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        補(bǔ)骨脂中異戊烯基黃酮類(lèi)化合物及其藥理作用研究進(jìn)展

        2013-09-12 00:25:26耿革霞黃又五郭夫江
        關(guān)鍵詞:戊烯補(bǔ)骨脂黃酮類(lèi)

        耿革霞,黃又五,郭夫江

        1河北省食品藥品監(jiān)督管理局藥品審評(píng)認(rèn)證中心,石家莊 050000;2上海中醫(yī)藥大學(xué),中藥化學(xué)教研室,上海 201203

        異戊烯基黃酮是黃酮中一類(lèi)重要的烷基化產(chǎn)物,是自然界中一大類(lèi)天然產(chǎn)物,但是其分布并不廣泛。研究顯示,約有10科37屬的植物含有異戊烯基黃酮類(lèi)化合物,主要分布于豆科、蕓香科、???、山竹子科、小檗科、蘿藦科和大戟科等科的部分屬的植物中[1]。因其在某些植物中含量較高,且結(jié)構(gòu)獨(dú)特、多樣并具有一定的藥理活性而受到重視,如抗菌作用、抗腫瘤活性、心血管活性、抗HIV活性、抗免疫活性、抗瘧、抗氧化、治療肝硬化和高血壓,以及對(duì)一些酶的抑制作用等[2-4]。同時(shí),黃酮被異戊烯基取代之后,增加了它的脂溶性和對(duì)生物膜的親和力,以及靶蛋白的相互作用,從而影響了很多它的生理活性[5]。正是由于異戊烯基黃酮在生物活性研究中所表現(xiàn)出來(lái)的顯著活性,使得對(duì)該類(lèi)化合物的研究日益加深。

        補(bǔ)骨脂是我國(guó)傳統(tǒng)中藥,為豆科植物補(bǔ)骨脂Psoralea corylifolia L.的干燥成熟果實(shí),其功能是溫腎助陽(yáng),納氣平喘,溫脾止瀉,消風(fēng)祛斑,用于腎陽(yáng)不足,陽(yáng)痿遺精,遺尿尿頻,腰膝冷痛,腎虛作喘,五更泄瀉,外用治療白癜風(fēng)和禿斑[6]。到目前為止,已經(jīng)從該植物中提取分離得到許多成分,其中香豆素類(lèi)、黃酮類(lèi)及單萜酚類(lèi)化合物是其主要特征成分[7]。近年來(lái),在補(bǔ)骨脂中異戊烯基黃酮類(lèi)化合物的研究上有了諸多研究成果,現(xiàn)將補(bǔ)骨脂中異戊烯基黃酮類(lèi)化合物的化學(xué)和藥理作用綜述如下。

        1 異戊烯基黃酮類(lèi)化合物的化學(xué)研究

        現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)研究顯示,已經(jīng)從補(bǔ)骨脂中提取、分離、純化出28個(gè)異戊烯基黃酮類(lèi)化合物,此外,還有學(xué)者通過(guò)液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)表征了更多的該類(lèi)化合物[5]?,F(xiàn)在根據(jù)黃酮類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行如下分類(lèi)。

        1.1 黃酮類(lèi)

        補(bǔ)骨脂中的異戊烯基黃酮類(lèi)化合物有2個(gè),分別是corylifol C[8](1)和補(bǔ)骨脂色烯黃酮coryfolia D(corylifol D)[9](2)。

        1.2 二氫黃酮類(lèi)

        該類(lèi)化合物有5個(gè),分別是補(bǔ)骨脂甲素或名補(bǔ)骨脂二氫黃酮 bavachin(corylifolin)[10](3),補(bǔ)骨脂二氫黃酮甲醚bavachinin[11](4),異補(bǔ)骨脂黃酮亦稱異補(bǔ)骨脂二氫黃酮 isobavachin[12](5),7,8-Dihydro-8-(4-hydroxyphenyl)-2,2-dimethyl-2H,6H-[1,2-b:5,4-b]dipyran-6'-one[8](6),6-prenylnaringenin[13](7)。

        1.3 異黃酮

        補(bǔ)骨脂中異戊烯基異黃酮類(lèi)化合物較多,有11個(gè),它們是補(bǔ)骨脂寧亦稱補(bǔ)骨脂異黃酮corylin[14](8),erythrinin A[8](9),新補(bǔ)骨脂異黃酮 neobavaisoflavone[13](10),8-prenyldaidzein[8](11),corylifol A[8](12),isoneobavaisoflavone[8](13),補(bǔ)骨脂新異黃酮 5-(2-Hydroxy-1-methylethyl)-4,5-dihydrofurano[2,3-h](4'-hydroxy-3',5'-dimethoxy)isoflavone/bavarigenin[9](14),補(bǔ)骨脂醇 psoralenol[16](15),2',3'-dihydro-2',2'-dimethyl-,diacetate[16](16),2',3'-dihydro-3'-hydroxy-7-methoxy-2',2'-dimethyl[16](17),3'-(acetyloxy)-2',3'-dihydro-7-methoxy-2',2'-dimethyl[16](18)。

        1.4 查爾酮

        補(bǔ)骨脂中異戊烯基查爾酮類(lèi)化合物有10個(gè),是補(bǔ)骨脂查耳酮 bavachalcone(broussochalcone B)[17](19),補(bǔ)骨脂乙素亦稱異補(bǔ)骨脂查爾酮isobavachalcone(corylifolinin)[18](20),補(bǔ)骨脂色烯素 psorachromene(bavachromene)[19](21),4'-O-methylbavachalcone[20](22),補(bǔ)骨脂色酚酮 bavachromanol[21](23),isobavachromene[22](24),骨脂色烯查耳酮亦稱巴庫(kù)查耳酮 bakuchalcone[23](25),Psorachalcone A[8](26),brosimacutin G[8](27),corylifol B[8](28)。

        補(bǔ)骨脂中異戊烯基黃酮類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)見(jiàn)Figure 1。

        圖1 補(bǔ)骨脂中的異戊烯基黃酮類(lèi)化合物Fig.1 Prenylated flavonoids from Psoralea corylifolia Linn.

        2 異戊烯基黃酮類(lèi)化合物的藥理作用

        2.1 抗菌作用

        Yin Sheng 等學(xué)者[8]對(duì)化合物 1,3,4,6,8,9,10,11,12,13,19,20,25,26,27,28 做兩種葡萄球菌staphylococcus aureus和staphylococcus epidermidis進(jìn)行了抗菌活性研究,結(jié)果顯示,化合物3,4,6,9,10,13,19,20和28顯示出明顯的抗菌作用,MICs水平在0.009 ~0.073 mM。尤其是化合物 28,10,6,19,3顯示出與陽(yáng)性藥bakuchiol和magnolol相當(dāng)?shù)目咕钚裕?0,4和9甚至比陽(yáng)性藥效果更強(qiáng)。從構(gòu)效關(guān)系分析,查耳酮衍生物,在A環(huán)有異戊烯基的化合物28,20和19顯示更強(qiáng)的活性,而當(dāng)異戊烯基被氧化或是環(huán)化,比如26,25和27則是不活躍的。在B環(huán)C-3'和C-4'帶有羥基的化合物28與只有C-4'位有羥基的化合物20相比,28的抗菌作用顯著減弱。異戊烯基黃酮衍生物1,6,3和4中,二氫黃酮衍生物6,3,4顯示出更強(qiáng)的抗菌作用。帶有7-甲氧基的化合物4比帶有7-羥基的化合物3顯示出更強(qiáng)的作用。

        ElSohly HN等人研究顯示,化合物20顯示出抗AIDS相關(guān)的條件致病菌Candida albicans和Cryptococcus neoformans的作用[24]。

        Nkengfack Augustin E等人研究顯示,化合物13表現(xiàn)出顯著的體外抗金黃色葡萄球菌作用[25]。

        2.2 在骨質(zhì)疏松上的作用

        Wang D W等人的研究顯示,補(bǔ)骨脂提取物,化合物8、3可能刺激骨形成或是有潛在的活性以抗骨質(zhì)酥松癥[26]。

        Park CK等人的研究顯示,化合物19抑制破骨細(xì)胞形成,是通過(guò)干擾ERK和Akt信號(hào)通路,和c-Fos與NFATc1變異引發(fā)的。他們的實(shí)驗(yàn)表明,化合物19可能對(duì)治療骨吸收疾病有用[27]。

        Don MJ等人的實(shí)驗(yàn)研究顯示,化合物10能通過(guò)p38調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子的上調(diào)和MC3T3-E1細(xì)胞中類(lèi)骨質(zhì)基因的表達(dá)刺激骨生長(zhǎng)其機(jī)制可能是激活p38依賴的信號(hào)通路來(lái)上調(diào)Runx2和Osx的mRNA水平,來(lái)刺激骨基質(zhì)蛋白的表達(dá)[28]。

        2.3 對(duì)胚胎干細(xì)胞作用

        Wang DY等人研究顯示,化合物5可以促進(jìn)老鼠的胚胎干細(xì)胞分化成為神經(jīng)細(xì)胞[29]。

        2.4 治療哮喘作用

        Yin ZN等人的專利顯示,在體外通過(guò)IL-4-GFP轉(zhuǎn)基因報(bào)告小鼠高通量篩選模型,采用IL-4-GFP轉(zhuǎn)基因報(bào)告小鼠全脾臟細(xì)胞,用刀豆蛋白A、白細(xì)胞介素-2和白細(xì)胞介素-4因子刺激,再與梯度稀釋的不同濃度的化合物4共同培養(yǎng)48 h,后收細(xì)胞,用anti-CD4-APC對(duì)培養(yǎng)的細(xì)胞分別染色,最后進(jìn)行流式分析化合物4對(duì)IL-4-GFP+量的影響。實(shí)驗(yàn)證實(shí)化合物4可以在細(xì)胞水平顯著抑制IL-4的分泌,同時(shí),通過(guò)構(gòu)建小鼠哮喘模型,在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí),化合物4具有很好的抗哮喘和抗炎作用[30]。

        2.5 抗炎作用

        Szliszka E等人的研究顯示,化合物10能顯著的抑制 ROS,RNS的功能,和在 LPS+IFN-γ或是PMA刺激的RAW264.7巨噬細(xì)胞中抑制細(xì)胞因子IL-1β,IL-6,IL-12p40,IL-12p70,TNF-α[31]。

        Lee SW 等人的研究顯示,化合物 3、4、8、10、12和20能抑制Hep3B細(xì)胞中IL-6誘導(dǎo)的STAT3促進(jìn)作用,IC50為4.57 ±0.45,3.02 ±0.53,2.77 ±0.02,0.81 ±0.15,1.37 ±0.45,2.45 ±0.13,and 4.89 ±0.05 μM,同時(shí),它們也能抑制 Hep3B細(xì)胞中 IL-6誘導(dǎo)的STAT3磷酸化作用[10]。

        2.6 對(duì)心血管系統(tǒng)的作用

        Chen CC等人研究表明,化合物10、20具有抑制花生四烯酸、血小板活化因子和膠原誘導(dǎo)的血小板凝集作用[32]。

        2.7 抗腫瘤作用

        Sun N J等人的研究表明,采用SV40生物測(cè)定法發(fā)現(xiàn)化合物3有抑制復(fù)制型DNA聚合酶的活性,同時(shí)高濃度的化合物10可抑制復(fù)制型DNA聚合酶的活性[33]。

        Bronikowska J等人的研究顯示,化合物10在Hela細(xì)胞會(huì)增強(qiáng)TRAIL誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[34]。

        Zhu D Y等人的實(shí)驗(yàn)研究顯示,化合物20在體外有抑制 Hela細(xì)胞作用[35]。

        Szliszka E等人的研究顯示,化合物10和psoralidin在前列腺癌細(xì)胞中能致敏TRAIL拮抗細(xì)胞和顯著增強(qiáng)TRAIL調(diào)節(jié)的細(xì)胞凋亡和細(xì)胞毒性[36]。

        Waetjen W等人的研究顯示,在代謝活躍的H4IIE肝癌細(xì)胞和代謝較弱的C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞中,當(dāng)研究化合物licoflavone C和化合物5的內(nèi)在效應(yīng)時(shí),顯示出顯著的毒性,在H4IIE中IC50分別是42±5 and 96 ±19 μmol/L,在 C6 細(xì)胞中 IC50分別是 37 ±6 and 69±3 μmol/L,與之對(duì)比的未異戊烯化的糖基化衍生物牡荊苷vitexin在高達(dá)250 μmol/L是也幾乎沒(méi)有毒性[37]。

        2.8 對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用

        Lee MH等人的研究顯示,在激活的小膠質(zhì)細(xì)胞中,化合物6可以通過(guò)抑制I-κB-α的退化抑制一氧化氮合酶的表達(dá),從而可能作為先導(dǎo)化合物開(kāi)發(fā)神經(jīng)保護(hù)藥[38]。

        2.9 對(duì)視網(wǎng)膜作用

        Chiou GCY等人的實(shí)驗(yàn)研究顯示,化合物20能促進(jìn)視網(wǎng)膜功能恢復(fù),可以用來(lái)治療視網(wǎng)膜缺血癥[39]。

        2.10 抗氧化作用

        Guo J N博士的實(shí)驗(yàn)研究表明,化合物3、8具有較強(qiáng)的抗氧化活性[40]。

        Chen J W等人討論了在清除羥自由基作用上的構(gòu)效關(guān)系,其中,化合物3、20能有效的清除羥基自由基而且抑制了系統(tǒng)的化學(xué)發(fā)光,IC50為66.8(63.2 ~74.4)g/L、262(190 ~346)g/L。同時(shí)得出如下5個(gè)結(jié)論;(1)黃酮類(lèi)化合物的酚羥基是夠清除羥基自由基的主要活性成分;(2)在A環(huán)和B環(huán)上的羥基是清除羥基自由基的重要活性基團(tuán);(3)在A環(huán)和、或B環(huán)上的鄰位二羥基能顯著的增強(qiáng)清除作用;(4)對(duì)比化合物quercetin,heliosin,hyperoside,baicalin,lysionotin 和 matteucinol的 IC50,可知羥基在3',4'位置能顯示極大的清除作用,而且羥基在B環(huán)比在A環(huán)效果要好。就以上6個(gè)化合物而言,羥基或是葡萄糖苷在C環(huán)的3位與清除作用也相關(guān);(5)黃酮類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型也能影響羥基自由基清除作用[41]。

        2.11 酪氨酸酶抑制作用

        Kim J Y 等人的研究表明,化合物3、4、20、4'-O-methylbavachalcone和 isobavachromene具有抑制酪氨酸酶的作用,實(shí)驗(yàn)研究了這些多酚類(lèi)化合物對(duì)蘑菇酪氨酸酶的酪氨酸酶活動(dòng)抑制效能,IC50為12.3,48.8,15.8,23.6,and 143.9 μM,其中,在對(duì) Lineweaver-Burks和Dixon-plot的分析中,化合物3、20、4'-O-methylbavachalcone和 isobavachromene的強(qiáng)效抑制作用顯示出特征性競(jìng)爭(zhēng)抑制作用[42]。

        2.12 對(duì)脂多糖活躍的巨噬細(xì)胞的影響

        Matsuda H等人的研究顯示,在產(chǎn)生一氧化氮NO的脂多糖活躍的巨噬細(xì)胞中,化合物4、10、12、20和psoralidin顯著的抑制亞硝酸鹽積累,其中,化合物 4(IC50=26 um),20(17 μm),10(ca.29 μm),12(ca.21 μm),和 psoralidin(ca.23 μm)[43]。

        3 結(jié)語(yǔ)

        目前,對(duì)于異戊烯基黃酮的研究發(fā)現(xiàn),它們具有廣泛的生物活性,而具有較高藥用價(jià)值的常用植物藥補(bǔ)骨脂中,通過(guò)對(duì)其異戊烯基黃酮類(lèi)化合物的成分和藥理作用的研究顯示,該類(lèi)成分也具有較高的抗菌、抑制骨質(zhì)疏松、治療哮喘、抗炎、抗癌、抗氧化等作用。同時(shí),通過(guò)構(gòu)效關(guān)系研究發(fā)現(xiàn),異戊烯基黃酮的抗菌活性與異戊烯基黃酮中酚羥基和異戊烯基有關(guān),并且,黃酮被異戊烯基取代之后,其脂溶性和對(duì)生物膜的親和力增加,靶蛋白的相互作用增加,很多生理活性被影響。然而,對(duì)于補(bǔ)骨脂中異戊烯基黃酮類(lèi)化合物的構(gòu)效關(guān)系的研究依然不多,沒(méi)有系統(tǒng)的、更加深入的研究報(bào)道。相信隨著進(jìn)一步的研究,在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)之上,可以取得更加深入和系統(tǒng)的研究結(jié)果,在補(bǔ)骨脂藥物作用與其中的異戊烯基類(lèi)黃酮的構(gòu)效關(guān)系上獲得突破性成果,為提高人們的健康水平做貢獻(xiàn)。

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