红景天化学成分及药理活性研究进展
2021-12-30甘禹鑫贾慧萍费翔林王慧春
胡 樱,甘禹鑫,贾慧萍,费翔林,王慧春
(青海师范大学生命科学学院 青海省青藏高原药用动植物资源重点实验室 青海省青藏高原生物多样性形成机制与综合利用重点实验室,青海 西宁 810008)
藏药红景天是指景天科植物红景天(RholiolaroseaLimn)或大花红景天(Rhodiolacrenulata(Hook. f. et Thoms.) H. Ohba)的根茎。为多年生草本,主要生长在海拔1 800~2 700 m的高寒草地、灌丛、石缝中,花期6~7月,果期7~8月。藏药又称为参玛、米旺洛娃、洛门其兔。具有健脾益气,清肺止咳,活血化瘀等功效。研究发现,红景天中含有黄酮类、苯烷基苷类、有机酸类、多糖类等化合物[1],具抗炎、抗氧化、抗疲劳、抗缺氧、抗衰老、抗癌、保肝护肝、减缓轻度阿尔兹海默症症状以及具有潜在治疗帕金森病、重度抑郁病症的药理活性[2]。本文综述近年来关于红景天化学成分以及药理活性研究情况,以期为红景天进一步的综合开发利用提供参考。
1 化学成分
1.1 黄酮类
据报道,目前红景天中已有78种黄酮类化合物被鉴定,主要包括草质素、山柰酚、棉黄素、槲皮素、小麦黄素、儿茶素、芹菜素、原花青素二聚物等化学成分,这些成分具有抑菌、调节血脂、抗血栓、保护细胞、保护肝脏、抑制肿瘤、抗氧化、抗病毒等药理活性[3]。
1.2 苷类
红景天中的苷类化合物主要为苯烷基苷类,包括乙基苷类、红景天苷、苯丙素苷类以及酚苷类,具体主要为酪醇、络塞维、山奈酚7-O-α-L-鼠李糖苷、β-谷甾醇-β-O-β-D-葡萄糖苷、大黄酚-8-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚-7-O-α-L-鼠李糖苷、胡萝卜苷、草质素-7-O-α-L-鼠李糖苷、草质素-3-O-β-D-葡萄糖-7-O-α-L-鼠李糖苷、(+) -异落叶松树脂醇3α-O-β-D-葡萄糖苷、(-) -异落叶松树脂醇3α-O-β-D-葡萄糖苷、草质素-7-O- (3’-O-β-D-葡萄糖基) -α-L-鼠李糖苷等[1,2]。红景天苷是重要的活性成分之一。现代研究发现,红景天苷具有保护心血管系统、抗肿瘤(乳腺癌、肺癌、肝癌、胃癌、结肠癌等)、抗哮喘、保护神经细胞、抗疲劳、抗抑郁、抗病毒、镇痛和治疗糖尿病等药理活性[4,5]。
1.3 有机酸类
氨基酸为红景天有机酸类物质的主要类型之一,赵岩等[6]人利用柱前衍生反向高效液相色谱法测定了狭叶红景天的氨基酸,结果表明:狭叶红景天中主要存在天冬氨酸(游离型11.321 mg/g、水解型65.959 mg/g)、谷氨酸(游离型0.404 mg/g、水解型4.491 mg/g)、天冬酰胺(游离型1.009 mg/g、水解型0.054 mg/g)、丝氨酸(游离型1.688 mg/g、水解型4.629 mg/g)、甘氨酸(游离型3.379 mg/g、水解型1.707 mg/g)、谷氨酰胺(游离型1.455 mg/g、水解型2.336 mg/g)、组氨酸(游离型1.894 mg/g、水解型2.895 mg/g)、脯氨酸和丙氨酸(游离型1.300 mg/g、水解型17.093 mg/g)、精氨酸(游离型17.563 mg/g、水解型8.154 mg/g)、酪氨酸(游离型0.002 mg/g、水解型2.423 mg/g)、缬氨酸(游离型1.309 mg/g、水解型2.899 mg/g)等21种氨基酸,氨基酸总量游离型达到 45.532 mg/g,水解型达到123.798 mg/g,其中,含有8种人体必需氨基酸,对人体的生理机能具有较好补益效果。
1.4 多糖类
红景天多糖作为红景天研究最多的活性成分之一,具有较为广阔的应用前景。蒲忠慧等[7]人采用均匀法优选红景天多糖最优提取工艺,结果发现在100℃、3 h、料液比1∶14时红景天多糖提取量最大,总含量为14.44%。郭萌[8]对比分析了传统水提法与微波前处理—热水浸提两种方法对红景天多糖成分提取的影响,结果发现传统水提法中最佳提取工艺为液料比60∶1、提取温度90℃、提取时间2 h,多糖得率最大为7.88%;微波前处理-热水浸提的最佳工艺为液料比60∶1、微波前处理功率为510 W、微波前处理时间为60 s、浸提时间为2 h,多糖得率最大为14.89%。可以得出微波前处理-热水浸提法较传统水提法的多糖提取效果好,具有明显优势。红景天多糖具有降血糖、调节糖脂代谢、抗氧化、抗衰老、抑菌、保护生殖细胞等功能[9]。
2 药理作用
2.1 抗炎作用
杨泽霖等[10]人通过建立LPS诱导BV2小胶质细胞损伤模型,经不同浓度的红景天苷作用后,运用q PCR法检测细胞因子IL-6、IL-1β、TNF-αmRNA的表达观察抗炎效果。结果发现与模型组比较,红景天苷能够抑制BV2小胶质细胞IL-6、IL-1β、TNF-αmRNA的表达,促进p-Akt蛋白表达,抑制核蛋白NF-κB p50;经LY294002作用后,红景天苷对pAkt、核蛋白NF-κB p50、IL-6、IL-1β等作用不明显。红景天苷能够抑制LPS诱导的BV2小胶质细胞炎症反应,主要是通过激活PI3K/Akt信号通路,促进Akt的磷酸化,抑制NF-κB p50核转录,进而抑制细胞因子,达到一定抗炎效果。
2.2 抗氧化作用
红景天多糖具有较好的抗氧化作用,0.1 mg/ml时红景天粗多糖自由基清除率达到97.31%,脱蛋白多糖的自由基清除率稍低,达到65.58%;它还可以清除超氧阴离子,在红景天粗多糖达到0.12 mg/ml时,超氧阴离子清除率达到96.17%,脱蛋白多糖达到0.12 mg/ml时,超氧阴离子清除率达到67.83%[12]。
2.3 抗疲劳作用
谢磊等[11]人通过计算机模拟建立了小鼠游泳耐力实验系统,获取小鼠力竭时间、首次下沉时间、下沉总时间、首次连续下沉时间等多个耐力评价指标,发现红景天组较对照组的时间均有显著提升。李晶等[12]人设置红参—红景天混提液、红参提取液、红景天提取液3种类别,并按小鼠给药剂量为1 040 mg/kg,给药体积为0.01 ml/g,空白组给予同体积的生理盐水,各组小鼠灌胃30 d进行负重游泳实验和测定血清尿素氮、乳酸及肝糖原水平。结果发现,与空白组相比,红参—红景天混提液能显著提升小鼠游泳时间且血清尿素氮水平均明显降低、肝糖原水平均明显升高、血清中乳酸含量明显降低表明混合提取液具有较为显著的抗疲劳效果。
2.4 抗缺氧作用
抗缺氧是红景天重要的药理功效之一,范能全等[13]人以斑马鱼为生物模型,设置0.01、0.02、0.04、0.08、0.16 mg/L 5个药物剂量组,连续处理5天后测定游泳力竭时间、低氧耐受时间、低氧窒息后体内乳酸含量和乳酸脱氢酶(LDH)活性等指标,结果发现不同药液浓度处理之间,最大相对游泳速度差异不显著;斑马鱼的窒息时间随浓度增高呈现明显的先增后降的趋势,当给药浓度在0. 02 mg/L时窒息时间最大,达到140 min;同时,随着药物处理浓度的增大,斑马鱼体内乳酸含量呈现先增高,后降低,再增高的变化趋势,在0. 01 mg/L处最大,达到0.09 mol/g,最低在0.02 mg/L处,乳酸含量为0.06 mol/g。结果表明,低浓度红景天处理后,斑马鱼耐低氧能力增强,提示红景天对鱼类有一定的抗缺氧的效果,并且可能起到了降低乳酸含量的作用。
2.5 抑癌作用
葛朝伦等[14]人利用平板克隆和CCK-8法检测结肠癌HCT116细胞活力和Transwell观察细胞侵袭与迁移能力。平板克隆和CCK-8实验显示,与对照组相比,0.5、1.0、2.0 μg/mL 红景天苷显著抑制HCT116细胞的增殖,且在该范围内有浓度依赖性。Transwell实验中0.5、1.0、2.0 μg/mL红景天苷分别作用于HCT116细胞24 h,细胞的侵袭、转移能力也逐渐降低(p<0.05)。说明红景天苷可以通过抑制STAT3活化调控结肠癌细胞增殖和转移。李倩等[15]人将人工培养人肺癌A549细胞制备浓度为3×107mL的细胞悬液,取200 μL皮下注射于裸鼠右前肢腋窝皮下进行造模,然后用红景天苷高剂量组、中剂量组、低剂量组50 mg/kg、25 mg/kg、12.5 mg/kg给药,2周后测定瘤体生长抑制率、观察瘤体组织病理变化、计算凋亡指数并通过RT-qPCR检测肿瘤细胞中ERK1/2、细胞周期蛋白D1(cyclinD1)、c-Myc、Bcl-2和Bcl-2相关蛋白X(Bax)mRNA相对表达量;通过蛋白免疫印迹检测肿瘤细胞中ERK1/2、cyclinD1、c-Myc、Bcl-2和Bax蛋白表达水平及p-ERK1/2水平。结果发现红景天苷高剂量组>阳性对照组和红景天苷中剂量组>红景天苷低剂量组>阴性对照组,红景天苷可抑制人肺癌A549细胞裸鼠移植瘤的生长,破坏肿瘤细胞结构,促进肿瘤细胞凋亡。此外,红景天还具抗肝癌、宫颈癌、胃腺癌等方面活性[16]。
2.6 其他
随着科学技术的进步与发展,红景天越来越多的药理活性被发现,如红景天可以通过抑制一氧化氮介导的神经细胞损伤Aβ刺激下小胶质细胞的活化、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶的激活等各种促炎性因子的释放,减轻线粒体损伤,抑制胆碱酯酶,提高乙酰胆碱的水平以及调节自由基清除酶等途径缓解轻度阿尔茨海默氏症症状,具有潜在的治疗作用[17]。同时,红景天还可以通过抗氧化、减轻钙超载、抗炎、减轻能量代谢障碍、抑制心肌细胞凋亡等发挥心肌缺血再灌注损伤保护作用[18]。
3 结语
红景天作为一种上品藏药,具有很大开发潜力。目前,国内关于红景天的主要产品为“红景天胶囊”、“红景天饮片”、“红景天护肤品”等,是利用其抗缺氧、抗氧化等功能,但关于红景天抗炎、抑癌、缓解轻度阿尔茨海默氏症症状、辅助治疗心肌缺血再灌注损伤等较为前沿的作用还未有相关产品。因此,在红景天今后的研究与开发中,可以加大对前沿药理活性的机制研究,挖掘更多的药理活性,同时,红景天作为传统藏药之一,还可以通过藏药典籍中的记载进一步研究其功能,扩大红景天应用研究的广度与深度。