白花蛇舌草抗肿瘤化学成分和作用机制的研究进展△

浦飞飞，陈凤霞，夏平#

1武汉市中西医结合医院（武汉市第一医院）骨科，武汉430022

2武汉大学中南医院肿瘤放化疗科，武汉430071

3长江航运总医院肿瘤科，武汉430010

白花蛇舌草是茜草科一年生草本植物，广泛分布于亚热带地区。现代研究表明，白花蛇舌草具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤和增强机体非特异性免疫功能的作用[1-3]。尽管目前已有大量关于白花蛇舌草抗肿瘤化学成分、药理活性、定量分析和抗肿瘤机制等方面的研究，但尚缺乏更新的、系统的综述。本文通过整理和归纳关于白花蛇舌草的化学成分及其抗肿瘤作用机制方面的研究成果，为对白花蛇舌草的进一步研究提供参考。

1 白花蛇舌草的活性成分

随着质谱仪（mass spectrograph，MS）、液相色谱-质谱联用仪（liquid chromatograph-mass spectrometer，LC-MS）、核磁共振-质谱仪（nuclear magnetic resonance-mass spectrometer，NMR-MS）、飞行时间-质谱仪（time of flight-mass spectrometer，TOFMS）等仪器及分析技术的发展，关于白花蛇舌草活性成分的研究越来越多。白花蛇舌草主要包括环烯醚萜类化合物、黄酮类化合物、蒽醌类化合物、酚酸类化合物及其衍生物、甾醇类化合物、挥发油类化合物、其他类化合物（生物碱、多糖类、环肽、香豆素、生物碱）等活性成分，还含有一些微量元素、氨基酸。

1.1 环烯醚萜类和三萜类化合物

环烯醚萜是白花蛇舌草重要的特征性成分之一，除了具有抗氧化、抗炎和保护神经系统等多种生物活性外，还具有良好的抗肿瘤活性[4]。通过采用LC-MS和TOF-MS对纯化合物的核磁共振光谱进行分析，截至目前，从白花蛇舌草中已分离并鉴定出32种环烯醚萜类化合物及其衍生物[5]。Kim等[6]从白花蛇舌草的甲醇提取物中分离得到了7种环烯醚萜类化合物，其中，京尼平苷酸、鸡屎藤次苷、去乙酰基车叶草苷酸具有抗低密度脂蛋白氧化的作用。目前，利用一维核磁共振和二维核磁共振从白花蛇舌草中共分离得到了4种三萜类化合物，分别为丝石竹酸、乙酰羽扇豆醇酯、齐墩果酸和熊果酸[6-8]，其中，齐墩果酸和熊果酸是已知的主要活性物质。

1.2 黄酮类化合物

黄酮类化合物是广泛存在于自然界的一类化合物，是白花蛇舌草中含量较高的化学成分，其中，大部分黄酮类化合物为山奈酚和槲皮素黄酮的衍生物，其抗肿瘤作用机制与干扰肿瘤细胞的能量代谢、诱导肿瘤细胞的凋亡等有关。近年来，张彩霞等[9]采用微波提取工艺从白花蛇舌草中提取了黄酮类化合物，并通过正交实验设计优化其提取工艺，采用紫外可见分光光度法对白花蛇舌草中黄酮类化合物的含量进行测定，结果显示，白花蛇舌草中的黄酮类化合物的主要成分为黄酮醇类，该研究为白花蛇舌草药用价值的进一步开发提供了参考。目前，具有多种取代基的26种黄酮类化合物的化学结构已得到了鉴定[10]。

1.3 蒽醌类化合物

蒽醌类化合物是白花蛇舌草中的主要生物活性成分。目前，已从白花蛇舌草中获得了24种具有不同取代基的蒽醌类化合物，这些化合物具有9，10-蒽醌化学结构的典型特征，含有羟基、甲基和（或）甲氧基，如2-羟基-3-甲氧基-6-甲基蒽醌。目前，2-羟基-3-甲基蒽醌是研究的最为广泛的有效成分之一[8,11]。但需要注意的是，不同产地的白花蛇舌草，分离得到的蒽醌类化合物的含量有所不同，高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）可测定蒽醌类化合物的含量，为白花蛇舌草的质量控制提供理论依据。

1.4 酚酸类化合物

酚酸类化合物是广泛存在于自然界中的重要次生代谢产物。有研究从白花蛇舌草中鉴定出23种酚酸、包括苯甲酸衍生物、香豆酸及其衍生物、咖啡酸及其衍生物、阿魏酸及其衍生物、对甲氧基肉桂酸、二苯环丁烷二羟酸衍生物、十八烷基（E）-P-香豆酸和奎宁酸衍生物[7,12]。研究发现，（E）-6-0-P香豆酰鸡屎藤苷甲酯的含量最高，是白花蛇舌草的指标性化合物，具有较强的抗炎药理活性；另外，该研究对（E）-6-0-P香豆酰鸡屎藤苷甲酯的含量进行了测定，并建立了其含量测定方法学，更好地控制了白花蛇舌草的质量[12]。

1.5 多糖类化合物

多糖为白花蛇舌草的重要活性成分之一，是极性较大的天然高分子化合物，具有抗肿瘤、免疫调节、抗氧化及抗衰老等作用，目前，其提取率较低，产地、采收季节对多糖的含量均具有一定的影响。马河等[13]采用大孔吸附树脂脱色、蛋白酶水解蛋白及超滤技术联合应用分离纯化得到均一多糖组分ODP-1，并研究了其分子质量、结构及免疫活性，结果发现，ODP-1具有免疫增强活性，其分子量为20.88 kD，由甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成，摩尔比为0.005∶0.033∶0.575∶1.000∶0.144∶0.143。

1.6 挥发油类化合物

白花蛇舌草的挥发油成分以脂肪酸和脂肪酸酯类为主。有研究通过气相色谱-质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）结合科瓦茨保留指数（kovats retention index，KRI）对挥发油中的化学成分进行了鉴定，共鉴定出29种挥发油类化合物，占总含油量的81.45%，其中，正十六酸（31.22%）、油酸（6.74%）、二十四烷（4.94%）和9，12-十八碳二烯酸（4.87%）为主要成分[14]。刘志刚等[15]对不同产地白花蛇舌草中挥发油的成分进行了分析，结果发现，不同产地白花蛇舌草中的挥发油出油率为0.25%～0.30%，分别检出24～28种化学成分，其中，广东产白花蛇舌草含主要化学成分16种，江西产白花蛇舌草含主要化学成分17种，广西产白花蛇舌草含主要化学成分14种，虽然广东、江西、广西白花蛇舌草挥发油的出油率基本相同，但化学成分存在差异，挥发油成分以脂肪酸及脂肪酸酯类为主。

1.7 其他

有研究通过电感耦合等离子体质谱法测定了白花蛇舌草和其易混品水线草中锰（Mn）、铬（Cr）、锶（Sr）、锌（Zn）、铷（Rb）、硼（B）、镍（Ni）、铜（Cu）、钒（V）、锡（Sn）、砷（As）、钼（Mo）、硒（Se）、钻（Co）14种人体必需微量元素的含量，为解释两种中草药的药效物质基础提供了数据支持[16]。此外，也有研究从白花蛇舌草中分离出了4，4'-二羟基-α-古柯间二酸，为环丁烷衍生物，通过光催化环丁烷加成反应实验验证，该化合物应是植物体内代谢形成，而不是提取分离过程产生的物质[17]。另外一项研究通过硅胶柱色谱对白花蛇舌草的化学成分进行了分离，应用波谱学方法鉴定结构，共分离鉴定出6种化合物，其中，乙酰羽扇豆醇酯、咖啡酸、3，4-二羟基苯甲酸、5-羟基-6，7，3'，4'-四甲氧基黄酮为首次从该植物中分离得到的化合物[18]。

2 白花蛇舌草抗肿瘤作用的分子机制

2.1 白花蛇舌草的抗肿瘤作用

白花蛇舌草的抗肿瘤作用主要体现在预防肿瘤、抗肿瘤、防止肿瘤发生复发和转移等方面。在体外实验中，白花蛇舌草的乙醇提取物可以抑制HT-29肿瘤细胞的增殖，并诱导细胞凋亡，导致DNA碎裂，质膜不对称丢失，线粒体膜电位塌陷，活化胱天蛋白酶9（caspase 9）和胱天蛋白酶3（caspase 3），激活促凋亡基因B细胞淋巴瘤/白血病-2相关X蛋白（B-cell lymphoma/leukemia 2 associated X protein，BAX），并下调B细胞淋巴瘤-2（B cell lymphoma-2，Bcl-2）、细胞周期蛋白 D1（cyclin D1）mRNA、增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）、周期蛋白依赖性激酶4（cyclin dependent kinase 4，CDK4）的表达，表明白花蛇舌草可以通过多种途径[如激活白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）/信号转导及转录激活蛋白 3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）信号通路和线粒体依赖通路]抑制结直肠癌细胞的增殖[19,20]。白花蛇舌草的水提取物和乙醇提取物均具有抗白血病的作用，研究发现，2-羟基-3-甲基蒽醌能够诱导U937细胞凋亡，并具有时间和剂量依赖性，其作用机制与磷酸化p38丝裂原活化蛋白酶（phosphorylated-p38 mitogenactivated protein kinase，p-p38MAPK）和磷酸化的胞外信号调节激酶1/（2phosphoryhted-extracellular signal-regulated kinase 1/2，p-ERK1/2）及caspase 3活性的增强有关[21]。Wang等[22]研究发现，白花蛇舌草2-羟基-3-甲基蒽醌能够通过激活细胞表面诱导Fas及其配体FasL、死亡受体4（death receptor 4，DR4）和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（tumor necrosis factor-related apoptosis-in-ducting ligand，TRAIL），促进人单核细胞白血病THP-1细胞的凋亡，且能够促进胱天蛋白酶8（caspase 8）的活化诱导凋亡。

2.2 白花蛇舌草的主要抗肿瘤活性成分

2.2.1 黄酮类化合物 白花蛇舌草总黄酮是白花蛇舌草中提取的有效成分，是白花蛇舌草中最主要的活性成分，具有抗肿瘤、抗氧化、清除自由基、增强机体免疫功能等作用。白花蛇舌草总黄酮能够抑制转化生长因子-β（transforming growth factorβ，TGF-β）诱导的肝癌MHCC97-H细胞的上皮-间充质转化，其机制可能与其抑制TGF-β1诱导的E钙黏蛋白的下调及上皮间充质转化有关[23]。Dong等[24]发现粗生物碱/黄酮类提取物对人乳腺癌细胞系MCF7具有抗肿瘤活性。有研究通过建立小鼠肉瘤S180、EAC腹腔积液型、肝癌HepA实体型移植肿瘤模型，发现不同浓度的白花蛇舌草总黄酮均具有一定的抗肿瘤作用，且可增加机体的特异性免疫功能和非特异性免疫功能，并对肿瘤化疗药物具有一定的减毒作用，提示白花蛇舌草总黄酮将会是一种理想的新型抗肿瘤药物[25-26]。黄酮类抗肿瘤活性成分类黄酮和槲皮素具有明显的抗氧化作用，具有超氧阴离子清除剂的作用[27]。有研究通过体外实验发现类黄酮提取物可以下调肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）的表达，同时，总类黄酮可通过激活细胞核因子-κB（nuclear factorκB，NF-κB）和丝裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路发挥抗炎作用[28]。

2.2.2 蒽醌类化合物 随着对白花蛇舌草活性成分的不断深入研究，人们越来越多地关注蒽醌类化合物的抗肿瘤活性。张舫和梁春波[29]研究发现，2-羟基-3-甲基蒽醌可协同紫杉醇通过上调caspase 8、caspase 9和caspase 3的表达促进人卵巢癌A2780细胞的凋亡，这一研究为临床上卵巢癌化疗时减少紫杉醇的用量，减少紫杉醇的不良反应和耐药性提供了实验依据及新的思路。Li等[30]发现，1，3-二羟基-2-甲基蒽醌能够诱导HepG2细胞凋亡，并能够提高p53、Fas、FasL、p21和细胞色素C的表达水平，增强caspase 3、caspase 8和caspase 9的活性，下调Bcl-2、细胞色素C、细胞周期蛋白E、细胞周期依赖性蛋白激酶2（cyclin-dependent kinases 2，CDK2）的表达。阚亮等[31]在研究白花蛇舌草的有效成分2-羟基-3-甲基蒽醌诱导人白血病HL-60细胞凋亡机制中发现，半胱天冬酶激活蛋白、凋亡抑制蛋白（inhibitor of apoptosis protein，IAP）和细胞凋亡抑制蛋白1/2（cellular inhibitor of apoptosis protein 1/2，cIAP1/2）在 2-羟基-3-甲基蒽醌诱导的人白血病细胞凋亡过程中起着重要作用。Liu等[32]发现白花蛇舌草中的甲基蒽醌对MCF7细胞的生长具有抑制作用，其作用机制主要是通过激活Ca2+/calpain/caspase 4细胞凋亡途径诱导MCF7细胞凋亡。

2.2.3 有机酸类化合物 有机酸是具有酸性的有机化合物，广泛存在于中药的叶、根、果实中，具有抗菌、利胆、升高白细胞水平等作用，部分有机酸具有抗肿瘤的作用。Hsu等[33]研究了齐墩果酸和熊果酸对肿瘤生长和造血功能的抑制作用，结果发现，齐墩果酸和熊果酸在荷瘤小鼠体内的抗肿瘤活性呈剂量依赖性分布。同时，齐墩果酸和熊果酸对放疗后造血系统造血功能的恢复具有促进作用。Wu等[34]研究发现，齐墩果酸对Ras基因突变的R6细胞的增殖具有抑制作用，且齐墩果酸对R6细胞的生长抑制作用不依靠正常细胞和Ras基因突变细胞之间的直接接触。齐墩果酸可促进正常成纤维细胞分泌抑制因子以抑制肿瘤细胞的增殖；在正常成纤维细胞存在的情况下，齐墩果酸可增强对Ras基因突变R6细胞的生长抑制作用。

2.2.4 多糖类化合物 中药多糖具有免疫调节和抗肿瘤的作用，能够激活巨噬细胞、T淋巴细胞等细胞的生物学活性，作为免疫增强剂提高机体的免疫力。白花蛇舌草亲脂性提取物和粗多糖对S-180肿瘤细胞具有明显的抑制作用，在抑制肿瘤生长的同时，白花蛇舌草粗多糖对化学药物如环磷酰胺所致的免疫系统和造血系统损伤具有一定的保护作用[35]。Son等[36]研究发现，传统中草药中的糖蛋白和多糖是诱导淋巴细胞刺激和抗原特异性免疫反应所需的主要活性成分，其中，糖蛋白和多糖通过抗鸡卵清溶菌酶（Hen egg-white lysozyme，HEL）介导的B淋巴细胞激活特异性体液免疫反应。林圣云等[37]研究发现，白花蛇舌草多糖在一定浓度范围内可明显抑制多发性骨髓瘤细胞的增殖，且其对多发性骨髓瘤细胞的增殖抑制作用呈时间和浓度依赖性；另外，其对多发性骨髓瘤细胞的增殖抑制作用与诱导细胞凋亡有关，而诱导细胞凋亡机制与其激活caspase 3、caspase 8和caspase 9及多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（poly ADP-ribose polymerase，PARP）蛋白的表达，下调磷酸化蛋白激酶B及NF-κB的表达有关。

3 小结与展望

在中国，白花蛇舌草作为一种具有清热解毒功效的全草类中药已有几千年的历史。近年来，因其具有抗肿瘤的作用而备受关注，现代研究试图推断其抗肿瘤的作用机制，为其抗肿瘤的作用提供了大量的证据。另外，白花蛇舌草还具有抗氧化、抗感染、抗病毒、调节免疫功能和保护心血管等多种药理作用。目前从中分离得到的化学成分已达上百种，其中，环烯醚萜类化合物、黄酮类化合物和蒽醌类化合物是白花蛇舌草中重要的活性物质。在未来的研究中，可利用反向分子对接技术对白花蛇舌草的成分进行抗肿瘤靶点的预测，并通过实验进行验证。然而，关于白花蛇舌草药物代谢动力学的研究相对较少，无法确定其有效成分在人体中的具体作用。因此，在后续研究中应该建立更符合临床实际的药效学研究模型，从而更加客观地评估药物的实际药理作用和机制，如构建原位移植肿瘤模型和循环肿瘤细胞体外转移瘤模型、体外细胞三维生长模型等。综上所述，本文对白花蛇舌草抗肿瘤的有效成分及分子机制进行了较为系统的综述，为白花蛇舌草的基础研究和临床应用提供了参考依据。