瑞香狼毒中香豆素类化合物的研究进展
2020-01-17卢年华冯亭亭张海霞靳国印李永民
刘 阳,卢年华,冯亭亭,张海霞,靳国印,李永民
(1.辽宁中医药大学,辽宁 沈阳 110000;2.河北中医学院,河北 石家庄 050000)
香豆素类化合物普遍存在于植物的花、茎、叶和果实中,尤其在被子植被中多见。瑞香狼毒为瑞香科植物,富含香豆素类化合物。瑞香狼毒最早记载于《神农本草经》,为药用狼毒的正品[1-3]。其味苦辛、性平,有大毒,入肺、脾、肝经,具有逐水祛痰、破积杀虫之功效[4]。近年研究发现[5-11],香豆素类化合物具有抗肿瘤、抗艾滋、抗氧化、抗微生物、降压等多方面生物活性,瑞香狼毒在治疗皮肤病、结核病、抗肿瘤、抗癫痫、抗惊厥等方面有开发价值。现综述瑞香狼毒中香豆素类化合物的研究进展。
1 瑞香狼毒的化学成分分类
瑞香狼毒化学成分主要有二萜类化合物、黄酮类化合物、香豆素类化合物、木脂素类化合物和苯丙素苷类化合物及其他成分等。其中香豆素类化合物依据其结构分为简单香豆素类(如东莨菪内酯、当归内酯、白芷内酯等)、呋喃香豆素类(如佛手柑内酯、回芹内酯、补骨脂内酯等)、吡喃香豆素类(如前胡素、花椒树皮素甲、花椒树皮素乙等)、异香豆素类(如仙鹤草内酯、黑三棱素B、岩白菜素等)及双香豆素类和其他香豆素类。卓兆莲等人[12]记述瑞香狼毒地上部分主要含香豆素类化合物,如伞形花内酯、西瑞香素、东莨菪素等,其中7,8-二羟基香豆素在瑞香狼毒的叶中含量最多为1.76%。
2 瑞香狼毒中香豆素的分类
香豆素类化合物是瑞香科植物主要生物活性成分之一,现从瑞香狼毒中发现的香豆素类化合物约有十余种,现介绍3类主要成分。
2.1 简单香豆素类
包括伞形花内酯(umbelliferone)、瑞香内酯(daphnetin)及在其7位形成的单糖苷类瑞香苷(daphnin)和一种双糖苷东莨菪素(scopoletin)等。1985年,前苏联学者Modonova[13]从瑞香狼毒的地上部分第一次分离并鉴定出伞形花内酯、瑞香内酯(又译为瑞香苷、白瑞香素)和西瑞香素(daphnoretin),同时分离出东莨菪素。冯宝民[14]等人从瑞香狼毒中分离出了新瑞香素、伞形花内酯、东莨菪素等化合物,并认为新瑞香素为新天然产物。
2.2 呋喃香豆素类
呋喃环与香豆素母核在7、8位连接形成的角型呋喃香豆素包括牛防风素(sphondin)、异佛手柑内酯(isobergateo)、茴芹香豆素(pimpinellin),还有一个呋喃环与香豆素母核在6、7位连接形成的直型呋喃香豆素——异茴芹香豆(isopimpinellin)。1974年,前苏联学者Tikhomirova[15]最先从瑞香狼毒中发现牛防风素、异佛手柑内酯、茴芹香豆素和异茴芹香豆素这四种香豆素。
2.3 双香豆素类
包括西瑞香素(daphnoretin)、西瑞香素-7-O-葡萄糖苷(chamaejasoside)和异西瑞香素(isodaphnoretin)[16]。杨国红[17]发现了一种新香双豆素,命名为异香豆素B。1994年蒙古学者Narantuya[18]在瑞香狼毒地上部分发现一新的双香豆素苷类化合物——西瑞香素-7-O-葡萄糖苷(chamaejasmoside),并第一次从瑞香狼毒中分离鉴定出瑞香苷(又称白瑞香苷)。1996年,刘桂芳等人[19]从瑞香狼毒根中分离得到一新化合物异西瑞香素。
3 瑞香狼毒中香豆素类化合物的生物活性
香豆素类化合物是一种天然产物,自然界中广泛存在,具抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、降压等多种生物活性。瑞香狼毒富含香豆素类化合物,抗肿瘤、抗癫痫、抗菌和免疫等药理作用突出。
3.1 抗肿瘤作用
由于具有酚羟基结构,瑞香素、伞形花内酯、东莨菪素作为体内天然活性氧自由基清洗剂,能够预防肿瘤发生。有研究者通过对修饰、改造及构效关系研究合成了东莨菪素类似物,通过上调细胞凋亡蛋白酶和肿瘤坏死因子等通路诱导肿瘤细胞凋亡[20]。Rajesh[21]等设计合成了一系列能够替代羟基的简单香豆素,通过羟基取代能够明显增强香豆素对肿瘤细胞的抑制活性。周金培等[22-23]以东莨菪素为先导物进行结构修饰,在7位羟基上连接带有苯环的侧链获得了抗肿瘤活性明显高于东莨菪素的化合物;乙酰苯胺类抗炎物质拼到东莨菪素7位羟基上,其抗肿瘤活性也有明显增高。Parameswaran等[24]在4-甲基-7-羟基香豆素7位引入杂环侧链合成了一系列衍生物,对淋巴瘤细胞DLA和腹水肿瘤细胞EAC作用较强。有研究报道[25]瑞香素为7,8-二羟基香豆素,不仅可用于血栓闭塞性脉管炎及其他闭塞性血管疾病和冠心病的辅助治疗,其还可通过细胞毒性作用诱导肿瘤细胞分化发挥抗肿瘤作用。杨秀伟[26]等研究发现牛防风素对人白血病细胞株HL-60细胞的生长有抑制作用。
3.2 抗癫痫作用
张美妮[27]等人检测了瑞香狼毒生物活性和毒性成分,发现丙酮提取物对小鼠最大电休克发作实验(MES)、戊四唑惊厥实验(MET)和电刺激大鼠皮层惊厥阈值(TLS)模型均具有较强的对抗作用,且丙酮毒性低,治疗指数高。靳隽[28]等在张美妮等人研究基础上进行了深入研究,研究表明,丙酮提取的主要成分为伞形花内酯,初步认为伞形花内酯为治疗惊厥的有效成分之一。
3.3 其他药理作用
呋喃类香豆素多具有细胞毒性作用,激活的呋喃香豆素与基态氧结合后形成的活性氧自由基使蛋白钝化,可用于银屑病、白癜风和T细胞淋巴瘤等疾病的治疗[29]。虎耳草素、异虎耳草素具有免疫调节的生物活性,伞形花内酯和瑞香内酯具有抗菌的生物活性[30]。有研究表明[31]西瑞香素对二甲苯诱导的小鼠耳廓肿胀及鸡蛋清引起的大鼠足跖肿胀有明显抑制作用,具有抗炎作用。
《中国土农药志》[32]中有记载,瑞香狼毒很早就用于农业抗病虫害。张国洲[33]等对瑞香狼毒的杀虫活性、活性成分及杀虫机理进行了较为系统深入的研究,发现了3种生物活性较高的提取物,其中有伞形花内酯,伞形花内酯对菜粉蝶5龄幼虫、桃蚜、亚洲玉米螟有较高的生物活性。侯太平[34]发现瑞香素对农业上几大重要的蚜虫都有很高的触杀作用和较好的拒食作用。
香豆素类化合物为结晶形固体,多具芳香气味,有些化合物能随水蒸气蒸发,或能升华,不溶或难溶于水,能溶于有机溶剂[35]。文献报道[36-37],有应用狼毒枣治疗结核的案例,煎煮时狼毒在锅里煎煮,大枣在笼屉上蒸。我们认为可能因瑞香狼毒中香豆素类化合物经过煎煮后升华或挥发,既能减轻瑞香狼毒的毒性,又能让其功效得到更好地发挥,此猜想有待于进一步研究证明。因瑞香狼毒中香豆素化合物具有能挥发、升华的特性,在提取和成分富集时,需要特定的温度和条件,尤其是抗肿瘤活性物质筛选时,相关活性香豆素类含量低,其提取、纯化工艺亟待建立质量标准。
综上,对瑞香狼毒中香豆素类化合物的研究应该给予更多的关注,进一步扩展其研究领域和研究深度。