烯-28-齐墩果酸(2α,3β,23-trihydroxy-12-ene-28-oleanolic acid)[2]、从糙叶败酱的根部分离得齐墩果酸-3-O-α-L-吡喃鼠李糖-(1-2)-α-L-吡喃阿拉伯糖苷[3-O-α-L-pyranrha-(1-2)-α-L-arabopyranose oleanolic acid][3]、从岩败酱的根部分离得羊毛脂烷型四环三萜20-羟基蜕皮激素(20-hydroxyecdysone)[3]。
1.2环烯醚萜类
近5年得到的环烯醚萜类成分、参考文献、植物来源、发现部位及提取方法见表1。
表1近5年败酱属中发现的环烯醚萜类成分、参考文献、植物来源、发现部位及提取方式
Table 1Iridoids found in last 5 years,references,origins,distributions and extraction methods
注:1.黄花败酱;2.糙叶败酱;3.岩败酱;a.全草;b.根茎;c.根
Note:1.PatrinascabiosaefoliaFisch.ex Trev;2.PatriniascabraBunge.;3.Patriniarupestris;a.Herba;b.Rhizoma;c.Radix
1.3其他萜类化合物
从金败酱(PatriniasaniculaefoliaHemsley)甲醇提取液的正己烷萃取部分得到倍半萜类化合物(反)-β-法尼烯及萜类化合物角鲨烯[8]。从黄花败酱全草中分离到愈创木-6-烯-4,10-二醇[1]。从糙叶败酱根的乙醇浸提物中分离出2个环状二萜类化合物(-)-clovane-2,9-diol和Clovandiol[3]。
1.4挥发油类
回瑞华等[9]采用水蒸气蒸馏法提取中国千山所产黄花败酱全草中的挥发油,鉴定出28个组分,占挥发油总量的97.21%。其中,具有较强抗菌杀菌作用的呋喃类(33.37%)、酸类(17.15%)、醇类(11.93%)化合物相对含量较高。黄晓冬等[10]采用水蒸气蒸馏法提取福建德化产白花败酱(PatriniavillosaJuss.)叶片的挥发物结果表明,异戊酸(53.288%)、3-甲基戊酸(12.107%)含量较高,被认为是白花败酱叶独特陈酱气味的主要来源。
1.5蒽醌类
刘富垒等[11]首次从糙叶败酱根及根茎乙醇提取物中分离得蒽醌类成分1,3,6,8-四羟基蒽醌、lunatin(1,3,8-三羟基-6-甲氧基蒽醌)、1,3,6-三羟基-2-甲基蒽醌、1,3,6-三羟基-2-甲基蒽醌-3-O-(O-6′-乙酰基)-新橙皮糖苷、xanthopurpurin(1,3-二羟基蒽醌)、1,3,6-三羟基-2-甲基蒽醌-3-O-新橙皮糖苷。
1.6黄酮类
败酱属中所含黄酮类化合物多以苷类形式存在。刘富垒等[11]从糙叶败酱中分离得山奈酚-7-O-α-L-吡喃鼠李糖苷。
1.7苯丙素类
1.7.1木脂素类刘富垒等[11]从糙叶败酱中发现(+)-nortrachelogenin,其结构为8(S),8′(S)-4,4′,8′-trihydroxy-3,3′-dimethoxy-lignan-olid(9,9′)。邸磊[3]从糙叶败酱根的乙醇浸提物中分离出2-(3″-methoxy-4″-hydroxybenzyl)-3-(3′-methoxy-4′-hydroxybenzyl)-γ-butyrolactone、(-)-pinnoresinol-4-O-β-D-glucopyranoside,(-)Pinoresinol。
Lei Di等[12]从糙叶败酱根的90%乙醇水提取液中分离得2个新型新木脂素类化合物patrineolignan A和patrineolignan B。
1.7.2苯丙酸类邸磊[3]从糙叶败酱根的乙醇浸提物中分离出4-O-β-D-glucopyranoside、Syringic acid-4-O-α-L-rhamnopyranoside。
1.8多糖等其他类化合物
关于败酱属植物多糖的分离鉴定报道很少。从败酱草[13]中分离得到由葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、岩藻糖、半乳糖、甘露糖、木糖等7种单糖成分组成的败酱草多糖(AP4);异叶败酱草多糖PHB-P1由酮糖、葡萄糖糖醛酸等组成[14]。
邸磊[3]从糙叶败酱根的乙醇浸提物中分离出糖苷类化合物tyraxlignolide D、Styraxlignolide E以及乙酸原类化合物2,3-dihydroxypropyl 9Z、12Z-octadecadienoate。
2 药理作用
2.1抗氧化作用
白花败酱中黄酮类成分的抗氧化能力略高于维生素C[15]。败酱草中总黄酮抗氧化活性明显强于维生素C,当质量浓度为0.010mg/mL时,对羟自由基、超氧阴离子自由基的清除率分别可达81.20%和93%[16]。此外,败酱草中提取的粗多糖对羟自由基的清除率可达70%以上[17]。
2.2抗肿瘤作用
败酱草皂苷发挥抗肿瘤作用的机制,一是影响肿瘤细胞的细胞周期,使肿瘤细胞主要受阻于G0/G1期,S期细胞减少,使参与分裂的细胞数减少;二是诱导肿瘤细胞凋亡[18]。此外,还可能与提高免疫功能、抗氧化及抑制肿瘤细胞血道转移有关。
糙叶败酱不同成分有不同的抗肿瘤作用。新木脂素类化合物patrineolignan A和patrineolignan B对人类宫颈癌HeLa细胞株(IC50值分别为1.8μmol/L、2.7μmol/L)及胃癌MNK-45细胞株(IC50值分别为2.3μmol/L、3.1μmol/L)有很强的细胞毒性;总木脂素对人慢性髓系白血病K562细胞有明显的抑制作用[19];环烯醚萜类成分对胃癌MNK-45细胞株有细胞毒作用,其中Patriridoside G、Patriridoside H、sweroside的IC50值分别为8.7μmol/L、9.4μmol/L、11.2μmol/L;糙叶败酱水煎液的大孔吸附树脂提取物可诱导S180肉瘤细胞凋亡,其机制与恢复细胞间通讯和细胞内Ca2+升高有关[20];糙叶败酱醇提物的乙酸乙酯萃取部分对MNK-45细胞的抑制作用较强,而正丁醇萃取部分对Hela细胞的抑制作用较强;糙叶败酱中环烯醚萜类化合物的肿瘤细胞抑制作用强弱与碳碳双键数量有关,即双烯键结构的环烯醚萜>单烯键结构的环烯醚萜>环烯醚萜苷[3]。
白花败酱抗肿瘤活性部位主要是皂苷类成分[21],通过激活凋亡关键酶Caspase-3诱导Hela细胞的凋亡[22]。异叶败酱分离的有效部位PHEB对B16(IC50=33.5μg/mL±3.7μg/mL)和C6(IC50=41.2μg/mL±3.5μg/mL)对肿瘤细胞具有明显的抑制作用[23]。
2.3抗炎作用
黄花败酱的根部甲醇提取物(PME)能显著减弱葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的疾病活动指数(DAI)及免疫细胞的渗透性,原因在于降低炎症介质的表达及产生。临床研究发现,50mg/kg的PME比现在常用来治疗炎性肠病的氨基水杨酸(5-ASA,剂量75mg/kg)疗效更好[24]。口服黄花败酱可降低急性胰腺炎模型大鼠血清淀粉酶、脂肪酶含量及前炎性细胞因子的表达,发挥抗炎作用[25]。
2.4抗病毒作用
败酱草多糖AP4在体外对呼吸道合胞病毒(RSV)有明显抑制作用,且安全性高于利巴韦林。其半数中毒浓度(TC50)为10.89mg/mL,半数有效浓度(EC50)为0.0801mg/mL,略高于利巴韦林;治疗指数(TI)为135.95,明显高于利巴韦林(利巴韦林的EC50为0.036mg/mL,TI为54.72)[13]。败酱属植物还显示出抗HIV病毒的活性,250μg/mL的白花败酱根水提物对HIV-1蛋白酶的抑制率可达64.1%[26]。但黄花败酱地上部分及根的甲醇提取物对HIV-1蛋白酶几无抑制作用[27]。
3 讨论
2000年以来,败酱属植物的研究取得较大进展,从对其化学成分的研究发展到对其有效部位药理作用及机制研究,建立了数种体内、外活性筛选模型,进行了单体化合物药理作用机制的研究以及极少数结构改造。但败酱属植物仍具有很大的探索空间:已进行化学成分研究的种数还不到本属总种数的一半;植物的亲缘关系提示本属的其他植物也可能具有较好的药理活性;对有效单体成分的研究也较少且缺乏活性成分体内作用的研究资料。
[1]高亮.黄花败酱化学成分研究[D].苏州:苏州大学,2011.
[2]夏明文,谭菁菁,杨琳,等.黄花败酱化学成分研究[J].医学教育探索,2010,41(10):1612-1615.
[3]邸磊.糙叶败酱化学成分及其抗肿瘤活性研究[D].合肥:安徽大学,2012.
[4]Eun Jin Choi,Qing-He Liu,Qinglong Jin,et al.New Iridoid Esters from the Roots of Patrinia scabiosaefolia[J].Bulletin of the Korean Chemical Society,2009,30(6):1407-1409.
[5]Ning Li,Lei Di,Wen-Chao Gao,et al.Cytotoxic Iridoids from the Roots of Patrinia scabra[J].Journal of Natural Products,2012,75:1723-1728.
[6]姚振宇.糙叶败酱中环烯醚萜类化学成分的分离分析[D].兰州:兰州理工大学,2012.
[7]祖灵博.黄花败酱化学成分的研究[D].合肥:安徽大学,2013.
[8]康东周,姜英子,安仁波.金败酱化学成分的研究[J].时珍国医国药,2011,22(2):276-277.
[9]回瑞华,侯冬岩,李铁纯,等.黄花败酱草挥发性化学成分分析[J].鞍山师范学院学报,2011,13(2):30-32.
[10]黄晓冬,黄晓昆,李洁桢,等.白花败酱叶挥发物化学成分及其DPPH·自由基清除活性[J].食品科技,2012,37(10):187-191.
[11]刘富垒,冯锋,柳文媛.糙叶败酱化学成分研究[J].药学与临床研究,2010,18(4):356-362.
[12]Lei Di,Guo-Qing Yan,Ling-Yu Wang,et al.Two new neolignans from Patrinia scabra with potent cytotoxic activity against HeLa and MNK-45 cells[J].Archives of pharmacal research,2013,36(10):1198-1203.
[13]张凤梅,刘璐,李鑫,等.败酱草多糖提取、纯化、鉴定及其体外抗RSV作用研究[J].中药材,2008,31(12):1879-1881.
[14]陆文总.异叶败酱草多糖抗宫颈癌作用及机理研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2009.
[15]Sha Li,Shu-Ke Li,Ren-You Gan,et al.Antioxidant capacities and total phenolic contents of infusions from223 medicinal plants[J].Industrial Crops and Products,2013,51:289-298.
[16]孟良玉,兰桃芳,卢佳琨,等.败酱草中黄酮类化合物的提取及其抗氧化活性[J].食品科学,2010,(24):214-217.
[17]孟良玉,刘锦峰,渠宏雁,等.败酱草粗多糖抗氧化稳定性的研究[J].食品工业科技,2012,33(20):109-111,115.
[18]张涛,田黎明,王昭,等.白花败酱草对U14荷瘤鼠肿瘤细胞周期和PCNA表达的影响[J].黑龙江医药科学,2011,34(3):84-85.
[19]陈茹,赵健雄,王学习.糙叶败酱提取物的体外抗肿瘤活性比较[J].四川中医,2011,(1):50-52.
[20]王学习,路莉,王敏,等.糙叶败酱大孔吸附树脂提取物对小鼠移植性肿瘤细胞间通讯和Ca2+的影响[J].中药材,2012,(12):1995-1999.
[21]宋婷,孙晖,路娟,等.白花败酱草体外抗肿瘤活性部位筛选[J].时珍国医国药,2012,23(10):2410-2412.
[22]张涛,田黎明,朱贵明,等.Caspase-3参与白花败酱草皂苷诱导Hela细胞凋亡[J].中国老年学杂志,2012,32(11):2321-2323.
[23]仇凤梅,杨波,李娜,等.异叶败酱有效部位PHEB抗肿瘤作用研究[J].亚太传统医药,2011,7(7):5-6.
[24]Eu-jin Cho,Ji-Sun Shin,Young-Su Noh,et al.Anti-inflammatory effects of methanol extract of Patrinia scabiosaefolia in mice with ulcerative colitis[J].Journal of ethnopharmacology,2011,136(3):428-435.
[25]Seo Sang-Wan,Park Cheung-Seog,Hong Seung-Heon,et al.Inhibitory effect of Patrinia scabiosaefolia on acute pancreatitis[J].World journal of gastroenterology,2006,12(7):1110-1114.
[26]Hong-Xi Xu,Min Wan,Boon-Nee Loh,et al.Screening of Traditional Medicines for their Inhibitory Activity Against HIV-1 Protease[J].Phytotherapy Research,1996,(10):207-210.
[27]Min B S,Bae K H,Kim Y H,et al.Screening of Korean plants against human immunodeficiency virus type 1 protease[J].Phytotherapyresearch:PTR,1999,13(8):680-682.