石松类锯齿烷型三萜成分及其生物活性研究进展
2020-04-14杨舜伊袁纯红蒋金和陈业高
杨舜伊,袁纯红,蒋金和,陈业高*
(1.中国科学院新疆理化技术研究所 植物资源化学重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830011;2.昆明工业职业技术学院,云南 昆明 650302;3.中国科学院大学,北京 100190;4.云南师范大学,云南 昆明 650092)
石松类分为石杉科和石松科,其中:石松科包含9个属,中国有6属;石杉科分2个属,中国有2属。石杉科植物约有300种,主要分布于热带和亚热带;石松科植物约有70种,全球都有分布。在我国,石杉科植物约有50种,主要分布在我国的西南和华南地区,东北、西北和华东也有分布;石松科约有15种,全国各地都有分布。近年来,国内外关于石松类植物的研究较多,本类植物主要含有由吡啶衍生的喹诺里西啶(quinolizidine)生物碱,也被称为石松生物碱(lycopodium alkaloids),以及由异戊二烯或异戊烷相联结形成的锯齿烷型三萜化合物活性成分[1-4]。石松类植物有漫长的药用历史,一些石松类的全草在民间被用于治疗风寒湿痹、跌打损伤、发热等症。现代药理实验表明,一些石松生物碱在心血管系统、神经肌肉、胆碱酯酶、学习记忆,以及精神分裂症、发热和青光眼的治疗方面有一定的作用,不过作用并不显著。1986年,Liu等[5]从蛇足石杉(Huperziaserrata)中分离得到一个新的C12N5骨架的石松生物碱——石杉碱甲,药理表明它是一个可逆的、高选择性、低毒性的胆碱酯酶抑制剂。石杉碱甲能改善老年记忆力衰退,对阿尔茨海默病有很好的疗效。也有研究表明,锯齿烷型三萜成分有解热、抗炎、镇痛等作用[6]。本文对石松类植物中的锯齿烷型三萜化学成分及其生物活性进行综述。
1 化学结构
石松类植物中的萜类化合物主要是锯齿石松烷型三萜化合物(表1)。这是一类结构比较独特的五环三萜,主要以三萜醇、三萜酸、三萜酯和苷的形式存在,其结构特点包括:C环为七元环,通常27-CH3并入C环形成,因此,与其他五环三萜不同,这类三萜只有7个甲基;分子中C-14、C-15间常存在双键;C-3、C-21位大多连有羟基和乙酸酯基,C-16位为羰基连接。
表1 石松类锯齿烷型三萜
续表1
续表1
2 生物活性
2.1 抗癌活性
Shi等[23]从垂枝石松中分离得到一个新的锯齿型三萜(lycophlegmarin),对人体肝细胞瘤BEL7 402具有一定的抑制活性。3β, 14α, 21β-trihydroxyserratane(表1中化合物52)、3α, 14β, 21β, 24-tetrahydroxyserratane(表1中化合物53)和3β, 14α, 21β, 24-tetrahydroxyserratane(表1中化合物54)对Hela细胞凋亡具有一定的活性,EC50分别是3.49±0.05、0.28±0.13、7.98±0.03 μmol·L-1[14]。serrat A(表1中化合物43)、serrat C(表1中化合物45)和serrat E(表1中化合物47)对人肺癌细胞具有一定的抑制作用,serrat B(表1中化合物44)、serrat E和16-oxolyclanitin(表1中化合物65)对HepG2细胞具有一定的抑制作用,上述化合物都对MCF-7细胞具有抑制作用,IC50值都小于30 μmol·L-1,特别是serrat C的IC50值为16.9 μmol·L-1[39]。
图1 石松类锯齿烷型三萜的化学结构
2.2 抗乙酰胆碱酯酶活性
近来,对于阿尔茨海默病的研究是学术热点。在人脑中枢神经系统传导素的补给中,类胆碱起到了很重要的作用。在临床上,抗乙酰胆碱酯酶具有增强人脑中枢神经的作用。Orhan等[47]为了从天然植物中找到新的治疗阿尔茨海默病的药物,对石松属的5种植物进行研究,发现伸筋草的氯仿-甲醇提取物具有活性,经过波谱分析,证实有效成分是芒柄花素(α-onocerin),发现比益智药物多奈哌齐在同样的溶度下具有更好的乙酰胆碱酯酶抑制活性,对治疗阿尔茨海默病更加有效。此提取物还具有丁酰胆碱酯酶抑制剂的作用[28]。
2.3 抑制天冬氨酸蛋白酶活性
念珠菌分泌的天冬氨酸蛋白酶是念珠菌感染的主要毒害因子。抑制天冬氨酸蛋白酶活性是控制念珠菌病的一个新的途径。Lycernuic acid C(表1中序号76)对天冬氨酸蛋白酶具有明显的抑制作用,IC50为20 μg·mL-1[16,48]。21β, 24-dihydroxyserrat-14-en-3α-ylacetate(表1中化合物49)和16-oxo-21β-hydroxyserrat-14-en-3α-ylacetate(表1中化合物40)对BACE1表现出很强的抑制作用,IC50值分别为(2.79±0.28)和(2.49±0.12)μmol·L-1[27]。
3 小结
石松类植物化学成分和生物活性的研究一直是国内外研究的热点。现有研究从石松类植物中共分离得到113个锯齿烷型三萜成分,本文对其植物来源、化学结构和生物活性等进行综述,旨在为进一步的开发与利用提供参考。