桑黄素的研究进展
2016-02-02张慧莹吴海龙姚德坤祁春雷
张慧莹,吴海龙,姚德坤,祁春雷
(1.大兴安岭林格贝寒带生物科技股份有限公司,黑龙江大兴安岭165012;
2.黑龙江省寒带森林植物生物工程技术中心,黑龙江大兴安岭165012)
桑黄素的研究进展
张慧莹1,2,吴海龙1,2,姚德坤1*,祁春雷1,2
(1.大兴安岭林格贝寒带生物科技股份有限公司,黑龙江大兴安岭165012;
2.黑龙江省寒带森林植物生物工程技术中心,黑龙江大兴安岭165012)
摘要:桑黄素是黄酮类化合物中的一种,具有抗肿瘤、抗炎及抗氧化等作用。采用文献综述的方式,主要就其化学结构,药理作用和临床应用等进行综述,对桑黄素的生物活性研究进展进行了介绍,并对桑黄素的发展前景进行展望。
关键词:桑黄素;生物活性;应用
桑黄素是一种天然活性物质,来源广泛。目前桑黄素的药用价值已经从传统的中医经验逐渐深入到了理论层次,其含有黄酮类化合物的许多生物活性。大量研究表明,桑黄素有良好的抗氧化和抗癌作用[1-3]。同时,体内外实验表明桑黄素具有显著的抗炎作用[4-5]。在一些动物模型中,桑黄素可抑制MMP-2和MMP-9的表达[2]。此外,桑黄素具有抗氧化以及降低血糖等功能。临床上可用于抗病毒感染,治疗胃病、慢性炎症和冠心病。对伤寒杆菌、痢疾杆菌和金黄色葡萄球菌有抗菌作用。因此桑黄素有广泛的市场前景,对其充分的开发利用将有深远的意义。本文重点综述了桑黄素的主要作用及实际应用价值。
1化学结构
桑黄素 (morin)是从多种植物中分离得到的天然活性物质,属于黄体酮类化合物,是植物中酚的次级代谢产物,在自然界分布广泛。其分子式为C15H10O7·2H2O,结构为含氧的杂环连接两个芳香环。通常为黄色针状结晶,在空气中长时间暴露易氧化为棕色,熔点在285~290℃,水溶性较差,微溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂。
2药理作用及临床应用
2.1免疫调节作用
所谓免疫力是指人体对各种疾病的抵抗能力,而抵抗能力来自体内的免疫系统,它由免疫因子,免疫细胞及免疫器官组成。免疫功能失调或免疫力下降会导致各种疾病。如中耳炎、败血症、腹泻、皮肤感染、脑膜炎等。桑黄素能有效抑制细胞的体外活化、增殖等行为,而细胞活化和增殖在免疫应答中起着关键的作用,特异性的抑制细胞的活化和增殖可预防和治疗自身免疫性疾病及过敏性疾病等,对细胞活化增殖等行为的抑制则表明其可能是一种有效的免疫抑制剂。
桑黄素可抑制Th1细胞产生IL-12和经LPS/IFN-γ活化的巨噬细胞产生的NO,提示其具有抑制固有免疫的作用[7]。桑黄素对小鼠胸腺指数和脾脏指数均有抑制作用,而胸腺指数和脾指数是两个衡量体内免疫水平的基本指标,说明桑黄素有降低细胞免疫的功能,有可能用于治疗与细胞功能异常有关的一些自身免疫性疾病,为其临床应用为有效的免疫抑制剂提供了实验依据。桑黄素通过抗自由基作用抑制癌细胞增长、抗致癌斟子,进而提高机体的免疫力。
2.2抗肿瘤作用
桑黄素的抗肿瘤机理是关于桑黄素研究领域的热点。有资料表明,桑黄素药效的作用点是中央三碳链的羰基以及它对位的氧原子[8]。桑黄素可增加肿瘤细胞对抗肿瘤药物的敏感性、诱导肿瘤细胞周期阻滞发挥抗肿瘤作用。桑黄素在临床上已被用于辅助治疗肝癌、胃癌和食管癌等恶性肿瘤[9]。另外,桑黄素还可预防肿瘤的发生,有资料表明,在大鼠模型中,通过喂食或者静脉注射桑黄素的大鼠和对照组相比,肿瘤的形成受到了明显的抑制作用[11]。桑黄素在促进肿瘤细胞死亡方面也有相关的报道,桑黄素在肝癌细胞中使肿瘤抑制子 PTEN 的表达上调来阻止GSK-3β 磷酸化失活,促进Cyclin D1的降解,导致细胞 G1/S 期阻滞来诱导细胞的凋亡[6]。桑黄素还能作用于具有多药耐药性的肿瘤细胞,通过逆转药物外流运载体P-糖蛋白而引起多药耐药效应,增加抗肿瘤药物在P-gp的肿瘤细胞内累积而发挥抗肿瘤作用[10]。
桑黄素是一种食物性来源的天然产物,它对于正常细胞的毒性很小,甚至微乎其微,因此对人体的副作用相比于其它化疗药更小。由此可见,桑黄素在化疗或者辅助化疗方面都显示了它的优越性[12]。桑黄素可与CsA产生一种互补性效应,即不改变被CsA抑制的Th1型免疫应答,通过减少组织中CsA的浓度来减轻对正常组织的毒性作用,表明桑黄素和CsA联用在治疗移植排斥方面具有光明的前景。因此可以用来治疗器官移植后的肿瘤病人,既需要使用免疫抑制剂抑制排斥反应又需要抗肿瘤治疗时的情况。
2.3抗炎作用
炎症就是血管系统的活体组织对损伤因子所发生的一种防御反应,病理过程一般分为毛细血管通透性亢进、血管内内容物渗出、结缔组织增生和水肿、肉芽肿的形成。桑黄素对炎症的抑制作用与其对脂氧化酶、磷酸二酯酶、、脂肪氧合酶、环氧化酶等酶的抑制活性有关。桑黄素能影响细胞的分泌过程[13],调节炎症反应中内皮细胞和炎症细胞的活性最终起到抗炎作用。有研究证实桑黄素通过降低肺 NLRP3蛋白水平,对LPS诱导的AL1小鼠起到保护作用。桑黄素可显著抑制LPS引起的肺组织中蛋白的磷酸化表达,降低支气管肺泡灌洗液中细胞的总数以及中性粒细胞的数量,改善肺组织病理学损伤。臧宁等[19]研究表明,桑黄素可延长sepsis小鼠的存活率,体内给药可增强小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力,并且抑制诱导小鼠腹腔巨噬细胞分泌的NO。表明桑黄素能有效的防止和治疗细菌性感染。
2.4抗氧化作用
自由基是人体生命活动中生化反应的中间代谢产物,具有高度的化学活性,是机体高效的防御系统。近年来,人们越来越重视自由基与多种疾病的关系,自由基氧化及其中间产物会对酶类、活细胞功能及维生素造成伤害,导致人体器官老化以及高血压、神经退化、冠心病、癌症等多种疾病发生[14]。自由基生物医学的发展使探寻天然高效低毒的天然抗氧化剂成为医药学和生物化学的研究热点。
黄酮类物质具有还原性以及捕获自由基的特性,在抗氧化反应中能清除链引发阶段的自由基,也可以直接捕获反应链中的自由基来阻断自由基链反应,起到断链和预防的双重作用。桑黄素抗氧化作用机理为通过清除氧自由基和超氧阴离子而发挥作用,保护心血管系统和内皮细胞、肌细胞、红细胞和肝细胞等免于氧自由基的损伤。桑黄素可提高清除自由基酶的活力,降低组织中的质褐质来延缓衰老。同时桑黄素有较强的羟基自由基清除活性,可提高鼠肝内还原型谷胱甘肽的含量,减少、消除机体皮肤或内脏中的质褐质[15]。
2.5其他药理作用
桑黄素属生理活性物质,具有改善心肌循环,扩张冠状血管,收缩血管的作用,还具有降低胆固醇吸收,抑制脂质氧化的功能,有防动脉硬化、降血压之功效。桑黄素能够抑制双糖酶活性,从而达到降血糖作用,而且将桑黄素与DNJ结合能更有效的抑制血糖上升[16]。同时,桑黄素能促进葡萄糖转化为糖元,亦有降血糖功能。
有研究表明,桑黄素对骨关节软骨有保护作用。体内及体外实验表明,桑黄素能抑制大鼠关节软骨的分解代谢,延缓骨关节炎的发展。其机制是通过抑制p38和ERK-1/2通路的磷酸化来下调软骨细胞中MMP-3和MMP-13的表达,于此同时上调TIMP-1的表达。TIMP-1能够抑制MMPs的水平促进软骨基质合成。因此,一定浓度的桑黄素能调节MMPs/TIMPs系统,抑制炎性因子对软骨的降解作用,最终起到保护关节软骨的作用[17]。
赵洁等[18]研究表明,桑黄素经由腹腔注射会对小鼠产生一定程度的急性毒性,与给药剂量有直接的关系。因此,想要进一步研究桑黄素的药理作用时,应适当的降低用药剂量来降低临床使用中的毒性。
3其它作用及应用
3.1与金属离子螯合作用
桑黄素结构具有相对较高的超离域度,完整的大π键共轭体系,较强配位氧原子以及合适的空间构型,因此可以作为金属离子良好的螯合物,并且形成配合物后,其自身的生物活性会显著增强[20]。络合物的形成对微量金属元素的吸收、转运和代谢都起重要作用。桑黄素与金属离子络合后,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌效果明显增强[21]。
王流芳等[22]采用粘度法、光度法和电化学方法考察桑黄素及其配合物和 DNA的作用。对桑黄素及其锌 II、钴 II 、铜 II配合物与 DNA 的作用方式进行比较,为探讨桑黄素及其配合物抗肿瘤活性不同的成因与DNA作用方式之间的联系提供了理论依据。
3.2增白剂的作用
桑黄素在化妆品行业也有一定的应用。目前,化妆品中主要的增白剂是曲酸和熊果苷,二者都是通过抑制酪氨酸酶活力最终达到增白效果。与曲酸、熊果苷相比较,桑黄素对酪氨酸酶的抑制作用低于曲酸而高于熊果苷,然而曲酸对人体皮肤有较强的刺激作用,熊果苷对皮肤没有刺激作用,但对酶的抑制作用又很弱,需要相对较高的添加量才能达到效果。由此可知,桑黄素能较高效抑制酪氨酸酶活性且对皮肤无刺激作用[23]。因此,可将桑黄素作为抗氧化剂和增白剂来进行化妆品的开发,由此可以获得较高的经济效益。
4展望
黄酮类化合物是我国医药保健和植物化学领域研究的热点之一。桑黄素作为黄酮类化合物,其抗氧化性﹑抗肿瘤活性相对来说不是很高,但是通过金属离子的螯合作用可显著提高其活性,所以桑黄素有可能成为既具有高抗氧化性,又同时具有低毒和高效的抗癌药物。桑黄素具有有效清除自由基的能力,随着人们对环境问题的日益重视,已有很多厂商把其作为增白剂添入到化妆品中,因此,桑黄素将会受到越来越多研究者重视,将其更好的应用于化妆品行业及美容保健食品中。
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The Research Development of Morin
Zhang Huiying1,2,Wu Hailong1,2,Yao Dekun1*,Qi Chunlei1,2
(1.Daxing’anling Lingonberry Boreal Biotech Co., Ltd.,Daxing’anling, Heilongjiang 165012;2. Heilongjiang Biological Engineering and Technology Center For Boreal Forest and Plant,Daxing’anling,Heilingjiang 165012)
Abstract:Morin, one of flavones compound. Morin could anti-tumour, anti-infammation, anti-oxidization. Mainly on its chemistry structure, the pharmacological functions, clinical practice, research and exhibitions, introduces the related literature on the morin bioactivities, and has made the forecast to the morin future prospects for development.
Key words:Morin;Biology aclivity;Application
中图分类号:R285
文献标识码:A
*通讯作者:姚德坤,E-mail: ydk2266@163.com。
基金项目:“十二五”国家科技支撑计划农业领域研究任务(2011BAD08B0303)
收稿日期:2015-12-22
DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2016.02.040