红树植物老鼠簕的化学成分和药理活性研究进展
2021-03-05李元跃刘韶松高苏蕊简敏如
李元跃,刘韶松,高苏蕊,,赵 沙,简敏如,
(1.集美大学水产学院,福建省海洋渔业资源与生态环境重点实验室,福建 厦门 361021;2.厦门华侨亚热带植物引种园,厦门市植物引种检疫与植物源产物重点实验室,福建 厦门 361002)
0 引言
红树植物是生长于热带、亚热带海岸潮间带的高等木本植物[1]。由于独特的生长环境,其次生代谢产物多样且结构特殊,表现出多种生物活性,具有一定的药用价值[2]。老鼠簕(AcanthusilicifoliusLinn.)为爵床科(Acathaceae)老鼠簕属(AcanthusL.)非胎生红树植物,在形态学上为直立灌木,高达两米,茎秆粗壮。它生长在热带、亚热带高盐碱度的潮间带泥滩、河口高潮线以下的盐渍土壤或淤泥较厚的海湾,在我国福建、广西、广东、海南等热带、亚热带沿海地区,以及东南亚、澳大利亚等国家和地区均有分布。国内同属植物还有小花老鼠簕(A.ebracteatus)和厦门老鼠簕(A.xiamenensis),由于形态相似,在民间使用时基本没有区分[3],因此本文在后面探讨其药理活性和化学成分时不再加以区分。
老鼠簕在民间有着悠久的药用历史。早在1978 年的《全国中草药汇编》就有记录其味淡性寒,具有止咳平喘、清热解毒、消肿散结的功效,以全株或根入药,被用作治疗慢性肝炎、腰肌劳损和肝脾肿大等多种疾病[4]。在印度、泰国等东南亚国家,老鼠簕被用于治疗神经痛、风湿症、蛇伤和麻痹等[5]。
鉴于老鼠簕广泛的民间用药传统,近年来关于老鼠簕药理活性和化学成分的研究报道越来越多。药理活性研究发现老鼠簕具有抗氧化保肝、抗炎镇痛、抗肿瘤和抗菌等活性,化学成分研究发现老鼠簕含有生物碱、木脂素、黄酮类、苯乙醇苷、三萜和甾醇等近百种成分。本文经系统的文献检索,对老鼠簕的化学成分和药理活性进行整理并综述,为老鼠簕的进一步研究和开发利用提供思路。
1 老鼠簕化学成分
1.1 木脂素类化合物
从老鼠簕中分离到的木脂素类化合物主要有芳基萘和四氢呋喃两种类型。Kanchanapoom等[7-8]从老鼠簕地上部分的甲醇提取物中分离得到dihydroxymethyl-bis(3,5-dimethoxy-4-hydroxyphenyl)tetrahydrofuran-9(or 9′)-O-β-glucopyranoside(1)、(8R,7′S,8′R)-5,5′-dimethoxylariciresinol-4-O-β-glucopyranoside(2)、alangilignoside C(3)、alangilignoside D(4)、(+)-syringaresinol-O-β-glucopyranoside(5)、(+)-syringaresinol-4-O-β-D-apiofuranosyl-(1→2)-O-β-D-glucopyranoside(6)、(+)-lyoniresinol 3α-O-β-D-glucopyranoside(7)、(+)-lyoniresinol 3α-[2-(3,5-dimethoxy-4-hydroxy)-benzoyl]-O-β-glucopyranoside(8)、(-)-lyoniresinol 3α-O-β-D-glucopyranoside(9),以及一种以结构A和B动态平衡存在的化合物magnolenin C(10)。Wu等[9]在老鼠簕地上部分的乙醇提取物中分离得到(+)-lyoniresinol 3α-O-α-D-galactopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside(11)、(+)-lyoniresinol 2α-O-α-D-galactopyranosyl-3α-O-β-D-glucopyranoside(12)。化合物结构图见图1,其中(1)~(83)为化合物编号。
1.2 生物碱类化合物
1.3 黄酮类化合物
从老鼠簕中分离到的主要是黄酮和黄酮醇类化合物。Kokpol等[20]在老鼠簕根部分离鉴定出芹菜素(apigenin(30))、芹菜素7-O-β-D-葡萄糖醛酸(apigenin 7-O-β-D-glucuronate(31));Nair等[21]在老鼠簕叶中首次分离鉴定出了甲基芹菜素7-O-β-D-葡萄糖醛酸(methylapigenin 7-O-β-D-glucuronate(32))。Tiwari等[10]分离得到槲皮素(quercetin(33))、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(quercetin-3-O-β-D-glucopyranoside(34)),Wu等[22]分离得到牡荆素(vitexin(35))、刺槐素(acacetin(36))、7-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1‴→6″)-O-β-D-glucopyranoside(37)。
1.4 三萜类化合物
目前从老鼠簕中分离得到三萜类化合物的结构主要有乌苏烷型、齐墩果烷型和羽扇豆烷型。Ghosh等[23]发现老鼠簕叶片中含有β-香树脂醇(β-amyrin(38))、齐墩果酸(oleanolic acid(39))、3β,24-dihydroxyolean-12-en-28-oic acid(40)、α-香树脂醇(α-amyrin(41))、乌苏酸(ursolic acid(42))、羽扇豆醇(lupeol(43))。Minocha等[24]在老鼠簕根的乙醇提取物中分离到一种新的羽扇豆烷型三萜皂苷化合物为[α-L-arabinofuranosyl-(1→4)-β-D-glucuronopyranosyl(1→3)]-3β-hydroxy-lup-20(29)-ene (44)。海芳等[25]在老鼠簕甲醇提取物中分离到24-亚甲基环阿尔廷醇(24-methylenecycloartanol(45)、24-methylenelanost-9(11)-en-3β-ol(parkeol,(46))。
1.5 甾醇类化合物
从老鼠簕中分离到的甾醇类化合物有胆固醇(cholesterol(47))、菜油甾醇(campesterol(48))、豆甾醇(stigmasterol(49))、β-谷甾醇(β-sitostero(50))、△7-豆甾烯醇(stigmast-7-en-3β-ol(51))、二十八-异岩藻甾醇(28-isofucosterol(52))、豆甾-3-O-β-D-葡萄糖苷(stigmasteryl-3-O-β-D-glucopyranoside(53))[23,26]。海芳等[25,27-28]在老鼠簕甲醇提取物的石油醚部位分离到豆甾-4-烯-3-酮(stigmasta-4-en-3-one(54))、豆甾-4,22-二烯-3-酮(stigmasta-4,22-dien-3-one(55))、麦角甾-4-烯-3-酮(campest-4-en-3-one(56))、豆甾-4-烯-3,6-二酮(stigmast-4-en-3,6-dione(57))、豆甾-4,22-二烯-3,6-二酮(stigmast-4,22-diene-3,6-dione(58))、豆甾-4,22-二烯-6β-羟基-3-酮(stigmast-4,22-diene-6β-ol-3-one(59))、6β-羟基-豆甾-4-烯-3-酮(6β-hydroxystigmast-4-en-3-one(60))、3β-羟基-豆甾-5,22-二烯-7-酮(3β-hydroxystigmasta-5,22-diene-7-one(61))、3β-羟基-豆甾-5-烯-7-酮(3β-hydroxystigmasta-5-en-7-one(62))、4-甲基胆甾-7-烯-3β-醇(4-methylcholesta-7-ene-3β-ol(63))。陈艳萍等[29]从老鼠簕叶的80%乙醇提取物中分离到胡萝卜苷(daucosterol(64))。
1.6 苯乙醇苷类化合物
Wu等[30-31]从老鼠簕中分离鉴定出phenylethyl-O-β-D-glucopyranosyl-(1→2)-β-D-glucopyranoside(65)、cistanoside E(66)、阿克替苷(acteoside(67))、异阿克替苷(isoacteoside(68))、campneoside II(69)、campneoside I(70)、ilicifolioside A(71)、ilicifolioside D(72)、isocistanoside F(73)、cistanoside F(74)(化合物73、74没有苯乙醇结构,可能是合成苯乙醇苷类的前提物质,因此在这里也归为苯乙醇苷类物质)。
图1 从老鼠簕中分离出的化学成分Fig.1 Structure of compounds from Acanthus ilicifolius
1.7 其他类化合物
赵丹等[32]从老鼠簕根的70%(体积分数)乙醇提取物中分离得到丁香醛(syringaldehyde(75))、丁香酸(4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoic acid(76))、丁香酸葡萄糖苷(glucosyringic acid(77))和erigeside C(78)。Wu等[31]从老鼠簕中分离得到6-甲基-辛-7-烯-1,6-二醇的三糖苷ilicifoliosides B(79)、acancifoliuside(80)、(Z)-4-香豆酸-4-O-β-D-呋喃芹糖基-(1″→2′)O-β-D-葡萄糖苷(81)、(6R,7E,9S)-9-hydromegastigman-4,7-dien-3-one-9-O-β-D-glucopyranoside(82)和(6R,7E,9R)-9-hydromegastigman-4,7-dien-3-one-9-O-β-D-glucopyranoside(83)[22]。
2 老鼠簕药理活性
老鼠簕作为具有较长药用价值历史的红树植物,除了用于民间传统医药,其药理活性早在20世纪30年代就被国外学者研究,近年来更是有很多关于其药用价值的发现,主要集中在保肝抗氧化、抗炎镇痛、抗肿瘤和抗菌等方面。
2.1 抗氧化和保肝作用
老鼠簕具有抗氧化和保肝的作用已被现代药理学证实,而肝炎等疾病的发生很大可能关乎体内活性氧的代谢失衡。彭兴等[33]通过实验表明,老鼠簕根和茎的醇提物用乙酸乙酯萃取后对活性氧具有较强抗性。田莹等[34-35]对老鼠簕中提取的多糖成分进行体外抗氧化研究,结果表明其还原能力较好,且老鼠簕酸性多糖在层析纯化后能够明显提高对自由基的清除效果,尤其提高了对羟基自由基的清除率。胡忠等[36]参照Fenton体系进行了羟自由基的清除试验,发现老鼠簕的类黄酮粗提物能够很好地清除羟自由基,且随着粗提物浓度的提高,其清除效果也相应地增强。另有学者发现,从老鼠簕中分离得到的黄酮和酚类化合物在大鼠中显示出高抗氧化活性[37-38]。Babu等[39]研究发现老鼠簕叶的醇提物具有清除自由基的活性,可以对四氯化碳诱导的肝损伤发挥有益作用。老鼠簕花的甲醇提取物也显示出抗氧化作用,表现为清除DPPH自由基的效率最高[40]。Avijit等[41]研究表明老鼠簕茎提取物显示出与抗坏血酸相当的自由基清除活性。Zhang等[42]采用热水浸提和脱蛋白的方法得到老鼠簕的多糖成分,发现其具有较好的自由基清除能力和还原能力。Paul等[43]利用老鼠簕根和叶的水提取物科学地验证了其化学成分具有体外抗氧化、抗癌和抗凝血活性。Gayathri等[44]发现,老鼠簕叶的甲醇提取物具有很高的还原能力,是一种有效的抗氧化剂,并认为这种提取物是治疗由氧化而引起的疾病的有价值药物。Gong等[45]研究发现,自老鼠簕叶中提取的凝缩类单宁具有酪氨酸酶的抑制活性,是可逆的抑制剂,这表明效应物可以降低酪氨酸酶的活性,而不需要同时改变有效酶的量;此外,它还可以降低苹果中多酚氧化酶活性,能有效地防止苹果褐变,可作为抗氧化剂。
2.2 抗炎镇痛作用
据文献报道,老鼠簕全株提取物具有镇痛和抗炎作用[51]。在卡拉胶给药前和给药后,老鼠簕叶的甲醇提取物均能显著抑制大鼠足水肿,该提取物减少了腹膜液中的蛋白质渗出和白细胞迁移,从而表明其对抑制腹膜炎症的有效性[52]。此外,老鼠簕叶提取物中存在的成分具有较强的自由基捕获活性,这可能影响其抗炎作用。Mani等[53]研究发现老鼠簕叶的提取物具有抗炎以及抗溃疡的双重抑制作用,对治疗急性和慢性胃炎症状有重要意义。王宗英等[54]研究发现老鼠簕生物碱A及其衍生物具有毒性较小而活性高,以及对胃黏膜损伤较轻的优点,在应用于抗炎镇痛活性方面具有潜在价值。阳春苗等[55]研究发现,老鼠簕生物碱A羧酸衍生物对抗炎和镇痛具有较好的作用,其中的部分化合物与阿司匹林作用相当,均可对由二甲苯所致的小鼠耳肿胀起到抑制效果,另外还对由乙酸导致的小鼠扭体反应也都有抑制作用。
2.3 抗肿瘤作用
印度学者Babu等[4]研究了老鼠簕叶的乙醇提取物的抗肿瘤活性,发现受DMBA诱导的小鼠皮肤乳头状瘤的形成能够被这种提取物有效抑制,并且与剂量呈相关关系,经验证,口服给药500 mg/kg可以有效减小肿瘤的体积。老鼠簕花和茎的甲醇提取物对卤虫幼虫具有较强的细胞毒性[40-41]。Poorna等[56]研究发现,老鼠簕的石油醚和乙酸乙酯馏分对人类结肠癌细胞株-116有效,而对乳腺癌细胞不存在活性。Wei等[57]用老鼠簕醇提物来进行对抗鸭乙型肝炎病毒的研究,发现高剂量的醇提物对肝组织及功能有显著的保护作用,然而尚未发现其具对抗鸭乙肝病毒的作用。Rajamanickam等[58]研究表明,老鼠簕乙醇提取物对受二乙基亚硝胺诱导的大鼠实验性肝癌具有明显的化学预防作用,可抑制肝癌细胞HepG2的增殖。Chakraborty等[59]研究发现,老鼠簕叶的水提物在恢复血液和肝脏的组织结构以及延长动物的生存时间以抵抗腹水肿瘤在体内的扩散方面是有益的,且该水提物的化学预防功效在限制MT(malignant tumor)的表达和防止小鼠肝脏的DNA改变方面有所表现。
2.4 抗菌作用
经国外学者研究,老鼠簕含有潜在的抗菌活性化合物[60]。Jadhav等[61]对老鼠簕的茎叶提取物进行抗菌研究,发现老鼠簕的丙酮、乙醇、甲醇热提取液对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌有轻度至中度的抑制作用,而氯仿、乙醇、甲醇的热提取液对大肠杆菌有抑制作用。Bose等[62]研究发现老鼠簕叶片的乙醇提取物和氯仿提取物对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、烟曲霉和黑曲霉均有较强的抑制作用,对铜绿假单胞菌和变形杆菌有中度抑制作用。Ganesh等[63]分别对老鼠簕根茎叶的甲醇、乙醇和水提取物进行抗菌活性研究,得到老鼠簕根的水提取物、茎的乙醇提取物和叶的甲醇提取物对巨芽孢杆菌、植物乳杆菌、乙型副伤寒沙门氏菌、痢疾志贺菌、大肠杆菌、变形链球菌、肺炎克雷伯菌、黄曲霉、白色葡萄球菌、嗜酸乳杆菌均有显著抑制效果。Aiyer等[64]通过比较老鼠簕叶的甲醇、正己烷和氯仿提取物发现,甲醇提取物相比于另外两种提取物表现出更好的自由基清除活性和总抗氧化活性,且对抗分枝杆菌、梭状芽孢杆菌、沙门氏菌等病原体是有效的。
2.5 其他作用
老鼠簕的乙醇提取物对试验性糖尿病大鼠有较强的抗糖尿病作用[38],与格列本脲相比,该提取物可显著降低血糖,它还能促进胰腺β细胞的再生[38],对糖尿病的治疗具有重要的意义。在单体化学成分的药理活性研究方面,老鼠簕生物碱A及其衍生物对2型糖尿病有效[72]。徐万鹏等[73]研究发现老鼠簕生物碱A对高脂饮食导致的大鼠非酒精性脂肪肝有一定的改善作用。
Kumar等[74]也对老鼠簕中的苯乙醇苷做了抗溃疡活性的研究。陈艳萍等[29]对从老鼠簕叶中分离到的化合物,进行流感病毒神经氨酸酶活性测定,发现blepharin、麦角甾苷和异类叶升麻苷均具有一定的抗流感病毒活性。
3 结语
根据上述文献资料可知,关于老鼠簕在化学成分和药理活性方面的研究已经取得了相当的进展,但在实际应用方面未见有相关的产品涌现。近年来海岸带生态环境得到持续改善,老鼠簕已由原来的稀缺资源逐渐成为红树林的主要类群,并有蔓延生长之势。这些为老鼠簕的开发利用提供了重要的物质基础。老鼠簕在民间有多年的药食两用史,今后可在前人研究的基础上,一方面通过考察老鼠簕化学成分的指纹图谱来确定其药材质量标准,另一方面从药理、毒性方面对老鼠簕进行系统评价,为进一步开发老鼠簕药食两用资源提供研究基础。