梁秀珍 ,陳衛(wèi)衛(wèi) ,,李海濤 ,章培愉
(1.廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西 南寧 530001;2.南京中醫(yī)藥大學(xué),江蘇 南京 210029)
植物聚戊烯醇(plant polyprenols,PP)是天然的類脂化合物,廣泛存在于綠色針葉植物和銀杏等植物中,其結(jié)構(gòu)特征和生理活性與人體內(nèi)多萜醇相似,可轉(zhuǎn)化成人體必需的多萜醇[1]。而多萜醇是糖蛋白與糖代謝中糖基載體,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞膜穩(wěn)定性和通透性,是人體生理活動(dòng)不可或缺的元素之一,意味著可通過補(bǔ)充外源性聚戊烯醇可能治療由于多萜醇代謝異常而引起的疾病。本文對(duì)近年來植物聚戊烯醇的藥理作用研究進(jìn)展作一概述。
植物聚戊烯醇(plant polyprenols,PP)是以C5異戊烯基為結(jié)構(gòu)單元的聚合體,主要由3個(gè)部分組成:一個(gè)ω-終端異戊烯基單元、一系列中間異戊烯基單元(isoprenoid)和一個(gè)α-終端異戊烯醇單元,且異戊烯基單元的立體構(gòu)型有順式和反式之分。根據(jù)三大組成單元和順反式的立體構(gòu)型,可以分為3種類型:含全反式的茄尼醇型 ω-(trans)n-OH[2]的植物,如煙草(n=7)、杜仲(n=8);含二反式多順式的樺木醇型ω-(trans)2-(cis)n-OH[3]的植物,如樺木、銀杏及其他針葉樹種;含三反式多順式的菲卡醇型 ω-(trans)3-(cis)n-OH[4]的植物,如印度膠。其結(jié)構(gòu)見圖1-1。
圖1 -1 植物聚戊烯醇不同類型的化學(xué)結(jié)構(gòu)
多萜醇的結(jié)構(gòu)見圖1-2。通過比較植物聚戊烯醇和體內(nèi)多萜醇的結(jié)構(gòu)可以看出,多萜醇的α末端是以飽和的形式存在的,其中PP樺木醇型和體內(nèi)多萜醇結(jié)構(gòu)最為接近,并可在體內(nèi)代謝成多萜醇及其酯,發(fā)揮藥理作用[5]。
圖1 -2 多萜醇(dolichol)的化學(xué)結(jié)構(gòu)
2.1 抗腫瘤作用 國內(nèi)有關(guān)植物聚戊烯醇抗腫瘤作用的研究主要集中于銀杏葉。王成章等[6-9]在銀杏葉聚戊烯醇(GP)抗腫瘤作用方面做了幾項(xiàng)研究,研究表明:①銀杏葉聚戊烯醇(GP)口服給藥能夠顯著地提高人腦瘤SF763、人肺腺瘤A549和艾氏腹水瘤EC小鼠的生命延長(zhǎng)率。GP大于40 mg/kg對(duì)人肺腺瘤A549裸鼠具有明顯的抑制作用(P<0.05),最佳劑量為80 mg/kg,抑瘤率為82.2%(P<0.01)。② GP能促進(jìn)S180荷瘤小鼠腫瘤細(xì)胞凋亡,使S180荷瘤小鼠CD+4/CD+8比值接近正常小鼠,達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞增殖的藥理作用。③銀杏葉聚戊烯醇聯(lián)合60CO放療Heps荷瘤鼠,可明顯提高60CO單獨(dú)放療Heps的抑瘤效果。研究以5、10和20 mg/kg不同劑量的銀杏葉聚戊烯醇分別聯(lián)合60CO放療Heps荷瘤鼠,并與60CO單獨(dú)放療Heps荷瘤鼠進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果5、10和20 mg/kg的銀杏葉聚戊烯醇聯(lián)合60CO放療Heps荷瘤鼠,對(duì)Heps的抑瘤率分別為67.33%,60.96%和57.69%,都明顯高于60CO單獨(dú)
放療Heps荷瘤鼠的抑瘤率(54.58%),尤其低劑量的銀杏葉聚戊烯醇聯(lián)合60CO放療效果最好。④聚戊烯醇對(duì)EC荷瘤小鼠具有明顯的輔助化療和減毒增效作用。實(shí)驗(yàn)表明,外源性的GP毒性低(LD50大于20 g/kg),對(duì)腫瘤有較好的抑制作用,當(dāng)分別與CTX、PDD和5-Fu聯(lián)合化療EC荷瘤小鼠時(shí),不僅能明顯提高它們的聯(lián)合化療率,而且可以減小CTX、PDD和5-Fu的劑量,從而起到減毒增效作用。李海濤等[10]采用MTT法,觀察聚物烯醇同系物對(duì)SGC-7901人胃癌細(xì)胞株、LoVo人結(jié)腸腺癌細(xì)胞株、Hela人宮頸癌細(xì)胞株的抑制作用,發(fā)現(xiàn)聚戊烯醇對(duì)這3種人腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)都有很好的抑制作用,并有一定的劑量和時(shí)間依賴性,最高抑制率達(dá)84.37%。聚戊烯醇同系物對(duì)腫瘤細(xì)胞均呈不同程度的抑制作用,其中以P-3成分對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用最顯著。孫磊[11]通過土豆碟抗凸瘤實(shí)驗(yàn)可初步驗(yàn)證銀杏葉聚戊烯醇具有一定的抗腫瘤活性。通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)銀杏葉聚戊烯醇對(duì)Hela和MCF-7細(xì)胞具有一定的抑制作用,當(dāng)藥物濃度為100 μg/ml、作用72 h時(shí)抑制率分別達(dá)到了70.1%、64.9%。丁香等[12]也同樣研究了銀杏葉聚戊烯醇同系物體外抑制MCF-7細(xì)胞增殖的作用,發(fā)現(xiàn)銀杏葉聚戊烯醇同系物P3為銀杏葉提取物抑制MCF-7增殖的活性成分,其作用機(jī)制與阻滯細(xì)胞周期、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有關(guān)。
2.2 提高免疫功能、抗病毒 王成章等[7]用不同劑量銀杏葉聚戊烯醇(GP)給正常小鼠和荷瘤小鼠灌胃,用碳粒廓清法分析正常小鼠巨噬細(xì)胞吞噬功能,結(jié)果表明,銀杏葉聚戊烯醇(GP)能提高正常小鼠巨噬細(xì)胞的吞噬功能,增加Heps荷瘤小鼠胸腺指數(shù)和EC荷瘤小鼠脾指數(shù),具有體液免疫作用;GP能提高荷瘤小鼠的CD19表達(dá)率,使荷瘤小鼠CD+4/CD+8比值接近正常小鼠,對(duì)荷瘤小鼠的細(xì)胞免疫起調(diào)節(jié)作用。Kozhevnikova等[13]研究發(fā)現(xiàn)聚戊烯醇磷酸酯可通過調(diào)節(jié)免疫功能,提高BHK-21 and P388D1細(xì)胞對(duì)鼠腦脊盆炎病毒VP3的抵抗作用,降低病毒的傳染力和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡作用。
2.3 抗老年癡呆病等神經(jīng)系統(tǒng)的退行性疾病 阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一種神經(jīng)系統(tǒng)的退行性疾病,AD的主要病理特征之一是在大腦皮層和海馬出現(xiàn)β-淀粉樣蛋白(amyloid beta-protein,Aβ)聚積形成的老年斑。鄭光耀等[14]以 Aβ1-42誘導(dǎo) PC12細(xì)胞損傷建立 AD細(xì)胞模型,觀察馬尾松針葉聚戊烯醇對(duì)Aβ1-42誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞損傷的保護(hù)作用,結(jié)果表明馬尾松針葉聚戊烯醇能抑制Aβ1-42引起的細(xì)胞死亡和LDH滲漏,對(duì)Aβ1-42誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞損傷具有明顯的保護(hù)作用。在另一項(xiàng)研究中,他通過觀察馬尾松針葉聚戊烯醇對(duì)阿爾茨海默病(AD)模型小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響,結(jié)果顯示馬尾松針葉聚戊烯醇能明顯改善AD小鼠學(xué)習(xí)記憶的能力,表明馬尾松針葉聚戊烯醇對(duì)AD小鼠具有一定的防治作用[15]。Fedotova 等[16]研究結(jié)果顯示,用 Ropren(以云杉和松為原料的聚戊烯醇產(chǎn)品)處理能顯著提高由P淀粉多肽(25-35)誘導(dǎo)遺忘癥大鼠的非空間和空間認(rèn)知能力,說明Ropren 能夠緩解阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease,AD)的認(rèn)知缺陷?;谝陨涎芯浚J(rèn)為Ropren可用于治療老年癡呆癥等神經(jīng)組織退化紊亂亂性疾病。
2.4 其他 于小鳳等[17]采用造血干細(xì)胞體外半固體培養(yǎng)法研究銀杏葉聚戊烯醇類化合物對(duì)造血功能的影響,結(jié)果表明銀杏葉聚戊烯醇類化合物對(duì)造血干細(xì)胞具有明顯的促進(jìn)增殖作用。鄭光耀等[18]研究表明馬尾松針葉聚戊烯醇在體外和體內(nèi)具有明顯的抗氧化活性。馬尾松針葉聚戊烯醇能夠有效抑制大鼠肝勻漿和肝線粒體脂質(zhì)過氧化及肝線粒體腫脹程度,清除·OH、O2-·和 DPPH·半數(shù)抑制濃度(IC50)分別為 34.87、27.13、58.23 mg/L,并能增強(qiáng)大鼠血清、肝臟和心臟中SOD、GSH-Px活性和降低 MDA 含量(P <0.05)。鄭光耀等[19]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)馬尾松針葉聚戊烯醇(20,40 mg/kg)能降低 CCl4損傷所致大鼠血清中ALT、AST活性的升高,對(duì)肝細(xì)胞水樣變性、脂肪變性及壞死、纖維結(jié)締組織增生和炎性細(xì)胞浸潤(rùn)都有不同程度的減輕,具有一定的降酶、保肝作用。呂中明等[20]將銀杏葉聚戊烯醇摻入基礎(chǔ)飼料中喂養(yǎng)大鼠90 d,各劑量組大鼠的體重增重、總攝食量和食物利用率與對(duì)照組相比,均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),表明銀杏葉聚戊烯醇對(duì)大鼠的生長(zhǎng)發(fā)育無明顯影響;但對(duì)大鼠的TG和CHO有一定的影響,可能與銀杏葉的調(diào)節(jié)血脂作用有關(guān),推測(cè)銀杏葉聚戊烯醇可能也有一定的輔助降血脂作用。
目前植物聚戊烯醇制劑的藥物開發(fā)已成為國際上的研究熱點(diǎn),有很好的應(yīng)用前景。俄羅斯和拉脫維亞醫(yī)科院利用針葉聚戊烯醇開發(fā)的“Ropren”制劑,用于免疫功能、護(hù)肝、多發(fā)性硬化癥、抗肝炎病毒和艾滋病毒以及輔助化療白血病等方面,藥效明顯[21]。俄羅斯利用針葉聚戊烯醇開發(fā)成噴霧劑,可預(yù)防和治療流感[22-23]。植物聚戊烯醇與動(dòng)物臟器中所含多萜醇結(jié)構(gòu)相似,在體內(nèi)中能夠代謝為多萜醇,具有生理和藥效作用,在保健食品和新藥的開發(fā)方面具有巨大潛力。因此,進(jìn)一步提高植物聚戊烯醇的提取率,針對(duì)植物聚戊烯醇不同的藥理活性,有望開發(fā)出更多的新產(chǎn)品。
[1]Chojnacki T,Dallner G.The uptake of dietary polyprenols and their modification to active dolichols by the rat liver[J].Journal of Biology Chemistry,1983,258(2):916-922.
[2]RowlandR,LatimerPH,GilesJA.Characterizationofsolanesol[J].J Am Chem Soc,1956,78(18):4680.
[3]Lindgren B O.Betulaprenol from Betula verrucosa[J].Acta Chem Scand.,1965,19(6):1317.
[4]Wellburn A R,Stevenson J,Mirton R A.The characterization and properties of ficaprenol-10,-11 and-12 from the leaves of Ficus elastica [J].Biochem J,1967,102(1):325-330.
[5] Swiezewskaa E ,Danikiewiczb W.Polyisoprenoids:structrue,biosynthesis and function[J].Prog Lipid Res ,2005,44(4):235-258.
[6]王成章,沈兆邦,鄭光耀,等.銀杏葉聚戊烯醇對(duì)荷瘤鼠生命延長(zhǎng)率的研究[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2007,27(S1):24-28.
[7]王成章,沈兆邦,劉妤嬋,等.銀杏葉聚戊烯醇對(duì)小鼠免疫功能和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的研究[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2005,25(3):9-12.
[8]王成章,沈兆邦,劉妤嬋,等.銀杏葉聚戊烯醇聯(lián)合60CO放療Heps荷瘤鼠的藥效研究[J].藥物生物技術(shù),2004,11(5):329-331.
[9]王成章,沈兆邦,高凌.銀杏葉聚戊烯醇聯(lián)合化療腫瘤的藥效研究[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2003,23(3):15-18.
[10]李海濤,許立,盛玉清,等.聚戊烯醇同系物體外對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用研究[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2007,23(6):368-370.
[11]孫磊.銀杏聚戊烯醇類化合物精制及體外抗腫瘤研究[D].大連:大連理工大學(xué),2006.
[12]丁香,黃小芳,張應(yīng)輝.銀杏葉聚戊烯醇同系物體外抑制乳腺癌MCF-7細(xì)胞株增殖作用及機(jī)制研究[J].中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2012,18(19):244-248.
[13]KozhevnikovaIN,ViktorovaEG,KozlovVG,etal.Moraprenyl phosphates suppress reproduction of Taylor murine encephalomyelitis virus and accumulation of VP3 viral protein in susceptible cell cultrues BHK-21 and P388D1[J].Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol,2007,5(3):26-30.
[14]鄭光耀,薄采穎,王萌萌,等.馬尾松針葉聚戊烯醇對(duì)β-淀粉樣蛋白誘導(dǎo)PC12細(xì)胞損傷的保護(hù)作用[J].中國藥理學(xué)通報(bào),2011,27(4):581-582.
[15]鄭光耀,何玲,薄采穎,等.馬尾松針葉聚戊烯醇對(duì)阿爾茨海默病模型小鼠學(xué)習(xí)記憶的影響[J].中國新藥雜志,2011,20(20):2014-2017.
[16]Fedotova J,Soultanov V,Nikitina T,et al.Ropren (R)is a polyprenol preparation from coniferous plants that ameliorates cognitive deficiency in a ratmodel of beta-amyloid peptide-(25-35)-induced anmesia[J].Phytomedicine,2012,19(5):451-456.
[17]于小鳳,李永輝,趙明,等.銀杏葉聚戊烯醇類化合物對(duì)造血干細(xì)胞體外增殖作用的研究[J].中藥新藥與臨床藥理,2010,21(4):385-389.
[18]鄭光耀,何玲,高麗萍,等.馬尾松針葉聚戊烯醇體外和體內(nèi)抗氧化活性研究[J].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2013,33(4):15-21.
[19]鄭光耀,張良,何玲,等.馬尾松針葉聚戊烯醇對(duì)CCl4致大鼠急性肝損傷的保護(hù)作用[J].華西藥學(xué)雜志,2012,27(3)∶260-262.
[20]呂中明,徐德洲,施偉慶,等.銀杏葉聚戊烯醇的亞慢性毒性研究[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué),2008,35(23):4575-4577.
[21]Danilov L,Chojnach T.Therapeutic composition and methods:US ,6525035[P].2003-02-25.
[22]Safatov A,Shishkina L,Sergeev A,et al.A prototype prophylactic anti-influenza preparation in aerosol form on the basis of Abies sibiricapoly prenols [J].J Aerosol Med,2005,18(1):55-62.
[23]Shishkina L,Safatov A,Sergeev A,et al.Mechanisms of action of aerosol preparations based onAbies sibericapoly prenols in experimental influenza infection[J].Vopr Virusol,2002,46(6):28-30.
廣西中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)2015年1期