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一枝黃花屬植物的化學成分和生物活性研究進展

2017-04-07 22:57沈校鄒崢嶸
中國中藥雜志 2016年23期
關鍵詞:生物活性化學成分

沈校++鄒崢嶸

[摘要]一枝黃花屬Solidago植物種類繁多,具有較高的藥用價值。近年來,學者對其化學成分和生物活性進行了深入的研究。該文對2011年以來有關一枝黃花屬植物的化學成分及生物活性研究進行歸納總結,以期為后續的相關研究提供參考。

[關鍵詞]一枝黃花屬; 化學成分; 生物活性

Review on research progress of chemical constituents and bioactivities of Solidago

SHEN Xiao1,2, ZOU Zhengrong1,2*

(1 College of Life Science, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China;

2 Key Laboratory of Protection and Utilization of Subtropic Plant Resources of Jiangxi Province, Nanchang 330022, China)

[Abstract]The species of the Solidago are abundant and possess great value in medicine Many relevant researches of chemical constituents and bioactivities from the genus Solidago have been further reported by many scientists The review is to present an overview about studies on chemical constituents and bioactivities of the Solidago since 2011, which will provide some foundations and references for the later study

[Key words]Solidago; chemical constituents; bioactivities

doi:10.4268/cjcmm20162303

一枝黃花屬Solidago L植物屬桔梗目Campanulales菊科Compositae,全球約120種,主要分布于北美,少數分布于歐洲和亞洲。中國主要分布有4種:加拿大一枝黃花S canadensis L、毛果一枝黃花S virgauren L、鈍苞一枝黃花S pacifica Juz和一枝黃花S decurrens Lour[1]。一枝黃花屬植物資源豐富,含多炔、二萜、三萜、三萜皂苷、酚類及揮發油等多種生物活性成分,具有抗菌、抗炎、抗腫瘤、殺蟲、利尿等作用,藥用價值極高[23]。近年來許多學者對一枝黃花屬植物的化學成分及其生物活性進行了深入的研究,成功分離鑒定了多種新的化合物,并進一步研究了它們的生物活性和構效關系。本文主要對2011年至今國內外學者對4種一枝黃花屬植物化學成分及生物活性的研究進展進行綜述,為一枝黃花屬藥用植物資源的進一步研究和開發利用提供參考。

1我國主要的一枝黃花屬植物

11加拿大一枝黃花

加拿大一枝黃花原產北美,1935年作為庭院觀賞植物引入我國,后逸生至野外,成為惡性雜草[4]。由于環境的可入侵性及其發達的根狀莖能產生大量無性繁殖體[5],使得該植物迅速并大量繁殖,在江蘇、安徽、上海、浙江、江西和臺灣等地廣為分布[6],對我國生態系統的多樣性和農業生產造成了嚴重的環境破壞與經濟損失[7]。近年來對加拿大一枝黃花的研究主要集中在入侵機理、防治、化感作用、化學成分和生物活性等方面。研究發現,加拿大一枝黃花對雞眼草Kummerowia striata的共生菌叢枝根菌真菌群落具化感作用,使雞眼草的共生菌群結構發生改變,雞眼草的分枝數、生物量和養分積累等受到影響,競爭力減弱,進一步加速了加拿大一枝黃花的入侵[8];加拿大一枝黃花同樣也能抑制藻類的生長,其葉水浸液對銅綠微囊藻Microcystis aeruginosa的生長有強烈的化感抑制效應,且其根、莖、葉等不同部位水浸液對同一種藻的化感效應存在差異[9]。

加拿大一枝黃花中富含黃酮、萜類和精油等化學成分,具抗菌、抗腫瘤等多種生物活性。利用有機溶劑乙醇和石油醚提取加拿大一枝黃花花序中的總黃酮,采用抑菌圈法進行抑菌性實驗,當制備的黃酮類化合物質量濃度為0056 g·L-1時,黃酮類提取物出現一定的抑菌作用,但對不同菌種的抑制強度不同,對各菌種的抑制效果為:大腸桿菌Escherichia coli>枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis>釀酒酵母Saccharomyces cerevisiae,對黑曲霉Aspergillus niger卻沒有抑制作用[10];Zeng等[11]從加拿大一枝黃花的地上部分分離并鑒定出2個克羅烷型二萜類化合物,solidagocanin A和solidagocanin B,但未對這2個化合物的生物活性進行進一步的研究。

12毛果一枝黃花

毛果一枝黃花又名新疆一枝黃花,主產于我國新疆阿爾泰山等海拔較高地區的樹林下及灌木叢中,在東北、華北以及前蘇聯、蒙古等地也有分布[1],其多具利尿、抗炎等作用,在歐美用于治療泌尿系統疾病有著悠久的歷史[12]。

近年來對毛果一枝黃花的研究主要涉及該植物活性化合物的結構鑒定、作用機制和遺傳分子標記等方面。李濤等[13]從毛果一枝黃花全草95%乙醇提取物中分離得到9個化合物,其中化合物2′甲氧基苯甲醇2甲氧基6羥基苯甲酸酯 (2′methoxybenzyl2methoxy6hydroxybenzoate)和2′甲氧基苯甲醇2,6二甲氧基苯甲酸酯 (2′methoxybenzyl2,6dimethoxybenzoate)對脂多糖 (LPS)誘導的小鼠單核細胞RAW2647釋放的腫瘤壞死因子α (TNFα)及白細胞介素6 (IL6)具有抑制作用。同時也有研究報道毛果一枝黃花具有一定的抗病毒[14]和抑制脂肪形成[15]的作用。Sakaguchi等[16]研究者對日本毛果一枝黃花的3個亞種開發了多態性的ESTSSR標記,對它們進行種群結構以及分類界限的分析,為研究毛果一枝黃花的種群遺傳學和生殖生態學提供分子依據。

13鈍苞一枝黃花

鈍苞一枝黃花主要分布于我國河北、遼寧、吉林等地,前蘇聯和日本也有分布[17]。到目前為止,其他國家對鈍苞一枝黃花的研究較少。王文杰[17]于2012年對它的化學成分進行了系統的研究,從中分離鑒定了17個單體化合物,但未對分離得到的單體化合物進行生物活性方面的研究。

14一枝黃花

一枝黃花又名黃花草、滿山王、白草根等,主要分布于我國的華東、中南及西南等地,常生長于山坡、草地及路旁,為我國的鄉土植物,也是我國重要的傳統中藥之一[1]。

對一枝黃花的研究主要集中在植物精油、抑菌及臨床應用方面。葉其蓁等[18]利用氣相色譜質譜聯用法(GCMS)對加拿大一枝黃花花序和莖葉的揮發油成分進行定性分析,共鑒定出81個化合物,主要為芳香化合物、萜類、醇、酯以及烷、酮等;郭彥榮等[19]長期的臨床應用經驗表明將一枝黃花煎劑用于治療兒童大葉性肺炎效果更佳,這可能與一枝黃花的抗菌、抗炎等作用有關;張孝云等[20]對60例全麻術后患者進行研究,發現一枝黃花含漱液可明顯降低全麻術后禁食患者口腔黏膜炎的發生和肺部的感染 (P<005)。

2一枝黃花屬植物中的化學成分

一枝黃花屬植物中的化學成分豐富,主要包括黃酮、二萜、三萜、甾醇、苯甲酸、苯甲酸芐酯類及揮發油等活性成分。

21黃酮類

黃酮類化合物是重要的抗氧化物質,一般具有C6C3C6結構,B環的鄰二羥基 (鄰苯二酚)、2,3雙鍵與羰基結構以及3,5羥基是決定黃酮類物質的自由基清除活性的重要因素[21]。

李濤等[22]采用硅膠柱色譜、凝膠柱色譜、ODS反相柱色譜以及重結晶等方法分離純化毛果一枝黃花提取物,并通過理化常數和波譜分析鑒定化合物結構,分離并鑒定出1個黃酮類化合物胡麻素 (pedalitin, 1);王文杰等[17]首次對鈍苞一枝黃花干燥全草中的化學成分進行系統的研究,分離并鑒定出化合物 1、棕矢車菊素 (jaceosidin, 2)、槲皮素 (quercetin, 3)、紫云英苷 (astragalin, 4)、山柰酚 (kaemferol, 5)、山柰酚3OβD蕓香糖苷 (kaempferol3OβDrutinoside, 6)等黃酮類物質?;瘜W成分來源及結構見表1,圖1。

22二萜類

二萜類成分是一枝黃花屬植物中分布最廣泛的一類化合物,近年來主要集中在半日花烷型 (labdane type)和克羅烷型 (clerodane type)二萜類化合物的研究。

221半日花烷型Wangensteen等[23]通過1D, 2D核磁共振技術和MS分析法從加拿大一枝黃花根的乙醇提取物中分離鑒定了8個半日花烷型二萜類化合物的結構,分別為9,13,15,16bisepoxylabdane7ene6,15dione (7), 15,16

epoxylabdane7,13diene6,15dione (8), solidagenone (9), deoxysolidagenone (10), 13epi9,13,15,16bisepoxylabdane7ene6,15dione (11), 15,16Epoxylabdane7,13diene6,16dione (12), 15ethoxy9,13,15,16bisepoxylabdane7ene6one (13)和13epi15ethoxy9,13,15,16bisepoxylabdane7ene6one (14)。其中化合物7, 11~14均為首次從加拿大一枝黃花中提取分離。1HNMR的數據顯示,化合物7與11, 13與14為2對差向異構體?;衔?與11同化合物10進行比較分析,7與11的萘烷核心結構與10相似,但7與11的H9位信號消失,C9 (δ 910)位的去屏蔽作用增強?;衔?2與10相比,具有相同的萘烷核心結構,但化合物12的側鏈基團CH2CH2上連有1個γ內酯環?;衔?3與14的量作為一對差向異構體的比列為2∶1,化合物12, 13與14均為1個4環的半日花烷型二萜,化合物12與13, 14的最大區別在于D環,13, 14的內酯環羰基消失,取而代之的是1個乙氧基基團,推測化合物13與14可能是在乙醇提取過程中形成的衍生物。Li等[24]在篩選具有抑制人類苦味受體活性的植物天然產物時,發現加拿大一枝黃花地上部分的氯仿提取物對苦味受體hTAS2R31具抑制作用(IC50<25 mg·L-1),并通過HPLC, NMR等技術分離鑒定出3個半日花烷型二萜類化合物,solidagol (15), 3βacetoxycopalic acid (16)和sempervirenic acid (17)。通過建立一個三維的hTAS2R31受體同源模型,進行化合物的體外苦味分子對接實驗,實驗顯示化合物16能明顯抑制hTAS2R31受體活性,且化合物16為半日花烷型二萜中首次具有抑制hTAS2R31受體活性的物質 (IC50 8 μmol·L-1),但與化合物16結構相似的化合物17卻無苦味抑制活性 (IC50>25 μmol·L-1)。運用GOLD 301對接程序,將化合物16接入hTAS2R31受體的活性部位,結果顯示化合物16的萘烷核心結構位于hTAS2R31受體的疏水腔,周圍被Phe242, Ile245, Val179, Leu138和Trp88等氨基酸殘基所包圍,乙?;蚩扇苄员砻?,與Tyr241的側鏈形成氫鍵,其羧基側鏈深深地伸向活性部位,與Lys265和Thr91之間形成氫鍵,羧基基團與Arg268之間也形成相互作用的鹽橋,因此化合物16能與hTAS2R31受體緊密結合。然而,化合物17卻無法像化合物16一樣占據相同的結合位點,這可能是由于化合物17萘烷環內雙鍵的合并,影響了環的構象,同時也改變了羧基基團的方向,因此它只能結合在hTAS2R31受體的外部。從加拿大一枝黃花中分離得到具抑制苦味活性的化合物16是目前所有分離到的二萜類的中產量最高的。綜合運用HPLCDAD和MS分析法,從干重為100 g的加拿大一枝黃花地上部分,可以提取分離鑒定得到224 g的化合物16,提取率為224%,加拿大一枝黃花可作為遮蓋苦味的矯味劑?;瘜W成分的來源及結構見表2,圖2。

222克羅烷型馬騰等[25]對加拿大一枝黃花全草的化學成分進行了系統研究,通過硅膠柱色譜分離技術,并利用NMR、MS等波譜技術鑒定出7個化合物,其中有2個克羅烷型化合物3β, 4α二羥基6β當歸酰13Z烯15, 16克羅烷內酯 (3β,4αdiol6βangeloxycleroda13Zen15,16olide, 18)和3β, 4α二羥基6β巴豆酰13Z烯15,16克羅烷內酯 (3β, 4αdiol6βtigloyoxycleroda13Zen15,16olide, 19),這2個化合物為首次從加拿大一枝黃花中提取分離。Zeng等[11]用柱色譜法反復提取分離加拿大一枝黃花地上部分乙酸乙酯提取物,分離得到2個新的克羅烷型二萜類化合物,solidagocanin A

(20)和solidagocanin B (21)。由NMR,IR以及UV數據分析,化合物20和21結構非常相似,HMBC譜數據顯示它們只是在C6位具有不同的特征信號,化合物20的C6位上的特征基團為(2E)2methyl1oxobut2en1yl,而化合物21的C6位上的特征基團為 (2Z)2methyl1oxobut2en1yl?;瘜W成分來源及結構見表3,圖3。

23三萜類和甾醇類

三萜類成分是一類基本母核由30個碳原子所組成的萜類化合物,同甾醇類一樣以游離形式或以與糖結合成苷或酯的形式存在于植物體內,具多方面的生物活性。

Chevalier等[26]用1D, 2DNMR及HRMS等分析方法從毛果一枝黃花的1個亞種Solidago virgaurea subsp Alpestris中分離鑒定出6個齊墩果烷型三萜類皂苷virgaureasaponin 1~2 (22~23), virgaureasaponin C (24), virgaureasaponin 4~6 (25~27),其中化合物25~27為第一次分離。實驗結果顯示化合物22, 25和26對白色念珠球菌菌絲的轉化具有較強的抑制活性,化合物24的抑制作用較溫和,而化合物23和27沒有任何抑制作用。這些化合物的區別就在于它們的糖鏈序列不同,如化合物27的骨架與其他皂苷類化合物相似,但是海藻糖連在芹菜糖上,另外化合物27上還含有1個二聚β羥基丁酸酯。NMR數據顯示,化合物26的糖苷配基部分與化合物25相同,這2個化合物唯一的不同在于化合物26缺少1個葡萄糖單元?;衔?5和26與其他4個化學成分相比,最大的不同就在于C28位上的糖苷序列不一樣,它們連的是1個第2位的木糖,因而Chevalier等認為抑制菌絲形成的主要活性部位為三萜類皂苷的糖苷組成部分。皂苷類具有抗真菌活性可能就是由于皂苷和膜組成成分進行相互作用造成,如甾醇類、蛋白質和磷脂質之間相互作用,使得細胞膜破裂,離子的滲透性增加。而化合物23, 24和27沒有抑菌活性,可能是由于它們的空間位阻特別是27的空間位阻影響了其抑菌活性。馬騰等[25]從加拿大一枝黃花全草乙醇提取物中分析鑒定出1個甾醇類化合物:α菠菜甾醇 (αspinasterol, 28),該化合物為首次從加拿大一枝黃花中分離得到。李濤等[22]采用多種色譜技術并結合重結晶等方法從毛果一枝黃花提取物中分離鑒定出了3個化合物β乙酰香樹脂醇乙酸酯 (βamyrin acetate, 29), 豆甾7,22二烯3酮 (stigmasta7,22dien3one, 30)和1個齊墩果酸型三萜類化合物 3βacetoxyolean12en11oneacetate (31),其中化合物30和31為首次從一枝黃花屬植物中分離得到。王文杰等[17]對鈍苞一枝黃花干燥全草中的化學成分進行了較系統的研究,分離出化合物28, 29,β谷甾醇(βsitosterol, 32)和菠菜甾醇3OβD葡萄糖苷 (αspinasterol3OβDglucoside, 33)?;瘜W成分來源及結構見表4,圖4。

24苯甲酸和苯甲酸芐酯類

馬騰等[25]從加拿大一枝黃花全草乙醇提取物中分離鑒定出化合物2羥基6甲氧基苯甲酸 (2hydroxy6methoxybenzoic acid, 34),該化合物為首次從該種植物中分離。李濤等從毛果一枝黃花提取物中分離并鑒定了3個苯甲酸類化合物:化合物34, 原兒茶酸 (protocatechoic acid , 35) [22]和對羥基苯甲酸 (phydroxybenzoic acid, 36)[13]。王文杰等[17]從鈍苞一枝黃花干燥全草中分離出苯甲酸類化合物34和鄰甲氧基苯甲酸 (Oanisic acid, 37)。

李濤等[22]從毛果一枝黃花中分離并鑒定出2個苯甲酸芐酯類化合物:2′甲氧基苯甲醇2甲氧基6羥基苯甲酸酯 (2′methoxybenzyl2methoxy6hydroxybenzoate, 38)和2′甲氧基苯甲醇2,6二甲氧基苯甲酸酯 (2′methoxybenzyl2,6dimethoxybenzoate, 39)。實驗證明化合物38和39對脂多糖 (LPS)誘導小鼠單核巨噬細胞RAW2647釋放炎癥介質IL6和TNFα具有抑制作用,而從毛果一枝黃花中分離出的新化合物毛果一枝黃花糖苷 (solidago virgaurea glycoside, 40)卻無抗炎活性[13]?;衔?0中存在四元環,通常情況下該結構不穩定,但李濤等在提取化合物毛果一枝黃花糖苷時未經高溫處理,這可能是四元環結構得以保留的原因。Shiraiwa等[27]從一枝黃花干燥全草提取物中分離鑒定出1個苯甲酸芐酯類衍生物isoleiocarposide (41)?;瘜W成分來源及結構見表5,圖5。

25其他化合物

馬騰等[25]從加拿大一枝黃花全草乙醇提取物中分離鑒定出化合物3甲酰吲哚 (3formylindole, 42),這是首次從一枝黃花屬植物中分離得到該化合物。Huang等[28]從加拿大一枝黃花地上部分80%乙醇的提取物中分離得到4個化合物:8dehydroxymethylvisanol (43), 9O[3OacetylβDglucopyranosyl]4hydroxycinnamic acid (44), visanol (45)和 9aldehydevibsanol (46),其中化合物43和44為新化合物?;衔?3與45的結構差異在于化合物45的C8位上有羥甲基,而化合物43的C8上沒有該基團。對分離出來的4種化合物進行降血脂活性實驗,研究表明化合物43比45, 46更具降血脂作用,推測可能是C8位上的羥甲基基團削弱了木質素類化合物降血脂的活性。

李濤等[22]從毛果一枝黃花提取物中分離并鑒定出1個二肽類衍生物NbenzoylphenylalaninylNbenzoylphenylalaninate (47)。之后,李濤等[13]采用同樣的方法從毛果一枝黃花中分析鑒定出9個化合物,其中包括十六烷酸 (hexadecanoic acid, 48)和毛果一枝黃花素 (solidagobenzofuran, 49)。Shiraiwa等[27]從一枝黃花干燥全草提取物中分離鑒定出5個3脫氧D甘露2辛酮糖酸衍生物:decurrenside A (50), decurrenside B (51), decurrenside C (52), decurrenside D (53)和decurrenside E (54),它們具有獨特的二氧環辛烷骨架,具有抑制由??疲˙ovidae)哺乳類動物腎上腺骨髓細胞內乙酰膽堿、藜蘆堿和高K+誘導的兒茶酚胺分泌的活性。王文杰等[17]從鈍苞一枝黃花干燥全草中分離出eupaformonin (55), neoechinulin A (56)和橙黃胡椒酰胺 (aurantiamide acetate, 57)等化合物?;瘜W成分來源及結構見表6,圖6。

26揮發油

植物揮發油成分多以萜類成分為主,具有抗菌和抗蟲等活性。本屬植物揮發油的GCMS分析表明,一枝黃花屬植物中的揮發油組分與含量因植物種類及采樣部位不同而存在差異。

用水蒸汽蒸餾法提取加拿大一枝黃花花序揮發油,通過GCMS分析法共鑒定出53個化學成分,達總揮發油的918%,其化學成分主要以β畢澄茄烯 (269%)、α蒎烯 (138%)、D檸檬烯 (122%)、β蒎烯 (93%)和乙酸龍腦酯 (32%)居多。畢澄茄烯類化合物是一種倍半萜烯,有輕微樟腦丸特有的氣味,通常作為一種香料加入化妝品和食品中[29]。對加拿大一枝黃花地上部分精油成分進行分析,共鑒定出58個化合物,相對分子質量在1%以上的化合物有17個,其中大根香葉烯D是最主要的成分 (相對質量分數達49433 6%)。該植物精油對綠豆象Callosobruchus chinensis L的種群有抑制作用,精油為1~3 μL·g-1時,種群抑制率為5730%~8212%[30]。從一枝黃花的花序和莖葉中提取揮發油并進行GCMS定性分析,共鑒定出81個化合物,主要為萜類、芳香化合物、醇、酯及烷等?;ㄐ蚝颓o葉中揮發油的

主要成分相同,均為 (-)斯巴醇 (花序中含2243%,莖葉中含2595%)和δ欖香烯 (花序中含1677%,莖葉中含12%)。此外2個部位都還含有一定量的β欖香烯 (花序中含619%,莖葉中含384%)和石竹素 (花序中含455%,莖葉中含204%)[18]。

3一枝黃花屬植物的生物活性

一枝黃花屬植物具多種藥用及農用生物活性,包括抗菌、抗炎、抗腫瘤、抗氧化、平喘、抑制脂肪形成、保護心臟及抗蟲等。

31抗菌活性

錢慧等[10]對加拿大一枝黃花花序中的黃酮類化合物進行抑菌性實驗,結果表明當質量濃度為0028 g·L-1時,并未對4種微生物表現出抑制作用;當質量濃度增加到0056 g·L-1時,即顯示對桿菌的抑制作用,但對真菌的抑制作用較弱,對各菌種的抑制效果為:大腸桿菌E coli>枯草芽孢桿菌B subtilis>釀酒酵母S cerevisiae,對黑曲霉A niger沒有抑制作用。加拿大一枝黃花花序中提取的黃酮類化合物對櫻桃番茄果實有較顯著的保鮮效果,其質量濃度為0028 g·L-1時即能有效降低貯果的霉變率,其在鮮果表面的抑菌效應明顯大于在培養基上的表現(黃酮類化合物質量濃度在0028 g·L-1時未見明顯的抑菌圈)。

Chevalier等[31]提取毛果一枝黃花的2個亞種S virgaurea subsp virgaurea (SVV)和S virgaurea subsp Alpestris (SVA)中的皂苷類化合物,并采用瓊脂擴散法進行抗菌研究,實驗結果顯示其皂苷類提取物對白色念珠球菌 (Candida albicans)的4個菌株 (ATCC 10231,IM001,IM003,IM007)均無抑制作用。但是,在實驗過程中發現這些提取物卻能抑制其菌絲的轉換——使其芽管變得更短。另外SVV和SVA水提取物 (50 μL)均能顯著地減少白色念珠球菌4個株系生物膜的形成 (P<0000 5),其SVV提取液實驗條件下減少的百分數為:ATCC 10231,(9841±197)%;IM001, (9918±245)%;IM003,(9732±594)%;IM007,(9649±373)%;其SVA提取液實驗條件下減少的百分數為ATCC

10231,(9586±488)%;IM001,(9600±222)%;IM003,(9946±594)%;IM007,(9514±411)%。采用Mann和Whitney的非參數檢驗,發現SVV和SVA之間在數據上并無顯著性差異。Chevalier等也發現SVV和SVA水提取液 (100 μL)也能顯著地減少白色念珠球菌預成型生物膜,將繁殖18 h后的白色念珠球菌生物膜暴露在SVV和SVA水提取液中繁殖2 h,結果其發育能力顯著減弱 (P<0000 5),其SVV提取液實驗條件下減少的百分數為:ATCC 10231, (7785±1335)%; IM001,(9116±482)%; IM003, (7921±828)%;IM007, (9085±719)%;其SVA提取液實驗條件下減少的百分數為:ATCC 10231, (9237±779)%; IM001, (8217±953)%; IM003, (7626±1071)%; IM007,(9191±484)%。采用Mann和Whitney的非參數檢驗,SVV和SVA之間在數據上差異顯著,SVA比SVV更具抑制白色念珠球菌ATCC 10231的活性 (P=0024 3),而SVV抑制白色念珠球菌IM001比SVA更高效 (P=0023 8),因此,若將這2種植物提取液混合進行實驗,可能會取得更好的抑制效果。隨后Chevalier等[26]對具有抑制生物膜形成的皂苷類物質進行提純并進行白色念珠球菌酵母菌絲轉化抑制活性研究,從SVA中分離鑒定出6個齊墩果烷型三萜類皂甙化合物:化合物22~27,其中的化合物25~27為第一次分離。實驗結果顯示化合物22, 25和26對菌絲的轉化最具抑制活性,化合物24的抑制作用較溫和,而化合物23和27沒有任何抑制作用。分析可能是由于糖苷序列的不同,導致化合物23, 24和27的空間位阻不一樣,從而影響了其抑制活性。

32抗炎活性

李濤等[13]運用酶聯免疫吸附測定法 (enzymelinked immunosorbent assay),利用脂多糖 (LPS)誘導體外炎癥模型檢測毛果一枝黃花中苯甲酸芐酯類化合物對脂多糖 (LPS)誘導小鼠單核巨噬細胞RAW2647釋放炎癥介質IL6和TNFα的抑制作用。實驗結果顯示1×10-4 mol·L-1化合物38和39對LSP誘導小鼠單核巨噬細胞RAW2647釋放炎癥介質IL6和TNFα具有抑制作用,化合物40的抑制作用不明顯,這3個化合物的抑制作用均呈現明顯的濃度依賴性。作為毛果一枝黃花中量較高的苯甲酸芐酯類化合物,推斷該類化合物可能為毛果一枝黃花抗炎活性的主要活性成分之一。

33抗腫瘤活性

Huang等[29]用水蒸氣蒸餾法提取加拿大一枝黃花花揮發油,采用MTT法進行體外細胞毒活性測定實驗,測定結果表明加拿大一枝黃花花序揮發油對人類乳腺癌細胞MDAMB435、人類肝癌細胞HepG2和人類肺癌細胞A549表現出微弱的細胞毒活性,在質量濃度為100 mg·L-1時,對MDAMB435,HepG2和A549的抑制率分別為1709%,1147%和448%,但對人類結腸癌細胞LOVO和人類外周血早幼粒細胞HL60未顯示出細胞毒活性。

34抗氧化活性

湯曉等[32]對加拿大一枝黃花不同部位、不同時間乙醇提取液的羥基自由基清除能力進行了研究,并對加拿大一枝黃花內含物進行HPLC分析,發現7—8月份葉提取液的自由基清除能力要高于其它各個月份的提取液,且其自由基清除能力與抗壞血酸相當,此時含有較多的黃酮類,尤其是槲皮苷類。

35平喘作用

Sutovska等[33]用熱堿提取加拿大一枝花中的多酚多糖蛋白復合物,發現大劑量 (50,75 mg·kg-1)的提取物止咳活性比低劑量 (25 mg·kg-1)高出15%~20%,但最大劑量 (75 mg·kg-1)的提取物還是比最強的止咳藥 (可待因)低10%。此外75 mg·kg-1劑量的平喘活性持續時間要比平喘藥 (舒喘寧)長。郭彥榮等[19]發現在大葉性肺炎治療中加用一枝黃花能使患兒熱退快,減少并發癥,或使得并發癥治愈率明顯提高,推測這些效果與該藥的抗菌作用、祛痰平喘作用有關。

36其他生物活性

Huang等[28]從加拿大一枝黃花的地上部分提取分離出3個木質素類化合物:化合物43~46,并對高脂飲食喂養的倉鼠進行血脂測驗,發現這3個木質素類化合物對倉鼠均具有降血脂的作用 (P<005),且化合物43活性更強,推測與C8位上無羥甲基有關。Jang等[15]采用油紅O脂肪染色法 (用于檢測組織內的脂肪)從300種植物中篩選具有抑制脂肪形成的活性物質,發現毛果一枝黃花亞種S virgaurea subspvirgaurea (SVV)提取物 (10 mg·L-1)具有顯著抑制活性,高達925%。比較10 mg·L-1SVV的水提取物、一氯甲烷提取物及乙醇提取物的抑制活性,發現SVV的水提取物抑制活性最高,達7939%。對提取物進行活性跟蹤,分離鑒定出活性化合物山柰酚3O蕓香糖苷 (kaempferol3Orutinoside),運用蛋白質印跡法,發現山柰酚3O蕓香糖苷 (kaempferol3Orutinoside) (60 mg·L-1)能顯著抑制3T3L1脂肪細胞系中脂肪的形成 (482%),且對細胞無毒害,其作用機制為抑制脂肪細胞PPARγ和C/EBP α表達水平的上升。

ElTantawy等[34]為評價毛果一枝黃花提取物對預防倉鼠心臟中毒的作用,設置了6組實驗,對照組 (蒸餾水處理)、異丙腎上腺素處理組、毛果一枝黃花提取物與異丙腎上腺素處理組、毛果一枝黃花提取液處理組、異丙腎上腺素與甲巰丙脯酸處理組及甲巰丙脯酸處理組。甲巰丙脯酸為一種血管緊張素轉化酶抑制劑,是臨床上標準的心臟保護藥。實驗結果表明毛果一枝花提取物 (250 mg·kg-1)對倉鼠心臟具有明顯的保護作用。用異丙腎上腺素 (30 mg·kg-1)誘導倉鼠心臟中毒,與對照組相比,實驗組心臟組織血清中的乳酸脫氫酶 (LDH)、內氨酸轉氨酶 (ALT)、天冬氨酸轉氨酶 (AST)、肌酸磷酸激酶 (CPK)、血管緊張素酶 (ACE)等多種酶活性及總膽固醇 (TC)、三酸甘油酯 (TG)、游離血清脂肪酸、丙二醇 (MDA)和NO水平顯著升高,但心臟組織中的谷胱甘肽 (GSH)和過氧化物歧化酶 (SOD)水平顯著卻下降 (P<005)。而用毛果一枝黃花提取液或甲巰丙脯酸對小鼠預處理5周,在處理將結束時注入異丙腎上腺素,結果顯示毛果一枝黃花提取液能明顯阻止異丙腎上腺素帶來的顯著變化,其作用機制可能是通過減少倉鼠體內的丙二醇水平和增加抗氧活性來實現,且起抗氧化作用的物質可能是黃酮類成分。

一枝黃花屬植物還具有抗蟲等生物活性,如鄧業成等[30]研究表明加拿大一枝黃花的植物精油對儲糧害蟲赤擬谷盜、玉米象和綠豆象有熏蒸和觸殺活性。對赤擬谷盜Tribolium castanum Herbst、玉米象Sitophilus zeamais Motsculsky和綠豆象C. chinensis L的熏蒸LC50分別為772,23705,4328 μL·L-1, 對赤擬谷盜的熏蒸毒力最高;對赤擬谷盜、玉米象和綠豆象的觸殺LC50分別為271×10-4,140×10-5,235×10-5 μL/頭,對玉米象的觸殺毒力最高。

4總結與討論

一枝黃花屬植物種類繁多,化學成分豐富,含大量黃酮、二萜、三萜、三萜皂苷、苯甲酸、苯甲酸芐酯類及揮發油等化學成分,具有抗菌、抗炎、抗腫瘤、抗氧化、平喘、抑制脂肪形成、保護心臟和抗蟲等多種藥用和農用活性。

隨著化學成分分析技術[3537]越來越成熟,對植物活性成分的分離鑒定也越來越全面。目前對加拿大一枝黃花[11, 23, 25]和毛果一枝黃花[13, 22]的化學成分及生物活性研究已經有較多報道,但對活性成分的具體作用機制研究仍然報道較少。對鈍苞一枝黃花的化學成分研究,雖然王文杰[17]已進行了初步的系統研究,從鈍苞一枝黃花中分離并純化出17個單體化合物,但其揮發油等活性成分及生物活性的研究尚處于空白,有待進一步開發;一枝黃花的化學成分研究相對全面,在我國中藥臨床應用領域中占有獨特優勢,雖然現在一些研究表明一枝黃花具有多種生物活性[38],但其具體的作用機制尚不明確,仍需進一步探索。為綜合利用及充分發揮該屬植物資源作用,實現醫用和農用等價值,需繼續深入探索該屬植物的化學成分的結構、生物活性及作用機制。

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[責任編輯丁廣治]

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