珐菲亚(巴西人参)化学成分及药理作用研究进展
2018-03-13路娟赵颖柴瑞平王晓静彭纪铭陈曦
路娟,赵颖,柴瑞平,王晓静,2,彭纪铭,2,陈曦*
(1.中国医学科学院药用植物研究所,北京 100193;2.山东中医药大学,山东 济南 250355)
珐菲亚(Pfaffia paniculata)为苋科Amaranthaceae多年生草本植物,以根入药,原产于地中海、南美洲,主要分布于巴西、巴拉圭和巴拿马等热带雨林地区。珐菲亚在当地民间作为药用已有300多年应用史。研究表明,珐菲亚有多种药理作用,如抗肿瘤、抗炎、壮阳、镇静、保护胃黏膜和抗疲劳等,由于其独特的药理功效及广阔的应用前景,在目前的国内外市场上,出现了一系列以珐菲亚作为原料的保健产品。珐菲亚的引种和栽培技术也日益引起关注,通过不断地改进和发展,目前已在广西、成都、北京等地进行引种栽培,人们对珐菲亚的研究开发也日渐深入。本文对近几年来珐菲亚的化学成分、药理作用及引种栽培研究进行了分类整理,希望对珐菲亚未来的有效利用提供一定的参考信息,以期珐菲亚发挥更大的药用价值,创造更高的经济价值。
1 化学成分研究
珐菲亚的化学成分主要包括三萜及三萜皂苷类、甾体类及其皂苷类化合物。对化学成分的了解将有益于加强人们对珐菲亚药理作用的深入研究。
1.1 三萜类化合物
迄今为止已报道的三萜类化合物共计22个[1-9]。其中齐墩果烷型三萜和珐菲亚烷型三萜是该属植物的特征成分,共17个,其碳骨架为珐菲亚的特有结构,是由齐敦果酸的16和20位碳原子成环形成的苷元骨架,该类化合物均为同源化合物[10]。现将三萜骨架分为4种类型(Ⅰ~Ⅳ),结构见图1。其中Ⅰ型化合物有7种包括Chikusetsusaponin Iva(1)、oleanolic acid(2)、-glucopyranosyl oleanolate(3)、pfameric acid(4)、oleanolic acid-3-O-- D-glucuronopyranoside-methyl ester(5)、oleanolic acid 3-O--D-glucuronopyranoside(6)、oleanoic acid 28-O--D-glucopyranosyl ester(7)。Ⅱ型化合物有1种为Glomeric acid(8)。Ⅲ型化合物13种,包括pfaffic acid(9)、pulveric acid(10)、7-oxopurveric acid(11)7-hydroxypulveric acid(12)、11-deoxopulveric acid(13)、11-oxopfaffic acid(14)、pfaffoside G(15)、pfaffoside A(16)、pfaffoside B(17)、pfaffoside C(18)、pfaffoside D(19)、pfaffoside E(20)、pfaffoside F(21)。Ⅳ型化合物有1种为pulverulact-one(22)。
图1 从珐菲亚中分离得到的三萜类化合物
1.2 甾体类化合物
珐菲亚中包括甾酮和甾醇类及其苷化合物共12个[2,4,11],其中甾酮类化合物有5种,包括蜕皮甾酮(ecdysterone)(23)、埃克甾酮(polypodine B)(24)、蕨甾酮(pterosterone)(25)、20, 22-异丙亚二氧基--蜕皮激素(20-hydroxyecdysone-20, 22-mono-acetonide)(28)、红苋甾酮(rubrosterone)(30)。甾醇类化合物有2种,包括豆甾醇(31)、-谷甾醇(32)。甾体苷类化合物有5种,包括Ecdysterone-25-O-β-D-glucopyranoside(26)、Pterosterone- 24-O--D-glucopyranoside(27)、Podecdysone 25-O--D-glucopyranoside(29)、豆甾醇-3-O--D-葡萄糖苷(stigmasteryl-3-O--D-glucoside)(33)、胡萝卜苷(daucosterol)(34),具体结构见图2。
图2 珐菲亚中分离得到的甾体类化合物
1.3 其他类成分
珐菲亚中其他化学成分相较于三萜类和甾体类较少,包括1个脑苷(35)和1个芳香族化合物:3-甲氧基-4-羟基-苯甲酸[8](36),见图3。此外,从P. iresinoides中分离得到两种新的化合物Iresinoside a(37)和Iresinoside b(38),通过结果确证,表明化合物37和38互为同分异构体,均含有苯乙烯基-2-吡喃酮结构[12],化合物结构如图4所示。
图3 珐菲亚中分离得到的脑苷和芳香族化合物
图4 从P.iresinoides中分离得到两种化合物
2 药理作用
珐菲亚具有广泛的药理活性,如抗肿瘤、抗炎、壮阳、保护胃黏膜、免疫增强等。其中抗肿瘤、抗炎和壮阳作用近年来研究较为广泛。
2.1 抗肿瘤作用
Matsuzaki P采用强饲法对腹腔注射5×106肿瘤细胞的雄鼠给予珐菲亚粉末,给药剂量200 mg/kg,1次/天,给药20天。研究表明,给予珐菲亚后,小鼠总的腹水体积和埃利希肿瘤细胞总数明显减少,证明珐菲亚根具有抗癌作用[13]。继而通过珐菲亚水提物、乙醇提取物、和正丁醇提取物分别给药肿瘤模型小鼠,发现正丁醇给药组小鼠存活时间更久,表明珐菲亚的抗肿瘤部分为正丁醇提取物[14]。Vieira J等也通过腹腔注射珐菲亚正丁醇提取物,发现能明显减少接种肿瘤细胞小鼠每毫升腹水体积中肿瘤细胞的数目,且能减少总腹水肿瘤细胞数,表明珐菲亚正丁醇提取物对肿瘤细胞有抑制作用,并能有效控制肿瘤细胞的生长[15]。da Silva TC建立了BALB/c鼠肝癌模型,考察了珐菲亚根对小鼠肝组织癌变的影响。研究结果表明,珐菲亚根可以显著降低肝组织癌变的发生率、平均面积和数量[16]。继而研究发现珐菲亚在治疗小鼠肝癌形成过程中可以通过细胞凋亡而增加细胞死亡,从而控制肝癌肿瘤的生长且效果与珐菲亚的给药剂量有关[17]。珐菲亚乙酸乙酯提取物可抑制小鼠肝癌H22及肉瘤S180的生长,其机制与降低小鼠体内环境中炎性因子IL-2、IL-6的含量,改变肿瘤生长微环境阻断肿瘤生长有关[18]。Pinello KC等人通过对扩散指数、吞噬指数、过氧化物和NO产量等指标的考察,认为巴西人参的抗癌机制与增强巨噬细胞活性有关[19]。Watanabe T研究发现,珐菲亚对机体的非特异性免疫和或细胞免疫系统的增强作用,可以有效抑制ARK/J鼠由内源性重组白血病病毒引起的自发性白血球过多症[20]。体外细胞实验研究表明,当给药剂量为4~6 μg/ml时,珐菲亚酸对黑色素瘤细胞、子宫颈癌结代细胞(Hela S-3)、Lewis肝癌细胞具有显著的抑制作用,珐菲亚苷A-F(30g/ml)对黑色素瘤B-16的增殖亦有明显抑制作用,珐菲亚苷F的抑制作用最强[21]。
以上研究表明,珐菲亚对乳腺癌、肝癌和白血病均具有一定的抑制效果,其抗肿瘤机制大致可以分为两类: 1)通过细胞凋亡而增加细胞死亡从而控制控制肿瘤的生长,且珐菲亚抑制肿瘤活性在一定时间范围内与用药浓度呈正相关;2)增加巨噬细胞的活性,对机体的非特异性免疫或细胞免疫系统的增强作用。珐菲亚的抗肿瘤部位为正丁醇提取物,珐菲亚酸和珐菲亚苷可能是珐菲亚的主要抗肿瘤成分。
2.2 抗炎作用
Costa C通过研究发现珐菲亚对TNBS诱导引起的肠炎症有抗炎作用,其机制是减少氧化应激与结肠的C-反应蛋白水平和通过免疫活性调节降低IL-1β、INF-Y、TNF-α和IL-6的水平有关[22]。并且发现珐菲亚提取物能够通过调节靶向基因的表达而治疗肠炎症,其调节机制与给药量有直接关系,在剂量为25 mg/kg提取物时能显著降低HSP70的表达;50 mg/kg剂量时能减少MAPK3而增加MUC4的表达;100 mg/kg剂量时能增加MAPK1、MUC3、4的表达并降低MAPK3的表达;200 mg/kg剂量时能降低MAPK3的表达[23]。Freitas CS研究发现,长期口服给予珐菲亚水提物能促进诱导至溃疡小鼠的组织愈合的增加,但不能阻止溃疡的形成[24]。珐菲亚的水醇提取物具有治疗慢性炎症的潜力[25]。皮下注射0.5 g/kg珐菲亚醇提物可以明显减少小鼠扭体次数,研究表明其具有剂量依赖性,活性优于消炎痛(5 mg/kg),但低于吗啡(1 mg/kg)[26]。
2.3 壮阳作用
Arletti R研究发现,灌胃给予珐菲亚提取物后,可以显著提升阳痿大鼠的泄精率,明显缩短泄精潜伏期、泄精间隙和交配间隙[27-28]。Oshima M研究发现珐菲亚水提液能有效提高小鼠血浆中性激素的浓度,如:17-β-雌二醇、孕激素和睾丸素[29]。Kohguchi M等人考察了珐菲亚水提物对老年雄性金色仓鼠致孕率、睾丸重量和睾丸组织的影响。结果表明,珐菲亚水提物可以显著提高其致孕率,增加睾丸的重量,睾丸组织的检测结果显示,水提物能够减缓仓鼠精子遗传因子细胞的退化及蜕落[30]。以上研究均表明珐菲亚具有壮阳的药理活性。
2.4 其他药理作用
Fenner R等人研究发现,珐菲亚的脂溶性成分中的蜕皮甾酮能通过调节中枢神经系统而起到催眠的作用[31]。Freitas CS研究发现,珐菲亚水提物能有效保护大鼠胃黏膜并抑制胃酸的分泌,其机制可能与释放组胺和增加胃中一氧化氮有关[32]。珐菲亚根可以治疗镰状红细胞贫血症,Ballas SK等人通过对镰状红细胞各项参数的研究,表明珐菲亚提取物可以显著提高镰状红细胞的变形指数,同时增加受试红细胞的平均容积,降低平均血红蛋白含量,证实珐菲亚根具有治疗镰状红细胞贫血症的作用[33]。Carneiro CS研究发现,珐菲亚甲醇提取物具有抗血管生成作用[34]。珐菲亚参还具有显著的免疫增强作用,可以提高T淋巴细胞脂酶的染色率,提高单核吞噬细胞的吞噬功能[35]。
3 引种与栽培
凌征柱、马小军[36]等为解决药源依赖进口的问题,采用播种、扦插和组织培养3种方法对巴西人参进行繁殖,气候上选择与原产地气候、环境相接近的广西南宁进行栽培。发现栽培品长势很好,能正常开花结果,所产药材外观与原产地相似,主要成分的量相近,引种栽培巴西人参的总皂苷含量为 6.54%(原产地含量为7.32%),引种与原产地巴西人参中的微量元素种类相同但量有差异;对氨基酸对比分析显示,引种巴西人参的质量分数为2.6%,稍高于原产地巴西人参的量2.2%。
4 结语与展望
珐菲亚药理活性广泛,其中抗肿瘤作用最为显著,目前对于珐菲亚药理活性的研究仅局限于粗提物,化学成分不能确定,作用机制也尚不明确。珐菲亚药效物质基础的研究是目前较为薄弱的环节,严重影响了珐菲亚质量标准的建立,临床用药的安全性和有效性也无法保证,限制了珐菲亚进一步的开发利用,因此希望在研究珐菲亚活性成分的基础上进一步阐明其药效物质基础和作用机制,为提高珐菲亚药材的资源利用率提供理论基础。
[1] SHIOBARA Y,INOUE S,KATO K,et al. Pfaffane-type nortriterpenoids from Pfaffia pulverulenta[J].Phytochemistry,1993,33(4):897-899.
[2] SHIOBARA Y,INOUE S,KATO K,et al.A nortriterpenoid, triterpenoids and ecdysteroids from Pfaffia glomerata[J].Phytochemistry,1993,32(6):1527-1530.
[3] LI J,JADHAV A N,KHAN I A.Triterpenoids from Brazilian ginseng,Pfaffia paniculata[J]. Planta Med,2010,76(6): 635-639.
[4] NISHIMOTO N,SHIOBARA Y,FUJINO M,et al.Ecdysteroids from Pfaffia iresinoides and reassignment of some13C-NMR chemical shifts[J].Phytochemistry,1987,26(9):2505-2507.
[5] NAKAI S,TAKAGI N,MIICHI H,et al.Pfaffosides, nortriterpenoid saponins, from Pfaffia paniculata[J].Phytochemistry,1984,23(8):1703-1705.
[6] NISHIMOTO N,NAKAI S,TAKAGI N,et al. Pfaffosides and nortriterpenoid saponins from Pfaffia paniculata[J].Phytochemistry,1984,23(1):139-142.
[7] TAKEMOTO T,NISHIMOTO N,NAKAI S,et al.Pfaffic acid,a novel nortriterpene from Pfaffia paniculata Kuntze[J].Tetrahedron Lett,1983,24(10):1057-1060.
[8] 高辉.巴西人参的化学成份研究[D].济南:山东大学,2007:10.
[9] 高辉,马小军,温学森,等.法菲亚属植物化学成分和药理活性研究进展[J].中国中药杂志,2006,31(21):1749-1752.
[10] 陈刚.昆明杯冠藤和Pfaffia glomerate的化学成分研究[D].沈阳:沈阳药科大学,2009:61.
[11] NISHIMOTO N,SHIOBARA Y,INOUE S,et al.Three ecdysteroid glycosides from Pfaffia iresinoides[J].Phytochemistry,1988,27(6):1665-1668.
[12] SHIOBARA Y,INOUE S S,NISHIGUCHI Y,et al.Iresinoside,a yellow pigment from Pfaffia iresinoides[J].Phytochemistry,1992,31(3):953-956.
[13] MATSUZAKI P,AKISUE G,OLORIS S C S,et al.Effect of Pfaffia paniculata (Brazilian ginseng) on the Ehr-lich tumor in its ascitic form[J].Life Sci,2003,74(5):573-579.
[14] MATSUZAKI P,HARAGUCHI M,AKISUE G,et al.Antineoplastic effects of butanolic residue of Pfaffia paniculata[J].Cancer Lett,2006,238(1):85-89.
[15] VIEIRA J,MATSUZAKI P,NAGAMINE M K,et al.Inhibition of ascitic ehrlich tumor cell growth by intraperitoneal injection of Pfaffia paniculata(Brazilian ginseng) butanolic residue[J].Braz Arch Biol Tech,2010,53(3):609-613.
[16] SILVA T C D,SILVA A P D,AKISUE G,et al.Inhibitory effects of Pfaffia paniculata (Brazilian ginseng) on preneoplastic and neoplastic lesions in a mouse hepatocarcinogenesis model[J].Cancer Lett,2005,226(2):107-113.
[17] SILVA T C D,SILVA A P D,AKISUE G,et al.Pfaffia paniculata roots induce apoptosis in liver in mouse model of hepatocarcinogenesis[J].Toxicol Pathol,2008,36(1):156-157.
[18] 陈路,黄健,黎远东,等.国产巴西人参乙酸乙酯提取物对小鼠移植性H22和S180实体瘤抑制作用的研究[J].广西医科大学学报,2014,31(4):563-565.
[19] PINELLO K C,FONSECA E D S M,AKISUE G,et al.Effects of Pfaffia paniculata (Brazilian ginseng) extract on macrophage activity[J].Life Sci,2006,78(12):1287-1292.
[20] WATANABE T,WATANABE M,WATANABE Y,et al. Effects of oral administration of Pfaffia paniculata (Brazilian ginseng) on incidence of spontaneous leukemia in AKR/J mice[J].Cancer Detect Prev,1999,24(2):173-178.
[21] NISHIMOTO N,SHIOBARA Y,FUJINO M,et al.Ecdysteroids from Pfaffia iresinoides and reassignment of some13C NMR chemical shifts[J].Phytochemistry,1987,26(9):2505-2507.
[22] COSTA C,TANIMOTO A,QUAGLIO A E V,et al.Anti-inflammatory effects of Brazilian ginseng (Pfaffia paniculata) on TNBS-induced intestinal inflammation: Experimental evidence[J]. Int Immunopharmaco,2015,28(1):459-469.
[23] COSTA C,QUAGLIO A,STASI L D.Modulation of target genes on intestinal inflammation after curative treatment with Pfaffia paniculata (Brazilian ginseng) extract[J].Planta Med,2014:1502-1502.
[24] FREITAS C S,BAGGIO C H,ARAUJO S L,et al.Effects of Pfaffia glomerata (Spreng) pedersen aqueous extract on healing acetic acid-induced ulcers[J].Braz Arch Biol Tech,2008,51(4):479-483.
[25] NETO A G,COSTA J,BELATI C,et al.Analgesic and anti-inflammatory activity of a crude root extract of Pfaffia glomerata (Spreng) Pedersen[J].J Ethnopharmacol,2005,96(1):87-91.
[26] MAZZANTI G,BRAGHIROLI L,TITA B,et al.Anti-inflammatory activity of pfaffia paniculata (Martius) kuntze and pfaffia stenophylla (sprengel) stuchl[J].Pharmacol Res,1993,27:91-92.
[27] ARLETTI R,BENELLI A,CAVAZZUTI E,et al.Stimulating property of Turnera diffusa and Pfaffia panicula-ta extracts on the sexual behavior of male rats[J].Psychopharmacology,1999,143(1):15-19.
[28] 卞庆亚,罗崇念,马小军.国外对法菲西研究进展[J].中草药,2002,33(5):附1-2.
[29] OSHIMA M,G u Y.Pfaffia paniculata-induced changes in plasma estradiol-17beta, progesterone and testosterone levels in mice[J].J Reprod Develop,2003,49(2):175-180.
[30] KOHGUCHI M,TOSHIMORI Y,HANAYA T,et al.Enhancing effect of Brazilian Pfaffia glomerate on the declined reproductive ability of aged male golden hamsters[J].Natural Medicines,1999,53:42-45.
[31] FENNER R,ZIMMER A R,NEVES G,et al.Hypnotic effect of ecdysterone isolated from Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen[J].Rev Bras Farmacogn,2008,18(2):170-176.
[32] FREITAS C S,BAGGIO C H,SILVA-SANTOS J E D,et al.Involvement of nitric oxide in the gastroprotective effects of an aqueous extract of Pfaffia glomerata (Spreng) Pedersen, Amaranthaceae, in rats[J].Life Sci,2004,74(9):1167-1179.
[33] BALLAS S K.Hydration of sickle erythrocytes using a herbal extract (Pfaffia paniculata) in vitro[J].Brit J Haematol,2000,111(1):359-362.
[34] CARNEIRO C S,COSTA-PINTO F A,SILVA A P D,et al.Pfaffia paniculata (Brazilian ginseng) methanolic extract reduces angiogenesis in mice[J].Exp Toxicol Pathol,2007,58(6):427-431.
[35] 任中锋,龚小妹,王硕.法菲娅参增强小鼠免疫功能的实验研究[J].世界中西医结合杂志,2010,5(4):311-312.
[36] 凌征柱,蓝祖栽,马小军,等.巴西人参的引种栽培研究[J].现代药物与临床,2007,22(5):204-205.