程功,章建紅,袁虎威,鄭炳松,閆道良
(1浙江農(nóng)林大學(xué),亞熱帶森林培育國家重點實驗室,杭州 311300 2寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,浙江寧波 315040)
冬青科(Aquifoliaceae)冬青屬(Ilex)植物在全世界約有超過400種,中國約有200余種,僅有冬青屬一屬,主要分布于長江流域以南各省區(qū),為中國南方常綠闊葉林的常見樹種[1-2]。近年來,該屬植物的藥用價值備受重視。三萜及其皂苷、黃酮等多種化學(xué)成分多存在于該屬植物葉中,多用于清熱解毒、消炎、鎮(zhèn)咳、止痛等。為加快推進(jìn)冬青屬藥用植物的開發(fā)利用,本研究綜述了近年來關(guān)于冬青屬藥用植物的研究進(jìn)展,展望冬青屬植物未來的研究方向,以期為其深入開發(fā)利用提供參考。
在民間,利用冬青屬植物治療疾病已經(jīng)有很長的歷史。迄今為止,已被證實可藥用的冬青屬植物約40多種[3],表1列舉了國內(nèi)外常用冬青屬藥用植物的基本信息及其藥用價值[4-9]。冬青屬植物常被用于治療與心腦血管和炎癥相關(guān)的疾病。例如:大葉冬青的水煎液具有抗氧化、抗菌消炎等作用,可用于治療口齒疼痛、目赤等癥;毛冬青的根、葉具有消炎止痛、清熱解毒、祛痰等作用,經(jīng)常被用來治療心腦血管疾病;鐵冬青的葉、樹皮入藥,具有較強(qiáng)的抗血栓和消炎鎮(zhèn)痛作用;冬青的葉有清熱解毒、活血等功效等。
表1 幾種常用冬青屬藥用植物信息及藥用價值
冬青屬植物中含有多種化學(xué)成分,主要為三萜及其皂苷、黃酮類、木脂素、糖脂類等化合物。其中三萜類化合物因其廣泛的生物活性和特有的結(jié)構(gòu)特點成為冬青屬植物中分布廣泛、數(shù)量眾多的化合物,而五環(huán)三萜又是三萜類化合物中最廣泛的一類三萜化合物,主要可分為烏蘇烷型、齊墩果烷型、羽扇豆烷型、苦丁內(nèi)酯型。三萜類化合物主要是以游離和成苷形式存在于冬青屬植物的根、葉、莖皮等部位[10-13]。近年來的研究中又陸續(xù)從冬青屬植物中發(fā)現(xiàn)了許多化合物,表2 總結(jié)了近年來在冬青屬植物中首次分離得到的化合物。
表2 冬青屬植物中分離鑒定的化合物
從秤星樹中提取到的Asprellcosides B 可以減少病毒復(fù)制,與血凝素結(jié)合可以抑制甲型流感病毒,在臨床上可用于治療流感[32]。枸骨果實中分離得到的一種多糖LCFP-3有很強(qiáng)的抗炎活性,其可以有效減少脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的一氧化氮(NO)的產(chǎn)生,且具有劑量依賴性[33]。鐵冬青提取物Rotundic acid(RA)可以顯著抑制白細(xì)胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和活性氧(ROS)等的生成,此外還可以增強(qiáng)抗氧化防御系統(tǒng)重要因子的活性,從而產(chǎn)生抗炎作用,對LPS誘導(dǎo)的急性肺損傷(ALI)具有保護(hù)作用,在臨床上可用于治療肺部炎癥[34]。在非酒精性脂肪性肝病小鼠模型中,海南冬青提取物Ilexhainanoside D與Ilexsaponin A1結(jié)合可以有效改善腸道屏障功能,減少LPS含量,從而減輕炎癥,顯著降低非酒精性脂肪性肝病的嚴(yán)重程度[35]。
苦丁茶提取物dicaffeoylquinic acids(DiCQAs)具有強(qiáng)大抗炎活性,可以減少促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生,降低體內(nèi)炎癥水平,抑制NF-κB和MAPKs通路,此外還可以調(diào)節(jié)腸道菌群、改善結(jié)腸組織完整性,減輕結(jié)腸組織炎癥,緩解炎癥性腸病的典型癥狀,在臨床上可做為炎癥預(yù)防及治療腸病藥物使用[36-38]。在LPS 誘導(dǎo)的腸道損傷小豬模型中,holly polyphenols通過減少血液中促炎細(xì)胞因子、改變腸道微生物群成分以及促進(jìn)短鏈脂肪酸(SCFA)的產(chǎn)生來緩解腸道損傷,同時減少腸道炎癥[39]??诜F冬青水提取物可以顯著抑制IL-6 和TNF-a在結(jié)腸組織中的釋放和表達(dá)并減弱其他促炎介質(zhì)的體內(nèi)轉(zhuǎn)錄[40]。秤星樹提取物可以通過調(diào)節(jié)MAPK等信號通路來抑制促炎細(xì)胞因子活性,有效緩解小鼠的耳水腫和爪水腫,并呈劑量相關(guān),臨床上可做為抗炎藥物使用[41]。鐵冬青在潰瘍性結(jié)腸炎小鼠模型中通過緩解結(jié)腸組織的氧化應(yīng)激和凋亡、降低血清髓過氧化物酶和LPS 水平和促進(jìn)腸黏膜屏障恢復(fù)等來緩解癥狀,對潰瘍性結(jié)腸炎有治療作用[42]。利用毛冬青三萜皂苷(IPTS)治療LPS誘導(dǎo)的腸損傷小鼠時,發(fā)現(xiàn)其可以通過下調(diào)PLA2G5的表達(dá)、影響TRP通道、降低丙二醛(MDA)水平、升高超氧化物歧化酶(SOD)活性和介導(dǎo)IgA相關(guān)的腸道免疫信號通路等途徑來緩解氧化應(yīng)激損傷、降低炎癥因子表達(dá)、保護(hù)腸屏障和調(diào)節(jié)腸道免疫系統(tǒng),從而改善腸損傷[43]。用毛冬青湯對膝關(guān)節(jié)鏡術(shù)后患者進(jìn)行治療可以降低血清中紅細(xì)胞沉降率(ESR)和C 反應(yīng)蛋白(CRP)水平,再配合冰敷等治療手段,從而起到抗血小板聚集和消炎等作用,有效減輕術(shù)后引起的膝關(guān)節(jié)疼痛和腫脹[44]。
巴拉圭冬青提取物可以通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡來減少結(jié)腸癌細(xì)胞增殖,在小鼠腫瘤模型中,可以顯著抑制血管生成和腫瘤生長,在臨床上可以用作草藥或功能性食物來治療結(jié)腸癌[45]。給肺腺癌小鼠口服巴拉圭冬青提取物可使綠原酸和槲皮素含量增加,從而對端腦和間腦產(chǎn)生不同的神經(jīng)保護(hù)作用,以減輕癌癥相關(guān)的神經(jīng)炎癥和損傷[46]。大葉冬青多酚(ILTPs)可以提高乳酸脫氫酶(LDH)和ROS 水平,促進(jìn)人肺癌細(xì)胞A549(A549 細(xì)胞)凋亡,并隨著ILTPs 濃度的增加,A549 細(xì)胞增殖能力下降,另外還可降低PI3K和Akt蛋白的表達(dá),可以做為一種具有強(qiáng)抑癌作用的天然功能性食品材料[47]。大葉冬青葉中三萜類成分27-O-p-(E)-coumaroyl ursolic acid 可以通過抑制乳腺癌細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂期來降低腫瘤細(xì)胞增殖活性,從而促進(jìn)癌細(xì)胞形態(tài)變化及脫落,同時呈劑量依賴型抑制EGFR 酪氨酸激酶的活性,對人乳腺癌和宮頸癌有治療作用[48-50]。
鐵冬青酸(RA)是鐵冬青、毛冬青等植物種子、樹皮和樹葉中的一種五環(huán)三萜化合物,具有抗炎等作用。楊彩梅研究發(fā)現(xiàn)RA對人肺腺癌細(xì)胞A549和PC9的增殖、水平及縱向遷移和侵襲能力具有抑制作用,并降低酪氨酸蛋白激酶2(JAK2)和轉(zhuǎn)錄激活蛋白3(STAT3)的蛋白表達(dá)量和mRNA 表達(dá)水平,且均呈濃度依賴性[51]。研究發(fā)現(xiàn)RA 結(jié)合放射治療通過增強(qiáng)放射治療誘導(dǎo)ataxia-telangiectasia mutated(ATM)和腫瘤抑制基因p53 蛋白的表達(dá)效果,從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞株MCF-7細(xì)胞的凋亡,有效抑制乳腺癌的活力[52]。RA通過調(diào)節(jié)AKT/mTOR 和MAPK 通路顯著抑制肝癌細(xì)胞HepG2 的遷移和侵襲,從而促進(jìn)其凋亡,同時還對肝細(xì)胞癌(HCC)有抗血管生成能力[53]。RA 可有效拮抗抑癌基因let-7f-5p對結(jié)直腸癌細(xì)胞Caco2調(diào)節(jié)時產(chǎn)生的副作用,從而抑制Caco2 細(xì)胞的增殖[54]。綜上所述,臨床上RA有成為抗癌藥物的潛力。
從秤星樹根中分離得到的一種酸性多糖IAPS-2可以提高抗腫瘤細(xì)胞因子的活性,在腫瘤小鼠模型中通過調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)的功能以抑制腫瘤的生長,提高小鼠存活率,可以在臨床上利用其強(qiáng)大的抗腫瘤活性進(jìn)行腫瘤免疫治療[55]。毛冬青甲素(IA)可以有效抑制人白血病K562細(xì)胞的增殖,且與時間呈正相關(guān),同時細(xì)胞凋亡數(shù)量也隨著藥物溶度增加而增加,另外還可以通過上調(diào)自噬相關(guān)蛋白LC3的表達(dá)從而誘導(dǎo)K562 細(xì)胞自噬,臨床上可以用IA 配合化療來治療白血病[56]。
枸骨中的三萜皂苷成分可以降低H2O2誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)ROS 的產(chǎn)生,有效保護(hù)H9c2 心肌細(xì)胞免受H2O2誘導(dǎo)的凋亡,在臨床上可用于治療和預(yù)防心血管疾病[57]。毛冬青藥通過cAMP和鈣離子信號通路來調(diào)節(jié)血小板聚集和血栓形成、減輕炎癥反應(yīng)、促進(jìn)血管新生和維持血管完整性等,臨床上可用于治療冠心病[58]。
白榮鈺等[59]和易歡等[60]利用IPTS治療動脈粥樣硬化(AS)大鼠,對其糞便和尿液進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)IPTS 可以增加糞便中的富馬酸鹽含量和尿液中的檸檬酸鹽、尿氨酸、胞嘧啶和黃嘌呤含量,從而改善大鼠的能量代謝紊亂、核苷酸代謝紊亂和氨基酸代謝紊亂,還能通過增加糞便中的丁酸含量和降低尿液中的TMAO 含量有效調(diào)節(jié)腸道菌群宿主共代謝,另外也可以通過增加擬桿菌等益生菌的相對豐度、降低大腸桿菌等致病菌的相對豐度等來抑制病原菌入侵、調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)和改善部分腸道菌群基因功能,臨床上可以用于治療AS[61]?;加蠥S 時,炎性因子會通過浸潤血管內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)導(dǎo)致細(xì)胞炎性損傷及細(xì)胞凋亡。在TNFα誘導(dǎo)建立的HUVEC炎性損傷和凋亡模型中,研究發(fā)現(xiàn)IPTS可以通過減少ICAM-1、MMP-9等炎癥相關(guān)蛋白的表達(dá)、線粒體膜電位的降低和細(xì)胞核濃染以及激活細(xì)胞自噬來改善細(xì)胞形態(tài)損傷、提高細(xì)胞活性、減少炎癥和抑制細(xì)胞凋亡,臨床上可以用IPTS預(yù)防和改善HUVEC炎性損傷和凋亡以減輕AS癥狀[62]。
骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs) 可分化成為多種細(xì)胞,具有分泌營養(yǎng)因子和調(diào)節(jié)免疫等功能,將其定向遷移到受損組織中可以有效修復(fù)組織,是臨床中常用的一種輔助治療手段。李慶雙等[63]研究發(fā)現(xiàn)IA 可以有效促進(jìn)BMSCs 的增殖,并通過上調(diào)CXCR4 的表達(dá)來提高其遷移能力并利于其遷移到腦缺血區(qū)組織,對腦梗死的治療有積極作用。曹迪[64]對毛冬青總提物(IP)、總皂苷(IPTS)和非皂苷部位(IPNT)3 個組分抗血栓效果進(jìn)行研究,結(jié)果表明IP 治療效果最為顯著,其次為IPTS,而IPNT未體現(xiàn)出治療作用,其中IP可以通過改善血管內(nèi)皮的受損程度、抑制血小板聚集及調(diào)節(jié)花生四烯酸代謝和相關(guān)脂質(zhì)代謝來發(fā)揮抗血栓作用。
毛冬青皂酮膠囊是毛冬青總黃酮和總皂苷組成的混合物,可以有效降低炎癥水平。胡科等[65]和康樂等[66]分別利用毛冬青皂酮膠囊對急性腦梗死和短暫腦缺血發(fā)作(TIA)大鼠進(jìn)行治療,結(jié)果表明毛冬青皂酮膠囊可以通過下調(diào)NF-κBp65 表達(dá)水平,進(jìn)而降低體內(nèi)血清炎性因子IL-1β和TNF-α水平來降低炎性反應(yīng),還能有效改善血液流變學(xué)指標(biāo)、降低神經(jīng)功能評分、血漿中溶血磷脂酸(LPA)及血清中CRP的水平以及減少腦神經(jīng)細(xì)胞病理變化,從而發(fā)揮對急性腦梗死和TIA的治療和預(yù)防作用。在心肌缺血/再灌注損傷(MIRI)小鼠模型中,救必應(yīng)活性成分之一的具棲冬青苷(PE)可以通過改善血流動力學(xué)指標(biāo)、減少心肌梗死面積、提高SOD 活性以及降低心臟臟器指數(shù)、MDA 含量和CTnI水平來改善心肌收縮及舒張功能、緩解心肌組織及細(xì)胞損傷、減少心肌細(xì)胞壞死、降低炎癥反應(yīng),說明PE對急性MIRI較好的保護(hù)和治療作用[67]
鄒清容等[68]和禤麗萍等[69]對腹部手術(shù)患者用毛冬青水煎液清洗傷口并濕敷,發(fā)現(xiàn)毛冬青水煎液具有消腫止痛、減少創(chuàng)面滲液以及促進(jìn)創(chuàng)面肉芽組織生長和血液循環(huán)等作用,能有效縮短傷口愈合時間、減輕病人疼痛感[70]。
冬青油是從冬青樹葉提取的天然精油,具有清熱解毒、消炎殺菌的作用。胡佩欣等[71]和姜麗[72]研究發(fā)現(xiàn)用冬青油對大腸息肉摘除術(shù)病人和小兒食滯腹痛患兒進(jìn)行腹部按摩可以刺激胃腸蠕動,有助于腸道內(nèi)氣體排出,從而減輕腹部癥狀,另外舒適的按摩也會使病人精神放松、心情舒暢,減少負(fù)面情緒,提高住院滿意度。
梁華麗[73]利用毛冬青葉濃縮液聯(lián)合聚維酮碘治療Ⅰ、Ⅱ度燒傷,結(jié)果表明該治療方法可以通過促進(jìn)創(chuàng)面皮膚修復(fù)、減少感染風(fēng)險從而縮短創(chuàng)面愈合時間及減輕疼痛,且該方法具有成本低、無不良反應(yīng)等優(yōu)勢,適合在臨床中推廣應(yīng)用。
苦丁茶提取物DiCQAs可以降低肝臟中脂肪組織質(zhì)量和炎癥因子濃度,減少肝臟中脂質(zhì)合成相關(guān)基因的表達(dá),增加肝臟中參與脂質(zhì)降解的基因的表達(dá),從而減少脂肪積累,有很強(qiáng)的抗肥胖藥物潛力[74]。花葉冬青提取物在代謝紊亂大鼠模型中,通過減輕動脈粥樣硬化、改善肝臟結(jié)構(gòu)等加速肝臟脂肪分解,對脂質(zhì)代謝有積極影響[75]。劉偉等[76]利用苦丁茶水提取物對膽固醇脂血癥小鼠進(jìn)行灌胃給藥,發(fā)現(xiàn)其能夠顯著降低小鼠血清總膽固醇及低密度脂蛋白膽固醇并可以有效緩解肝臟脂肪堆積,另外對血清中多不飽和溶血磷脂酰膽堿(Lyso-PC)成分有回調(diào)和改善作用,說明該提取物具有肝臟保護(hù)及降血脂作用,可以對脂質(zhì)代謝類疾病進(jìn)行預(yù)防和治療。
從大葉冬青中分離出的一種多糖ILP50-2可以通過增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力、促進(jìn)IL-6和TNF-α等的釋放來進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)[77]。舒翔等[78]對小鼠脾臟淋巴細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn),脾臟淋巴細(xì)胞的增殖、SOD、總抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和過氧化氫酶(CAT)活性均與苦丁茶冬青多糖濃度成正比,苦丁茶冬青多糖還能顯著降低MDA含量以及促進(jìn)脾臟淋巴細(xì)胞分泌NO,說明苦丁茶冬青多糖可以通過提高細(xì)胞抗氧化、增殖能力等途徑來提高免疫力,可以做為保健產(chǎn)品開發(fā)利用。
苦丁茶提取物在衰老小鼠模型中,通過改善肝脾等組織形態(tài)、降低促炎因子濃度、增加抗炎因子濃度以及調(diào)節(jié)SOD 和CAT 等的基因和蛋白表達(dá)而發(fā)揮抗衰老作用[79]。對幾種冬青屬植物抗菌活性進(jìn)行對比研究發(fā)現(xiàn),銀邊構(gòu)骨葉冬青(Ilexaquifolium′Argentea Marginata′)和構(gòu)骨葉冬青(Ilexaquifolium)的抑菌活性最強(qiáng),其提取物可以顯著降低金黃色葡萄球菌的生物膜活性,臨床上可用于尿路感染治療,另外其體內(nèi)有較多綠原酸和蘆丁,也可以用于治療肥胖、消化問題[80]。廣西毛冬青根可以通過保護(hù)放射性腦損傷小鼠海馬區(qū)細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)及抑制神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化,從而改善小鼠的認(rèn)知功能障礙,為臨床上治療放射性腦損傷提供了新思路[81]。
冬青屬植物資源在全球十分豐富,具有很大藥用價值和經(jīng)濟(jì)價值。其含有的三萜類、多酚類、黃酮類等多種化合物,在消炎止痛、心腦血管系統(tǒng)保護(hù)、抗病毒等方面發(fā)揮出極大作用,表3 列舉了部分冬青屬藥用植物中化合物的藥理活性。另外,人們還常將該屬植物制作成功能飲料和食品來進(jìn)行保健,從而提高免疫力。但目前國內(nèi)外大部分研究都集中在毛冬青、鐵冬青、大葉冬青等個別植物中的三萜及其皂苷方面,同時對于其藥理作用研究大多集中在腫瘤和心腦血管治療方面。因此,有必要深入研究冬青屬藥用植物的藥理,篩選出更多的活性物質(zhì)并深入發(fā)掘其在臨床治療上的用途。隨著對冬青屬植物的進(jìn)一步研究,相信該屬植物會給我們的生產(chǎn)生活帶來更多益處。
表3 部分冬青屬藥用植物中的化學(xué)成分及藥理活性