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女贞子化学成分、药理作用及药动学研究进展

2022-06-10刘美红邹峥嵘

热带亚热带植物学报 2022年3期
关键词:女贞子果酸化合物

刘美红, 邹峥嵘

(江西师范大学生命科学学院,江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室,南昌 330022)

女贞子(Ligustri Lucidi Fructus)是木犀科(Oleaceae)女贞属植物女贞(Ligustrum lucidum)的干燥果实,产于长江以南至华南、西南各省区,向西北分布至陕西、甘肃,朝鲜、印度以及尼泊尔等地也有分布或栽培[1]。女贞子最早记载在《神农本草经》,作为上等补益类中药使用已有上千年的历史,常用于治疗肝肾阴虚、眩晕耳鸣、腰膝酸软、须发早白、目暗不明、内热消渴、骨蒸潮热等[2]。女贞子的质量控制对其药理作用以及药材品质的鉴定极其重要[3]。中国药典仅以环烯醚萜类化合物特女贞苷作为质量标志物,要求其含量不得低于0.70%[2]。但是中药材药效是整体化合物协同作用的结果,因此,发掘多个药效成分对更全面评价女贞子质量具有重要意义[4]。目前从女贞子中分离鉴定出的化合物主要是三萜类和环烯醚萜类化合物[5-6]。大量研究表明女贞子具有抗肿瘤[7]、抗氧化[8]、抗炎镇痛[9]、保肝[10]、抗骨质疏松[11]、免疫调节[12]、降血糖降血脂[13-14]、抗菌抗病毒[15-16]等多种药理活性。本文对女贞子的化学成分、药理作用和药代动力学研究进行综述,旨在为女贞子今后深入研究提供理论依据。

1 化学成分

1.1 三萜类

三萜类化合物是女贞子的主要有效成分之一,其中齐墩果酸和熊果酸是研究最多的成分[17-21]。迄今为止,从女贞子中共分离鉴定了40 个三萜类化合物(表1),其中五环三萜类化合物26 个,包括11个齐墩果烷型(1~11),12 个乌苏烷型(12~23),3 个羽扇豆烷型(24~26);四环三萜类化合物即达玛烷型14 个(27~40)。据报道,五环三萜类成分具有广泛的生物活性,如抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化、保肝等[22]。构效分析表明,C-3 位羟基和C-17位羧基是主要的活性基团[23]。此外,C-19 位羟基可明显增强三萜的抗氧化活性[24]。

表1 女贞子中的三萜类化合物Table 1 Triterpenoids from Ligustri Lucidi Fructus

续表(Continued)

1.2 环烯醚萜类

环烯醚萜类化合物是女贞子中一类重要的活性物质,目前已经从女贞子中分离得到67 个环烯醚萜类化合物(表2)。通常根据环烯醚萜类化合物的环戊烷环是否裂开,分为2 种类型:环烯醚萜(iridoid)和裂环环烯醚萜(secoiridoid)。女贞子中裂环环烯醚萜占大多数[42]。据报道,特女贞苷、油苷二甲酯、橄榄苦苷、新女贞子苷、lucidumoside B和lucidumoside C 有抗氧化活性[8,44],橄榄苦苷有抗病毒活性[16]。

表2 女贞子中环烯醚萜类化合物Table 2 Iridoids from Ligustri Lucidi Fructus

续表(Continued)

1.3 苯乙醇苷类

苯乙醇苷类化合物是以β-葡萄糖为母核的天然糖苷类化合物,通过酯键及氧苷键连接取代苯乙基和肉桂酰基。根据含糖的数量可分为4 类:苯乙醇单糖苷、苯乙醇双糖苷、苯乙醇三糖苷和苯乙醇四糖苷[62]。苯乙醇苷类化合物广泛存在于双子叶植物中,目前大多数是从民间药用植物中分离出来的,主要包括马鞭草科(Verbenaceae)、苦苣苔科(Gesneriaceae)、唇形科(Lamiaceae)、玄参科(Scrophulariaceae)和木犀科(Oleaceae)等植物中[63]。目前从女贞子中分离鉴定出18 个苯乙醇苷类化合物(表3),主要包括红景天苷、毛蕊花苷、松果菊苷、北升麻宁和酪醇等。

表3 女贞子中苯乙醇苷类化合物Table 3 Phenylethanoid glycosides from Ligustri Lucidi Fructus

1.4 黄酮类

黄酮类化合物是一类重要的植物次级代谢产物,广泛分布于多种植物中。其基本结构为2 个含有酚羟基的苯环(A 环与B 环)通过中间1 个三碳环C 环(查尔酮及二氢查尔酮为开环结构)相互连接而成,基本骨架为C6-C3-C6 结构[65]。黄酮类分子中的α、β不饱和吡喃酮是发挥各种生物活性的关键,因此绝大多数黄酮苷元的活性比黄酮苷更强。通常母核上的羟基取代程度越大,或邻位羟基取代,清除氧自由基的活性越强[66]。黄酮类化合物通过引入不同取代基在C 环上C-4 位羰基与C-2,3 位双键, A环C-6,7,8 位及B 环C-2′,3′,4′位来丰富其种类或改善活性[65-66]。目前从女贞子中分离得到芹菜素、木樨草素、槲皮素、花旗松素和木樨草素-7-O-β-D-葡萄糖苷等13 个黄酮类化合物(表4)。

表4 女贞子中黄酮类化合物Table 4 Flavonoids from Ligustri Lucidi Fructus

1.5 其他化学成分

除了上述化合物外,从女贞子中还分离出挥发油、多糖、脂肪酸、磷脂、氨基酸和微量元素等化学成分。女贞子肾形生品、肾形酒炖品、圆形生品、圆形酒炖品中分别鉴定出61、54、55、43 个挥发性化合物,其中主要成分有大根香叶烯D、(+)-δ-荜澄茄烯、α-荜橙茄醇、T-杜松醇、石竹烯等[69]。女贞子多糖由5 种糖组成,分别为蔗糖、鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖及岩藻糖。其中葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖含量较高,其物质的量比为9.14∶8.10∶5.18[70-71]。女贞子脂肪酸主要为不饱和脂肪酸,相对含量在88.14%以上。组成为:棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚油酸(异构)、α-亚麻酸等[42,64]。女贞子中总磷脂含量约为0.39%,由7 种磷脂组成,包括溶血磷脂酰胆碱、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酸等[72]。此外,女贞子中还包括17 种水解氨基酸(其中7 种是人体必须的氨基酸),17 种微量元素和5 种常量元素等[39,73]。

2 药理作用

2.1 抗肿瘤作用

女贞子提取物对人结肠癌细胞HCT116和人肝癌细胞HEPG2 的IC50分别为22.08 和13.47µg/mL[74]。女贞子甲醇提取物在体外通过调控Akt/mTOR 通路诱导人胶质瘤细胞死亡,并在U87MG 移植瘤小鼠模型中降低胶质瘤肿瘤生长[75]。女贞子水提物对人肝癌细胞Bel-7402 的增殖具有剂量和时间依赖性的抑制作用。女贞子水提物在p21 参与下激活caspase-3、-8 和-9,诱导Bel-7402 细胞凋亡[76]。

在人骨髓白血病细胞HL60 中,齐墩果酸通过激活caspases 和PARP 的裂解,发挥其对靶肿瘤细胞的杀伤作用[17]。此外,齐墩果酸能够诱导AMPK激活,从而改变人前列腺癌细胞PC-3,人乳腺癌细胞MCF-7 的代谢模式,导致癌细胞增殖和集落形成的减少[77]。各种血管生长因子通过促进肿瘤血管新生促进肿瘤细胞的生长。熊果酸在体内外试验结果均显示可以抑制人肝癌细胞PLC/PRF/5 生长, 并对血管内皮生长因子(VEGF)、转化生长因子-α(TGF-α)表达有明显的抑制作用[18]。齐墩果酸、乙酰齐墩果酸及19-羟基-3-乙酰熊果酸对肺癌细胞A549 和宫颈癌细胞Hela 的增殖有抑制作用,其中19-羟基-3-乙酰熊果酸的抑制效果最好[7]。

2.2 抗氧化作用

在内源或外源性不良刺激下,机体代谢平衡被打破,骤然产生过量自由基,从而导致多种疾病的发生,比如衰老、阿尔茨海默症和癌症等[78-79]。女贞子中许多化合物对DPPH·自由基具有较好的清除能力,1.0 mg/mL 齐墩果酸对 DPPH·自由基的清除率高达85.80%[80],luteolin7-O-D-glucopyranoside、4′,5′-(2′-hydroxy ligustrosidic acid) dimer、acteoside、oleuropeinic acid 和10-hydroxyoleuropein 等化合物也表现出一定的DPPH·自由基清除活性,IC50分别为7.52、7.83、9.54、9.77 和13.85µg/mL[47,59]。Lucidumoside C、oleuropein、neonuezhenide、oleoside dimethyl ester 和lucidumoside B 等化合物均对自由基引起的红细胞溶血有很强的抗氧化作用,其中lucidumoside C 的抗氧化活性是trolox(6-羟基-2,5,7,8-四甲基色烷-2-羧酸)的4 倍[44]。

此外,在H2O2诱导的人脐静脉内皮细胞中,特女贞苷可以通过抑制p66Shc 的表达从而提高抗氧化酶活性,降低凋亡相关蛋白的表达, 表明特女贞苷具有治疗内皮细胞氧化损伤、老化相关疾病潜力[8]。

2.3 抗炎镇痛作用

女贞子水提液通过抑制肿瘤坏死因子-α(TNFα)的产生,降低NO 和前列腺素E2(PGE2)蛋白水平,抑制核因子-κB (NF-κB)的活化对小鼠腹腔巨噬细胞发挥抗炎作用[81]。动脉粥样硬化是慢性炎症之一。齐墩果酸通过降低过氧化脂质,保护前列腺素I2(PGI2)合成酶, 抑制血栓素A2(TXA2)的生成及活性,从而抑制平滑肌细胞增生和泡沫细胞形成,最终明显抑制粥样硬化斑块的形成与发展[19]。此外,女贞子多糖对脂多糖诱导的大鼠睾丸支持细胞炎性损伤具有保护作用并在炎症过程中可以减少白细胞介素1 (IL-1)、IL-6,增加TGF-β的分泌[82]。

女贞子水提液对小鼠具有抗炎、镇痛作用。女贞子水提液处理后,显著抑制了醋酸引起的扭体反应,福尔马林引起的疼痛,脚掌水肿。其作用机制主要与增加过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等肝脏抗氧化酶活性,减少诱导型一氧化氮合酶(iNOS),环氧合酶-2(COX-2),TNF-α等有关[9]。此外,女贞子可以缓解腰椎间盘突出症模型大鼠的疼痛,IL-2、IL-6、IL-8和TNF-α表达均下调[83]。

2.4 保肝作用

肝脏是机体重要的代谢、解毒和造血凝血的场所。当出现肝损伤时会影响机体正常的生命活动,甚至有些肝损伤进一步恶化为肝硬化、肝癌等。据《本草纲目》记载,女贞子有养阴气、平肝火和滋补肝肾等功效。女贞子水提物给予大鼠灌胃30 d 后,可以降低肝脏能量代谢,从而起到平肝火的作用。这与促进DAPK基因mRNA 表达量,显著降低Na+-K+-ATP 酶、Ca2+-Mg2+-ATPase 和琥珀酸脱氢酶(SDH)的活性有关[84-85]。

女贞子水提物在体外对四烯酸+铁诱导的HepG2 细胞损伤和体内对CCl4诱导的肝脏损伤均有保护作用。作用机制可能与降低活性氧(ROS)生成和caspase-3 活性,提高细胞内谷胱甘肽(GSH)水平,激活AMPK 发挥抗氧化作用有关[10]。此外, 女贞子总苷对小鼠非酒精性脂肪肝有保护作用。通过降低谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性, 降低肝指数和甘油三酯(TG)、胆固醇(TC)、固醇调节元件结合蛋白-1c (SREBP-1c)和肝X 受体-α(LXR-α)蛋白的水平,并下调肝脏中SREBP-1c、LXR-α和IL-6 mRNA 的表达。这表明可能与调节脂质代谢、减轻脂质过氧化损伤,减轻炎症反应有关[86]。

2.5 抗骨质疏松作用

骨质疏松症是一种全身性,骨代谢性疾病。其特征包括骨量低下,骨微结构破坏,骨脆性增加, 易发生骨折等。女贞子乙醇提取物可能通过增强矿化过程直接作用于大鼠成骨样细胞UMR-106,从而增加老年大鼠的骨量和骨强度[11]。此外,女贞子水提液对老年去卵巢大鼠有骨保护作用。水提液能显著抑制总体骨、小梁骨和皮质骨的骨密度损失, 显著促进骨髓间充质干细胞成骨, 抑制脂肪生成和破骨细胞生成。表现为碱性磷酸酶活性升高,钙沉积水平升高,脂肪细胞数量减少,骨保护素(OPG)-核因子kB 受体活化因子配体(RANKL) mRNA 显著增加[87]。女贞子水提取物可促进成骨样细胞MC3T3-E1 的增殖和分化、OPG 和RANKL 的mRNA 和蛋白表达。这与MAPK 和AKT 信号通路有关[88]。

去卵巢大鼠给予女贞子水提液处理14 周后, 骨微结构改善,促进了骨形成,明显抑制血清生长激素(GH)水平的下降,提高胰岛素样生长因子1 (IGF-1)在肝脏和骨中的表达。提示其发挥抗骨质疏松的作用可能与调节GH/IGF-1 信号通路有关[89]。雌激素(雌二醇)联合女贞子能有效减轻去卵巢大鼠骨质疏松程度,其联合用药作用优于雌激素单一用药。其机制可能是协同促进骨组织中β-catenin 的表达,从而引起Wnt/β-catenin 信号通路的激活而发挥作用[90]。此外,女贞子水提液处理链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠4 周可以改善骨代谢。结果表明这与调节肾脏维生素D 代谢和十二指肠维生素D 依赖性钙转运蛋白,降低钙敏感受体(CaSR)在甲状旁腺和肾脏中的表达等有关[91]。齐墩果酸和齐墩果酸+熊果酸可提高去卵巢大鼠骨特性、血清1,25(OH)2D3浓度和钙的使用,从而发挥抗骨质疏松的作用[20]。

2.6 免疫调节作用

女贞子对非特异性免疫和特异性免疫均有调节作用。饲料中添加女贞子CO2超临界萃取物能增强断奶仔猪的肠道免疫功能。主要与维护其小肠粘膜完整性、降低盲肠pH、调整肠道微生态平衡等有关[12]。此外还能改善断奶仔猪免疫调节功能,这与提高脾脏指数和胸腺指数、提高血清中猪瘟病毒(CS-FV)和口蹄疫病毒(FMDV)抗体效价、溶菌酶水平有关[92]。女贞子CO2超临界萃取物还能刺激Th1细胞分泌IL-2, IFN-γ和TNF-α,减少Th2 细胞产生的IL-4 和IL-10,刺激淋巴细胞NO 分泌,提高CD4+CD8—细胞的比例,促进淋巴细胞增殖[93]。女贞子对仔猪免疫系统具有一定的调节作用,为开发新型饲料添加剂或免疫佐剂提供了科学实验基础。

2.7 降血糖降血脂作用

糖尿病和高血脂的患病率逐年增加,而且糖尿病和高血脂诱发的并发症对人健康危害极大。女贞子可通过调控氧化应激反应来保护II型糖尿病大鼠胰岛β细胞,从而延缓II 型糖尿病进展[13]。女贞子多糖对α-葡萄糖苷酶具有非竞争性的抑制作用,通过减少糖类的水解,延缓糖类的吸收,从而有效地降低血糖。其最佳抑制浓度为1.0 mg/mL, 2 min达到86%,且抑制作用不受外界pH 值和温度的影响[94]。

女贞子总黄酮对Triton-WR1339 诱导的高脂模型小鼠给药后,显著降低TC 和TG 水平,促进过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα),肝组织脂蛋白脂酶(LPL)的表达,抑制羟甲戊二酰辅酶A 还原酶(HMGCR)的表达。结果表明可能通过对PPARα-LPL 通路以及HMGCR 表达的调控来实现其降脂作用[95]。女贞子中nuzhenal C、6′-O-trans-cinnamoyliso-8-epikingisidic acid、ligulucidumoside A、ligulucidumoside B 和ligulucidumoside C 对HepG2 细胞均有甘油三酯积累抑制作用[14]。

2.8 抗菌抗病毒作用

女贞子对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、白色葡萄球菌(S. albus)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、变形杆菌(Proteusbacillus vulgaris)、大肠杆菌(Escherichia coli)、甲型链球菌(α-Streptococcus)、乙型链球菌(β-Streptococcus)均有体外抑菌作用[15]。

女贞子有明显的抗病毒作用,橄榄苦苷对呼吸道合胞病毒(RSV)和副流感3 型病毒(Para 3)具有明显的抑制活性,IC50分别为23.4 和11.7 mg/mL。Lucidumoside C、oleoside dimethylester 和ligustroside 对Para 3 表现出适度的抑制活性,IC50为15.6~20.8 mg/mL。结果表明这些化合物的抗病毒作用与抗氧化作用没有直接的关系[16]。齐墩果酸和熊果酸表现出抗丙型肝炎病毒(HCV)活性,主要与通过作为非竞争性抑制剂抑制HCV NS5B RdRp 活性,及明显抑制了复制HCV 基因型1b 复制子和HCV 基因型2a JFH1 病毒有关[21]。

2.9 其他药理作用

除了上述作用外,女贞子提取物对人表皮黑素细胞MCs 的粘附和迁移有显著的促进作用,其机制可能与诱导细胞内肌动蛋白骨架聚集有关。齐墩果酸可能是女贞子中促进MC 迁移的活性成分,槲皮素可能是女贞子中增强MCs 粘附的活性成分[26]。女贞苷可以保护Aβ42 诱导的SH-SY5Y 细胞神经毒性损伤,可以有效增加细胞对Aβ42 的转运和清除,对自噬有一定的抑制,抑制NF-kB 的蛋白表达和增加抗凋亡因子Bel-2 蛋白的表达[96]。此外,有研究报道在0.5~4.0 g/L 剂量下,女贞子可作为一种拮抗剂影响铜绿微囊藻的生长,是处理富营养化水体的良好选择[97]。

3 药代动力学

药代动力学是利用数学原理和方法研究生物体内药物的吸收、分布、代谢和排泄的学科。为今后的药理、毒理研究、新药研究和更好的临床应用提供了重要依据。Ligustroflavone 在大鼠体内的药代动力学及在小鼠体内组织分布的研究表明,ligustroflavone 扩散迅速、广泛进入主要器官,肝脏含量最高,其次是肾脏、脾脏和肺[98]。大鼠静脉注射ligustroflavone (2、8 mg/kg)后,最大血药浓度(Cmax)和消除半衰期(T1/2)分别是(5 226.2±2 991.2)、(14 022.6±7 536.6) ng/mL 和(1.3±0.5)、(1.4±0.9) h。Ligustroflavone 在肝脏中大量积累,表明肝脏是其广泛代谢的部位,而脑内ligustroflavone 含量极低,这可能与其脂溶性较弱,无法有效穿越血脑屏障有关。

SD 大鼠口服女贞子提取物(0.4、1.5 和4.5 g/kg),选择7 个主要原型(oleanolic acid、salidroside、acteoside、specnuezhenide、oleuropein、oleoside 11-methyl ester 和G13)作为药代动力学标记研究女贞子的药代动力学特征[99],结果表明salidroside、oleoside 11-methyl ester、oleuropein 和acteoside 在大鼠血浆中被迅速吸收和排出,最大血药浓度时间(Tmax)约为1 h,T1/2为3.08~5.93 h。Oleanolic acid 和specnuezhenide 的去除能力较弱, T1/2分别为24.82 和10.14 h。此外,salidroside 和oleoside 11-methyl ester 的Cmax升高,大分子量化合物(G13 和specnuezhenide)的Cmax降低。Specnuezhenide 和acteoside 可能在体内代谢成salidroside 和oleoside 11-methyl ester,导致后者的高血浆浓度。G13 和specnuezhenide 在提取液中含量较高,血浆中含量较低,这可能受到首过效应和低生物利用度的影响。

另一项研究首次比较了大鼠口服生品和酒制品女贞子后9 个活性成分(salidroside、 hydroxytyrosol、nuezhenidic acid、oleoside 11-methyl ester、1′′′-O-β-D-glucosylformoside, specnuezhenide、G13、oleonuezhenide、oleanolic acid)的药代动力学特征[100]。与女贞子生品相比,酒制品女贞子处理后salidroside,hydroxytyrosol 和nuezhenidic acid 的AUC0~24(0~24 h 曲线下面积)和Cmax升高,而另外6 个化合物的AUC0~24和Cmax降低。这主要是由于酒制后化合物含量的变化造成的。从大分子到小分子转化更容易被吸收。

针对正常鼠、失眠鼠和偏头痛鼠3 种模型小鼠口服红景天苷和酪醇的药动力学参数比较研究表明[101-103]: 大鼠体内可同时存在红景天苷和酪醇成分,但红景天苷吸收快、生物利用度较高。正常鼠和失眠鼠的血药浓度比值(酪醇∶红景天苷)最大值分别为体外含量比值的9.65 和12.58 倍。在失眠鼠和偏头痛鼠中,红景天苷与酪醇相互作用而产生协同吸收作用较正常状态下加强,尤其是在偏头痛鼠中酪醇Cmax大幅增加。此外,两成分体内生物利用度也呈增长趋势。

4 展望

女贞子资源丰富,价格低廉,是一种重要的传统中药,临床上常用于治疗慢性肾炎、慢性肝炎、冠心病、糖尿病、呼吸道感染、脱发、免疫低下等以及化疗后辅助治疗[6,64]。女贞子中含有大量的三萜类、环烯醚萜类、苯乙醇苷类及黄酮类等化学成分,具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎镇痛、保肝、抗骨质疏松、免疫调节、降血糖降血脂、抗菌抗病毒等多种药理活性。

目前关于女贞子药理活性的研究主要集中在抗骨质疏松作用[88-91],这为抗骨质疏松症中药的研发提供了坚实的基础,但是女贞子的其他药理活性研究也应该投入更多精力。其次,对于药理活性的研究应该更加深入,如进行体内实验或临床试验。而且不仅是粗提物,女贞子中具体哪些化学成分发挥了生物活性,其具体的作用机制有待进一步研究。此外,女贞子药代动力学的研究比较匮乏, 而且主要以红景天苷的研究为主[99-100],单一成分不能完全表明女贞子在体内的药代动力学情况,应该再进一步探究多成分的药代动力学。为了综合利用女贞子资源及充分发挥女贞子的药用价值,还需从化学成分、药理活性、药代动力学等方面不断深入探索。

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