成曉霞，張志琪，3，肖婭萍，劉全宏＊

（1陜西師范大學 化學化工學院；2生命科學學院；3藥用植物資源與天然藥物化學教育部重點實驗室，陜西 西安 710119）

金發(fā)蘚屬Polytrichum植物因孢蒴上多覆蓋有金黃色多毛的蒴帽而得名，在分類學中屬于蘚綱Musci、金 發(fā) 蘚 目 Polytrichales、金 發(fā) 蘚 科Polytrichaceae.該屬植物體型較大，有時高度可達40cm以上，硬挺，密集叢生或散生，綠色、暗綠色或棕紅色，濕潤時似松杉幼苗.植物體具莖、葉組織結構分化，且有類似輸導組織的厚壁細胞，對干旱有較強的適應能力.主要生長于落葉松林下腐殖土地、沼澤或山坡路邊，常形成大片群落覆蓋地面［1］.

該屬在全世界廣泛分布，生物學家對其原絲體的形成、葉綠體的復制和淀粉代謝的關系、光合作用時細胞的構象變化及干燥復水過程中生理學和結構上的變化等方面開展了相關研究［2－6］.苔蘚植物生長緩慢，且對生長環(huán)境要求較高，為了加快其種群擴增，生物學家以金發(fā)蘚為材料，研究了誘導愈傷組織形成及從原絲體中誘導出配子體的條件［7－10］.苔蘚植物結構簡單，沒有真正意義上的根，莖中尚未分化出維管束，這些特點使它非常有利于吸收和富集大氣沉降中的各種元素，因此成為生態(tài)研究的指示植物.有關金發(fā)蘚屬植物對含氯化合物的吸收和釋放以及研究北極地區(qū)輻射累積量的研究也已見報道［11－12］.同時，還有學者用碳同位素測定法取代纖維素測定法對金發(fā)蘚中有機物含量和硝化纖維的提取率進行了檢測［13］.此外，通過分析金發(fā)蘚中提取的硝化纖維中碳穩(wěn)定同位素來確定生物的死亡年代對考古學也是一大貢獻［14］.

目前，對金發(fā)蘚的研究主要集中在植物形態(tài)、分類及與生態(tài)環(huán)境相關等方面，而金發(fā)蘚作為藥用苔蘚的一種，早在宋代的醫(yī)藥叢書中就有記錄.近年來，陸續(xù)有學者從金發(fā)蘚屬植物中分離得到一系列表現出顯著生物活性的新化合物，如具有新穎結構骨架的苯并萘并呫噸酮類化合物及其衍生物、苯乙烯醛基并聯芐化合物和苯乙烯基并二氫黃酮類化合物等.上述新化合物的抗腫瘤活性檢測結果顯示其對體外培養(yǎng)的多種腫瘤細胞具有一定的細胞毒性，并能顯著抑制白血病細胞的增殖，為了更好的研究并開發(fā)金發(fā)蘚的藥用價值，本文從化學成分及抗腫瘤活性兩方面就金發(fā)蘚的研究進展進行綜述.

1 金發(fā)蘚的化學成分

苔蘚植物因其個體微小不易識別，混雜叢生不易收集，缺乏直接的經濟價值而淡出人們的視野.全球約23 000種苔蘚植物，僅有不到6% 苔類植物的化學成分被系統地研究，蘚類植物被研究的數量不足2%.金發(fā)蘚的植株體型相對較大，對其化學成分的研究自1993年始陸續(xù)見諸報端.Zheng Guoqiang的研究小組［15］對采自 Maryland的多形擬金發(fā)蘚PolytrichumohioenseRen＆Card中表現出抗腫瘤活性的氯仿成分組進行分離、鑒定，得到5個具有新穎結構骨架的苯并萘并呫噸酮類化合物（見圖1，1-5）.次 年，該 研 究 小 組［16］又 對 變 形 金 發(fā) 蘚PolytrichumpallidisetumFunck的化學成分進行分離、鑒定，又得到3個具有新穎結構骨架的苯并萘并呫噸酮類化合物（見圖1，6-8）和2個結構新穎的苯乙烯醛基并聯芐化合物（見圖1，9、10）.

圖1 多形擬金發(fā)蘚和變形金發(fā)蘚中的化學成分Fig.1 Chemical constituents of Polytrichum ohioense Ren＆Card and Polytrichum pallidisetumFunck

2008年，陳勝等人［17－18］連續(xù)報道了從采自貴州省貴陽市青巖、高坡地區(qū)的大金發(fā)蘚Polytrichum communeL.ex Hedw中分離、鑒定出13種化合物，結構式見圖2.其中，包括從石油醚組分中得到的里白烯（11），二十八烷酸甲酯（12），二十八烷酸丁酯（13），二十八烷酸戊酯（14），β－谷甾醇（15），二十八烷酸十八烷醇酯（16），二十酸十九烷醇酯（17），正三十四烷醇（18），正二十八烷醇（19），豆甾醇（21）和從乙酸乙酯組分中分得的三二十八烷酸甘油酯（20），豆甾醇（21），5，7-二羥基-4＇-甲氧基-3＇-乙酰基黃酮（22），3-氧代-30-羧甲基齊墩果-12，18-二烯-28-羧酸（23）.

圖2 大金發(fā)蘚中的化學成分Fig.2 Chemical constituents of Polytrichum Commune L.ex Hedw

2009年，傅芃等人［19］又對浙江省龍泉市鳳陽山自然保護區(qū)大田坪的大金發(fā)蘚Polytrichum communeL.ex Hedw進行了化學成分的分析.從其丙酮提取物中分離得到11種化合物（結構式見圖3），分別為 Communin A（24）、Communin B（25）、Ohioensin F（26）、6-乙?；溥胚幔?7）、4-羥基-2-甲氧基苯甲酸（28）、5-羥基-7-甲氧基色酮（29）、β-D-呋喃阿洛酮糖（30）、β－谷甾醇（15）、7α－羥基谷甾醇（31）、麥角甾醇（32）及乙二醇的11倍聚合體（33）.從甲醇提取物中分得以下四種化合物:對羥基苯甲酸（34）、5，7-二羥基-6-甲氧基香豆素-7-O-β-D-葡萄糖苷（35）、蔗糖（36）、α-D-呋喃阿洛酮糖（37）.其中Communin A和Communin B為兩個具有新穎結構骨架的苯乙烯基并二氫黃酮類化合物，Ohioensin F為苯并萘并呫噸酮衍生物，上述三種化合物均為首次從大金發(fā)蘚中分離得到的新物質.

圖3 大金發(fā)蘚中的化學成分Fig.3 Chemical constituents of Polytrichum Commune L.ex Hedw

2 金發(fā)蘚的抗腫瘤作用

目前，金發(fā)蘚已成為常見藥用苔蘚中的一種，其入藥始見于宋代的《嘉祐補注本草》.書中所載“土馬”即為金發(fā)蘚，可敗熱散毒、通大小便、治骨熱［20］.至明代李時珍所著《本草綱目》中也收錄金發(fā)蘚為“土馬鬃”，對其藥性描述為全草入藥，味甘，性涼.能滋陰清熱，涼血止汗，氣味甘浚，無毒.清代吳其濬編撰的《植物名實圖考》中對金發(fā)蘚也有如下描述，“土馬鬃，嘉佑本草始著錄.垣衣生于土墻頭上者，性能敗熱毒”［21］.現代醫(yī)藥學家對《本草綱目》重新解讀之后完成的《本草綱目﹒校點本》中記載金發(fā)蘚主治久熱不退、肺病咳嗽、盜汗、吐血、便血、崩漏、跌打損傷、子宮脫垂、刀傷出血.并對高夫克氏球菌、金色葡萄菌、肺炎球菌、結核桿菌有抗性，對淋巴細胞白血病等癌癥有一定抑制作用［22］.

1952年，M.Belkin等人在對植物提取液進行抗腫瘤活性篩選的過程中發(fā)現檜葉金發(fā)蘚Polytrichumjuniperum的乙醇或酸的提取液對注入CAFI老鼠的肉瘤37引起的癌細胞有抑制作用［23］.

1993年，Zheng Guoqiang等人［15］對從多形擬金發(fā)蘚中分離出的苯并萘并呫噸酮類化合物1－5（圖1a）進行了抗腫瘤活性檢測，結果顯示化合物1、3、4、5均能顯著抑制9PS小鼠P388白血病細胞的增殖，同時也對A-549人肺癌細胞、MCF-7人乳腺癌細胞、HT-29人結腸癌細胞的生長表現出一定抑制作用.化合物2僅對 HT-29人結腸癌細胞和MCF-7人乳腺癌細胞表現出一定細胞毒性.以上5種化合物均對9KB人鼻咽癌細胞的增殖不產生明顯影響.

1994年，Zheng Guoqiang的研究小組［16］同樣對從變形金發(fā)蘚中分離的3種新型苯并萘并呫噸酮類化合物（6-8）和2種新結構的聯芐并苯乙烯醛基化合物（9，10）的抗腫瘤活性進行檢測，結果表明化合物6能抑制HT-29人結腸癌細胞、RPMI-7951黑色素瘤和U-251膠質母細胞瘤的增殖；化合物7僅對U-251膠質母細胞瘤表現出明顯的細胞毒性；化合物8明顯抑制A-549人肺癌細胞和RPMI-7951黑色素瘤的生長；化合物9，10均對RPMI-7951黑色素瘤和 U-251膠質母細胞瘤的增殖產生明顯影響.

2009 年，Fupeng 等 人［24］采 用 四 氮 唑 鹽（Methyl-Thiazol-Tetrozolium，MTT）還原法比較了從大金發(fā)蘚甲醇提取物中分離得到的兩個具有新穎結構骨架的苯乙烯基并二氫黃酮類化合物（24，25）和一個苯并萘并呫噸酮衍生物（26）分別對A549人肺癌細胞、LOVO人腸癌細胞、MDA-MB-435人乳腺癌細胞、HepG2人肝癌細胞和6T-CEM人T細胞白血病細胞的生長抑制作用.結果顯示，除化合物 Communin A 外，化 合 物 Communin B、Ohioensin h對5種人腫瘤細胞株均顯示一定的細胞毒性，其中對6T-CEM人T細胞白血病細胞的增殖抑制最顯著.該文作者推測Communin A、Communin B對人腫瘤細胞的生長抑制作用的差異性，可能取決于Communin B中Z-型構型的雙鍵.

已發(fā)表的研究結果均顯示金發(fā)蘚對白血病細胞的增殖能產生較為明顯的影響，但鮮有涉及作用機制的研究報道.Cheng Xiaoxia等人［25－26］也以大金發(fā)蘚PolytrichumcommuneL.ex Hedw為研究對象，篩選出其乙酸乙酯成分組可能是大金發(fā)蘚殺傷L1210小鼠白血病細胞的活性物質富集部位.同時，通過熒光顯微鏡觀察到大金發(fā)蘚作用后，L1210細胞發(fā)生凋亡的形態(tài)學特征，并進一步采用流式細胞術檢測了藥物作用后細胞凋亡發(fā)生的比例及細胞線粒體膜電位的變化，實驗結果提示大金發(fā)蘚乙醇提取物和低劑量的乙酸乙酯成分組均可誘導L1210細胞發(fā)生凋亡，此過程中線粒體扮演重要角色.而高劑量的大金發(fā)蘚乙酸乙酯成分組可直接導致L1210細胞壞死.然后，該研究小組對大金發(fā)蘚乙酸乙酯成分組誘導L1210細胞凋亡的機制進行探究，實驗結果表明該藥物能夠損傷L1210細胞的DNA，此外，細胞內的Bax蛋白出現由細胞質向線粒體的轉定位現象，凋亡相關蛋白caspase-9發(fā)生剪切活化.結合之前線粒體的變化，可以判斷大金發(fā)蘚乙酸乙酯成分組可能誘導細胞發(fā)生內源性途徑的凋亡.大量文獻報道，活性氧（ROS）含量升高導致細胞氧化還原失衡時將損傷DNA導致細胞死亡或觸發(fā)凋亡信號轉導途徑的激活.大金發(fā)蘚乙酸乙酯成分組作用于L1210細胞后可檢測到胞內ROS含量顯著升高.然而，加入活性氧抑制劑（NAC）可明顯提升細胞存活率，并緩解由藥物導致的細胞線粒體損傷，還可在一定程度上降低藥物造成的細胞DNA片段化比例.因此，推測ROS是大金發(fā)蘚乙酸乙酯成分組誘導L1210細胞發(fā)生凋亡的重要因素之一.

3 研究展望

在經歷了化學合成藥物的多次藥害之后，植物來源的抗腫瘤藥物因其低毒高效、可降低化療不良反應、逆轉多藥耐藥和提高機體免疫功能等特性引起人們的廣泛重視；從中尋找毒副作用小、療效獨特的抗癌及輔助藥物成為治療腫瘤的希望和新途徑，并且是當今腫瘤研究的熱點之一.隨著植物化學分析技術的進步結合精密儀器的使用，研究者從苔蘚植物中分離獲得大量結構獨特、生物活性顯著的化合物，其中許多可作為新藥研究的良好先導化合物，具有深度開發(fā)的潛力.從目前對金發(fā)蘚屬植物化學成分的研究來看，分離出的新化合物多為黃酮類化合物，該類化合物具有抗氧化和清除自由基、抗菌、抗病毒、抗炎、免疫力增強和治療心血管疾病等多種藥理活性，并可通過抑制腫瘤細胞增殖、干預癌細胞信號轉導、誘導癌細胞分化和凋亡、抑制腫瘤組織中血管新生等途徑來實現抗腫瘤作用.從金發(fā)蘚屬植物中分離得到的一系列具有新穎結構骨架的化合物僅對離體培養(yǎng)的多種腫瘤細胞表現出顯著的增殖抑制能力，但對其在體抑癌效果及作用機制的研究尚未深入.因此，未來對金發(fā)蘚屬植物抗腫瘤作用的研究可從以下幾方面展開:（1）具有相同骨架的同一類化合物抗腫瘤能力差異較大，是否因其不同的側鏈結合部位導致功能差異，亦即其是否具有顯著的構效相關性目前還沒有報道，可以此為方向進行系統研究.（2）目前的研究相對集中于體外實驗，缺乏相應的體內實驗驗證藥效，可建立動物實驗模型從在體抑癌效果和藥物代謝方面開展工作.（3）大部分報道僅限于對腫瘤細胞增殖的抑制，對其作用機制的研究雖涉及線粒體功能損傷、活性氧失衡、細胞周期阻滯、破壞細胞膜及誘導凋亡，但仍不夠全面，若能對其抗腫瘤機制進行深入研究，闡明其作用靶點及途徑，將為金發(fā)蘚抗腫瘤藥物的研發(fā)奠定藥理學基礎.此外，通過化學結構修飾優(yōu)化篩選出的抗腫瘤活性化合物并進行構效關系分析，同時借助于計算機輔助藥物設計、蛋白譜及基因表達譜分析等研究方法，探討并揭示其殺傷腫瘤細胞的作用機理，對大金發(fā)蘚抗癌新藥研發(fā)及臨床應用開發(fā)具有深遠意義.

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