中华七叶树种子化学成分及生物活性研究进展

路强强，石新卫，胡 浩，周军辉，崔新爱

(陕西省西安植物园，陕西省植物研究所，西安 710061)



中华七叶树种子化学成分及生物活性研究进展

路强强，石新卫*，胡 浩，周军辉，崔新爱

(陕西省西安植物园，陕西省植物研究所，西安 710061)

目的 对中华七叶树种子的化学成分及生物活性研究进展进行综述。方法 结合数据库检索及文献查阅，对其化学成分及生物活性进行系统分析和归纳总结。结果 中华七叶树种子主要含有五环三萜皂苷类化合物26个、黄酮苷类化合物10个，具有抗炎消渗、抗肿瘤、抗病毒、抗血管生成和减肥等方面的生物活性。结论 七叶皂苷Ⅰa和七叶皂苷Ⅰb，异七叶皂苷Ⅰa和异七叶皂苷Ⅰb是中华七叶树种子中含量最高的4种功效成分，其药理作用显著，临床应用前景广阔。

中华七叶树；生物活性；五环三萜皂苷类；黄酮苷类

A.stract:Objective The chemical components and the biological activities of the seeds ofAesculuschinensisBunge var.chinensiswere reviewed.Methods The chemical components and the biological activities of the seeds ofAesculuschinensisBunge var.chinensiswere systematicly analyzed and summarized based on database retrieval and related literatures.Results 26 triterpenoid saponins and 10 flavonoid glycosides were isolated from the seeds ofAesculuschinensisBunge var.chinensisand their stuctures were identified.These compounds possess diverse activities，including anti-inflammatory and exudation effects，antitumor， antiviral，anti-angiogenesis，and anti-obesity effects.Conclusion The contents of escin Ⅰa，escin Ⅰb，isoescin Ⅰa and isoescin Ⅰb of the seeds ofAesculuschinensisare the highest.These four components showed potent pharmacological effects.Clinical application of the four components possesses brood prospects.

中华七叶树 (AesculuschinensisBunge var.chinensis) 又名七叶树、婆罗树、梭罗树，属七叶树科七叶树属原变树种，落叶乔木，为世界四大优美行道树之一。陕西南部、河北南部和河南北部等地均有栽培，但仅秦岭有野生分布[1]。中华七叶树干燥成熟种子即传统中药娑罗子，具有疏肝理气、和胃止痛之功效[2]。研究表明，中华七叶树种子中主要含有七叶皂苷、异七叶皂苷、七叶苷和去酰基七叶皂苷等五环三萜皂苷及黄酮苷类化学物质[3]。七叶总皂苷具有显著的抗肿瘤、抗病毒、抗炎消渗、抑制胃酸分泌和抗血管生成等作用，现已开发出七叶皂苷钠冻干粉针剂、七叶皂苷钠搽剂、复方七叶皂苷钠凝胶和七叶皂苷钠片等制品[4-6]。黄酮苷类化合物具有明显的抗流感病毒、抗呼吸道合胞病毒作用[7]。为进一步利用中华七叶树种子药用植物资源，本文系统阐述了中华七叶树种子的主要化学成分及其生物活性研究情况。

1 化学成分

1.1 皂苷 七叶皂苷 (escin 或 aescin) 最早是从欧洲七叶树 (A.hippocastanum) 种子中分离得到，属齐墩果烷型五环三萜类皂苷化合物，由原七叶皂苷配体和玉芯皂苷配体衍生而来，其苷元的C-16、C-21、C-22和C-28位多为连接酰基的酯键，C-3位连有糖基。根据酰基类型、连接位置以及糖基的差异，五环三萜类皂苷可分为七叶皂苷、异七叶皂苷、七叶苷和去酰基七叶皂苷等。

中华七叶树种子中三萜皂苷成分的研究起步于20世纪末期，目前已分离得到26个单体化合物，化合物1～11的结构见图1，化合物12～26的结构见图2。HPLC法测定发现七叶皂苷Ⅰa和七叶皂苷Ⅰb (escin Ⅰa和escin Ⅰb)，异七叶皂苷Ⅰa和异七叶皂苷Ⅰb (isoescin Ⅰa和isoescin Ⅰb)是中华七叶树种子中含量最高的4个三萜皂苷，占总皂苷含量的80%以上[8]。1999年Zhang Z等[9]首先从中华七叶树种子中分离发现了8个新的皂苷类化合物，即七叶苷A、七叶苷B、七叶苷C、七叶苷D、七叶苷E、七叶苷F、七叶苷G和七叶苷H (aesculioside A、aesculioside B、aesculioside C、aesculioside D、aesculioside E、aesculioside F、aesculioside G和aesculioside H，18～25)及4个已知化合物，七叶皂苷Ⅰa和七叶皂苷Ⅰb (escin Ⅰa和escin Ⅰb，1～2)，异七叶皂苷Ⅰa和异七叶皂苷Ⅰb(isoescin Ⅰa和Ⅰb，12～13)，其中七叶苷A、七叶苷B、七叶苷C和七叶苷D的C-3位连接的单糖为β-D-吡喃葡萄糖醛酸，而七叶苷E、七叶苷F、七叶苷G、七叶苷H连接的为β-D-吡喃葡萄糖甲酯，且七叶苷A与七叶苷B、七叶苷C与七叶苷D、七叶苷E与七叶苷F、七叶苷G与七叶苷H互为对映异构体。七叶皂苷Ⅰa与七叶皂苷Ⅰb、异七叶皂苷Ⅰa与异七叶皂苷Ⅰb也互为对映异构体，根据C-22、C-28位乙酰基结合位置的不同，这4种异构体可分为α(异七叶皂苷Ⅰa和异七叶皂苷Ⅰb) 和β(七叶皂苷Ⅰa和七叶皂苷Ⅰb) 2种形式。

同年，Yang X W 等[10]从中华七叶树种子中分离获得4个新的皂苷类化合物，即七叶皂苷Ⅳc、七叶皂苷Ⅳd、七叶皂苷Ⅳe和七叶皂苷Ⅳf (escin Ⅳc、escin Ⅳd、escin Ⅳe和escin Ⅳf，3～6)，其中七叶皂苷Ⅳc与七叶皂苷Ⅳd、七叶皂苷Ⅳe与七叶皂苷Ⅳf互为对映异构体。随后，该研究组[11-13]陆续分离鉴定得到4个七叶皂苷，其中七叶皂苷Ⅲa (escin Ⅲa，7) 为首次从该种发现，七叶皂苷Ⅳg和七叶皂苷Ⅳh (escin Ⅳg和escin Ⅳh，8～9) 和七叶皂苷Ⅵb (escin Ⅵb，10) 为新化合物。 4个新的异七叶皂苷分别为异七叶皂苷Ⅱa和异七叶皂苷Ⅱb (isoescin Ⅱa和isoescin Ⅱb，14～15)、异七叶皂苷Ⅲa和异七叶皂苷Ⅲb(isoescin Ⅲa和isoescin Ⅲb，16～17)，其中异七叶皂苷Ⅱa与异七叶皂苷Ⅱb，异七叶皂苷Ⅲa与异七叶皂苷Ⅲb也互为对映异构体。1个新的去酰基七叶皂苷Ⅰ (desacylescin Ⅰ，11)。生物转化实验证实，七叶皂苷Ⅰa在人肠内细菌和短乳杆菌粗酶的作用下可转化为异七叶皂苷Ⅰa和去酰基七叶皂苷Ⅰ，并进一步转化为原七叶皂苷元[14]。2004年，Wei F等[15]从中华七叶树种子的乙醇提取相中分离鉴定得到1个新的三萜皂苷 (aesculiside A，26)，该化合物与异七叶皂苷Ⅰa～Ⅰb的结构差异仅在于C-21位结合的酰基为乙酰基而不是巴豆酰基 (Tig) 或当归酰基 (Ang)。

图1 化合物1～11的化学结构

Fig.1 The chemical structures of compounds 1-11

图2 化合物12～26的化学结构

Fig.2 The chemical structures of compounds 12-26

1.2 黄酮苷 黄酮苷是中华七叶树种子中第二大类化学成分，在抗病毒和抗细胞毒等方面具有显著的生物活性。2004年，Wei F等[7]从中华七叶树种子乙醇提取相中分离得到10个黄酮苷，这些化合物都是黄酮苷元的C-3或(和)C-3′位与吡喃木糖基、吡喃鼠李糖基、吡喃葡萄糖基、吡喃半乳糖基及其组成的糖链缩合而成，其中黄酮苷(aescuflavoside，27) 和黄酮苷A (aescuflavoside A，28) 为首次报道的新化合物。化合物27～36的结构见图3。

图3 化合物27～36的化学结构

Fig.3 The chemical structures of compounds 27-36

2 生物活性

2.1 七叶总皂苷的生物活性

2.1.1 抗炎消渗作用 七叶树种子提取物和七叶总皂苷均可有效防止炎症早期渗出阶段的局部肿胀，七叶皂苷钠通过降低血脑屏障的通透性和促进利尿机制达到抗炎消渗的作用[16]。七叶皂苷Ⅰa和七叶皂苷Ⅰb、异七叶皂苷Ⅰa和异七叶皂苷Ⅰb对大鼠棉球肉芽肿均有明显的抑制作用，并显示出一定程度的剂量依赖性[17]。七叶皂苷Ⅰa、七叶皂苷Ⅰb、七叶皂苷Ⅱa和七叶皂苷Ⅱb可抑制急性炎症模型中由乙酸和组胺引起的血管通透性增加，其中七叶皂苷Ⅰb、七叶皂苷Ⅱa和七叶皂苷Ⅱb也可抑制大鼠由卵清蛋白诱导的炎症，其作用呈剂量依赖性[18]。七叶皂苷Ⅰa和七叶皂苷Ⅰb、异七叶皂苷Ⅰa和异七叶皂苷Ⅰb对二甲苯引起小鼠炎症的抑制能效相当，抑制率分别为79.3%，78.8%，71.5%和67.3%，剂量均为30 mg·kg-1，明显优于总皂苷提取物 (29.1%) 和抗炎药物地塞米松 (55.6%) 的抑制作用[15]。

2.1.2 抗肿瘤作用 七叶总皂苷对肿瘤细胞的增殖有明显的抑制作用，对小鼠移植性肝癌HZ22和肉瘤S-180的生长有较强的抑制作用[19]。生物转化及体内抗肿瘤实验进一步证实，七叶皂苷Ⅰa转化产物去酰基七叶皂苷Ⅰ对小鼠肉瘤S-180、肝癌和肺癌均有抑制作用，在剂量为1.4和2.8 mg·kg-1时，对肉瘤S-180的抑制率分别达到37.2%和 48.7%，且连续给药10 d没有毒性反应[14]。

七叶总皂苷体外对人胃腺癌细胞株SGC-7901及人肝癌细胞株SMMC-7721具有一定的抑制作用，同时也可提高腺淋巴细胞转化率和巨噬细胞活性，增强机体细胞免疫能力[20]。β型七叶皂苷具有显著的细胞毒活性，对HL-60人类急性骨髓白血病细胞和K562人类慢性粒细胞白血病细胞有一定的时效剂量效应[21-22]。七叶皂苷钠体外抗肿瘤实验表明，七叶皂苷钠 (七叶皂苷Ⅰa-Ⅰb含量>65%) 对人肝癌细胞株SMMC7721和HepG2、人宫颈癌细胞株Hela、人肺腺癌细胞株A549、人早幼粒急性白血病细胞HL-60、人喉鳞状细胞癌Hep-2、人胃癌细胞SGC-7901和 BGC-823的增殖具有较强的抑制作用，其IC50值集中在37.33～50.24 μg·mL-1之间，其中肝癌细胞株HepG2对七叶皂苷钠的作用最为敏感[23]。在体内抗肿瘤实验中，七叶皂苷钠对小鼠HZ22肝癌肿瘤组织的血管生成具有显著的抑制作用，表明七叶皂苷钠抑制肿瘤血管生成的作用可能是其发挥抗肿瘤活性作用的机制之一[23]。

2.1.3 抗病毒作用 抗HIV-1蛋白酶活性表明，七叶总皂苷、七叶皂苷Ⅰa、七叶皂苷Ⅰb、七叶皂苷Ⅳc、七叶皂苷Ⅳd、七叶皂苷Ⅳe、七叶皂苷Ⅳf、异七叶皂苷Ⅰa、异七叶皂苷Ⅰb、异七叶皂苷Ⅱa和异七叶皂苷Ⅱb均有不同程度抑制活性，在100 μmol·L-1浓度下，七叶皂苷Ⅰa的抑制率为100%，其IC50值为35 μmol·L-1，而七叶皂苷Ⅰb的抑制率为89%，其IC50值为50 μmol·L-1。七叶皂苷构效关系研究表明，分子结构中结合巴豆酰基的活性强于结合当归酰基的活性，糖基和乙酰基是活性的必要基团[24]。

2.1.4 抗血管生成和减肥作用 鸡尿囊膜和主动脉分析实验表明，β-七叶皂苷钠具有抑制血管生成的作用。进一步研究表明，β-七叶皂苷钠可抑制人静脉内皮细胞和ECV304细胞中内皮细胞的增殖，并存在一定程度的剂量依赖关系[3]。另外，小鼠口服葡萄糖耐受实验表明，七叶皂苷Ia和七叶皂苷Ⅰb，七叶皂苷Ⅱa和七叶皂苷Ⅱb及去酰基七叶皂苷Ⅰ均有不同程度抑制血糖水平升高的作用，同时也具有抑制胰腺酯酶活性的作用，其IC50值分别为48， 24， 61， 14和78 μg·mL-1，构效关系表明，分子结构中含当归酰基和乙酰基的七叶皂苷减肥作用更强[25]。

2.2 黄酮苷类的生物活性 体外抗呼吸道合胞病毒 (RSV)、抗副流感病毒3(PIV 3)和抗流感病毒A(Flu A)的活性表明，化合物aescuflavoside (27)、aescuflavoside A (28) 和leucoside (33) 对呼吸道合胞病毒具有明显的抵抗活性，其IC50值分别为4.5，6.7和4.1 μg·mL-1，同时aescuflavoside A (28)对副流感病毒3也具有明显的抑制活性，其IC50值为26.9 μg·mL-1。化合物astragalin (35) 抗流感病毒A的IC50值为24.5 μg·mL-1，明显强于阳性对照品利巴韦林 的IC50值62.5 μg·mL-1[7]。

3 小结

中华七叶树种子娑罗子作为陕西道地药材，植物资源丰富，其主要成分五环三萜类皂苷含量高、活性强，作为原料药或主要药效成分，用于治疗软组织损伤、静脉性水肿、静脉曲张及痔疮等病症。七叶皂苷钠抗肿瘤研究已成为生物活性研究的热点，而关于七叶皂苷钠中各单体化合物的抑瘤广谱性和抗肿瘤作用机制研究并不是很深入，这有可能成为今后进一步开展中华七叶树种子化学成分药理作用和临床应用研究的重点。参考文献：

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Research progress on the chemical constituents and bioactivity of Aesculus chinensis Bunge var.chinensis

LU Qiangqiang，SHI Xinwei*，HU Hao，ZHOU Junhui，CUI Xin′ai

(Xi′an Botanical Garden of Shaanxi Province，Shaanxi Institute of Botany，Xi′an 710061，China)

Aesculuschinensis；bioactivity；saponins；flavonoid glycosides

陕西省科学技术研究发展计划项目(编号：2013KJXX-74)；中国科学院“西部之光”人才培养计划项目(编号：2012DF05)；陕西省科学院科技计划项目(编号：2012k-04；2016K-31)

路强强，男，硕士，实习研究员

*通信作者：石新卫，男，博士，副研究员

10.3969/j.issn.1004-2407.2016.06.031

R284

A

1004-2407(2016)06-0651-04

2016-01-11)