鹊肾树属植物的化学成分及药理活性研究进展
2021-10-12张高荣黄锡山
张高荣,黄锡山,黄 艳,李 俊*
1.河池学院化学与生物工程学院,微生物及植物资源开发利用重点实验室,广西 宜州 546300
2.广西师范大学化学与药学学院,省部共建药用资源化学与药物分子工程国家重点实验室,广西 桂林 541000
3.桂西北特色资源研究与开发广西高校重点实验室,广西 宜州 546300
鹊肾树属StreblusLour.植物属于桑科(Μoraceae),该属植物有22 种,主要分布在马来西亚、斯里兰卡、印度尼西亚、中国等东亚及东南亚国家。鹊肾树属在我国主要有鹊肾树、假鹊肾树、叶被木、米杨噎、双果桑、尾叶刺桑和刺桑7 种植物,主要分布在海南、广西、云南等地区[1]。鹊肾树和假鹊肾树常作为民间药用植物用于治疗疾病,鹊肾树具有抗肿瘤[2-4]、抗菌[5-7]、抗肝炎[8-9]、抗氧化[10]、抗炎[11]等药理作用。假鹊肾树皮常用于治疗外伤出血、跌打损伤、消化道出血,因此常常被称为“止血树皮”“滑叶跌打”[12-15]。基于鹊肾树属植物的药用历史以及较好的生物活性,研究者对使用广泛的鹊肾属中鹊肾树和假鹊肾树的化学成分进行了研究,分离得到了大量的化合物并评价了其生物活性,阐释了其发挥药理活性的物质基础。本文主要对鹊肾树属植物化学成分和药理活性的研究进展进行综述,以期为鹊肾树属植物的进一步研究和开发利用提供科学理论依据。
1 化学成分
研究人员主要对鹊肾树属中鹊肾树和假鹊肾树的化学成分进行研究,主要分离得到苯丙素类及其衍生物、苯并呋喃和苯并戊烷类、黄酮类、甾体类、萜类及其他类型的化合物。
1.1 苯丙素类及其衍生物
苯丙素类化合物在鹊肾树属植物中广泛存在,是其主要化学成分。鹊肾树属植物中的苯丙素类化合物以木脂素、苯丙酸及香豆素类化学成分为主要代表。迄今为止,从鹊肾树属植物中分离得到的苯丙素类及其衍生物共52 个。Li 等[8]从鹊肾树心材中分离得到erythro-7′-hydroxyl strebluslignanol(1)、threo-7′-methoxyl strebluslignanol(2)、erythro-7′-methoxyl strebluslignanol(3)、strebluslignanol(4)、6-hydroxyl-7-methoxyl-coumarin(5)和6,7-dimethoxylcoumarin(6)。Li 等[9,16-17]从鹊肾树根中分离得到erythro-4-hydroxyphenylpropane-7,8-diol(7)、(7′S,8′S)-trans-streblusol A(8)、(7′R,8′S)-erythro-streblusol B(9)、(7′S,8′S)-threo-streblusol B(10)、8′R-streblusol C(11)、streblusquinone(12)、(8R,8′R)-streblusol D(13)、streblusol E(14)、threo-strebluslignanol(15)、9-β-xylopyranosyl-isolariciresinol(16)、5-methoxy-9-β-xylopyranosyl-isolariciresinol(17)、magnolol(19)、1,2-di-O-β-D-glucopyranosyl-4-allylbenzene(18)、glycosmisic acid(20)、threo-4-hydroxyphenylpropane-7,8-diol(21)、obovatol(22)、(1′R,2′R)-erythro-anetholeglycol-2′-O-β-D-glucopyranoside(23)、chavicol-1-Oβ-D-glucopyranoside(24)、(7′R,8′R)-threo-strebluslignanol-2-O-β-D-glucopyranoside(25)、magnolignan A-2-Oβ-D-glucopyranoside (26)、(E)-3-hydroxyanethole-β-D-glucopyranoside (27)、(1′R,2′S)-threo-anethole glycol-2′-O-β-D-glucopyranoside(28)、magnaldehyde D(29)、randaiol(30)、isomagnaldehyde(31)、cedrusin (32)、(7′R,8′S,7′′R,8′′S)-erythro-strebluslignanol G(33)、bergapten(34)和isostrebluslignanaldehyde(35)。Li 等[18]从鹊肾树树皮中分离得到strebluslignanol F(36)。Nie 等[19]从鹊肾树树根中分离得到(7′R,8′S)-4,4′-dimethoxy-strebluslignanol(38)、4-methoxy-isomagnaldehyde(37)、3,3′-methylene-bis(4-hydroxybenzaldehyde(39)、3′-hydroxy-isostrebluslignaldehyde(40)。He 等[12,20]从假鹊肾树树皮中分离得到 bergaptol-5-O-α-Lrhamnopyranosyl-(1→6)-β-D-glucopyranoside(41)bergaptol-O-β-D-glucopyranoside(42)、umbelliferone(43)、scopoletin(44)、scoparone(45)、indidene G(46)、indidene D(47)、indidene E(48)、indidene F(49)、(S)-marmesin(50)和indicus H(51)。Zhang等[21]从刺桑树皮中分离得到1 个新的苯丙素糖苷类化合物pheglyoside A(52)。鹊肾树属植物中苯丙素类及其衍生物的化学结构见图1。
图1 鹊肾树属植物中苯丙素类及其衍生物的化学结构Fig.1 Chemical structures of phenylpropanoids and their derivatives in plants from Streblus
1.2 苯并呋喃和苯并戊烷类
苯并呋喃和苯并戊烷及其苷类化合物的母核通过苯环和呋喃环或环戊烷骈合在一起形成,这类化合物主要分布在假鹊肾树中。He 等[12]从假鹊肾树中分离得到苯并呋喃化合物indicus A~G(53~59)和methylpicraquassioside A(60)。He 等[20]从假鹊肾树中分离得到苯并戊烷化合物(+)-indidene A(61)、(-)-indidene A(62)、indidene B(63)和indidene C(64)。鹊肾树属植物中苯并呋喃和苯并戊烷的化学结构见图2。
图2 鹊肾树属植物中苯并呋喃和苯并戊烷的化学结构Fig.2 Chemical structures of benzofurans and benzopentanes in plants from Streblus
1.3 黄酮类
黄酮类化合物在自然界植物中广泛分布,鹊肾树属植物中也含有黄酮、二氢黄酮、黄酮醇等黄酮及其苷类化合物。Li 等[8]从鹊肾树心材中分离得到ginkgetin(65)。Li 等[9,16]从鹊肾树提取物中分离得到kaempferol 3,7-O-diglucoside(66)、isorhamnetin-3-O-glucoside(67)、4′-methoxyisoflavone-7-O-[α-Lrhamnopyranosyl-(1→6)]-β-D-glucopyranoside(68)、kaempferol-3,7-O-α-L-rhamnopyranoside(69)、quercetin(70)、quercetin-3-β-D-glucopyranoside(71)、quercetin-3-O-rhamnoside(72)、hyperoside(73)和rutin(74)。鹊肾树属植物中黄酮类化合物的化学结构见图3。
图3 鹊肾树属植物中黄酮类化合物的化学结构Fig.3 Chemical structures of flavonoids in plants from Streblus
1.4 甾体类
甾体类化合物是鹊肾树属植物中的一类活性物质,主要集中在鹊肾树中。学者从该属植物中分离得到的甾体类化合物主要是强心苷类,其中以甲型强心苷类为主。Singh 等[22]从鹊肾树中分离得到asperoside(75)、β-sitosterol(76)和stgma sterol(77)。Prakash 等[23]从鹊肾树中分离得到sioraside(78)。Ren 等[24]从鹊肾树中分离得到digoxin(79)、(+)-19-hydroxykamaloside (80) 和(+)-5-hydroxyasperoside(81)。Bai 等[25]从鹊肾树中分离得到glucostrebloside(82)、strophanthidin-3-O-α-Lrhamnopyranosyl-(1→4)-6-deoxy-β-dallopyranoside(83)、glucogitodimethoside(84)、strebloside(85)、mansonin-19-carboxylic acid(86)、gitodimethoside(87)、glucokamaloside(88)、mansonin(89)、(+)-3-O-β-D-fucopyranosylperiplogenin(90)和(+)-3′-de-O-methylkamaloside(91)。Μiao 等[26]从鹊肾树中分离得到strophanthidin-3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→4)-6-deoxy-β-D-allopyranoside(92)。鹊肾树属植物中甾体类化合物的化学结构见图4。
图4 鹊肾树属植物中甾体类化合物的化学结构Fig.4 Chemical structures of steroids in plants from Streblus
1.5 萜类及其他类型
从鹊肾树树皮或叶子和假鹊肾树皮中分离得到的萜类主要是三萜类化合物,包括熊果烷型、羽扇豆烷型及达玛烷型等五环三萜类化合物。其他化合物包括一些脂肪烃类、生物碱类、内酯类及其他酸类化合物。Verma 等[27]从鹊肾树茎皮提取物中分离得到三萜uvaol(93)、brythrodiol(94)、myricadiol(95)和betulin(96)。Singh 等[22]从鹊肾树中分离得到三萜oleanolic acid(97)、alpha-amyrin(98)、lupcol acctate(99)、farnesyl acetate(100)和farnesene(101)。Aeri 等[28-29]从鹊肾树根中分离得到1 个新的萜类和2 个新的内酯类化合物lupeololeate(102)、hexacosenyl lactone(103)和cerotic acid glucoside(104)。Li 等[8]从鹊肾树心材中分离得到perlolyrine(105)、mogroester(106)和5-hydroxymethyl furoic acid(107)。鹊肾树属植物中萜类及其他类型化合物的化学结构见图5。
图5 鹊肾树属植物中萜类及其他类化合物的化学结构Fig.5 Chemical structures of triterpenes and other constituents in plants from Streblus
2 药理活性
2.1 抗肿瘤
梁成钦等[2]研究鹊肾树叶的石油醚萃取物对人宫颈癌HeLa 细胞、人口腔上皮癌KB 细胞和胃腺癌SGC-7901 细胞的抑制活性,发现其质量浓度为80 μg/mL 时,石油醚萃取物对3 种癌细胞的抑制率分别为58.6%、75.5%、53.5%,表明石油醚萃取物具有明显的抗肿瘤活性,且抑制效果呈剂量相关性。He 等[20]研究表明从假鹊肾树皮中分离得到的indicus H(51)、umbelliferone(43)和scopoletin(44)对人膀胱癌EJ 细胞有细胞毒活性,其半数抑制浓度(median inhibition concentration,IC50)值分别为(3.5±0.1)、(4.2±0.3)、(8.6±0.1)μmol/L。Seeni等[30]研究表明鹊肾树根提取物能够抑制人骨肉瘤HOS细胞和人舌头鳞癌SCC-15细胞的生长,其IC50值分别为0.3、0.01 mg/mL,通过降低磷酸化磷酸化细胞外调节蛋白激酶蛋白的表达及激活、裂解半胱氨酸蛋白酶(cysteine aspartic acid specific protease,Caspase)-3、Caspase-9 和B 细胞淋巴瘤-2 蛋白从而诱导细胞凋亡。Alamgir 等[31]采用10、20、25、50、75、100 μg/mL 鹊肾树茎皮乙醇提取物对盐水虾无节幼体致死程度的方法研究其细胞毒活性,结果表明鹊肾树茎皮乙醇提取物具有细胞毒活性,其平均半数致死浓度(medium lethal concentration,LC50)值为45.21 μg/mL。Neekhra 等[32]研究表明从鹊肾树中分离得到的强心苷strebloside 和mansonin能够抑制KB 细胞的生长,其半数有效量(median effective dose,ED50)值分别为0.035、0.042 mg/mL。Rawat 等[33]研究表明鹊肾树甲醇提取物对肺癌A-549细胞具有显著的抑制活性,其IC50值小于10 μg/mL。
2.2 抗炎
陈自占等[11]采用二甲苯诱导的小鼠耳肿胀模型研究鹊肾树皮乙醇提取物的石油醚萃取物、醋酸乙酯萃取物及正丁醇萃取物的抗炎活性,结果显示醋酸乙酯萃取物给药组小鼠左右耳质量平均差值为(420±118)g,对照组为(680±124)g,表明鹊肾树皮醋酸乙酯萃取物具有明显的抗炎消肿作用。Sripanidkulchai 等[34]采用卡拉胶诱导小鼠足肿胀模型及脂多糖诱导的细胞炎症模型研究鹊肾树叶乙醇提取物的抗炎活性,在小鼠足肿胀模型实验中,对照组给予生理盐水,实验组给予鹊肾树乙醇提取物125、250、500 mg/kg,阳性药组给予双氯芬酸钠10 mg/kg,与对照组相比,实验组和阳性药组均能显著抑制小鼠的足肿胀程度且呈现剂量相关性,给药剂量为500 mg/kg 时,在给药6 h 后抑制效果最明显;在LPS 诱导的炎症细胞模型中,经反转录-聚合酶链式扩增(reverse transcriptionpolymerase chain reaction,RT-PCR)及蛋白检测分析技术探讨鹊肾树提取物对环氧化酶(cyclooxygenase,COX)-1、COX-2、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的信使RNA(mRNA)的表达情况,结果表明与对照组相比,用鹊肾树乙醇提取物4 mg/mL 处理2 h 后,能够显著降低COX-2和iNOSmRNA 的表达(P<0.01),而对COX-1mRNA 的表达没有影响,不具有统计学意义,综上所述,鹊肾树乙醇提取物具有抗炎活性,其抗炎机制是通过选择性地抑制COX-2、iNOSmRNA 的表达来实现。
2.3 抗菌
黄纪国等[5]研究了从鹊肾树中分离得到的化合物对白色念珠菌、大肠杆菌、枯草杆菌、黄色葡萄球菌、绿脓杆菌的抗菌活性,发现异黄酮-4′-甲氧基-7-O-α-L-鼠李糖基-(1→6)-β-D-葡萄糖苷对除黄色葡萄球菌外的其他4 种菌都有较好的抗菌活性。Taweechaisupapong 等[35]研究亚致死浓度的鹊肾树乙醇提取液对白色念珠菌在人颊上皮细胞的黏附性的影响,结果表明鹊肾树乙醇提取液 15.6 mg/mL,给药1 h 后,能够显著降低白色念珠菌的黏附性;当鹊肾树乙醇提取液最低质量浓度为125 mg/mL 时,给药暴露1 min 即能显著降低白色念珠菌的黏附性;当鹊肾树乙醇提取液的质量浓度分别为125、250 mg/mL 时能明显抑制白色念珠菌的胚芽形成,抑制率分别为41%、61%,抑菌效果具有浓度相关性,表明鹊肾树乙醇提取液具有抗菌活性。Taweechaisupapong 等[36]研究鹊肾树叶提取液漱口水对单次清洗60 s 后取唾液样本中变形链球菌的抑菌作用,在0、0.5、1、3、5、6 h 测定结果,结果表明,与蒸馏水相比,鹊肾树提取液漱口能够显著降低变形链球菌的数量(P<0.05)。Kumar 等[37]研究鹊肾树提取物的正己烷、二氯甲烷、醋酸乙酯及甲醇等萃取物对口腔内菌群的影响,结果表明正己烷萃取物和甲醇萃取物抑制变形链球菌的生长,抑菌直径分别为17.50、12.25 mm;抑制唾液链霉菌的生长,抑菌直径分别为18.50、13.35 mm;醋酸乙酯萃取物和甲醇萃取物能够抑制金黄色葡萄球菌的生长,抑菌直径分别约为14.35、19.5 mm,因此鹊肾树叶提取物的漱口水可以减少口腔内的细菌,从而维护口腔健康。
2.4 抗氧化
朱圣军等[10]研究鹊肾树叶的石油醚萃取物、醋酸乙酯萃取物和水提物对二苯基苦基苯肼DPPH 自由基、羟基和超氧阴离子自由基的清除能力,发现醋酸乙酯萃取物对DPPH、羟基和超氧阴离子自由基的清除能力强,并优于阳性对照2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,表明鹊肾树叶提取物具有良好的抗氧化活性。Neekhra 等[38]采用鹊肾树水醇提取物20、40、60、80、100 μg/mL 清除DPPH 自由基的方法研究其抗氧化活性,结果显示清除作用具有剂量相关性,其清除率分别为45.88%、52.21%、54.90%、60.28%、63.13%。Prasansuklab 等[39]研究鹊肾树叶水醇提取物清除DPPH 自由基的能力,结果表明鹊肾树叶水醇提取物质量浓度为1 mg/mL 时,具有清除DPPH 自由基的能力,且清除率为16.58%。
2.5 抗肝炎
Li 等[8]研究表明从鹊肾树皮提取物中分离得到的6-hydroxyl-7-methoxyl coumarin 和熊果酸能够抑制乙肝表面抗原(hepatitis B surface antigen,HBsAg)的分泌,抑制率分别为29.60、89.91 μmol/L。Li 等[9]研究表明从鹊肾树皮提取物中分离得到的magnolol和9-β-xylopyranosylisolariciresino 能够抑制乙肝病毒e 抗原(hepatitis B e antigen,HBeAg)(抑制率为2.03、3.76 μmol/L)和HBsAg(抑制率为6.58、24.86 μmol/L)的分泌。
2.6 抑制Na+,K+-ATP 泵的活性
Bai 等[25]研究表明从鹊肾树分离得到的强心苷strophanthidin-3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→4)-6-deoxy-β-D-allopyranoside、glucostrebloside、strebloside和mansonin 能够显著抑制Na+,K+-ATP 泵的活性,它们的IC50值为7.55~13.60 μmol/L。Ren 等[40]研究表明从鹊肾树花、枝叶中分离得到的(+)-3′-de-Omethylkamaloside 和(+)-strebloside 对人结肠癌HT-29 细胞、人卵巢癌OVCAR3 细胞、人黑素瘤ΜDAΜB-435 细胞均具有细胞毒活性,其IC50值分别为0.93、0.64、0.62 μmol/L 和0.17、0.079、0.13 μmol/L,其作用机制与抑制Na+,K+-ATP 泵的活性有关。
2.7 抗猴免疫缺陷病毒
梁成钦等[41]研究鹊肾树枝的石油醚萃取物和醋酸乙酯萃取物对猴免疫缺陷病毒的抗病毒活性,当石油醚和醋酸乙酯萃取物的质量浓度分别为62.5、15.6 mg/L 时,抑制率分别为55.9%、41.2%,表明鹊肾树枝的石油醚和醋酸乙酯萃取物具有抑制体外病毒生长的活性。
2.8 降血糖
Kumari 等[42]采用链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠模型研究鹊肾树甲醇提取物的降血糖作用,结果表明,与正常对照组的体质量(19.75 g)相比,糖尿病组小鼠的体质量(12.25 g)显著降低;与正常对照组的血糖值(4.35 mmol/L)相比,糖尿病组小鼠的血糖值(14.85 mmol/L)显著提高;与糖尿病小鼠组相比,给予鹊肾树提取物150、250、500 mg/kg及阳性药罗格列酮2 mg/kg 处理,给药1 d 后,其血糖值分别为11.15、9.85、8.65、10.15 mmol/L;给药4 d 后,其血糖值分别为9.17、8.13、5.45、5.95 mmol/L。Gadidasu 等[43]研究鹊肾树叶提取物200、400 mg/kg 和阳性对照药格列本脲10 mg/kg 对链脲佐菌素诱导的高血糖大鼠的降血糖作用,给药1 h后,鹊肾树叶提取物200、400 mg/kg 组和阳性对照药组的血糖值分别为273.8、271.2、267.4 mmol/L;给药8 h 后,鹊肾树叶提取物200、400 mg/kg 和阳性对照药组的血糖值分别为239.2、235.2、230.2 mmol/L,结果表明鹊肾树叶提取物产生了与阳性药格列本脲相当的抗血糖作用。Vemula 等[44]采用四氧嘧啶诱导的白化病大鼠糖尿病模型研究鹊肾树叶提取物的降血糖作用,结果表明与对照组相比,四氧嘧啶能够显著诱导大鼠血糖值升高,其血糖值分别为79.77、196.17 mmol/L;给予鹊肾树叶提取物200、400 mg/kg 和阳性药格列本脲5 mg/kg 处理后,其血糖值分别为193.9、186.35、131.99 mmol/L;随着时间推移,给药组血糖值分别为144.46、118.71 mmol/L。综上所述,鹊肾树的提取物具有良好的降血糖活性。
2.9 其他
Nasrin 等[45]研究鹊肾树甲醇提取物对人红细胞HRBC 膜热稳定性的作用,结果表明鹊肾树甲醇提取物200、400、800 μg/mL 可显著抑制热诱导的人红细胞膜裂解,抑制率分别为46.53%、56.52%、65.14%。Rahman 等[46]研究表明鹊肾树甲醇提取物、石油醚萃取物、醋酸乙酯萃取物均具有显著的镇痛作用。Singh 等[47]从鹊肾树中分离得到的糖苷化合物asperoside 和strebloside 对雌性牛丝性寄生虫具有杀害作用,结果表明 asperoside 10 mg/mL、strebloside 10 mg/mL 处理2~3 h 均能将雌性牛丝性寄生虫杀死。Prasansuklab 等[48]研究鹊肾树叶乙醇提取物对谷氨酸介导的氧化应激造成的小海马神经元HT22细胞的神经毒性作用,谷氨酸0.625、1.25、2.5、5、10、20、40 mmol/L 对HT22细胞处理后,HT22细胞出现不同程度的中毒,且剂量越大毒性越大;给予鹊肾树乙醇提取物3.125、6.25、12.5、25、50 mg/mL 处理后,通过ΜTT 比色法和血清乳酸脱氢酶法分析,结果表明当鹊肾树乙醇提取物质量浓度为50 mg/mL 时,HT22细胞活力能够恢复至与对照组相当,其作用机制是通过抑制活性氧积累、降低凋亡诱导因子(apoptosis-inducing factor,AIF)的细胞凋亡和提高核转录因子-2(nuclear transcription factor-2,Nrf2)蛋白表达水平来介导的。Dutta 等[49]研究表明鹊肾树叶可以作为饲料添加剂。Pagthinathan 等[50]研究表明从鹊肾树叶中提纯的蛋白酶可以作为小牛凝乳酶的替代品。Pagthinathan 等[51]研究表明从鹊肾树叶中提纯的蛋白酶对偶氮酪蛋白的米氏常数(Km)值为2.6 mg/mL,表明该蛋白酶对偶氮酪蛋白具有高的凝乳活性。Singsai 等[52]用H2O2300 μmol/L 对人神经母细胞瘤SK-N-SH 细胞预处理,给药处理后测定其活性氧含量,结果表明H2O2处理后细胞内活性氧水平显著升高,鹊肾树叶乙醇提取物0、200、600、1000 μg/mL 处理后均能降低细胞内的活性氧水平。
假鹊肾树皮中的化学成分具有平喘、解热降温、止血、保护肝脏和视神经、治疗跌打损伤、镇痛镇静的作用。其中东莨菪素是治疗关节炎、风湿性关节炎的主要成分[12];丹参酮IIA是止血的主要成分[18];P4 晶体具有镇痛的功效[11]。另外,假鹊肾树皮还可以与其他药用植物配伍,酿成药酒用于治疗外伤、扭伤、关节挫伤及风湿痛等疾病[53],亦可与其他药物配伍制成膏药治疗扁平疣[54]。
3 结语
鹊肾树属植物在民间一直作为民族药使用,具有抗炎、抗菌、抗肝炎、抗肿瘤、抗氧化等多种药理活性,药用历史悠久。现代研究表明该属植物的化学成分主要是苯丙素类及其衍生物、苯并呋喃和苯并戊烷类、黄酮类、甾体类、萜类及其他类型的化合物等,其中以苯丙素类及其衍生物和甾体类化合物为主。苯丙素类及其衍生物在抗炎、抗菌、抗肝炎方面发挥着重要作用;甾体类化合物具有抗肿瘤、抗肝炎、抑制Na+,K+-ATP 泵的作用。但是,目前的研究主要集中于鹊肾树和假鹊肾树,而对该属其他植物的化学成分和药理活性的研究较少,因此对该属其他植物的研究有待进一步加强。根据同属植物亲缘性关系或具有相似的遗传基因,推测其同属植物的化学成分和药理活性在一定程度上也具有相似性。故本文围绕该属植物化学成分和药理活性的研究进展进行综述,以期为后续研究开发该属植物提供参考。
利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突