狗牙花属植物生物碱类成分及生物活性的研究进展△

杜思雨，方忠莹，潘少斌，方磊，2*，张永清

1.山东中医药大学 药学院，山东 济南 250355；2.济南大学 生物科学与技术学院，山东 济南 250022

狗牙花属(ErvatamiaStapf)为夹竹桃科(Apocynaceae)植物，直立灌木或乔木，主要分布在亚洲、大洋洲、北美洲、南美洲等部分地区；在全世界有约120种，在我国主要有15种和5变种；产于亚洲热带与亚热带地区的单瓣狗牙花，其叶可药用，有降低血压效能，民间常用于治眼病、疮疥、乳疮、咬伤等症；根可治头痛和骨折等[1]。狗牙花属植物的研究开始较早，科研人员从中分离出多种化学成分，有甾体、三萜、木脂素等，最重要的就是生物碱类成分。单萜吲哚生物碱是狗牙花属植物中的重要化学成分，而且具有多种较好的生物活性。随着对狗牙花属植物的深入研究，科研人员从狗牙花植物中发现了越来越多的具有生物活性的生物碱类化合物。虽然有研究[2-4]对狗牙花属植物的化学成分及药理活性进行了总结，但都局限于1种狗牙花属植物，且介绍的不仅仅是生物碱还有很多非生物碱类成分。为了对国内外狗牙花的生物碱类成分进行全面系统的了解，便于科研人员参考，更好地利用和开发狗牙花属植物及其富有活性的生物碱类化学成分，笔者对1996—2016年国内外科研人员从该属植物中发现的149个狗牙花生物碱结构类型和生物活性进行总结，为进一步研究其药用价值提供参考。

1 结构类型

1.1 Ibogan型

Andrade等[5]4093从Tabernaemontanaaustralis茎中分离得到ibogamine(1)、ibogaine(2)、ibogaline(3)、voacangine(4)、desethyl-voacangine(5)和voacangine hydroxyindolenine(6)。2是1的C10位的甲氧基取代物；3是1的C10位和C11位的双甲氧基取代物。(19S)-hydroxyibogamine(7)是Kam等[6]669从MalayanT.corymbosa的茎叶中分离而来的1个生物碱，是1的C20位的羟乙基取代物；Kam等[6]670也分离得到19-epi-isovoacristine(8)、(3R/3S)-ethoxyheyneanine(9)、(3R/3S)-ethoxy-19-epi-heyneanine(10)和isovoacryptine(11)。ibogaine-5，6-dione(12)、(7S)-3-oxoibogaine hydroxyindolenine(13)和19-epi-5-oxovoacristine(14)是Tang等[7]1839从E.officinalis茎叶中分离得到的，12是2的氧化衍生物。

Nge等[8]1388-1392从MalayanT.corymbosa的树皮中分离得到conodusine A(15)、conodusine B(16)、conodusine C(17)、(+)-conodusine E(18)和conodusine D(19)；15与1相似，15是1的C19位的羰基取代物。16是15的差向异构体；17是16的N-氧化物。Lim等[9]1129从T.corymbosa的树皮中分离得到cononusine(20)，是第二个吡咯烷酮骈单萜吲哚生物碱化合物。Pereira等[10]172从T.catharinensis的根皮中分离而得coronaridine(21)，是1的C16位的甲酯基取代物。Zhang等[11]49从T.officinalis的地上部分分离得到taberdivarine G(22)，是21的C3位的羟甲基取代物。(3S)-3-cyanocoronaridine(23)、(3S)-3-cyanoisovoacangine(24)和(3R/3S)-3-ethoxyvoa-cangine(25)是Kam等[12]648-651从T.divaricata树皮中提取出来的，24与23结构相似，是其C11位的甲氧基取代物；25是(3R)和(3S)2个差向异构体的混合物，两者所占比例约为3∶1，R构型占主导地位。Heyneanine(26)是Pereira等[13]167从T.catharinensis的根皮中提取出来的。

除此之外，从狗牙花属植物中还发现了一系列该类型的生物碱，包括Bao等[14]1410从T.divaricata的地上部分分离得到的tabernaricatine F(27)和tabernaricatine G(28)；Chaturvedula等[15]从马达加斯加的热带雨林中的T.calcarea的叶及幼果部位提取出来的19-epi-voacristine hydroxyindolenine(29)、19-epi-3-oxovoacristine(30)和(3R/3S)-hydroxytab-ernanthine(31)以及10-hydroxycoronaridine(32)[16]、conomicidines A～B以及isoconomicidines A～B(33～36)[17]。见图1。

1.2 Vobasan型

Pereira等[10]173-174从T.catharinensis的根皮中分离出来vobasine(37)。Monnerat等[18]从T.hystrix根皮中分离得到hystrixnine(38)。Vobasidines A～D(39～42)是Sim等[19]2504-2506从T.corymbosa的树皮中得到的；39中在C19和C20位以一个环氧基团相连，41与39的区别是其C16位构型相反。Eleganine A(43)是Mansoor等[20]从T.elegans叶中得到。Nb-demethyltaberpsychine(44)是Lim等[21]1185从T.corymbosa树皮及叶中分得。见图2。

1.3 Akuammidine型

Voachalotine(45)和affinisine(46)是Andrade等[5]4093从T.australis茎中分离而得的。12-methoxy-Nb-methylvoachalotine(47)是Pereira等[13]167从T.catharinensis的根皮中提取出来的。Nb-methylvoa-chalotine(48)是Medeiros等[22]从T.laeta的根皮提取出来的，是1个新天然产物四环生物碱；48结构与45非常相似，是45的N4甲基取代物。Isoakua-mmiline(49)是Qu等[23]3133-3144从T.litoralis的果皮中分离出来的(见图2)。

图1 Ibogan型生物碱的结构

1.4 Aspidosperma型

Apocidines A～B(50～51)是Nge等[8]1392-1394从T.corymbosa的树皮中分离，两者区别在于羟基的取代位置不同。18-hydroxypseudovincadifformine(52)是Qu等[23]3144从T.litoralis的果实产物中分得。Ma等[24]1158-1160从T.corymbosa的叶子中提取出来tabercarpamines C～F(53～56)，54是53的C21位的差向异构体，而56是55的C21位的差向异构体。Jerantiphylline A(57)和B(58)是Lim等[25]从T.corymbosa叶子中提取出来的。Lim等[26]1591-1593从MalayanT.corymbosa叶中分离出jerantinines A～G(59～65)，60与59的区别在于其在C14～C15位上将双键替换成了1个环氧取代，61与59、62和60是后者的C3位氧化物，63是59的C14～C15位氢化物，65是60的亚氨基醌衍生物。Kam等[27]1292-1294从T.divaricata叶中得到化合物taberhanine(66)、voafinine(67)、N-methylvoafinine(68)、voafinidine(69)和voalenine(70)。3-oxomehranine(71)和14α，15β-dihydroxy-N-methylaspidospermidine(72)是Lien等[28]从T.bovina茎叶中分离出来的。见图3。

1.5 其他单萜吲哚型生物碱

除上述介绍的生物碱之外，科研人员从狗牙花属植物中分离出了其他几种生物碱。Andrade等[5]4093从T.australis茎中分得Pseudoindoxyl-ibogan型生物碱rupicoline(73)；Tang等[7]1841从E.officinalis分离得到Pseudoindoxyl-ibogan型生物碱ervaoffines A～B(74～75)；Lim等[21]1182-1184从T.corymbosa提取出corynantheine型生物碱(7R)和(7S)-geissoschizol oxindole(76、77)，(7R，16R)和(7S，16R-19E)-isositsirikine oxindole(78、79)；Ma等[24]1160从T.corymbosa的叶中分离得到Chippiine型生物碱tabercarpamines G～J(80～83)，Kam等[29]于T.corymbosa叶中分离得到Chippiine型生物碱dippinine A(84)。见图4。

图2 Vobasan型和Akuammidine型生物碱的结构

图3 Aspidosperma型生物碱的结构

1.6 双吲哚型生物碱

双吲哚型生物碱是一类由2个单萜吲哚类生物碱单元分子间缩合而成，它们之间的区别在于结构单元、结构单元上的取代基、结合位点以及母核类型的不同。

Vobasinyl-iboga型双吲哚生物碱，是由Vobasinyl和Iboga两部分构成，截止到目前这一类生物碱是双吲哚型生物碱中发现数量最多的。Lim等[9]1132-1135也是从MalayanT.corymbosa树皮中分得ervatensine A(85)和B(86)；taberdivarines C～F(87～90)是Zhang等[11]47-49从T.officinalis地上部分分离出的；tabernaricatines A～E(91～95)是Bao等[14]1406-1409从T.divaricata地上部分分离出的；Kam等[27]1294从T.divaricata(重瓣花品种)叶中提取出conophyllinine(96)。Paterna等[30]2625-2626从T.elegans根中提取出了(19′S)-hydroxytabernaelegantine A(97)、3′-oxotaber-naelegantines C～D(98～99)为该类生物碱。Vobatensines A～F(100～105)是Sim等[31]1048从T.corymbosa树皮中分得。Zhang等[32]从T.corymbosa细枝和叶中提取分离得到tabercorines A～C(106～108)以及17-acetyl-tabernaecorymbosine A(109)。Ervachinines A～D(110～113)是Guo等[33]140从E.chinensis整株植物中提取分离而得；19，20-dihydrotabernamine(114)和19，20-dihydroervahanine A(115)是Ingkaninan等[34]848从泰国药用植物T.divaricata的根中提取而得；Kam等[35]从T.divaricata的树皮中提取出了conodusarine(116)。Conodirinine A(117)和B(118)是Kam等[36]从Malayan物种T.corymbosa叶中提取出的。Conodiparines A～F(119～124)、conodutarine A和B(125、126)、cononitarine A和B(127、128)，是Kam等[37-38]从Malayan物种T.corymbosa叶中提取出的；Chaiyana等[39]544从T.divaricata茎中提取出了(3′R/3′S)-hydroxyvoacamine(129)。(19′S)-hydroxy-conodurine、conodurinine、(19′S)-hydroxycono-duramine以及(19′S)-hydroxyervahanine A(130～133)是Kam等[40]从T.corymbosa的树皮和叶中分离得到的。Tabernamidines A～B(134～135)是Nge等[8]1395从T.corymbosa树皮中分离而得。见图5。

Vobasinyl-voaphylline型生物碱taberdivarines A～B(136～137)是Zhang等[11]47从T.officinalis的地上部分提取出来的，136和137构型基本相同，区别在于136的两个部分是C3/C11′相连接，而137的两个部分是C3/C10′相连接。

Vobasinyl-chippiine型生物碱tabercarpamines A～B(138～139)是Ma等[24]1156-1158从T.corymbosa的叶中分离得到的，bistabercarpamine A(140)和B(141)是Ma等[41]101从T.corymbosa的叶中分离得到的。140两部分是C3/C12′相连，而141的两部分是C3/C10′相连接。

Aspidosperma-aspidosperma型生物碱是2个Aspidosperma母核结合的一类双吲哚型生物碱。Nge等[42]2713从T.corymbosa树皮及叶中分离得到该类生物碱conofolidine(142)。Lien等[43]从T.bovina的茎叶中分离而得的tabernaebovine(143)和methylenebismehranine(144)都是这一类生物碱；Zaima等[44]1686从T.sphaerocarpa茎中分离出来biscarpamontamine B(145)。Aspidosperma-iboga型生物碱biscarpamontamine A(146)是Zaima等[44]1688从T.sphaerocarpa茎中分离得到的。Vobasine-vobasine型生物碱vobasonidine(147)和Vobasine-strychnan型生物碱vobatricine(148)是Kam等[45]从MalayanT.corymbosa树皮及叶中分离提取得到。Hirasawa等[46]5720从T.elegans叶中提取出来alasmontamine A(149)，是从自然界发现的一个新颖的单萜吲哚型生物碱的四聚体，由4个Aspidosperma骨架聚合。经进一步研究表明，它的骨架由C5～C6相连，可能是通过12′-O-demethylvobtusine的氮氧化物经Polonovski反应形成的，故149的形成是可能是通过进一步氧化发生的。见图6。

图4 其他单萜吲哚类生物碱的结构

图5 Vobasinyl-iboga型生物碱的结构

图6 其他双吲哚类生物碱的结构

2 生物活性

2.1 抗肿瘤作用

单萜吲哚类生物碱对人类口腔表皮样癌细胞(KB)的生长表现出显著的抑制作用。Kam等[12]653从MalayanT.divaricata树皮中分得的Ibogan型生物碱23、24和25，对KB胞表现出显著的抑制作用。Sim等[19]2510从MalayanT.corymbosa树皮中分得的Vobasan型生物碱39、41，对KB细胞有显著的抑制作用(IC50约5 μg·mL-1)。Lim等[26]1593从MalayanT.corymbosa叶提取的5个Aspidosperma单萜吲哚型生物碱59～63，对KB细胞表现出明显的抑制作用(IC50为0.3～0.8 μg·mL-1)，化合物62的效果最为明显(IC50为0.28 μg·mL-1)。

Vobasinyl-iboga型生物碱化合物85和86[9]1135-1137对KB、A549、MCF-7、MAD-468、HCT-116和HT-29细胞(IC50为0.70～4.19 μmol·L-1)显示有良好抑制活性。细胞周期和膜联蛋白V-FITC凋亡分析实验表明，85和86能够抑制HCT-116和MDA-468细胞增殖扩散，从而引起细胞凋亡。化合物88～90[11]50表现出对3种人癌症细胞Hela、MCF-7和SW480的抑制作用，(IC50为1.42～11.35 μmol·L-1)；97、98和99[30]2629在HCT-116结肠癌细胞中有诱导细胞凋亡和细胞周期停滞作用。化合物100～104[31]1054在体外生长抑制活性实验中对人KB、PC-3、LNCaP、HCT-116、HT-29、MCF-7、MDA-MB-231和A549癌细胞均有显著抑制作用。Guo等[33]144从E.chinensis整株植物中分离的110、111、112和113，以顺铂作为阳性对照，通过使用MTT方法，检测化合物对5种人癌细胞HL-60、SMMC-7721、A-549、MCF-7和SW480的影响，110和112对5种细胞均有显著的抑制活性(IC50为0.84～3.66 μmol·L-1)，其余的表现出比阳性对照(顺铂)更强的抑制活性。Kam等[38]从T.corymbosa中分离的119、120、121和122，在KB细胞中表现出显著的逆转抗性。

Ma等[24]1161从T.corymbosa的叶子中分离的Vobasinyl-chippiine双吲哚型生物碱138对3种人癌细胞(SMMC-7721、HepG-2和MCF-7)显示出显著的抑制作用，其IC50值分别为8.54、3.31和6.76 μmol·L-1。另外，膜联蛋白V/PI双染色法结果表明，138可能通过诱导细胞凋亡来抑制HepG-2细胞的增殖。Ma等[41]103从T.corymbosa的叶子中分离得到结构新颖的Vobasinyl-chippiine双吲哚型生物碱140，它表现出对HepG-2细胞有抑制活性[IC50为(38.14±38.14) μmol·L-1]。Aspidosperma-aspidosperma双吲哚型生物碱142[42]2710在体外生长抑制活性实验中对一系列人类肿瘤细胞有抑制活性，包括KB、PC-3、LNCaP、MCF-7、MDA-MB-231、HT-29以及HCT-116细胞。Zaima等[44]1689从T.sphaerocarpa茎中提取出的生物碱145对各种人类癌细胞(HL60、PRMI8226、NCI-H226、HCT-116和MCF-7)均具有有效的抑制作用，IC50值分别为0.5、1.9、2.4、0.8和1.8 μmol·L-1。Hirasawa等[46]5721从T.elegans的叶子中提取出的结构新颖的四单萜吲哚型生物碱149，它对HL-60细胞具有抑制活性(IC50为31.7 μmol·L-1)。

2.2 抗乙酰胆碱酯酶作用

Andrade等[5]4094从T.australis茎的三氯甲烷提取物中分得的Ibogan型吲哚生物碱21[10]、4、6和Pseudoindoxyl-ibogan型生物碱73，在相同的浓度下以毒扁豆碱和加兰他敏(检测极限为0.01 mmol·L-1)作为参考物，用改良的Ellman法，显示具有抗胆碱酯酶活性。Ingkaninan等[34]851从T.divaricata根中分出的2个Vobasinyl-iboga型双吲哚生物碱114和115，与已知的乙酰胆碱抑制剂加兰他敏比较，这两者显示对乙酰胆碱酯酶有较好的抑制活性[IC50分别为(0.227±0.154)、(0.071±0.013) μmol·L-1]。Chaiyana等[39]从T.divaricata茎中分离出的生物碱129对乙酰胆碱脂酶抑制活性[IC50为(7.00±1.99) μmol·L-1]。

3 结论

由于生物碱优良的活性和许多新颖的骨架，在天然产物领域受到国内外研究者的广泛关注。狗牙花属植物中的生物碱结构类型多样、数量众多、活性显著，尤其是吲哚类生物碱的种类及活性被较多关注。但目前对于狗牙花属植物的研究仅限于少数，药理活性研究较为系统，因此，我们需要对狗牙花属植物的生物碱进行更深层次的研究和开发，便于发现更多具有活性的生物碱。