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青阳参化学成分及药理作用研究进展

2022-06-15钱玺丞綦世金郁建生

中成药 2022年5期
关键词:青阳皂苷癫痫

钱玺丞, 杨 超, 綦世金, 梁 浩, 郁建生*

(1.铜仁职业技术学院民族中兽药重点实验室,贵州 铜仁 554300;2.贵州健康职业学院,贵州 铜仁 554300)

青阳参又名千年生,是夹竹桃科鹅绒藤属植物,广泛分布于我国西南部,根部药用,生长于海拔1 500~2 800 m的山地、溪谷疏林中或山坡路边,枝、叶有毒质,制成粉剂可防治农业害虫,其根毒性猛烈,据记载可毒杀虎及其他野兽[1]。《彝药志》中记载青阳参“益肾强筋,健脾和胃,祛风除湿,解毒,镇静,驱虫”。《滇南本草》记载:“民间用作壮腰健肾,强筋壮骨”。青阳参在民间以补虚著称,性微温,味甘微苦,有补气益肾、活血散瘀、祛痰止咳的功效,用于治疗子宫肌瘤、腰骨痛、结核、癫痫等症。云南民间用其根作滋补强壮药,治疗小儿惊风症和风湿关节痛,云南纳西族和白族用其治疗癫痫[2]。早在上个世纪,中国科学院和云南白药集团股份有限公司共同研制了青阳参片,是我国首个拥有完备自主产权的癫痫用药,其有效成分为青阳参总苷,青阳参片标准收载于《中华人民共和国卫生部药品标准——中药成方制剂(第十二册)》中。研究发现,青阳参含有C21甾体皂苷等生物活性物质,并含有苯类衍生物、有机酸类、单糖和寡糖等成分[3-6]。本文对其化学成分和药理活性进行综述,以期为该植物进一步开发利用提供参考。

1 化学成分

1.1 C21甾体皂苷 青阳参中C21甾体类主要存在青阳参苷元、告达庭、罗素他命、萝藦苷元、去乙酰萝藦苷元、加加明、本波苷元、开德苷元、肉珊瑚苷元、12-β-O-乙酰基-20-O-(2-甲基丁酰基)-肉珊瑚苷元等十余种苷元,都是以四元的孕甾烷为基本骨架,4个环按A/B反式、B/C反式、C/D为顺式组合,其中C10、C13位分别被角甲基C19、C18位取代,大多为β构型,C5、C6位都是双键,C3、C8、C12、C14、C17位都有β-OH,C20位可能是酮基或β-OH,C12、C20位上的羟基可能和对羟基甲苯酸、桂皮酸、烟酸、醋酸、异戊酸等结合成酯。在目前从青阳参中分离得到的C21甾体皂苷中,所有的糖都链接在C3位的-OH上,且最多连接7个糖,多为2,6-二去氧糖,如洋地黄毒吡喃糖(digit)、夹竹桃吡喃糖(ole)、加拿大麻吡喃糖(cym)、地支吡喃糖(dig)、6去氧糖如黄夹竹吡喃糖(the)等,一般都与苷元相连接,而糖链中的非去氧糖均是葡萄糖,并且大多数都链接在糖链的末端位置,糖链中多为β-D构型,且连接顺序均为1→4直链连接。20世纪80年代以来,国内学者已经从青阳参的根部分离得到162个C21甾体皂苷化合物,可分为青阳参苷元型(1~25)、告达亭型(26~68)、其他苷元型(69~136),其中C3位连接的糖链有58个,见图1~3、表1~3。

1.2 三萜 目前,从青阳参中分离得到2个三萜,分别为β-谷甾醇(137)、阿江榄仁酸(138),见图4。

1.3 糖 目前,从青阳参中分离得到了1个单糖和8个寡糖(139~147),见图5、表4。

1.4 苯乙酮 目前,从青阳参中共分离得到8个苯乙酮类化合物(148~155),见图6、表5。

1.5 有机酸 目前,从青阳参中分离得到6个有机酸类化合物(156~161),见图7、表6。

1.6 有机胺 迄今为止,只从青阳参中分离得到1个有机胺——N,N-二甲基乙胺[5](162),见图8。

图1 青阳参中青阳参苷元型C21甾体皂苷化合物结构式

图2 青阳参中告达亭型C21甾体皂苷化合物结构式

表1 青阳参中青阳参苷元型C21甾体皂苷化合物

图3 青阳参中其他苷元型C21甾体皂苷化合物结构式

表2 青阳参中告达亭型C21甾体皂苷化合物

表3 青阳参中其他苷元型C21甾体皂苷化合物

图4 青阳参中三萜类化合物结构式

图5 青阳参中糖类化合物结构式

表4 青阳参中糖类化合物

图6 青阳参中苯乙酮类化合物结构式

图7 青阳参中有机酸类化合物结构式

表5 青阳参中苯乙酮类化合物

表6 青阳参中有机酸类化合物

图8 青阳参中有机胺类化合物结构式

2 药理作用

2.1 抗癫痫 青阳参具有抗癫痫的作用,其发挥作用的主要成分为甾体皂苷。研究发现,青阳参根部总苷对大鼠听源性癫痫和点燃效应癫痫有抑制作用,可以延缓听源性癫痫的潜伏期、降低其严重程度,可用于治疗癫痫大发作[27-28]。大鼠长期服用青阳参不会影响生长激素抑制素和神经传递介质浓度,表明其抗癫痫机制可能与苯妥英钠和卡马西平不同,其对中枢神经肽通路可能没有影响[29]。青阳参对幼龄大鼠脑发育的影响远小于苯妥英钠,被动回避条件反射的建立可能与其对记忆行为的影响有关,而条件回避反应百分比的降低与运动活动的减少无关[30]。青阳参对小鼠超强电休克惊厥无对抗作用,但能加强苯妥英钠或苯巴比妥的抗超强电休克惊厥效应,并表现出协同作用[31]。木全章等[32]发明了以青阳参总苷和苯妥英钠、青阳参总苷和苯巴比妥为原料配制成的复方制剂用于治疗癫痫,该制剂能够克服已有药物单独使用时毒性作用大、有选择性以及药效低的缺点。陈阳美等[33]研究发现,杏仁核点燃癫痫大鼠脑内c-fos、c-Jun基因表达升高,青阳参能阻断其表达并减少阳性细胞数量。李先春[34]对青阳参抗癫痫作用的分子生物学机制进行初步探讨,结果表明,青阳参能抑制强噪音诱导的听源性癫痫,其机制可能为抑制Na通道基因(如Scn1b),升高GABAA受体单位(如Gabra2、Gabra4)、5-HT受体(Htr3a)、谷氨酰胺合成酶(Glns)基因表达,调节其他重要代谢酶基因(如Mtap6、Bace2、ERK-1)以及影响细胞因子(EGR1、Zfp179)等途径。青阳参能促进PTZ诱导的癫痫发作可能与其升高海马部位Kcnal、Camk2b、Pcx基因表达,降低Scn1b基因表达有关。

Li等[21]对青阳参根部提取得到的青阳参苷乙(26)、caudatin-3-O-β-D- oleandropyranosyl-(1→4)-β-D-oleandropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(36)、caudatin-3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranosyl- (1→4)-β-D-cymaropyranoside(53)进行抗癫痫活性研究,通过PTZ诱导斑马鱼模型,观察斑马鱼幼鱼运动行为,结果表明,30 min内质量浓度为10 μg/mL的这3种化合物均有抗癫痫作用。Li等[10]从青阳参中分离得到22个甾体化合物,用斑马鱼模型进行活性筛选,研究发现,青阳参苷乙(26)、青阳参苷己(67)、kidjoranin-3-O-β-D-oleandropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(71)有抗癫痫作用,且无非特异性神经毒性或镇静作用,它们对自主活动也没有影响。

2.2 免疫调节和抗肝炎、抗美尼尔综合征 木全章等[35-36]研究以青阳参为原料制备治疗迁延性肝炎和慢性肝炎药物,最终确定运用青阳参苷甲(1)、青阳参苷乙(26)、青阳参苷丙(25)、青阳参苷丁(68)、青阳参苷戊(31)、青阳参苷己(67)、青阳参苷庚(136)这7个化合物来制备抗肝炎药物和抗美尼尔综合征药物,其研发出的药物具有药源广、药效高、毒性低、稳定性好、生物吸收利用度高的优点。孙树凯等[37-38]探讨青阳参总苷对CCl4所致小鼠急性肝损伤的保护作用机制,研究发现,青阳参总苷可以通过提高CCl4肝损伤小鼠外周血中CD4+T细胞百分率,降低外周血中CD8+T细胞百分率,调节T细胞亚群的平衡状况,从而调节机体的免疫功能,达到治疗肝损伤的目的,这可能是青阳参总苷治疗肝损伤的免疫机制之一。青阳参总苷还可以降低肝损伤小鼠血清中TNF-α、IL-6水平,这提示青阳参总苷可通过减少对肝细胞有毒作用的细胞因子TNF-α和IL-6的释放而发挥作用间接保护肝细胞。

Zhan等[24]发现,cynotophyllosides P(106)、sarcostin 3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-α-L-digitoxopyranoside(113)有提高免疫的作用,cynotophyllosides Q(107)有免疫抑制作用,cynotophyllosides R(110)在低浓度时可以促进淋巴细胞增殖,在质量浓度大于1.0 μg/mL时则抑制免疫细胞。陈诗芸等[39]发现青阳参总苷对ANAE阳性淋巴细胞及淋巴细胞DNA均有保护效果,并能够防止环磷酰胺所致淋巴细胞DNA着色区出现大量空泡。

Dong等[13]通过TGF-β1诱导HSC-T6模型,对分离得到的20个化合物进行细胞毒性试验,研究发现,当浓度为10 μmol/L时,cynotophylloside C(6)、qingyangshengenin-3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-digitoxopyranoside(8)、青阳参苷乙(26)、青阳参苷戊(31)、caudatin-3-O-β-D-oleandropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(34)、caudatin-3-O-β-D- oleandropyranosyl-(1→4)-β-D-oleandropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(36)、caudatin 3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(37)、cynanchin F(87)、cynanchin D(90)、cynanchin E(91)可稳定或抑制HSCs增殖,表明它们具有一定的抗肝纤维活性。

2.3 神经活性 Dong等[40]用PC12细胞模型对青阳参苷甲(1)、青阳参苷乙(26)、caudatin 3-O-β-D-cymaropyranoside(35)、caudatin 3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(37)进行神经营养活性筛选,结果表明caudatin 3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(37)效果最好。Sheng等[41]用PTZ诱导神经元损伤,建立原代皮层神经元细胞、小鼠、斑马鱼3种模型,结果表明,otophylloside N(18)可减轻原代皮层神经元细胞损伤,降低细胞凋亡和神经元活化,减少小鼠大脑皮层细胞凋亡和神经元的激活以及斑马鱼神经毒性。Zhao等[22]采用MTT法进行谷氨酸、H2O2损伤HT22细胞模型实验,研究发现,cynanotoside B(57)、cynotophylloside H(118)、cynanotoside A(122)对同型半胱氨酸诱导的细胞凋亡有保护作用,并在1~30 μmol/L范围内呈剂量依赖性。

2.4 抗肿瘤 Dong等[20]从青阳参中分离得到23个C21甾体皂苷,并评价其对人体癌细胞HL-60、SMMC-7721、A-549、MCF-7、SW480的细胞毒性,其中青阳参苷乙(26)、青阳参苷戊(31)和cynanotin E(73),IC50值为11.4~36.7 μmol/L,且对这5种癌细胞有抑制作用。caudatin-3-O-β-D-oleandropyranosyl-(1→4)-β-D-oleandropyranosyl-(1→4)-β-D- cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(36)对HL-60、SMMC-7721、MCF-7、SW480细胞有抑制作用(IC50值为12.2~30.8 μmol/L),与对照组比较,青阳参苷乙(26)、青阳参苷戊(31)、caudatin-3-O-β-D-oleandropyranosyl-(1→4)-β-D-oleandropyranosyl-(1→4)-β-D- cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(36)、cynanotin E(73)对MCF-7细胞表现出更好的抑制作用(IC50值为16.1~25.6 μmol/L)。Dong等[40]用MTT法检测caudatin 3-O-β-D- cymaropyranoside(35)、caudatin 3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(37)、青阳参苷乙(26)、青阳参苷甲(1)对人体癌细胞MDA-MB-231、EC-109、K562、HCT-116、A427的细胞毒性,其中caudatin 3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside(37)对HCT-116细胞的IC50值为19.41 μmol/L,青阳参苷丙(25)对这5种癌细胞的IC50值为19~26 μmol/L,当浓度提高至100 μmol/L时,caudatin 3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D- cymaropyranoside(37)对正常Hs27细胞无细胞毒性,当浓度为75.68 μmol/L时,青阳参苷乙(26)能使正常Hs27细胞凋亡,当浓度为25 μmol/L时,caudatin 3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside (37)使HCT-116细胞分裂停止在G1期,当浓度为1.25~5 μmol/L时,caudatin 3-O-β-D-cymaropyranosyl-(1→4)-β-D-cymaropyranoside (37)可诱导结肠癌细胞凋亡。Zhang等[16]从中分离得到26个甾体皂苷,用HepG2、Hela、U251细胞进行细胞毒性筛选,其中24个化合物的IC50值小于100 μmol/L,10个化合物的IC50值小于50 μmol/L。

2.5 抗艾滋病和抗菌 Tao等[42]将青阳参根水取提物用吡啶-氯磺酸处理后,得到葡聚糖硫酸酯化合物(PS20)作为杀菌剂,并对人类免疫缺陷病毒(HIV)和单纯疱疹病毒(HSV)的抑制作用与安全性进行评价,结果表明,PS20有抑制HIV和HSV的作用,但对上皮细胞和阴道乳酸菌有低毒性。陶剑等[43]研究葡聚糖硫酸酯体外抗艾滋病毒活性,结果显示,青阳参葡聚糖硫酸酯抗HIV-1IIIB,HIV-1Ada-M、HIV-1Bal的IC50值分别为0.26、0.46、0.90 μmol/L,并作用于HIV感染细胞的早期阶段,其可能是通过与病毒的囊膜蛋白的相互作用而发挥抗病毒活性。赵益斌[5]研究发现,1,1`-[过氧双(4-甲氧基-3,1-亚苯基)]双(乙-1-酮)(148)有抗真菌活性。

2.6 凝乳与水解活性 Luo等[44]从青阳参干燥叶片柠檬酸-磷酸盐提取液中分离纯化得到2种蛋白酶,分别为QA和QC,研究其pH值和温度对凝乳活性和蛋白水解活性的影响,发现QA和QC能完全水解β-酪蛋白和κ-酪蛋白,部分水解α-酪蛋白,在pH值5.5~7.5之间表现出良好的pH稳定性,在50~70 ℃有良好的热稳定性。

2.7 抗衰老 Yang等[45]以秀丽隐杆线虫为模型,研究青阳参苷乙(26)对寿命的影响,结果表明,其可适当延长秀丽隐杆线虫的寿命,延缓与年龄增长相关的退行性变化,提升高温抗压能力,还通过5个药物浓度(500、200、50、20、5 μmol/L)的复筛实验,确立了延长寿命活性的最佳药物浓度为50 μmol/L,此药物浓度可以延长秀丽隐杆线虫寿命达11.3%。进一步研究发现,青阳参苷乙(26)通过IIS激活转录因子DAF-16/FOXO,而且这一过程与SKN-1无关,不能进一步延长胰岛素/IGF-1受体部分功能缺失突变体daf-2的寿命,此外,抗衰老作用还依赖于SIR-2.1和CLK-1。

2.8 抗阿尔茨海默病 Yang等[46]采用秀丽隐杆线虫模型研究青阳参苷乙(26)对阿尔茨海默病的影响,研究发现,青阳参苷乙(26)可提高热抗逆性,延迟身体麻痹,升高趋化反应,并通过降低Aβ的mRNA表达减少Aβ沉积物。遗传学分析显示,青阳参苷乙(26)的作用机制是通过上调hsf-1和它的靶基因hsp-12.6、hsp-16.2、hsp-70表达而升高HSF活性,并通过部分激活DAF-16来升高SOD-3表达,而SKN-1在青阳参苷乙(26)介导的抗Aβ毒性保护中是非必需的。

2.9 抗抑郁和抗应激障碍 杨庆雄等[47]发现了青阳参的抗抑郁作用,C21甾体皂苷可用于制备治疗或改善具有抑郁状态的精神障碍性疾病药物,特别是治疗或预防抑郁症药物,结果表明,其毒副作用小,疗效独特,具有良好的抗抑郁作用。张萌等[48]对青阳参总苷的抗抑郁活性进行评价,研究发现,青阳参具有逆转快感缺失、抑制惊跳反射升高的作用,对社会挫败应激大鼠抑郁行为有调节作用。于彩媛等[49]研究青阳参总苷对大鼠脑内单胺神经递质浓度的影响,结果显示,青阳参能够增加慢性不可预知轻度应激(CUMS)大鼠脑内额叶皮层NE、5-HT水平,这可能是其发挥抗抑郁活性的作用机制之一。杨庆雄[50]、高博[51]等发现青阳参总苷在预防和治疗慢性应激障碍和创伤后应激障碍(PTSD)方面的作用,采用急性应激和慢性应激2大类动物模型,初步评价青阳参抗应激效应,结果表明,其对急性应激、社会挫败强烈慢性应激和慢性不可预知温和应激诱发的精神障碍都有较好的调节作用。张萌[52]建立条件化强电击模型,探索青阳参干预PTSD行为的作用机制,研究发现,青阳参总苷主要通过介导CeA脑区GABAAR γ2亚型表达,提高GABA系统抑制功能,从而治疗强应激诱发的惊反射升高和恐惧行为。

2.10 其他 临床上,青阳参还用于治疗子宫肌瘤,补气扶正,益气摄血,化痰祛瘀。与其他药材配伍运用,可治疗腰肌劳损、跌打损伤腰痛、湿热带下腰痛、淋症腰痛,以及肺结核、子宫内膜结核[2]。

3 结语

青阳参是我国特有的药材,具有悠久的民族药用历史。青阳参化学成分多样,C21甾体皂苷是其特征性成分也是主要活性成分,苷元部分结构变化集中于C12或C20位上取代基的差别,基本分子骨架相同。组成糖链的去氧糖、葡萄糖等单糖种类和数量多样,导致糖链结构变化复杂。近年来,在青阳参中已有大量C21甾体皂苷类单体化合物被分离得到,但各组分之间差异很小,很难发现含量较高的主成分。在生物活性方面依然停留在细胞层面,大多单体化合物药理作用机制还有待进一步研究确认。本文对青阳参的化学成分及其药理作用进行综述,以期为青阳参中的C21甾体皂苷类化合物结构修饰及其构效关系进行深入的研究提供依据,并为其在抗衰老、抗阿尔茨海默病、抗抑郁等方面的研究提供参考。随着分离技术不断提高及药理研究的继续深入,无论从经典化合物的活性再评价,还是新化合物的发现及活性探讨等方面,青阳参都值得进一步的开发和研究。

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