酸浆的化学成分及药理作用研究进展
2022-03-11白露露潘馨慧
李 欣,白露露,易 珂,潘馨慧,2*
1石河子大学药学院 新疆植物药资源利用教育部重点实验室,石河子 832002; 2北京大学 天然药物及仿生药物国家重点实验室,北京 100191
酸浆(PhysalisalkekengiL.var.franchetii(Mast.)Makino)为茄科(Solanaceae)酸浆属多年生草本植物,又名锦灯笼、挂金灯等,常生于路边、田野及宅旁,在中国许多地区均有分布,主要生长在河北、吉林、新疆等地。其药用部位多为成熟干燥宿萼或带果实的宿萼(2020版《中国药典》收录为锦灯笼),其性寒味苦、归肺经,具有清热解毒、利咽化痰、利尿通淋之功效,为传统的药食两用植物[1,2]。始载于《神农本草经》,历代本草中亦有记载。传统医学用于治疗咽痛音哑,痰热咳嗽,小便不利,热淋涩痛;外用于天疱疮、湿疹。
国内外学者对酸浆化学成分和药理作用进行了大量的研究并发表相关成果。然而有关酸浆的中文综述十分有限,且大多着重于综述酸浆的药理作用进展,对其化学结构总结较少。本文对近年来酸浆的研究成果进行综述,总结并绘制已报道的酸浆中含有的化学成分,如类固醇类、黄酮类、苯丙素类、含氮化合物、萜类衍生物、蔗糖酯类等。同时,在前人基础上归纳总结酸浆药理作用及其作用机制的最新进展,如抗炎、抗菌、抗氧化、抗肿瘤、抗糖尿病、抗衰老、抗肥胖和调节肠道菌群平衡等。此外,本文对酸浆的研究现状进行了一定分析和讨论,以期为酸浆进一步的研究及开发利用提供一定参考。
1 化学成分
1965年开始,Yamaguchi等[3]开始分离并鉴定酸浆中的化学成分。到目前为止,已有150余种化合物被研究报道,包括类固醇类、黄酮类、苯丙素类、含氮化合物、萜类衍生物、蔗糖酯类和其他类化合物。大量研究表明,类固醇类(特别是酸浆苦素)和黄酮类为其主要的生物活性成分。
1.1 类固醇类
酸浆中含有丰富的类固醇类化合物,已有72种化合物从酸浆的宿萼、果实、地上部分以及根中分离得到。其中酸浆苦素类化合物(physalins)为酸浆的特有成分,其基本结构为13,14-裂环-16,24-环麦甾烷。酸浆苦素A是第一个被发现报道的该类化合物,由日本学者于1969年分离鉴定得到[4]。此后,大量酸浆苦素类化合物不断被发现。作为酸浆属植物特有的生物活性成分,酸浆苦素类化合物表现出抗肿瘤[5]、抗炎[6,7]等多种显著的药理活性,其作用机制也得到了广泛的研究。此外,新酸浆苦素类化合物、甾醇类化合物也从酸浆中分离得到(见表1和图1)。
表1 酸浆中类固醇成分Table 1 Steroids in P.alkekengi var.franchetii
续表1(Continued Tab.1)
续表1(Continued Tab.1)
图1 酸浆中类固醇类化合物结构Fig.1 Structures of steroids in P.alkekengi var.franchetii
1.2 黄酮类
黄酮类化合物是酸浆的主要生物活性成分之一,该类化合物广泛存在于自然界中,其基本母核结构为2-苯基色原酮。黄酮类化合物对癌症的预防有积极的意义,2001年Birt等[35]综述了黄酮类化合物抗肿瘤的可能机制,通过阻滞肿瘤细胞细胞周期和诱导凋亡等多种途径发挥其抗肿瘤作用。此外,有研究发现作为最主要的黄酮类化合物之一,木犀草素具有抗炎作用,能够抑制小鼠肺泡巨噬细胞炎症相关基因的表达[36]。迄今为止,已有19种黄酮类化合物从酸浆中分离得到,主要包括木犀草素及其苷类、槲皮素及其苷类和山奈酚苷等(见表2、表3和图2)。
表2 酸浆中黄酮类成分Table 2 Flavonoids in P.alkekengi var.franchetii
图2 酸浆的黄酮母核Fig.2 Structural skeleton of flavonoids in P.alkekengi var.franchetii
表3 酸浆中黄酮类化合物结构Table 3 Structures of flavonoids in P.alkekengi var.franchetii
1.3 苯丙素类
酸浆宿萼中已分离出多种苯丙素类化合物,主要包括苯丙酸类衍生物和木脂素。阿魏酸、绿原酸、丁香苷B、3-咖啡酰奎宁酸甲酯[28,38,39]均为常见的苯丙酸类衍生物,木脂素类化合物有丁香树脂醇-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、(+)-松酯酚-O-β-D-二-吡喃葡萄糖苷、(+)-丁香脂素-O-β-D-双吡喃葡萄糖苷和(+)-杜仲树脂酚-O-β-D-双吡喃葡萄糖苷[38,39](见表4和图3)。有研究表明,绿原酸具有较好的抗菌[40]、抗肿瘤[41]作用。
图3 酸浆中苯丙素类化合物结构Fig.3 Structures of phenylpropanoids in P.alkekengi var.franchetii
表4 酸浆中苯丙素类成分 Table 4 Phenylpropanoids in P.alkekengi var.franchetii
1.4 含氮化合物
酸浆中的含氮化合物主要包括生物碱、核苷和肽类化合物。Asano等[42]研究发现,生物碱类化合物主要存在于酸浆的根部,此外也有学者从酸浆的地上部分分离得到此类化合物,包括phygrine、古豆碱、红古豆碱、托品碱、3α-巴豆酰莨菪碱、打碗花精A3、打碗花精A5、打碗花精B1、打碗花精B2、打碗花精B3、1β-氨基-2α,3β,5β-三羟基环庚烷、N-对香豆酰酪胺和N-反式-阿魏酰酪胺[3,16,39,42-44](见表5和图4)。此外,三种核苷和肽类化合物[16,23,39]也从酸浆中分离得到。
表5 酸浆中含氮化合物Table 5 N-containing compounds in P.alkekengi var.franchetii
续表5(Continued Tab.5)
图4 酸浆中含氮化合物结构Fig.4 Structures of N-containing compounds in P.alkekengi var.franchetii
1.5 蔗糖酯类
蔗糖酯类化合物是近年来在酸浆中新发现的一种具有很高生物活性的成分,其基本组成为蔗糖和长链脂肪酸酯。Zhang等[45,46]从酸浆地上部分提取物中分离得到一系列蔗糖酯类化合物,命名为physakengoses A~Q(见表6、表7和图5),并初步研究了蔗糖酯类有效的体外抗菌活性。此外,已有研究表明physakengose G能显著抑制人骨肉瘤细胞的增殖,有应用于骨肉瘤治疗的发展潜力[47]。
表6 酸浆中蔗糖酯类成分Table 6 Sucrose esters in P.alkekengi var.franchetii
续表6(Continued Tab.6)
图5 酸浆的蔗糖酯母核Fig.5 Structural skeleton of sucrose esters in P.alkekengi var.franchetii
表7 酸浆中蔗糖酯类化合物结构Table 7 Structures of sucrose esters in P.alkekengi var.franchetii
续表7(Continued Tab.7)
1.6 萜类衍生物
酸浆中也含有丰富的萜类物质。2020年,Zhang等[48]从酸浆宿萼分离出了3种新的倍半萜类化合物,即physalisitin A~C,同时证实3种化合物对环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)较强的抑制活性,表明了酸浆作为抗炎前体药物的潜能。此外,酸浆中还含有9种萜类衍生物,分别为柠檬酸苷A、(6S,9R)-长寿花糖苷、(6S,9S)-长寿花糖苷、(6R,9S)-3-氧-α-紫罗兰醇-β-D-吡喃葡萄糖苷、齐墩果酸、physanoside A、physanoside B、乙烯基-1-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→2)-O-[α-L-阿拉伯吡喃糖基-(1→6)]-O-β-D-吡喃葡萄糖苷和熊果酸[20,21,34,39,49,50](见表8和图6)。
图6 酸浆中萜类衍生物结构Fig.6 Structures of terpenoid derivatives in P.alkekengi var.franchetii
表8 酸浆中萜类衍生物成分Table 8 Terpenoid derivatives in P.alkekengi var.franchetii
酸浆化学成分复杂多样,除上述成分以外,还含有多种活性化合物,包括皂苷、多糖、木质素、各种有机酸和脂肪酸等。其中大部分均表现出有意义的药理活性及临床应用潜能,如丁香酸具有哮喘、急性酒精性肝病等疾病治疗的应用潜力[51,52]。Yan等[51]在2016年研究丁香酸对酒精诱导的肝毒性的作用,其明显改善小鼠的肝脏炎症浸润,同时与肉桂酸可能存在潜在的累加或协同作用。此外有研究报道,丁香酸可以抑制炎性细胞,用于控制哮喘的进展[52]。因酸浆中发现的多种结构独特、活性显著的化合物,寻找其具有药用价值的有效部位及组分成为了天然药物化学的热点,受到业内诸多研究者的关注,但研究仍远远不足。虽然其中部分化合物结构已经被明确(见表9和图7),但大多数化学成分(如皂苷、多糖)的结构仍待表征确证,同时尚有未知成分等待进一步的探索。
图7 酸浆中其他化合物结构Fig.7 Structures of other compounds in P.alkekengi var.Franchetii
表9 酸浆中其他化合物成分Table 9 Other compounds in P.alkekengi var.franchetii
2 药理作用
酸浆作为一种临床应用历史悠久的药用植物,被我国和欧洲的传统民族医学广泛收载并沿用至今。在我国的中医专著中,酸浆广泛应用于咳嗽、咽喉肿痛、痢疾、水肿、小便淋漓、大便不通、丹毒、黄水疮等病症的治疗[53]。在欧洲民族医学中,酸浆是有效的利尿剂、祛痰剂和抗菌剂[43]。基于现代中药化学和药理学的不断深入研究,酸浆广泛而复杂的药理活性及其作用机制得到阐明,且新的药理活性也在不断被发掘报道。
2.1 抗肿瘤作用
恶性肿瘤是一类威胁人类生命健康的严重疾病,预计癌症将成为21世纪各国死亡的主要原因和增加预期寿命的最重要障碍。据世界卫生组织估计,在全球的91个国家中,癌症是其国民70岁前死亡的第一或第二大原因[54]。天然产物是抗肿瘤药物的一大重要来源,目前使用的抗肿瘤药物中约有50%直接或间接来源于天然产物,如丹参酮、姜黄素、白藜芦醇、青蒿素和三氧化二砷都是常见的抗肿瘤活性物质[55]。酸浆具有明显的抗肿瘤活性,这一作用有赖于酸浆苦素[5,56-58]、黄酮[35]、皂苷[59]和蔗糖酯[47]等活性化合物(见图8)。
图8 酸浆的抗肿瘤作用Fig.8 Anti-tumor effects of P.alkekengi var.franchetii
2.1.1 肺癌
肺癌是全球性死亡的主要原因[60],其中80%~85%的肺癌患者被诊断为非小细胞肺癌 (non-small cell lung cancer,NSCLC),由于缺乏有效地早期筛查手段,使得大多患者被确诊为晚期。NSCLC晚期没有治愈性的治疗手段,目前最有效的以化疗为基础的治疗方案,如铂类联合紫杉醇、长春新碱、吉西他滨等药物治疗方案,似乎也进入了平台期。因此学者们致力于寻找更有效的、耐受性更好的药物来解决这一问题。Xin等[61]研究发现,在浓度为25 mg/mL时,酸浆水提物对人肺腺癌细胞(SPC-A-1)呈现显著的生长抑制作用,抑制率可达79.9%。水提物的作用使腺癌细胞的细胞周期阻滞于G1/G0期,同时诱导细胞的凋亡。酸浆苦素A是酸浆中具有抗肿瘤作用的生物活性物质,研究证明其可以通过抑制信号转导和转录激活因子3(janus kinase/Signal transducer and activator of transcription 3,JAK/STAT3)信号通路发挥抗肿瘤作用[56]。Zhu等[56]通过体外实验说明酸浆苦素A(15 μmol/L)通过调节JAK2和JAK3的磷酸化水平抑制JAK2/3-STAT3信号传导,发挥对非小细胞肺癌细胞(H292、H358、H1975、H460、A549)的增殖抑制和促凋亡作用。此外,腹腔注射一定剂量的酸浆苦素A可以显著抑制小鼠体内非小细胞肺癌细胞异种移植物的生长,显示了酸浆用于NSCLC临床治疗的潜在价值。
2.1.2 肝癌
核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)及其下游大量细胞保护靶基因的上调在防止细胞恶性氧化转化、蛋白质毒性和代谢应激方面发挥着至关重要的作用[62]。靶向NrF2信号通路进行癌症的化学预防一直是热点研究领域,天然产物来源的Nrf2化学诱导剂被广泛大量研究。Shin等[57]发现,在肝癌细胞(Hepa-lclc7、HepG2)中,酸浆苦素A通过激活Nrf2及其靶基因来显著诱导QR的表达,且由其诱导的Nrf2激活受ERK和p38激酶的调节。研究结果表明,酸浆苦素A有用于预防肝病及癌症的潜能。此外,酸浆对肝癌的潜在预防作用可能与其中含有的苯丙素类化合物的抗肿瘤活性有关。研究人员通过实验证明纯化的绿原酸可以剂量依赖性地抑制肝癌细胞(Hep3B)中的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)活性,从而起到预防肿瘤细胞侵袭转移的作用[41]。
2.1.3 骨肉瘤
骨肉瘤是一种多发于青少年的高度恶性肿瘤,表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)的上调或构成性激活是骨肉瘤的一大特征[63]。EGFR激活丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)等多种信号通路,促进肿瘤的发育。抗EGFR被认为是治疗骨肉瘤的有效靶点。Physakengose G是一种从酸浆中分离纯化得到的新化合物,Lin等[47]发现physakengose G可以阻断EGFR磷酸化,抑制表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)下游信号分子AKT、mTOR等的激活,从而抑制骨肉瘤细胞(U-2 OS、HOS)的增殖、诱导其凋亡。同时,该研究指出physakengose G的抗瘤作用与细胞自噬流量的降低也有密不可分的关系。
2.1.4 乳腺癌
2017年,Zhao等[58]采取体外细胞实验方法研究酸浆苦素B对人乳腺癌细胞(MDA-MB-231)的增殖抑制和促凋亡作用。0.375~50 μmol/L浓度范围的酸浆苦素B作用于乳腺癌细胞24 h后,对细胞增殖有明显抑制作用,且存在浓度依赖关系。该实验还发现酸浆苦素B能够降低线粒体的膜电位,提升细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平,调节相关凋亡蛋白表达,从而促进细胞凋亡。然而,肿瘤的发生与发展与EGFR、JAK/STAT等诸多信号通路密切相关[64],明确其对相关通路的影响,进而应用于乳腺癌的临床治疗,仍需要进行大量的工作。
2.1.5 胃癌
皂苷是一种重要的天然活性成分,其广泛存在于柴胡、人参、酸浆等药用植物中,并具有多种有价值的生物活性。Ren等[59]研究了酸浆宿萼总皂苷(total saponins,TPS)对小鼠胃癌细胞(MFC)的生长、增殖抑制和细胞凋亡的影响。结果表明,TPS使小鼠胃癌细胞数量减少、细胞形状发生改变、凋亡小体增加。在浓度为80 μmol/L作用72 h的条件下,MFC的增殖抑制和细胞凋亡效果最明显。
综上所述,酸浆中多种生物活性成分对不同肿瘤细胞均具有明显的抑制活性,其中作为酸浆的特有成分,酸浆苦素的表现尤为亮眼。近年来,国内外学者对酸浆苦素的抗瘤活性进行了广泛大量的研究,所涉及的肿瘤范围不断扩大。Yang等[10]研究人员分离一系列酸浆苦素类化合物并证明了酸浆苦素B、F和J对白血病细胞系(HL-60)、肝癌细胞系(SMMC-7721)、肺癌细胞系(A549)、乳腺癌细胞系(MCF-7)和结肠癌细胞系(SW-480)的显著细胞毒性。随着酸浆抗瘤活性及其作用机制的不断深入研究,酸浆有望应用于临床多种恶性肿瘤的实际治疗。
2.2 抗炎作用
炎症是机体对于外界有害刺激和条件引起的适应性反应,炎症发生时通过NF-κB信号通路、JAK/STAT信号通路、MAPK通路等多条通路介导炎症因子和炎症介质的分泌,参与了多种疾病的发生发展,如类风湿性关节炎、炎症性肠炎、哮喘[65]。近年来数以百计的有关天然产物抗炎活性的研究被发表,天然产物提取物及其纯合化合物表现出了强大的抗炎活性[66]。结合应用多种动物、细胞等体内外试验模型进行活性系统评价,鉴定和开发天然来源的抗炎药物,对炎症相关疾病治疗的发展具有重要意义[65,67]。
现有研究表明,酸浆甲醇提取物(Physalisalkekengimethanol extract,PA)对炎症有很强的抑制作用[68-70],能为抗炎药物的开发提供新思路。Kang等[68]研究发现,PA通过抑制LPS诱导的IκBα降解、MAPK激活以及LPS/IFN-γ诱导的STAT1激活发挥抗炎作用,产生此效应的PA浓度高于抑制iNOS所需的浓度。同时其氯仿部位通过抑制iNOS、TNF-α、IL-6的表达也表现出一定的抗炎活性。然而在Hong等[69]的研究中,除却抑制MAPKs激活这一途径外,20~60 μg/mL的PA还能够下调MMP-9的表达,减少多种炎症因子(NO、IL-6、TNF-α)等的产生。这一抗炎作用在体内实验中同样得到了证实,对于卵清蛋白(ovalbumin,OVA)诱导的哮喘小鼠模型,30 mg/kg的PA能显著抑制其支气管肺泡灌洗液中炎性细胞计数、细胞因子的产生以及气道高反应性。此外,有文献报道了PA的乙酸乙酯部位作为治疗不同神经障碍和炎症相关疼痛的潜在候选药物的巨大潜力[70]。研究人员发现,在小鼠小胶质细胞(BV-2)中,PA的乙酸乙酯组分和丁醇组分剂量依赖性地抑制LPS诱导的炎症因子NO、TNF-α和IL-6的产生,而乙酸乙酯部位是发挥这种作用的主要成分。同时,在动物模型实验中,100 mg/kg和200 mg/kg的PA乙酸乙酯组分显著抑制醋酸诱导的小鼠扭体、福尔马林诱导的舔体时间和水肿,表现出对炎性疼痛明显的抑制效果。
酸浆乙醇提取物也表现出一定的抗炎活性。Shu等[71]研究发现,酸浆50%乙醇组分能够下调iNOS、COX-2和LPS诱导的人髓系白血病单核细胞(THP-1)中NF-κB的表达,显著降低了NO、PGE2、TNF-α、IL-1和IL-6的产生,在体内和体外均表现显著的抗炎活性。
由上文可知,现阶段关于酸浆抗炎作用的研究主要围绕其不同的提取部位展开,少有学者揭示酸浆中具体的抗炎活性化合物。综合现有的文献报道,酸浆苦素[6,7,72]和倍半萜[48,72]可能是酸浆中主要发挥抗炎作用的有效成分,而其活性化合物的潜在靶标和作用机制仍需进一步的探索。
2.3 抗菌作用
酸浆在传统医学中用于清热解毒、利尿通淋,现代中医研究也表明其对丹毒、痢疾等感染性疾病有一定治疗作用。酸浆苦素是酸浆的主要有效生物活性成分之一,多项研究表明酸浆的抗菌活性与酸浆苦素有着密不可分的关系。Zhang等[73]在2013年报道了酸浆的多种提取组分的显著抗菌活性,其中酸浆苦素组分对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制和杀死作用极强。Yang等[10]采用肉汤稀释法和牛津杯法检测酸浆宿萼中的26种化合物对参考菌株和临床分离株的抗菌活性,酸浆苦素B、J和P对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌表现出强有效的抗菌作用。Helvac1等[74]研究酸浆苦素D的抗菌活性,考虑其抗菌机制与特殊的麦角甾烷型多氧亲脂结构有关。同时一些酸浆苦素表现出一定的抗疟效果,有研究表明以酸浆苦素D治疗伯氏疟原虫感染小鼠模型能减少小鼠体内的寄生虫数和降低小鼠死亡率[75]。此外,Zhang等[45,46]发现蔗糖酯类化合物也存在一定的抗菌活性。然而现阶段人们对酸浆的抗菌活性的研究仍处于初级阶段,鲜有文献揭示酸浆抗菌活性的作用机制。深入研究酸浆中的抗菌活性成分及探索其机制,有望为新型抗菌药物的研发提供一种可能。
肠道菌群作为寄存于人体胃肠道的复杂微生态系统,不仅与多种疾病的发生发展有关,而且可以改变药物体内的药物代谢动力学过程,进而影响药物的临床疗效[76]。越来越多研究发现,天然产物通过改变肠道微生物群组成、调节微生物群代谢、增强紧密连接蛋白的表达和增强黏膜免疫等方式恢复肠道微生物群平衡以实现其药理活性[77]。由此推断,研究天然产物与肠道菌群的相互作用、寻找潜在的药物靶标将会成为天然产物研究的新热点。有课题组尝试对酸浆调节肠道菌群的作用进行研究[17,78],结果支持了酸浆具有作为恢复肠道菌群平衡的天然药物的潜力。在体外实验中,0.78~1.56 mg/mL的酸浆提取物促进了德氏乳杆菌的生长,同时不同浓度的提取物均抑制大肠杆菌的生长,其抑菌活性与提取物浓度存在一定正相关性,结果表明了酸浆对肠道益生菌的促进作用和对病原菌的抑制作用[17]。进一步的小鼠体内研究结果显示,肠道的优势菌株乳杆菌属的质量和数量随提取物浓度的增加而显著增加[78]。然而由于目前对于酸浆与肠道菌群的相互作用研究仍存在许多问题,比如相互作用机制的研究尚欠缺、酸浆中是否存在特殊结构的化合物通过影响肠道菌群进而改变机体生理或病理状态的研究尚未有揭示,酸浆实际应用于肠道菌群调节疗法治疗临床相关疾病仍有很长一段路要走。
2.4 抗氧化与抗衰老作用
酸浆具有很强的抗氧化能力,能够有效螯合金属离子和清除自由基[羟基自由基(·OH)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)和3-乙基苯并噻唑-6-磺酸自由基(ABTS·)][79,80]。Moniruzzaman等[81]研究发现,酸浆果实的乙酸乙酯组分(ethyl acetate fraction ofP.alkekengifruits,PAF-EA)能抑制LPS刺激的小胶质细胞内活性氧的产生,其中血红素氧化酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)起到了不可或缺的作用。体内实验中PAF-EA显著改善东莨菪碱所致的小鼠记忆障碍,为酸浆在神经退行性疾病治疗的可能应用提供了依据。随后,很多研究对酸浆的抗氧化活性成分进行了深入的探讨,黄酮、多酚等物质被认为酸浆发挥抗氧化作用的原因。酸浆宿萼黄酮在体外具有明显抑制·OH和DPPH·的作用[82,83],同时酸浆宿萼总黄酮能够减少过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)所致的小鼠红细胞氧化溶血,降低小鼠H2O2诱导肝匀浆丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的含量以及减轻肝线粒体肿胀度,对·OH引起的氧化损伤产生一定保护[82]。此外,Li等[80]研究表明了酸浆提取物清除自由基和还原金属离子的能力与多酚、多糖的含量存在一定的正相关性。
近年来,酸浆的抗衰老作用也备受关注。衰老是一个不可逆过程,伴随着身体各项生理机能的改变。现代衰老学说主要有端粒学说、自身免疫学说、炎性学说和自由基学说等,其中自由基学说最受重视;过量活性氧自由基导致细胞分子损伤水平的增加,引起细胞的氧化损伤,从而影响衰老的进程;使用有效的抗氧化剂,可能会推迟年龄相关性疾病的发生与进展[84,85]。Guo等[86]研究酸浆水提物对秀丽隐杆线虫衰老的影响,结果表明,酸浆宿萼水提物能够显著延长线虫在胡桃醌诱导的氧化应激条件下的存活时间,具有显著的体内抗氧化生物活性,从而延缓线虫衰老。其抗衰老机制可能与饮食限制信号通路的激活有关,通过上调相关抗氧化基因表达水平增强线虫抗氧化应激能力,以达到延缓衰老的目的。Sun等[87]研究发现,酸浆宿萼的乙酸乙酯组分能够显著抑制了D-半乳糖诱导的小鼠衰老相关改变,改善了小鼠对新物体识别和Y-迷宫中的学习记忆障碍,减轻负重强迫游泳中的疲劳,降低胸腺系数,以及保护肝、脾和海马体的组织病理学损伤。机制研究表明,乙酸乙酯组分降低了肝脏、脾脏和海马体的衰老相关β-半乳糖苷酶,以及肝脏、血浆和大脑的氧化应激。此外,黄酮类、酚类和皂苷类化合物可能为乙酸乙酯部位抗衰老的主要生物活性成分。
2.5 抗肥胖和抗糖尿病作用
快速的生活节奏、不健康的饮食和缺乏锻炼等导致肥胖和糖尿病的发病率以史无前例的速度上升,由于糖尿病的长期性,不仅给患者造成极大的痛苦,也增加了全球多数国家的医疗负担。由于胰岛素和口服降糖药的长期应用均会导致抵抗和严重副作用到的发生,寻找一种无毒、有效、经济的药物势在必行。近年来,天然产物在代谢性疾病方面的研究日渐深入,研究者也将目光聚焦于天然抗糖尿病药物的开发[88,89]。
Lee等[90]报道了酸浆的抗肥胖作用,其作用可能与介导白色脂肪组织褐变有关。在糖尿病治疗方面,酸浆果实和全草提取物的抗糖尿病活性在近期研究中被验证。研究人员通过观察酸浆果实和全草提取物对暴露于高血糖水平的人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)的作用,发现酸浆提取物能够抑制细胞的氧化应激、炎症和凋亡,发挥有益作用,进一步研究分析,酸浆提取物中的酚类化合物的高抗氧化活性可能与其抗糖尿病作用直接相关[91]。Hu等[92]研究表明,酸浆地上部分和果实的乙酸乙酯提取物(PAG-EA、PAF-EA)能显著降低前脂肪细胞(3T3-L1)和HepG2-GFP-CYP2E1(E47)细胞中α-葡萄糖苷酶活性,减轻氧化应激。同时,PAG-EA和PAF-EA能够抑制细胞色素P450-2E1(CYP2E1)基因和蛋白质的表达,增强葡萄糖转运蛋白4的表达和功能以及提高胰岛素敏感性,从而发挥强大的降糖效果。动物水平的结果同样证实了其抗糖尿病作用,糖尿病前期大鼠口服300 mg/kg PAG-EA或PAF-EA 28天可显著降低其空腹血糖、空腹胰岛素、总胆固醇和甘油三酯水平,显著增强胰岛素敏感性。在接下来的研究中,研究者以HepG2细胞与高脂饮食-链脲佐菌素(high fat diet-streptozotocin,HFD-STZ)诱导的糖尿病大鼠为模型探究PAG-EA和PAF-EA抗糖尿病的可能机制,其结果支持乙酸乙酯提取物促进葡萄糖的吸收和利用,同时改善糖脂代谢[8]。此外,Guo等[93]从酸浆宿萼多糖中纯化鉴定出7个多糖组分,同时对其抗糖尿病活性进行研究。对于四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠模型,口服宿萼多糖可以通过修复胰岛改善空腹血清胰岛素水平,上调磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3 kinase /protein kinase B,PI3K/Akt)信号通路,增加葡萄糖摄取量,进而减轻糖尿病症状,如降低小鼠空腹血糖、糖化血清蛋白和增加体重,而其影响PI3K/Akt信号通路的具体机制有待进一步研究。
2.6 其他作用
多糖是一种广泛存在于酸浆各部位的活性物,实验研究证明,酸浆多糖可明显增强小鼠的免疫活性。Yang等[94]的研究表明酸浆果实多糖显著提高了pD-HSP90C免疫小鼠血清中特异性抗体IgG、IgG1、IgG2b的滴度,以及IL-2和IL-4的浓度,可以作为一种有潜力的佐剂以增加DNA疫苗的效力。随后,Yang课题组用碱法从成熟酸浆茎中分离纯化得到水溶性多糖,对其进行生物活性研究。结果表明,在DNA疫苗免疫小鼠模型中,水溶性多糖显著增强了特异性抗体IgG反应,IgG1和IgG2b的滴度更高,可作为DNA疫苗的潜在佐剂候选物[95]。
此外,有学者对酸浆改善顺铂所致肾毒性作用进行研究。接受顺铂腹腔注射的大鼠以400 mg/(kg·d)的剂量口服酸浆地上部分70%乙醇提取物,能够明显降低肾功能标志物以及钠/钾的水平,减轻了顺铂对肾脏的影响,同时改善了顺铂引起的肾脏病理损伤。结果支持了酸浆在使用顺铂治疗的患者中改善顺铂诱导的肾毒性的潜在应用[96]。
综上所述,酸浆具有广泛的药理活性,尤其抗肿瘤、抗炎、抗衰老、抗糖尿病等已然成为相关领域研究的热点,经过大量的实验探索,其作用机制不断得到揭示。这不仅支持其在传统医药治疗疾病中的广泛应用,也充分表明酸浆广阔的药用开发前景。其次,酸浆广泛且明显的药理作用与其中含有的酸浆苦素、黄酮、萜类衍生物等多种生物活性物质有着密切的关系,现阶段关于酸浆中生物活性物质的研究尚不完整,尤其对于酸浆苦素类化合物,该类化合物为酸浆中的特有成分,其药理活性仍存在很多可能性,值得进一步的探索。
3 总结与展望
现如今,随着中医药在临床治疗实践中的大量应用,传统中草药的研究也更加受到关注。酸浆作为一种传统医药治疗中的常规使用药材,其化学成分及药理作用被国内外学者进行了广泛大量的研究。本文通过阅读国内外相关文献,对酸浆化学成分及药理作用进行综述,总结并绘制已报道的化合物150余种,包括类固醇类、黄酮类、苯丙素类、含氮化合物、萜类衍生物、蔗糖酯类和其他类化合物。酸浆具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗肿瘤、抗糖尿病以及疫苗佐剂等药理作用,其药理活性及作用机制在体内外也得到了一定的研究证实,这为酸浆在传统医药治疗疾病中的应用提供了理论依据,也为其进一步的研究与新药开发及应用奠定了基础。然而,综合以往研究发现,国内外学者对于酸浆化学成分分析中还有很多成分有待进一步探索。同时,其药理活性及作用机制尚未完全清楚,且大多停留在实验室基础研究阶段,缺乏有关成药性评价方面的研究报道。因此,进一步分离分析酸浆的活性部位及成分,深入发掘和利用其药理作用,具有重要意义。