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荚蒾属植物化学成分及药理作用研究进展

2020-12-13孙晓蕾陈文华谭会颖徐凌川

中成药 2020年11期
关键词:萜类甲氧基羟基

孙晓蕾,陈文华,谭会颖,苏 阳,郭 宁,徐凌川

(山东中医药大学,山东济南 250355)

荚蒾属植物隶属于五福花科,据《中国植物志》 记载,全世界约有200种。该属植物在亚热带和暖温带地区资源丰富[1],以南美洲、北美洲和东亚地区为主产区。目前我国发现约有74种,包括珊瑚树Viburnum odoratissimumKer-Gawl.、地中海荚蒾Viburnum tinusL.、水红木Viburnum cylindricumBuch.-Ham.ex D.Don、皱叶荚蒾Viburnum rhytidophyllumHemsl.、臭荚迷Viburnum foetidumWall.等,各省区均有分布,以西南为分布中心[2]。其中,部分植物被报道有很高的药用价值,可作为中药材使用[3]。荚蒾属植物为落叶或常绿灌木或小乔木,各部位功效略有不同。《全国中草药汇编》 中记载,荚蒾属植物有祛风清热、祛瘀消肿、散瘀活血之功效,根用于感冒、发热、月经不调、淋巴结炎、跌打损伤,根、茎水煎外洗可治疗湿疹;叶用于治疮疖、癣、皮肤搔痒及风热感冒;枝用于风湿性关节炎、腰酸腿痛、跌打损伤;果用于急、慢性气管炎,咳嗽[4-10]。荚蒾属植物含有丰富的萜类、木脂素、黄酮类等成分。其中,其特征性成分vibsane型二萜为主要抗肿瘤活性成分;黄酮类为主要抗氧化活性成分。研究者已从该属植物的根、茎、叶、果实、枝条等部位中分离并鉴定出多种化学成分,对其药理活性也进行了基础性研究。近年来,国内外学者开始对荚迷属植物进行深入的研究,分离鉴定出多种化学成分并做了活性测试,在药理活性方面取得了很大进步、收获了很多新的研究成果。本文对10年来国内外有关荚蒾属植物化学成分和药理活性的研究状况进行综述,以期为合理开发利用该属植物药用价值及其临床应用提供参考。

1 化学成分

荚蒾属植物化学成分种类丰富,目前对其化学成分的研究主要集中在萜类、木脂素、黄酮等。自2009年以来,从荚迷属植物日本珊瑚树V.awabuki、珊瑚树V.odoratissimum、水红木V.cylindricum、漾濞荚蒾V.chingii、金佛山荚蒾V.chinshanense、吕宋荚蒾V.luzonicum、三叶荚蒾V.ternatum等植物中共分离出鉴定出143个化合物。

1.1 二萜类 Vibsane型二萜是本属植物特征性成分,也是主要的抗癌活性成分[11],多从日本珊瑚树V.Awabuki和珊瑚树V.odoratissimum等植物中分离得到。Vibsane型二萜分为七元环型、十一元环型和重排型3类。该类化合物在15-C位和18-C位常连有-OH,2’ -C和8-C位之间连有酯建;十一元环型7-C位多连有-OH。研究者从荚蒾属植物的叶、花、果及枝条共分离到新的vibsane型二萜类化合物有22个,见表1、图1。

表1 Vibsane型二萜类化合物

图1 Vibsane型二萜类化合物结构

1.2 环稀醚萜类 环烯醚萜多含有缩醛和环戊烷结构单元,其半缩醛1-C位性质不稳定,常与糖成苷存在于植物体。环烯醚萜是荚蒾属植物的另一特征性成分,以valeriana型为主,多从吕宋荚蒾V.luzonicum中分离得到。Valeriana型环烯醚萜苷以结合到11-C位氧亚甲基上的β-D-吡喃葡萄糖基部分和1-C位上的酯化异戊基为特征[19]。近10年来从该属植物中新发现的环稀醚萜类化合物有17个,见表2,结构见图2。

1.3 三萜类 三萜类是一类基本母核由30个C所组成的成分。该属植物中存在大量的三萜类成分,以五环三萜类为主,主要存在于桦叶荚蒾V.betulifolium、蒙古荚蒾V.mongolicum、珊瑚树V.odoratissimum中,为该属植物的抗氧化活性成分。从荚蒾属植物中新分离了27个五环三萜类化合物,包括个11齐墩果烷型(40~50),7个乌苏烷型(51~57),9个羽扇豆烷型(58~66),见表3、图3。

1.4 木脂素类 木脂素类是指基本母核具有一个或几个C6-C3单元的天然有机化合物类群。本属所含木脂素类成分主要以单环氧类和苯并呋喃类为主,目前多从宜昌荚蒾V.erosum、南方荚蒾V.fordiae中分离得到。从该属植物中新分离得到45个木脂素类化合物,见表4,其中化合物(95~99、101~111)为新木脂素类,结构见图4。

1.5 黄酮类 黄酮类是荚迷属中抗氧化的主要活性成分。该类化合物以2-苯基色原酮为母核。已报道的黄酮类化合物有木犀草素[37]、忍冬苷[37]、5,7,4′-三羟基黄酮-8-Cβ-D-吡喃葡萄糖[35]、槲皮素-3-O-芸香糖苷[35]、5,7-二羟基-4′-甲氧基-黄烷酮(8→3′)-5,7-二羟基-4′-甲氧基黄酮[38]、二氢槲皮素[24]、儿茶素[24]、(-)-表儿茶素[35]、南方贝壳杉双黄酮[37]、花青素[39]和槲皮素[28],结构见图5。

表2 环烯醚萜及其苷类成分

图2 环烯醚萜及其苷类化合物结构

图3 五环三萜类化合物母核

表3 五环三萜类化合物

1.6 其他 对荚迷属的提取物分析研究,结果表明荚迷属中主要含有萜类、木脂素类和黄铜类,除此之外还分离出水杨酸[29]、绿原酸[40]、原儿茶酸酯[29]、原儿茶酸[24]、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸[24]、熊果苷[41]、(R)-4-羟基酚O-(6-O-油酰基氧基)-β-D-吡喃葡萄糖苷[35]、(R)-3-甲氧基-4-羟基苯酚O-(6-O-油酰基氧基)-β-D-吡喃葡萄糖苷[35]、红景天苷[41]、(-)-3,5-二甲氧基-4-羟基苯基β-D-葡萄糖苷[41]、3,5-二甲氧基苯甲醇4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷[41]、3,4,5-三甲氧基苄基-β-D-吡喃葡萄糖苷[41]、2-(4-O-β-D-吡喃葡萄糖基)丁香基丙烷-1,3-二酮[41]、3-(4-羟基-3-甲氧基苯基)丙烷-1,2-二醇[29]、1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1-甲氧基丙-2-醇[29]、松柏醛[29]、对羟基肉桂醛[29]、丁香醛[29]、[(+)-2-hydroxy-1-(4-hydroxy-3-methoxypheny)propan-1-one[29]、3,4-二羟基苯甲酸甲酯[29]、香兰素[29]、对羟基苯甲醛[29]和对苯二酚[29]。

表4 木脂素类化合物

2 药理作用

2.1 抗肿瘤 研究发现,Vibsane型二萜类和三萜类化合物是该属植物抗肿瘤的主要活性成分。Zhang等[11]证实了珊瑚树中维烷型二萜类成分治疗肺癌的潜在靶点,结果表明,vibsanols C能控制直接靶点-EGFR,降低PI3K/Akt通道的蛋白水平,很好地抑制肺癌细胞。Bae等[42]研究发现,9′-O-methylvibsanol能抑制人乳腺癌细胞MCF-7、肺癌细胞A549细胞增殖。Chen等[17]研究发现,从漾濞荚蒾叶中分离得到的化合物15-O-methyl-vibsanol A对急性粒细胞白血病细胞HL-60、人乳腺癌细胞SK-Br-3和人胰腺癌细胞PANC-1细胞具有明显的杀伤作用,IC50值分别为1.1、1.0、2.0 μmol/L。Li等[14]从珊瑚树变种的枝条和叶中首次分离出dehydrovibsanin G、(+)-9′-O-塞内齐拉里树脂醇并对其进行体外细胞毒性试验,结果表明,dehydrovibsanin G对皮肤癌细胞A 431和乳腺癌细胞T47D抑制作用强于(+)-9′-O-塞内齐拉里树脂醇,IC50值分别为20.6、15.6 μmol/L。Wang等[43]研究发现蒙古荚蒾的乙醇提取物对A-549、人胃癌细胞BGC-823、人肝癌细胞HepG2、MCF-7、肝癌细胞SMMC-7721、结肠癌细胞W480和急性粒细胞白血病细胞HL-60表现出特殊的细胞毒性活性,其IC50值小于20 μmol/L。

图4 新木脂素类化合物结构

图5 黄酮类化合物结构

2.2 抗氧化 荚迷属植物的抗氧化活性与其所含的黄酮类化合物有关。研究发现,荚蒾的果实挤压液能抑制由应激导致的小鼠血浆乳酸脱氢酶LDH、淀粉酶AMY和肌酸磷酸激酶CPK的增加,保护组织免受氧化损伤[44]。Chen等[29]研究发现,南方荚蒾的石油醚提取物有明显的抗氧化活性,并指出这种作用与酚类和木脂素类成分有关。Fordianoles A、fordianoles B和对苯二酚能清除ABTS自由基,IC50值分别为32.94、20.20、5.22 μmol/L。Wang等[45]测定了球核荚蒾清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼和羟基自由基的能力,以维生素C和维生素E作为阳性对照,研究发现球核荚蒾茎、叶中黄酮类成分显示出很强的抗氧化能力,IC50值分别为3.80~6.12、9.24~11.87 μg/mL。研究进一步发现,球核荚蒾对大鼠肝匀浆中脂质过氧化的抑制作用随黄酮类化合物浓度的增加而增强。Yılmaz等[46]研究发现,地中海荚迷叶片、枝条和果实的甲醇提取物以及叶的水提取物有显著的DPPH自由基清除效果,在FRAP和PRAP试验中,该植物果实甲醇提取物的活性最高。

2.3 抗炎 荚蒾属植物有很强的抗炎活性,这主要与其所含的环烯醚萜类和木脂素类成分有关。Fan等[22]发现,从珊瑚树的地上部分分离得到的环烯醚萜类化合物7,10-dideacetyl suspe-nsolide A aglycone对血清脂肪酶(LPS)刺激的小鼠单核巨噬细胞白血病细胞(RAW264.7)产生的NO具有中等的抗炎活性,IC50值为17.2 μmol/L。Chen等[29]发现南方荚蒾中的木脂素类化合物(+)-异落叶松脂醇、松柏醛、对羟基肉桂醛对NO有明显抑制作用,IC50值在8.60~13.92 μmol/L之间。In等[32]测定了宜昌荚蒾茎85%甲醇提取物的抗炎活性,结果发现木脂素类化合物herpetol、(+)-丁香脂素和(+)-松脂醇以剂量依赖性方式抑制谷氨酸诱导HT22细胞死亡,EC50值分别为 (6.33±1.22)、(6.96±0.65)、(9.15±0.36)μmol/L。此外,Moldovan等[47]研究发现,欧洲荚蒾的果实提取物能增加白细胞介素1α 的分泌,降低白细胞介素-6水平,抑制与水肿形成相关炎症过程,降低足垫软组织中细胞因子的水平。

2.4 抗菌杀虫 荚蒾属植物不仅对沙门氏菌、大肠杆菌、伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、单胞菌、粪肠球菌等细菌的生长有很强的阻碍作用,对白色念珠菌、光滑念珠菌等真菌病原体也有较好的抑制作用。目前,研究者对该属植物抗菌活性的研究主要集中在植物提取物和分离的单体上,包括黄酮类、萜类,还有其他酚类成分。研究发现,在一定浓度范围内,欧洲荚蒾提取物对大肠杆菌等细菌和白色念珠菌等真菌病原体均有良好的抑制作用,并指出这种作用可能与其所含的花青素等酚类成分有关[39,48]。Shao等[49]从琼花分离得到的methyl (2-α-L-rhamno-pyranosyloxy)acetate、methyl(3R-α-L-rhamnopyrano-syloxydroxy )butanoate、3,7,11-trimethyl-1,6-dodecadien-3,10,11-triol、(+)-8-hydroxylinalool显示出不同的抗菌活性,IC50值在125~529 μmol/L之间。研究发现,该属植物还有一定的杀虫活性。

2.5 降血糖 糖尿病是由多病因引起的终身性代谢性疾病。2型糖尿病是我国糖尿病人群的主体,主要是由于胰岛素不能有效发挥作用所致,常伴有神经病变、皮肤感染等多种严重的并发症,严重危害人的身体健康。研究发现,荚谜属植物珊瑚树和南方荚蒾中的某些成分有一定的预防和治疗2型糖尿病的作用。珊瑚树中的6a-hydroxy-lup-20(29)-en-3-on-28-oic acid能显著刺激胰岛素抵抗的HepG 2细胞摄取葡萄糖,同时恢复DXMS诱导的胰岛素抵抗3T3-L1细胞对葡萄糖的吸收[27];南方荚蒾果实中的某些成分能够抑制7α-葡萄糖苷酶活性,降低NO水平,清除自由基,从而预防和治疗2型糖尿病[36]。

2.6 其他 研究发现,该属植物还有抗尿路结石、治疗子宫内膜异位症、神经保护等药理活性。欧洲荚蒾的果实提取物能平衡尿液pH,同时果实汁液及其冻干汁能提高谷胱甘肽(GSH)和促甲状腺激素(TSH)水平,降低草酸盐和脂质过氧化水平,从而发挥抗尿路结石作用[50];此外,欧洲荚蒾的乙酸乙酯和甲醇提取物能够降低肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、血管内皮生长因子(VEGF)和IL-6水平,减少子宫内膜异位症体积[40]。Yılmaz等[46]研究指出,地中海荚蒾的果实和枝条提取物可能具有潜在的神经保护作用。

3 小结

荚蒾属植物在其药用方面有着广泛的应用前景。该属植物具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗菌杀虫等多种药理作用,可用于疔疮发热、风热感冒、淋巴结炎、跌打损伤等疾病的临床治疗。目前,从荚蒾属植物中分离得到的化学成分种类丰富,而且研究范围已经从vibsane型二萜、五环三萜等特征性成分逐渐扩展到木脂素、黄酮等其他成分。但是,对分离的少部分成分进行了药理活性研究。此外,活性成分的研究一直停留在抗肿瘤、抗氧化方面,鲜有文献深入研究其具体作用机制,这对该属植物药用资源的开发利用产生一定的局限性。

我国荚蒾属植物资源丰富,有43种已被证实有药用价值,但目前仅对珊瑚树、欧洲荚蒾、地中海荚蒾、南方荚蒾、宜昌荚蒾和球核荚蒾提取物或单体进行了药理作用研究。因此,应当深入开展茶荚蒾、桦叶荚蒾、台中荚蒾等其他植物化学及药理学的研究,以期充分开发利用荚蒾属植物的药用价值。

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