高天陽,李傳厚,唐文照,王曉靜
(1.濟(jì)南大學(xué),山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,山東 濟(jì)南250200;2.山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所,山東濟(jì)南250062)
玄參科泡桐屬植物共有7種,分別是毛泡桐[P.tomentosa(Thunb.)Steud.],白花泡桐[P.fortunei(Seem.)Hemsl.],楸葉泡桐(P.catalpifolia Gong Tong),南方泡桐(P.australis Gong Tong),川泡桐(P.fargesii Franch),蘭考泡桐(P.elongata S.Y.Hu),臺(tái)灣泡桐(P.taiwaniana T.W.Hu.& H.J.Chang)[1]。很早就有關(guān)于泡桐可以入藥的記述,《本草綱目》記載:“桐葉……主惡蝕瘡著陰,皮主五痔,殺三蟲花主傅豬瘡,消腫生發(fā)”。近年來,對(duì)該屬植物化學(xué)成分及藥理活性的研究日漸深入,發(fā)現(xiàn)其中的黃酮類化合物具有抗菌,抗氧化,治療哮喘等諸多臨床功效,是該屬植物的主要活性成分。
1.1 黃酮和黃酮醇 白花泡桐花和毛泡桐花里都含有芹菜素(apigenin,1),同時(shí)在白花泡桐花中發(fā)現(xiàn)了木犀草素(luteolin,3)[2]。在白花泡桐花的乙酸乙酯萃取液中分離得到了芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖苷(2)、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷(4)、3'-甲氧基木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷(5)、槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷(7)、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷(8)、山柰酚-7-O-β-D-葡萄糖苷(10)、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷(11)、5,7,4'- 三羥基 -3'- 甲氧基黃酮(12)[2]。白花泡桐、毛泡桐以及光泡桐的葉中也含有芹菜素和木犀草素,在毛泡桐葉中還證實(shí)了山柰酚(kaempferol,9)的存在[4~6]。研究人員還應(yīng)用高效液相色譜法對(duì)湘西宏成制藥不同基地所產(chǎn)白花泡桐葉中木犀草素的含量進(jìn)行了比對(duì)[3]。從泡桐屬植物的種子里提取了芹菜素、木犀草素以及山柰酚。毛泡桐原變種的內(nèi)桐皮中也含有山柰酚和槲皮素(quercetin,6)[7],結(jié)構(gòu)式見圖1。
1.2 二氫黃酮 白花泡桐花中含有高北美圣草素(homoeridictyol,14)、橙皮素(hesperetin,15)、柚皮素 -7 - O - β -D-葡萄糖苷(17)[2]。杜欣等利用硅膠柱色譜和薄層色譜從毛泡桐花中分離出兩個(gè)二氫黃酮類化合物,分別為5,4'-二羥基 -7,3'-二甲氧基二氫黃酮(18)和5-羥基 -7,3',4'-三甲氧基二氫黃酮(19)[8]。蘭州大學(xué)張德莉等[5]從毛泡桐葉中也得到了高北美圣草素,但在白花泡桐葉和光泡桐葉中還未有分離得到高北美圣草素的報(bào)道。國(guó)外研究人員在毛泡桐的果實(shí)中首次分離得到dihydrotricin(13),并對(duì)其生物活性進(jìn)行了初步探究[9]。此外,泡桐屬植物的種子中也含有柚皮素(naringenin,16)[10],結(jié)構(gòu)式見圖 2。
圖1 泡桐屬中黃酮和黃酮醇類化合物的結(jié)構(gòu)式
圖2 泡桐屬中二氫黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)式
1.3 香葉基黃烷酮 段文達(dá)等[11]在白花泡桐花石油醚萃取液中分離得到6-香葉基 -3',4',5,7-四羥基黃烷酮(diplacone,20)、6 - 香葉基 -4',5,7 - 三羥基黃烷酮(mimulone,21)、6 -香葉基 -4',5,7- 三羥基 -3'- 甲氧基黃烷酮(3'-O -methyldiplacone,22)、6 - 香葉基 -3,4',5,7 - 四羥基 -3'- 甲氧基黃烷酮(3'-O -methyldiplacol,30)四個(gè)香葉基黃烷酮。布爾諾大學(xué)的研究人員在毛泡桐果中除得到以上4個(gè)香葉基黃烷酮外,又得到另外四個(gè)香葉基黃烷酮類化合物:6-香葉基 -4',5,5',7-四羥基 -3'-甲氧基黃烷酮(23)、6- 香葉基 -4',5,7 - 三羥基 -3',5'- 二甲氧基黃烷酮(3'-O - methyl-5'- O - methyldiplacone,24)、4',5,7-三羥基 -6-[6-羥基 -3,7-二甲基 -2(E),7-辛二烯]-3'- 甲氧基黃烷酮(tomentodiplacone,37)、4',5,7 - 三羥基-6-[7-羥基 -3,7-二甲基 -2(E),7(E)-辛二烯]-3'-甲氧基黃烷酮(tomentodiplacone B,42)[12]。東京工業(yè)大學(xué)的研究人員綜合利用多種分離手段對(duì)毛泡桐未成熟果實(shí)表面分泌物中的香葉基黃烷酮類化合物進(jìn)行了更為深入的研究,分離得到了6-香葉基 -3',5,7-三羥基 -4'-甲氧基黃烷酮(4'-O-methyldiplacone,26)、6-香葉基 -5,7-二羥基 -3',4'-二甲氧基黃烷酮(27)、6-香葉基 -4',5,5',7 -四羥基 -3'- 甲氧基黃烷酮(3'-O -methyl-5'-h(huán)ydroxydiplacone,28)、6 - 香葉基 -3,3',5,7 - 四羥基 -4'-甲氧基黃烷酮(4'-O-methyldiplacol,32)、6-香葉基 -3,3',4',5,7 - 五羥基黃烷酮(diplacol,34)、4',5,5',7 - 四羥基-6-[6-羥基-3,7-二甲基 -2(E),7-辛二烯]-3'- 甲氧基黃烷酮(35)、3,3',4',5,7 - 五羥基 -6 -[6 - 羥基-3,7 - 二甲基 -2(E),7 - 辛二烯]黃烷酮(36)、3',4',5,7-四羥基 -6-[6-羥基 -3,7-二甲基 -2(E),7-辛二烯]黃烷酮(tanariflavanone,39)、3,3',4',5,7 - 五羥基 -6 -[7-羥基 -3,7-二甲基 -2(E)-辛烯]黃烷酮(40)、3',4',5,7-四羥基 -6-[7-羥基 -3,7-二甲基 -2(E)- 辛烯]黃烷酮(41)、3,4',5,5',7 - 五羥基 -3'- 甲氧基 -6 -(3-甲基 -2 - 丁烯)黃烷酮(43)[13]。張培芬等[3]在白花泡桐花中也發(fā)現(xiàn)了化合物30和32[2]。Zima A等[14]在毛泡桐果中分離得到6-香葉基 -3',5,5',7-四羥基黃烷酮(Schizolaenone C,25)。Cho JK 等[15]在毛泡桐果中還分得6- 香葉基 -3',5,5',7 - 四羥基 -4'- 甲氧基黃烷酮(29)和6-香葉基 -3,3',5,5',7 - 五羥基 -4'- 甲氧基黃烷酮(33)。Smejkal K等[9]在毛泡桐果中首次分離到6-香葉基-3,4',5,7 - 四羥基 -3',5'- 二甲氧基黃烷酮(3'- O -methyl-5'-methoxydiplacol,31),3,4',5,7 - 四羥基 -6 -[6-羥基-3,7-二甲基-2(E),7-辛二烯]-3'-甲氧基黃烷酮(38)和6-異戊二烯基-3'-甲氧基黃杉素(44),結(jié)構(gòu)式見圖3。
圖3 泡桐屬中香葉基黃烷酮類化合物的結(jié)構(gòu)式
2.1 抑菌作用 研究人員對(duì)泡桐花提取液的不同萃取部分進(jìn)行了體外抑菌試驗(yàn),結(jié)果表明不同萃取部分對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌均有不同程度的抑制作用,其中對(duì)金黃色葡萄球菌作用最強(qiáng),而對(duì)啤酒酵母、產(chǎn)黃青霉、黑曲霉則無明顯的抑制作用[16]。研究表明泡桐花乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部分具有廣譜抗菌作用,體外抑菌實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、屎腸桿菌、大腸埃希菌、白色念珠菌均有抑制作用,對(duì)金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度可達(dá)到 0.31%[17]。Smejka K 等[20]從毛泡桐果乙醇提取物中分離出6種C-香葉基黃烷酮,發(fā)現(xiàn)他們對(duì)7種細(xì)菌和酵母有抑制作用。柚皮素對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、痢疾和傷寒桿菌都有較強(qiáng)的抑制作用,對(duì)真菌亦有抑制作用,1 000 ppm噴于大米上能降低稻瘟菌感染40%~90%,且對(duì)人和家畜沒有毒性[19]。
2.2 抗氧化性 日本科學(xué)家使用ABTS和DPPH對(duì)從泡桐果中得到的七個(gè)香葉基黃烷酮類化合物進(jìn)行了自由基清除率測(cè)試,結(jié)果顯示diplacone(TEACABTS=3.2 and TEACDPPH=1.06)和 3'-O -methyl-5'-O -methyldiplacone(TEACABTS=1.66 and TEACDPPH=0.98)具有較強(qiáng)的活性,并推斷在黃酮B環(huán)上具有鄰二羥基取代的化合物活性最強(qiáng),具有很好的開發(fā)前景[14,20]。孟志芬等[21]以新鮮豬油為底物測(cè)定毛泡桐花中總黃酮的抗氧化活性,實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)豬油氧化具有明顯的抑制作用,且有劑量效應(yīng)關(guān)系。同時(shí)檸檬酸、酒石酸等有機(jī)酸對(duì)毛泡桐花總黃酮的抗氧化性有協(xié)同增效作用。此外研究人員還對(duì)毛泡桐花總黃酮的含量進(jìn)行了測(cè)定,并對(duì)其穩(wěn)定性及提取工藝進(jìn)行了研究[22]。
2.3 消炎作用 泡桐花浸膏能夠明顯改善哮喘豚鼠肺組織的病理損傷,對(duì)哮喘豚鼠有顯著的治療作用[23,24],泡桐花中黃酮的含量很大[25]。泡桐花總黃酮具有對(duì)抗卵蛋白所致C57BL/6和BALB/c小鼠哮喘氣道炎癥的作用,能明顯減輕小鼠哮喘發(fā)作程度,降低小鼠支氣管肺泡灌洗液中白細(xì)胞數(shù)量,對(duì)支氣管黏膜嗜酸性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)聚集產(chǎn)生抑制,降低氣道炎癥時(shí)毛細(xì)血管的通透性,以此來減少炎性蛋白的滲出[26,27]。泡桐花精油也對(duì)C57BL/6小鼠哮喘氣道過敏性炎癥有抑制[28]。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)泡桐花總黃酮可顯著延長(zhǎng)致敏豚鼠的引喘潛伏期,而且效果優(yōu)于地塞米松,并具有很強(qiáng)的作用性,能明顯減少哮喘小鼠支氣管黏膜、固有膜以及肺間質(zhì)和肺泡腔內(nèi)EOS等炎細(xì)胞浸潤(rùn),支氣管管壁平滑肌增生減輕,氣道上皮斷裂和脫落變性減輕[23]。此外,芹菜素和木犀草素廣泛分布于泡桐屬植物的花、葉和果實(shí)當(dāng)中,它們都具有明顯的抗炎作用,目前認(rèn)為木犀草素的抗炎活性與抑制炎性細(xì)胞因子如一氧化氮(NO)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的產(chǎn)生,抑制蛋白質(zhì)絡(luò)氨酸的磷酸化以及核轉(zhuǎn)錄因子KB(NF-KB)介導(dǎo)的基因表達(dá)有關(guān)[29]。
2.4 抗腫瘤作用 據(jù)報(bào)道柚皮素具有抑制腫瘤生長(zhǎng)和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能的作用,對(duì)肉瘤和大鼠白血病L1210都顯示出明顯的治療效果。柚皮素還能增強(qiáng)機(jī)體T淋巴細(xì)胞活性,修復(fù)由于腫瘤或者放療、化療引起的繼發(fā)性免疫缺陷,增強(qiáng)殺傷癌細(xì)胞的作用。實(shí)驗(yàn)表明木犀草素也具有廣泛的抗腫瘤作用,對(duì)前列腺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、卵巢癌都有較好的治療效果,研究發(fā)現(xiàn)其作用機(jī)制主要是通過抑制腫瘤細(xì)胞蛋白酶的表達(dá),進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡[30]。此外在毛泡桐果中還發(fā)現(xiàn)了大量的香葉基黃烷酮類化合物,日本研究人員篩選出tomentodiplacone B并做了相應(yīng)的研究,實(shí)驗(yàn)顯示tomentodiplacone B具有抑制人體白血病細(xì)胞生成的能力,其主要是在細(xì)胞分裂的G1期抑制細(xì)胞周期蛋白cyclin E1和cyclin A2,降低CDK2的活性,并減少Rb磷酸化,以此來阻止白血病細(xì)胞DNA的合成,進(jìn)而達(dá)到治療效果[12]。
2.5 其他 Cho JK等[15]在毛泡桐果中分離得到8種可有效抑制人體乙酰膽堿酯酶(hAChE)和丁酰膽堿酯酶(BChE)的黃酮類化合物,可以改善阿爾茨海默病的癥狀,其中Diplacone的抑制作用最強(qiáng),其對(duì) hAChE的 IC50為7.2 μmol·L-1,對(duì) BChE 的 IC50為 1.4 μmol·L-1。臨床試驗(yàn)證明木犀草素有祛痰、止咳、平喘的臨床功效;此外還有降低血壓、降血脂、減少毛細(xì)血管脆性、增強(qiáng)毛細(xì)血管抵抗力、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈,增加冠脈血流量等作用,對(duì)高血壓和冠心病有輔助治療的效果。芹菜素可作為抗病毒藥物治療HIV和對(duì)抗其他病毒感染。在泡桐中發(fā)現(xiàn)的二氫黃酮類化合物則廣泛具有健胃、祛痰、鎮(zhèn)咳、驅(qū)風(fēng)、利尿、抗病毒、止逆和止胃痛等療效[10,31]。
黃酮類化合物具有廣泛的臨床應(yīng)用價(jià)值,隨著試驗(yàn)條件的日益成熟,關(guān)于這一類化合物的研究日益增多,但是對(duì)香葉基黃酮這一類化合物的研究則相對(duì)很少。毛泡桐的果實(shí)中含有大量的香葉基黃烷酮,關(guān)于其藥理作用的認(rèn)知目前已經(jīng)有了一定的藥理學(xué)基礎(chǔ),相信隨著其藥理活性的不斷發(fā)掘,香葉基黃烷酮類化合物的應(yīng)用前景會(huì)非常的廣闊。
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