劉 文

山東省臨沂市臨沂大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院·276000

白藜蘆醇，化學(xué)名為3,5,4’-三羥基二苯乙烯，是一種含有芪類結(jié)構(gòu)的非黃酮類多酚化合物，分子式為C14H12O3，相對分子量為228.25。在自然界中，白藜蘆醇多以單體或其糖苷形式存在，且一般具有四種形式：順、反式白藜蘆醇和順、反式白藜蘆醇苷。此物質(zhì)早在1924年被發(fā)現(xiàn)，1940年日本人ToKaoKa從毛葉黎蘆根部分離得到白藜蘆醇。1974年在葡萄屬植物葉中找到了該物質(zhì)，并首次定性為一種葡萄屬植物對真菌侵染、傷害、紫外線照射后的反應(yīng)產(chǎn)物——植物抗毒素。目前已知白藜蘆醇存在于桑樹、花生、百合、松樹等12個科、31個屬的至少72種植物中。盡管白藜蘆醇分布比較廣泛，但植物體內(nèi)的含量非常低，而在葡萄屬、蓼屬植物中含量為多，已知葡萄、桑椹等果品及虎杖、決明、藜蘆、何首烏等中藥材含量較高。

1 白藜蘆醇的藥理作用

1.1 抗癌活性 1997年Jang等在《Science》上發(fā)表的研究結(jié)果指出白藜蘆醇具有抗癌作用，對腫瘤的起始、促進、發(fā)展三個階段均有抑制作用；能夠抗突變、抗氧化、抑制自由基并誘導(dǎo)Ⅱ期藥代酶（抗起始活性）活性；還能抑制環(huán)氧化酶和過氧化氫酶雙重活性，具有很強的抗炎作用（抗促進活性）；能誘導(dǎo)人早幼粒細胞性白血病細胞株HL-60的分化（抗發(fā)展作用）。此后，對白藜蘆醇抗腫瘤作用的研究逐漸成為白藜蘆醇研究的熱點。人們通過各種實驗發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇對鼠肝細胞癌、人肝母細胞瘤、乳腺癌、前列腺癌、口腔鱗癌、白血病、惡性黑色素瘤、卵巢癌等多種腫瘤細胞均有顯著抑制作用。從目前的諸多研究成果來看，其作用機制主要有：抑制環(huán)氧化物酶活性；抑制參與前致癌物的代謝的細胞色素P450的活性；誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡。

1.2 對心血管的保護作用 研究表明，適量飲用紅葡萄酒，有利于保護心血管，后來人們發(fā)現(xiàn)紅葡萄酒中的白藜蘆醇是對心血管系統(tǒng)起特殊保護作用的主要成分。其作用主要包括：白藜蘆醇能夠抑制高密度脂蛋白的氧化，保護損傷的內(nèi)皮細胞，在動脈粥樣硬化早期發(fā)揮保護作用；血小板聚集是動脈粥樣硬化血栓形成的關(guān)鍵因素，而白藜蘆醇能抑制凝血酶活性，從而減少由此引起的血小板沉積；動脈粥樣硬化為一炎癥性疾病，多種炎癥因子參與了發(fā)病過程，而白藜蘆醇能抑制多種炎癥因子的表達；平滑肌細胞的增殖、遷移和聚集是動脈粥樣硬化形成及血管形成術(shù)后再狹窄的原因，而白藜蘆醇是通過抑制絲裂素活化蛋白激酶的活性來阻礙肌細胞的增殖；白藜蘆醇的分子結(jié)構(gòu)與雌激素類化合物己烯雌酚類似，能與雌激素受體競爭性結(jié)合，表現(xiàn)雌激素樣作用；白藜蘆醇對血管有廣泛的舒張效應(yīng)。

1.3 抗氧化、抗自由基作用 人體代謝會產(chǎn)生各種自由基，當(dāng)這些自由基產(chǎn)生過多或清除過慢時，它們就會攻擊人體細胞、組織乃至器官，加速機體的衰老過程并誘發(fā)各種疾病。多羥基芪類物質(zhì)大都具有抗氧化、抗自由基作用。研究證明，白藜蘆醇具有抗氧化、抗自由基及影響花生四烯酸代謝的藥理作用。Kimura等報道，白藜蘆醇在1.3 μg/mL時，能明顯抑制大鼠紅細胞的自氧化溶血和由H2O2引起的氧化溶血，并對小鼠心、肝、腦、腎的體內(nèi)外過氧化脂質(zhì)的產(chǎn)生有明顯抑制作用。此外白藜蘆醇能顯著抑制肝微粒體、腦線粒體及突觸體氧化損傷過程中DNA的生成，對病毒性肝炎、帕金森病、阿爾茨海默病等疾病有很好的防治作用。

1.4 抗菌作用 白藜蘆醇是植物受到病原性進攻和環(huán)境惡化時產(chǎn)生的植物抗毒素，它的含量與植物抗菌能力呈正相關(guān)。Hain等將分離得到的葡萄白藜蘆醇合成酶基因轉(zhuǎn)移到煙草上，發(fā)現(xiàn)這些煙草在受到病原菌葡萄灰霉感染時，感染部位有順勢-白藜蘆醇的聚集，且其合成與煙草抗葡萄灰霉的能力成正相關(guān)。Pont等認(rèn)為白藜蘆醇抗葡萄灰霉的活性與其電子特性、分子體積及親脂性大小有關(guān)，它可破壞細胞膜并干擾電子傳遞系統(tǒng)的蛋白質(zhì)。

2 利用組織培養(yǎng)研究白藜蘆醇代謝

1944法國Morel首次對葡萄進行了組織培養(yǎng)，之后葡萄各個組織器官的離體培養(yǎng)在半個多世紀(jì)的發(fā)展時間里有大量的研究報道，其中應(yīng)用較多的外植體有花粉、胚珠、子房、葉片、葉柄及卷須等。培養(yǎng)涉及的基因型有美洲葡萄、歐洲葡萄、葡萄雜交種、圓葉葡萄及沙地葡萄等。組織培養(yǎng)法作為一門生物技術(shù)可以解決一些常規(guī)方法難以解決的問題，在葡萄組織培養(yǎng)中概括起來主要有一下五個方面的應(yīng)用：植株再生與快繁，植物育種，種質(zhì)保存，研究生產(chǎn)次生代謝物及基因轉(zhuǎn)化等。

任何植物的離體細胞在人工培養(yǎng)下同樣具有其母體植物那種合成次生代謝物的能力，通過改變和調(diào)節(jié)培養(yǎng)條件可有效地提高含量和質(zhì)量。在植物組織培養(yǎng)研究中，培養(yǎng)細胞含有各種特殊的代謝物，如生物堿、色素、萜類等成分，其中有些是微生物和人工不能合成的，有些則在整體植物中含量甚微，但在處理后的培養(yǎng)細胞中含量卻很高。因此利用組織培養(yǎng)研究并生產(chǎn)次生代謝物已發(fā)展成為組織培養(yǎng)再生產(chǎn)應(yīng)用的主要方向之一。

2.1 白藜蘆醇含量在葡萄屬植物之間的差異釀酒品種普遍高于鮮食品種，黑色果皮的圓葉葡萄比青銅色圓葉葡萄含量高。不同研究者在葡萄屬植物白藜蘆醇含量測定上做了有意義的探索，取得了一些初步成果。目前最重要的是，擴大同一生態(tài)條件下葡萄屬植物測試范圍，找出葡萄屬植物白藜蘆醇品種間分布規(guī)律，找出有代表性品種，為進一步研究葡萄屬植物白藜蘆醇代謝規(guī)律奠定基礎(chǔ)。

2.2 影響葡萄中白藜蘆醇的代謝因素 已有的研究表明，葡萄中白藜蘆醇的生物合成途徑同苯丙氨酸代謝途徑密切相關(guān)。苯丙氨酸經(jīng)苯丙氨酸解氨酶的催化，生成肉桂酸，經(jīng)肉桂酸-4-羥化酶的作用，生成4-羥基肉桂酸，再經(jīng)4-香豆酰輔A連接酶的催化，生成4-香豆酰輔酶A。4-香豆酰輔酶A和丙二酰輔酶A反應(yīng)，在二苯乙烯合成酶的催化作用下生成白藜蘆醇。而苯丙氨酸代謝具有多條途徑，其中間產(chǎn)物為酚類物質(zhì)，終端產(chǎn)物為類黃酮、木質(zhì)素、植保素和色素等。其中，二苯乙烯合成酶的生化反應(yīng)位于苯丙氨酸解氨酶之后，是與查兒酮合成酶反應(yīng)并行的支路。白藜蘆醇的合成過程復(fù)雜，進一步明確誘導(dǎo)處理后白藜蘆醇與葡萄中其它多酚化合物的代謝關(guān)系，是有效調(diào)控白藜蘆醇的重要基礎(chǔ)。

①生物氧化和聚合 白藜蘆醇原本是葡萄等植物受到逆境脅迫產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，用以抵抗逆境對自身的進一步破壞。由于植物防御體系的作用，它的出現(xiàn)往往伴隨著植物體內(nèi)多種與抗病相關(guān)的生物酶被激活，例如苯丙氨酸解氨酶、幾丁質(zhì)酶、β-1,3-葡聚糖酶、過氧化物酶、多酚氧化酶等。有大量文獻報道，在葡萄中發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇的氧化物或聚合體，包括二聚體、三聚體、四聚體、更高的寡聚體，在植物抗病過程中這些成分大多表現(xiàn)出更強的活性。白藜蘆醇順反異構(gòu)體亦可與葡萄糖結(jié)合，形成相應(yīng)反式或順式白藜蘆醇甙。

②紫外線 紫外處理刺激白藜蘆醇的合成，是植物提高防御能力的一種反應(yīng)，與許多酶基因表達的提高有關(guān)。

③病原菌 研究認(rèn)為，增加菌種的密度會導(dǎo)致栽培品種白藜蘆醇合成的提高，但通過病原菌誘導(dǎo)白藜蘆醇合成不適于在生產(chǎn)上采用。

④機械損傷 機械損傷是葡萄屬植物產(chǎn)生白藜蘆醇外部因素之一。但也有研究結(jié)果表明，果皮的機械損傷導(dǎo)致正常漿果合成白藜蘆醇能力下降。

⑤化學(xué)誘導(dǎo) Saigne-Soulard發(fā)現(xiàn)，真菌誘導(dǎo)子也可以增加懸浮細胞中白藜蘆醇的含量，在加入真菌誘導(dǎo)子24 h后，白藜蘆醇的含量可達對照的2倍，并保持至少4 d。而且，通過誘導(dǎo)子，如茉莉酸甲酯、原釩酸鈉的誘導(dǎo)處理，不僅可提高酶的活性、促進其合成表達量，同時誘導(dǎo)子對查爾酮合成支路中如4-黃烷酮醇還原酶等的活性有下調(diào)作用，從而促進白藜蘆醇合成支路中白藜蘆醇產(chǎn)量。