田 艷，鄧放明，卿志星，趙玲艷，彭 佩

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

十字花科植物（Brassicaceae）在全球分布廣泛，主產(chǎn)北溫帶，特別是地中海地區(qū)。十字花科植物也是一個(gè)大群體，約有375 個(gè)屬，約3 200余種。我國(guó)已發(fā)現(xiàn)95 個(gè)屬、425 個(gè)種，遍布全國(guó)各地，尤其是在西部、東北和丘陵地區(qū)，而平原和沿海地帶十字花科植物較少。十字花科植物主要包括有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的蔬菜和油料作物，少數(shù)的十字花科植物具有觀賞及藥用的價(jià)值。被廣泛食用的十字花科蔬菜有白菜、卷心菜、西蘭花、蘿卜、芝麻菜、油菜、芥菜等[1-2]。社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)十字花科蔬菜的生產(chǎn)和消費(fèi)有重要影響，不同國(guó)家及地區(qū)人群食用十字花科蔬菜的種類各不相同，我國(guó)以白菜類、甘藍(lán)類、芥菜類、蘿卜等為主，北美地區(qū)以蕓薹屬（Brassica）的蔬菜為主，如甘藍(lán)、抱子甘藍(lán)、西蘭花、蘿卜和蕪菁甘藍(lán)，而日本則以蘿卜為主[3-5]。

十字花科蔬菜具有預(yù)防慢性疾?。òㄐ难芗膊　⑻悄虿?、肥胖癥等）、防癌抗癌、抗氧化等功效[1,6]， 這些有益作用與十字花科植物中存在的酚類、硫代葡萄糖苷（簡(jiǎn)稱硫苷）（glucosinolates，GSL）、類胡蘿卜素、生育酚、抗壞血酸和類黃酮等有關(guān)[7]，特別是GSL及其降解產(chǎn)物異硫氰酸酯（isothiocyanates，ITC）等[8]。GSL是植物的一種含硫次生代謝產(chǎn)物[9]，已發(fā)現(xiàn)了100多種，不僅具有多種生物活性，還是十字花科蔬菜風(fēng)味和氣味形成的重要前體物質(zhì)，GSL可通過酶降解、熱降解和化學(xué)降解3 種降解途徑生成具有鮮、香、苦、辣風(fēng)味的降解產(chǎn)物ITC，目前GSL是國(guó)際上研究的熱門課題 之一[10-11]。有關(guān)GSL及其降解產(chǎn)物的研究較多，但比較分散，本文綜述了十字花科植物GSL及其降解產(chǎn)物的種類、結(jié)構(gòu)、風(fēng)味特征和生物活性，以期為十字花科植物GSL及其降解產(chǎn)物研究和利用提供參考。

1 十字花科植物中GSL類物質(zhì)及其水解產(chǎn)物的風(fēng)味特性

表 1 常見十字花科植物中硫苷及其降解產(chǎn)物的風(fēng)味描述[12]Table 1 Flavor descriptions of glucosinolates and their degradation products in common cruciferous plants[12]

十字花科植物的風(fēng)味主要表現(xiàn)為苦味和辛辣味，產(chǎn)生這些感覺的化合物主要是GSL及其水解產(chǎn)物，尤其是ITC，通過氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用分析，十字花科植物中的主要風(fēng)味物質(zhì)如表1所示[12]。不同種類植物所含的GSL類物質(zhì)有較大的差異，例如，豆瓣菜中含有大量的苯乙基硫苷及其刺鼻的降解產(chǎn)物苯乙基異硫氰酸酯，芝麻菜中含有苦味的2-羥基-3-丁烯基硫苷、甲狀腺腫素、大蒜素、甘油芥酸酯；水芹菜（沙蠶）含有芐基硫代葡萄糖酸；西蘭花中主要的苦味物質(zhì)包括3-丁烯基硫苷、蕓薹葡糖硫苷、3-丁烯基異硫氰酸酯、4-戊烯基異硫氰酸酯；芥菜中主要的苦味物質(zhì)包括黑介子苷及其水解產(chǎn)物異硫氰酸烯丙酯、3-丁烯基硫苷及其水解產(chǎn)物3-丁烯基硫氰酸酯、2-羥基-3-丁烯基硫苷及其水解產(chǎn)物嚅唑烷硫酮、蕓苔葡糖硫苷及其水解產(chǎn)物吲哚-3-甲醇等[12-13]。

2 十字花科植物中GSL的含量及其成分

幾乎所有的十字花科植物都含有GSL，存在于其種子、根、莖、葉中。GSL的含量隨著植株的品種、生長(zhǎng)環(huán)境以及生長(zhǎng)階段而改變，一些植株中GSL占干質(zhì)量的1%，而一些可達(dá)到10%，GSL在十字花科蔬菜中的含量一般是500～2 000 μg/g（以鮮質(zhì)量計(jì)，下同）[14]。如西蘭花嫩芽中GSL的總含量是其成熟植株的10～100 倍[14]；白菜類蔬菜中GSL的總含量為8.9～54.1 mg/100 g（以鮮質(zhì)量計(jì)，下同），主要包括2-羥基-3丁烯基硫苷、3-丁烯基硫苷、4-戊烯基硫苷、2-苯乙基硫苷、4-羥基-3-吲哚基甲基硫苷、3-吲哚基甲基硫苷、4-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷、1-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷；甘藍(lán)類蔬菜中GSL的總含量為6.7～445.5 mg/100 g，主要包含3-甲基硫氧丙基硫苷、2-丙烯基硫苷、2-羥基-3-丁烯基硫苷、4-甲基硫氧丁基硫苷、3-丁烯基硫苷、4-羥基-3-吲哚基甲基硫苷、3-吲哚基甲基硫苷、4-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷、1-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷；芥菜類蔬菜中GSL的總含量為118.1～544.5 mg/100 g，主要包括2-丙烯基硫苷、 2-羥基-3-丁烯基硫苷、3-丁烯基硫苷、4-戊烯基硫苷、 2-苯乙基硫苷、4-羥基-3-吲哚基甲基硫苷、3-吲哚基甲基硫苷、4-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷、1-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷[9,15-16]。

3 GSL及其降解產(chǎn)物種類及其結(jié)構(gòu)

3.1 GSL的種類和結(jié)構(gòu)

GSL由β-D-葡萄糖、磺酸肟和氨基酸的側(cè)鏈R組成，根據(jù)側(cè)鏈R的不同，GSL在結(jié)構(gòu)上可分為脂肪族硫苷、芳香族硫苷和吲哚族硫苷，這3 類代表性單體硫苷化學(xué)的結(jié)構(gòu)式分別見圖1A～C[17-18]。

硫苷的生物合成包括3 個(gè)部分：氨基酸側(cè)鏈的延伸、核心結(jié)構(gòu)的形成以及次級(jí)側(cè)鏈的修飾[17]。本文對(duì)文獻(xiàn)報(bào)道的189 種GSL及其降解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和名稱進(jìn)行了整理，其中含硫側(cè)鏈硫苷50 個(gè)（表2、圖2），脂肪族及其醇、酮類硫苷41 個(gè)（表3、圖3），烯烴醇類13 個(gè) （圖4），芳香族硫苷22 個(gè)（圖5），苯甲酸酯類硫苷11 個(gè)（圖6），吲哚族硫苷11 個(gè)（圖7），多糖基和其他硫苷41 個(gè)（圖8）[18-19]。

圖 1 硫代葡萄糖苷的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig. 1 Chemical structures of glucosinolates

表 2 含硫側(cè)鏈硫苷名稱及其編號(hào)（編號(hào)1～28）Table 2 Names of sulfur-containing side chain glucosinolates (No. 1–28)

表 3 脂肪族及其醇、酮類硫苷名稱（編號(hào)51～59）Table 3 Names of aliphatic glucosinolates and their alcohol and ketone derivatives (No. 51–59)

圖 2 含硫側(cè)鏈硫苷結(jié)構(gòu)（編號(hào)29～50）Fig. 2 Structures of sulfur-containing side chain glucosinolates (No. 29–50)

圖 3 脂肪族及其醇、酮類硫苷結(jié)構(gòu)（編號(hào)60～91）Fig. 3 Structures of aliphatic glucosinolates and their alcohol and ketone derivatives (No. 60–91)

圖 4 烯烴醇硫苷結(jié)構(gòu)（編號(hào)92～104）Fig. 4 Structures of alkyl alcohol glucosinolates (No. 92–104)

圖 5 芳香族硫苷結(jié)構(gòu)（編號(hào)105～126）Fig. 5 Structures of aromatic glucosinolates (No. 105–126)

圖 6 苯甲酸酯類硫苷結(jié)構(gòu)（編號(hào)127～137）Fig. 6 Structures of benzoate glucosinolates (No. 127–137)

圖 7 吲哚族硫苷結(jié)構(gòu)（編號(hào)138～148）Fig. 7 Structures of indole glucosinolates (No. 138–148)

圖 8 多糖基和其他硫苷結(jié)構(gòu)（編號(hào)149～189）Fig. 8 Structures of polysaccharide-derived glucosinolates and other glucosinolates (No. 149–189)

3.2 GSL主要降解產(chǎn)物的種類和結(jié)構(gòu)

GSL存在于十字花科植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，而能夠水解這些化合物的黑芥子硫苷酸酶（簡(jiǎn)稱芥子酶，EC 3.2.3.1）則位于液泡中。當(dāng)植物組織受到損傷如切割或咀嚼時(shí)，GSL在芥子酶的作用下產(chǎn)生大量不同的水解產(chǎn)物，包括ITC、硫氰酸酯、腈類、惡唑烷和吲哚等，其主要種類和結(jié)構(gòu)如圖9所示[12,20]。這些產(chǎn)物的產(chǎn)生受到許多因素的影響，包括環(huán)境溫度、pH值以及酶輔因子（如表硫蛋白（epithiospecifier protein，ESP）、硫氰酸酯形成蛋白（thiocyanate formation protein，TFP）和丁腈特異性蛋白（nitrile specifier protein，NSP））等。ESP是芥子酶的一種輔助因子，它可以促進(jìn)具有末端雙鍵的GSL形成表硫腈和腈，在ESP結(jié)構(gòu)完整的情況下，其降解產(chǎn)物丁腈的含量增加，ITC含量減少，當(dāng)ESP在食物通過熱加工發(fā)生變性后，其降解產(chǎn)物丁腈的含量減少，而ITC的含量增加[12]。

圖 9 硫苷降解產(chǎn)物及其化學(xué)結(jié)構(gòu)（編號(hào)1～25）Fig. 9 Chemical structures of glucosinolates degradation (No. 1–25)

4 GSL及其降解產(chǎn)物的功能研究

4.1 抗癌活性

許多研究報(bào)告表明，攝入十字花科植物與罹患許多癌癥的風(fēng)險(xiǎn)之間存在強(qiáng)烈的負(fù)相關(guān)關(guān)系[21]。十字花科植物中GSL及其降解產(chǎn)物的攝入能有效降低腦腫瘤、肝癌、肺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌、膀胱癌、乳腺癌、宮頸癌、舌癌、食管腺癌等癌癥的發(fā)病率。

4.1.1 抗腦腫瘤作用

IV級(jí)星形細(xì)胞瘤是成人中最常見和最惡性的原發(fā)性腦腫瘤，Rajan等[22]研究了來自芥子酶水解硫苷產(chǎn)生的 4-(α-L-鼠李糖基氧基)芐基異硫氰酸酯對(duì)人惡性星形腫瘤細(xì)胞的作用，發(fā)現(xiàn)其氧化應(yīng)激與核轉(zhuǎn)錄因子2（nuclear transcription factor 2，Nrf2）及其上游調(diào)節(jié)因子蛋白激酶2α的表達(dá)在較高劑量時(shí)被調(diào)控，5S rRNA的表達(dá)量顯著減少，證明其對(duì)惡性星形細(xì)胞瘤細(xì)胞具有抗腫瘤作用。

4.1.2 對(duì)肝癌、肺癌的抑制作用

Das等[23]報(bào)道，脫脂茶籽粕中含有3 種主要的脂肪族葡萄糖苷類化合物，即9-(甲基亞砜基)壬基硫苷、10-(甲基亞砜基)十烷基葡萄糖苷和11-(甲基亞砜基)十一烷基硫苷。在Hepa1c1c7小鼠肝癌細(xì)胞中，水解葡萄糖苷和葡聚糖苷可上調(diào)II期解毒酶醌還原酶1（NADPH quinone oxidoreductase 1，NQO1）的活性，對(duì)細(xì)胞色素P450活性無影響；同時(shí)，葡萄糖苷能誘導(dǎo)NQO1活性增強(qiáng)，從而增強(qiáng)其抑制腫瘤的效果。Jie Meng等[24]采用致癌物誘導(dǎo)的大鼠肝癌模型，研究了黑介子苷的抗增殖活性，其通過上調(diào)腫瘤抑制基因p53、下調(diào)B淋巴細(xì)胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）基因和細(xì)胞凋亡蛋白酶而誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡，能顯著抑制肝癌細(xì)胞的增殖，使大鼠肝臟表面腫瘤的數(shù)量顯著減少。Wang Nan等[25]研究了蘿卜種子4-甲基亞砜基-3-丁烯基異硫氰酸酯（4-methyl sulfoxide-3-butenyl isothiocyanate，MTBITC）對(duì)人肺癌A549細(xì)胞線粒體凋亡的影響，發(fā)現(xiàn)MTBITC處理能明顯延長(zhǎng)凋亡細(xì)胞的G1期，且呈劑量依賴性；Tripathi等[26]研究了異硫氰酸烯丙酯聯(lián)合放射治療抑制人肺癌細(xì)胞A-549和H-1299非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞增殖的活性，聯(lián)合治療后的腫瘤細(xì)胞對(duì)輻射有明顯的增敏作用；Pint?o等[27]采用蛋白標(biāo)記試劑盒B、四甲基偶氮唑鹽、細(xì)胞計(jì)數(shù)和克隆實(shí)驗(yàn)方法研究發(fā)現(xiàn)金蓮花中異硫氰酸芐酯對(duì)人肺腫瘤H-69細(xì)胞均具有明顯的抑制作用；Jeong等[28]研究了異硫氰酸苯乙酯、蘿卜硫素、異硫氰酸芐酯對(duì)人肺腺癌細(xì)胞A549的抑制作用，結(jié)果顯示，這3 種化合物都能抑制基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)和腫瘤在體內(nèi)的轉(zhuǎn)移，其中異硫氰酸苯乙酯的效果最好，而蘿卜硫素的效果最差。

4.1.3 對(duì)結(jié)腸癌的抑制作用

Pappa等[29]研究了硫苷降解產(chǎn)物蘿卜硫素、苯乙基異硫氰酸酯、吲哚-3-甲醇及其縮合產(chǎn)物3,3-二吲哚基甲烷對(duì)p53野生型人結(jié)腸癌細(xì)胞系40-16（p53＋/＋）及其敲除p53的衍生物379.2（p53－/－）的細(xì)胞生長(zhǎng)抑制潛能，結(jié)果證明這些降解產(chǎn)物均可明顯地抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，具有誘導(dǎo)p53凋亡和調(diào)節(jié)人結(jié)腸癌細(xì)胞系Bcl-2家族蛋白表達(dá)的潛力；Conde-Rioll等[30]鑒定發(fā)現(xiàn)辣根中主要的抗腫瘤物質(zhì)為硫苷的降解產(chǎn)物乙硫腈1-氰基-2,3-乙硫丙烷，該植物汁在HT-29人結(jié)腸癌異種移植小鼠模型中顯示了體內(nèi)抗腫瘤活性。

4.1.4 對(duì)前列腺癌的抑制作用

對(duì)628 名前列腺癌患者的前瞻性飲食評(píng)估發(fā)現(xiàn)，將十字花科植物的攝入量從每周1 次增加到3 次或3 次以上，明顯降低了41%的患病風(fēng)險(xiǎn)[31-32]；Arora等[33]從油菜中分離得到3-丁基異硫氰酸酯，采用中性紅法、活性氧種法、線粒體膜電位法、顯微鏡法和細(xì)胞周期分析法對(duì)前列腺癌細(xì)胞的抑制效果進(jìn)行分析，結(jié)果表明3-丁基異硫氰酸酯是一種很好的抗癌化合物，能誘導(dǎo)前列腺癌細(xì)胞死亡。

4.1.5 對(duì)膀胱癌的抑制作用

Bhattacharya等[34]研究了富含異硫氰酸烯丙酯的芥菜籽粉在原位大鼠膀胱癌模型中的抑制作用，口服芥菜籽粉71.5 mg/kgmb（黑介子苷含量為9 mmol/kg）可顯著抑制膀胱癌細(xì)胞生長(zhǎng)，抑制率高達(dá)34.5%（P＜0.05）。

4.1.6 對(duì)乳腺癌、宮頸癌的抑制作用

Rado?evi?等[35]比較了西蘭花和羽衣甘藍(lán)提取物中總GSL、吲哚族硫苷和脂肪族硫苷的含量。西蘭花提取物中GSL以蘿卜硫苷（95.97 mmol/100 g）為主，其次為蕓薹葡糖硫苷（85.42 mmol/100 g）和新葡萄糖蕓薹素（82.12 mmol/100 g），而在羽衣甘藍(lán)提取物中，GSL的主要成分為蕓苔葡糖硫苷（80.33 mmol/100 g），其次是3-(甲基亞磺酰)丙基硫苷（67.50 mmol/100 g）和黑芥子苷（21.91 mmol/100 g）。通過檢測(cè)人乳腺癌細(xì)胞MCF-7和人宮頸癌細(xì)胞HeLa的抗增殖作用來評(píng)價(jià)其生物活性，證實(shí)了西蘭花和羽衣甘藍(lán)提取物的抗腫瘤潛能。 Martín-Ruiz等[36]研究了吲哚-3-甲醇對(duì)重癥聯(lián)合免疫缺陷小鼠犬炎性乳腺癌異種移植瘤模型的影響，結(jié)果顯示，吲哚-3-甲醇治療可抑制腫瘤增殖，增加細(xì)胞凋亡。Hajra等[37]利用硫苷降解產(chǎn)物吲哚-3-甲醇和阿霉素（doxorubicin，DOX）對(duì)乳腺癌細(xì)胞分別進(jìn)行了單獨(dú)和聯(lián)合作用，吲哚-3-甲醇通過下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)，上調(diào)Bcl2關(guān)聯(lián)X蛋白、細(xì)胞色素c、半胱氨酸蛋白酶等的表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞對(duì)劑量治療敏感，吲哚-3-甲醇與DOX同時(shí)給藥能顯著提高治療效果（P＜0.05），使腫瘤體積縮小，降低對(duì)宿主的毒性。Cornblatt等[38]研究發(fā)現(xiàn)，8 名接受乳房縮小術(shù)的健康女性服用了含有200 μmol蘿卜硫素的西蘭花芽制劑后，在乳腺組織中檢測(cè)到約2 pmol/mg 蘿卜硫素，這一發(fā)現(xiàn)為西蘭花的抗癌保護(hù)臨床試驗(yàn)提供了強(qiáng)有力的理論依據(jù)。Tsai等[39]研究了ITC體外抑制人乳腺癌細(xì)胞MDAMB-468增殖的效果，發(fā)現(xiàn)其可以誘導(dǎo)凋亡細(xì)胞形態(tài)學(xué)的改變和G2/M期的細(xì)胞周期阻滯，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞凋亡，可視為一種潛在的治療乳腺癌的藥物； Kanematsu等[40]證明了蘿卜硫素能抑制體外培養(yǎng)的人乳腺癌細(xì)胞KPL-1的生長(zhǎng)，抑制原位移植的KPL-1細(xì)胞在雌鼠體內(nèi)的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移；Wang Dan等[41]研究了異硫氰酸苯乙酯（phenyl-ethyl isothiocyanate，PEITC）的抗癌活性，采用細(xì)胞增殖法、免疫印跡法和流式細(xì)胞儀檢測(cè)方法，發(fā)現(xiàn)PEITC對(duì)人宮頸癌細(xì)胞HeLa有抗增殖和促凋亡的作用，具抗癌活性。

4.1.7 對(duì)舌癌、食管腺癌的抑制作用

Tanaka等[42]通過雄性ACI/N大鼠，研究吲哚-3-甲醇和黑介子苷對(duì)4-硝基喹啉1-氧化物誘導(dǎo)大鼠舌癌發(fā)生的抑制作用，結(jié)果顯示，吲哚-3-甲醇和黑介子苷會(huì)導(dǎo)致被稱為細(xì)胞增殖效應(yīng)的指標(biāo)核仁組成區(qū)嗜銀蛋白的數(shù)量顯著減少，均能抑制4-硝基喹啉-1-氧化物誘導(dǎo)的舌上皮增生和癌變；Qazi等[43]評(píng)價(jià)了蘿卜硫素和其他抗增殖劑對(duì)食管腺癌細(xì)胞的抗癌作用，表明蘿卜硫素能誘導(dǎo)癌細(xì)胞存活率下降、細(xì)胞周期阻滯和凋亡、腫瘤體積縮小，并增強(qiáng)其他抗癌藥物的活性。

4.2 抗氧化作用

研究顯示，GSL具有抗氧化作用，尤其是其降解產(chǎn)物ITC，通過調(diào)節(jié)核因子E2相關(guān)因子2/抗氧化反應(yīng)元件（antioxidant response element，ARE）信號(hào)通路誘導(dǎo)II相酶活性，對(duì)脂質(zhì)過氧化物進(jìn)行清除，從而達(dá)到抗氧化目的。西蘭花和蘿卜中含有蘿卜硫素，通過調(diào)節(jié)谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶、硫氧還蛋白還原酶可以產(chǎn)生持續(xù)的較強(qiáng)抗氧化作用[44]；芥菜中因含大量的GSL及其降解產(chǎn)物ITC而具有多種生物活性。經(jīng)腌制曬干處理的芥菜（Brassica juncea(L) Coss. var.foliosaBailey）提取物具有清除1,1-二 苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基活性，并對(duì)Fe2＋有螯合作用，證明有良好的抗氧化性[45]。Oh等[46]檢測(cè)芥菜（Brassica juncea）中總硫苷含量為（23.97f 0.07）mg/100 g，采用鐵離子抗氧化能力評(píng)價(jià)發(fā)酵芥菜葉和莖的提取物的抗氧化活性，結(jié)果顯示，發(fā)酵芥菜葉和莖的提取物的抗氧化活性分別為20.76～32.50 mg/100 g和14.10～25.76 mg/100 g；以抗壞血酸（20.70 mg/100 g）為對(duì)照，發(fā)酵芥菜葉和莖的提取物抗氧化活性顯著高于抗壞血酸（P＜0.05）；同時(shí)還測(cè)定了發(fā)酵芥菜葉和莖的提取物清除DPPH自由基和2,2’-聯(lián)氮-雙-(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽陽離子自由基的活性，分別為77.67%～80.47%和62.33%～69.83%。

4.3 抗炎作用

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)GSL及其降解產(chǎn)物的抗炎作用的研究少有報(bào)道。蘿卜硫素具有良好的抗癌特性，其已被證明能夠通過直接靶向受體或其下游信號(hào)分子如轉(zhuǎn)錄因子、核因子κB（nuclear factor κB，NF-κB）來抑制腫瘤基因PRR11介導(dǎo)的炎性信號(hào)[47]。Folkard等[47]用蘿卜硫素處理已被核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域2變異體和NF-κB受體感染的人類胚胎腎細(xì)胞293T，測(cè)定其分泌的堿性磷酸酶，發(fā)現(xiàn)蘿卜硫素能夠顯著抑制NF-κB活性，達(dá)到抗炎的效果；Eren等[48]發(fā)現(xiàn)蘿卜硫素在脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)細(xì)胞死亡時(shí)能保護(hù)N9小膠質(zhì)細(xì)胞，抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥細(xì)胞分泌促炎細(xì)胞因子、腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β， IL-1β）和IL-6，減輕炎性微小核糖核酸miR-155的表達(dá)，從而發(fā)揮抑制炎癥的作用；Lee等[49]研究了異硫氰酸芐酯對(duì)大腸桿菌LPS刺激的BV2小膠質(zhì)細(xì)胞IL-1β的抑制作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，BITC抑制由LPS誘導(dǎo)的炎癥BV2小膠質(zhì)細(xì)胞中IL-1β分泌，同時(shí)還抑制線粒體活性氧和三磷酸腺苷分泌，從而發(fā)揮調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥的作用。Lee等[50]報(bào)道了異硫氰酸芐酯在小鼠巨噬細(xì)胞和小鼠皮膚中具有抗炎作用；Jiang Jun等[51]研究了吲哚-3-甲醇通過阻斷巨噬細(xì)胞中β干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白依賴性信號(hào)通路，抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)； Tsai等[52]研究了吲哚-3-甲醇和苯乙基ITC對(duì)LPS誘導(dǎo)的炎癥巨噬細(xì)胞的抗炎效果，發(fā)現(xiàn)其通過抑制一氧化氮、腫瘤壞死因子α和IL-10的產(chǎn)生而起到抗炎效果；Benson等[53]發(fā)現(xiàn)吲哚-3-甲醇對(duì)小鼠結(jié)腸炎具有性別特異性作用；Kim等[54]發(fā)現(xiàn)富含ITC的辣木籽提取物能緩解小鼠潰瘍性結(jié)腸炎癥狀；Wagner等[55]發(fā)現(xiàn)，用右旋糖酐硫酸鈉（dextran sulfate sodium，DSS）誘導(dǎo)的急性結(jié)腸炎C57BL/6小鼠經(jīng)蘿卜硫素處理后其炎癥得到緩解；Wang Yanling等[56]發(fā)現(xiàn)口服經(jīng)微波（900 W、3 min）處理的西蘭花和新鮮西蘭花后，可以有效緩解小鼠經(jīng)DSS誘導(dǎo)的急性結(jié)腸炎；Davaatseren等[57]研究了異硫氰酸烯丙酯對(duì)結(jié)腸炎小鼠血管炎癥的影響，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的DSS誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸炎，通過測(cè)量小鼠體質(zhì)量、疾病活動(dòng)指數(shù)、組織病理學(xué)評(píng)分、微血管密度、髓過氧化物酶活性、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶表達(dá)、環(huán)氧合酶-2表達(dá)以及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）-A/VEGF受體的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)異硫氰酸烯丙酯治療能顯著減輕與結(jié)腸炎相關(guān)的結(jié)腸結(jié)構(gòu)的破壞，并抑制微血管化反應(yīng)。

4.4 傷口愈合作用

Mazumder等[58]對(duì)正常人角質(zhì)形成細(xì)胞HaCaT進(jìn)行體外創(chuàng)面愈合活性測(cè)定，研究了兩種不同質(zhì)量濃度的黑介子苷及其混合物（黑介子苷與磷脂酰膽堿以質(zhì)量比1∶1混合）對(duì)傷口愈合的影響，發(fā)現(xiàn)在較低質(zhì)量濃度 （0.07 mg/mL）時(shí)，黑介子苷混合物組的傷口愈合率為79%，而單獨(dú)黑介子苷組的傷口愈合率僅為50%；當(dāng)質(zhì)量濃度為0.14 mg/mL時(shí)，黑介子苷混合物可完全治愈創(chuàng)面，而單用黑介子苷組僅顯示71%的傷口愈合率。這些結(jié)果證實(shí)了黑介子苷具有促進(jìn)傷口愈合的活性。

4.5 抑菌活性

GSL的降解產(chǎn)物ITC對(duì)各種細(xì)菌性病原體具有抑制活性[59]。西蘭花葉中GSL酸水解產(chǎn)物ITC具有抑菌作用，主要對(duì)金黃色葡萄球菌、傷寒沙門氏菌、枯草芽孢桿菌、埃希氏大腸桿菌抑制效果明顯，但隨著ITC濃度的降低，抑菌效果減弱[60]；烯丙基異硫氰酸酯可有效降低紅霉素對(duì)化膿性鏈球菌的最低抑菌濃度[61]；烯丙基異硫氰酸酯和苯乙基異硫氰酸酯均可與鏈霉素對(duì)大腸桿菌、銅綠假單胞菌等革蘭陰性菌產(chǎn)生協(xié)同作用[62]；Freitas等[63]將苯乙基異硫氰酸酯與氨基糖苷類慶大霉素混合使用，觀察到苯乙基異硫氰酸酯可以顯著提高慶大霉素對(duì)11 株大腸桿菌的抗菌活性；David等[64]研究了白芥精油中的4-羥基芐基異硫氰酸酯對(duì)接種有沙門氏菌的冷凍蔬菜和雞肉顆粒的抑菌效果，發(fā)現(xiàn)其能以劑量依賴的方式減少冷凍蔬菜和雞肉顆粒中沙門氏菌的數(shù)量，白芥精油中4-羥基芐基異硫氰酸酯的含量為250～750 mg/kg時(shí)，沙門氏菌數(shù)量減少至0.8～2.7（lg（CFU/g））。

4.6 對(duì)阿爾茨海默病的緩解作用

阿爾茨海默病是一種不可逆的、發(fā)展性的致死性神經(jīng)退行性疾病[65]。Zhang Jingzhu等[65]發(fā)現(xiàn)蘿卜硫素能改善阿爾茨海默病模型小鼠的行為認(rèn)知障礙，影響組蛋白乙?；饔?，上調(diào)p75神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素受體的表達(dá)以及乙?；M蛋白和氨基酸的水平，對(duì)阿爾茨海默病起到保護(hù)作用；Bur?ul等[66]通過研究發(fā)現(xiàn)，2-甲氧基苯基異硫氰酸酯對(duì)乙酰膽堿酯酶的抑制作用最強(qiáng)，其半抑制濃度為0.57 mmol/L；而3-甲氧基苯基異硫氰酸酯對(duì)異丁酰膽堿酯酶的抑制率最高，在濃度為1.14 mmol/L時(shí)對(duì)異丁酰膽堿酯酶的抑制率可達(dá)到49.2%。據(jù)報(bào)道，蘿卜硫素能夠改善各種阿爾茨海默病模型的認(rèn)知缺陷[67-69]。Kim等[68]報(bào)道，蘿卜硫素可以改善認(rèn)知障礙，保護(hù)大腦免受糖蛋白損害；Vauzour等[70]發(fā)現(xiàn)蘿卜硫素通過激活ERK1/2、Nrf-2和上調(diào)解毒酶來保護(hù)皮層神經(jīng)元免受5-S-胱氨酸-多巴胺誘導(dǎo)的毒性。Lee等[71]發(fā)現(xiàn)蘿卜硫素可減少β-淀粉樣蛋白誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞的氧化死亡；Park等[72]證實(shí)了蘿卜硫素能減輕糖蛋白β介導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞Neuro2A和N1E115的細(xì)胞毒性。

4.7 對(duì)慢性病的緩解作用

十字花科植物飲食在預(yù)防包括心血管疾病、糖尿病和肥胖癥在內(nèi)的慢性疾病方面的有益作用眾所周 知[73-74]。大量研究表明，蘿卜硫素的抗氧化機(jī)制對(duì)缺血性腦損傷有保護(hù)作用。Zhang Ping等[75]通過新生兒缺氧缺血模型觀察到蘿卜硫素能夠顯著增加其Nrf2和血紅素氧合酶1（heme oxygenase 1，HO-1）的表達(dá)；蘿卜硫素可以保護(hù)未成熟的海馬神經(jīng)元不受與未成熟大腦缺血性和創(chuàng)傷性相關(guān)的損傷[76-77]；Chen Gang等[78]研究了蘿卜硫素對(duì)大鼠腦出血模型的保護(hù)作用，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，蘿卜硫素可激活Nrf2信號(hào)通路，增加HO-1表達(dá)，并可減輕神經(jīng)功能障礙的嚴(yán)重程度；此外，蘿卜硫素治療可通過激活Nrf2信號(hào)通路改善腦血管痙攣和早期腦損傷，進(jìn)而在蛛網(wǎng)膜下腔出血模型中誘導(dǎo)抗氧化和解毒酶活性，減輕腦出血后的炎癥反應(yīng)[78-79]；Dash等[80]觀察發(fā)現(xiàn)受傷動(dòng)物在蘿卜硫素治療后，在記憶工作中的學(xué)習(xí)能力和表現(xiàn)提高，可能是由于蘿卜硫素能保護(hù)神經(jīng)血管單元的神經(jīng)元和其他類型細(xì)胞免受創(chuàng)傷性腦損傷引起的氧化損傷。Testai等[81]發(fā)現(xiàn)4-羧苯基異硫氰酸酯（4-carboxylphenyl isothiocyanate，4-CPI）對(duì)Wistar大鼠和C57BL/6J小鼠心肌缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用，4-CPI可明顯改善缺血區(qū)的功能參數(shù)，縮小缺血區(qū)的直徑。

4.8 食品保鮮作用

目前，日本已批準(zhǔn)可將天然植物來源的ITC用于食品保鮮。新鮮芥菜粉中含有烯丙基異硫氰酸酯和其他ITC，Nadarajah等[82]在新鮮絞碎牛肉中分別使用5%、10%、20%的芥菜粉以消除O157:H7大腸桿菌，在真空包裝條件下，新鮮絞碎牛肉在4 ℃保存21 d，第0天時(shí)3 種不同處理的肉制品中的大腸桿菌數(shù)量都為6（lg（CFU/g）），21 d后5%、10%、20%的芥菜粉處理后的肉制品中大腸桿菌數(shù)量分別降低了0.5、3.0、5.4（lg（CFU/g）），說明其可作為食品殺菌保鮮劑，延長(zhǎng)保質(zhì)期。

5 結(jié) 語

從現(xiàn)有的研究成果來看，使用GSL類物質(zhì)真正為人類健康做出貢獻(xiàn)，仍有很多需要研究和亟待解決的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）需要進(jìn)一步確定十字花科植物中GSL及其降解產(chǎn)物的風(fēng)味特征，鑒定所有苦味物質(zhì)的種類、來源、合成途徑及控制方法，以便為改善其適口性提供科學(xué)依據(jù)；2）研究食品加工方式和食用方法對(duì)GSL及其降解產(chǎn)物穩(wěn)定性的影響及其變化規(guī)律，以便為提高GSL及其降解產(chǎn)物的保存率提供科學(xué)依據(jù)；3）大部分的抗癌、抗炎、抗氧化等活性研究主要是利用體外或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的，關(guān)于GSL及其降解產(chǎn)物在人體內(nèi)的吸收、代謝、功能活性和量效關(guān)系等方面需要進(jìn)一步研究；4）需進(jìn)一步開展GSL及其降解產(chǎn)物對(duì)人體健康存在的危害等毒理性研究。