楊沖 ，張良 ，宋曉峰 ，李峰 ，，李文保 ，，4*

（1. 中國海洋大學醫(yī)藥學院，山東 青島 266003；2. 青島海洋生物醫(yī)藥研究院，山東 青島 266071；3. 山東慈海醫(yī)療管理集團，山東 濰坊262200；4. 青島海洋科學與技術國家實驗室，山東 青島 266071）

楊梅素（myricetin，MYR，1）化學名為3，5，7-三羥基-2-（3，4，5-六羥基苯基）-4H-1-苯并吡喃-4-酮，屬于黃酮類化合物，主要存在于藤茶莖葉或楊梅樹皮和樹葉中，其分子式為C15H10O8，相對分子質量318.24，呈黃色針狀或顆粒狀結晶，易溶于乙腈、甲醇、乙醇等極性較大的溶劑中[1]。據報道，楊梅素及其衍生物具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤、降血糖、鎮(zhèn)痛、保肝護肝等多種藥理活性[2-3]。目前，在其抗氧化功能及降低膽固醇功效上，歐美已開發(fā)出含楊梅素的保健品FYI[4]并上市，但國內外均尚未見楊梅素及其衍生物作為新藥獲批上市或申請臨床試驗。為獲得具有成藥性的楊梅素衍生物，藥物化學家們針對其結構進行了大量優(yōu)化工作，獲得了一些藥理活性和成藥性良好的衍生物。本文就楊梅素及其衍生物的研究進展進行綜述。

1 楊梅素合成及藥理活性研究

1.1 楊梅素的制備

楊梅素雖廣泛存在于天然植物中，但含量較少，且分離提取工藝困難，產率較低。在楊梅素的分離提取方面，近來報道，利用硫化鋅納米片作為一種新型固相萃取材料較傳統(tǒng)固相吸附劑硅膠顯示出更好的提取能力，具有良好的應用前景[5]。方飛等[6]通過粉碎、靜置、提取等工藝從楊梅樹皮中獲得了楊梅苷，進一步水解得到楊梅素；整個工藝收率較高，成本較低，操作簡單且產物無需精制，適合工業(yè)化。

二氫楊梅素（2）與楊梅素結構極其相似，在顯齒蛇葡萄葉等天然植物中含量高達30%[7]。國內外化學家均有通過使用二氫楊梅素作為起始原料合成楊梅素的相關報道。圖1為以二氫楊梅素為起始原料的3種半合成楊梅素的途徑：方法一，二氫楊梅素在強堿條件下開環(huán)生成查爾酮，查爾酮經Algar-Flynn-Oyamada（AFO）反應生成楊梅素[8]；方法二，劉同方等[9]研究發(fā)現，加熱條件下，在吡啶溶液中二氫楊梅素2、3位脫氫氧化可生成楊梅素；方法三，將二氫楊梅素與醇類（甲醇或乙醇）混合，加入次氯酸鈉和催化劑（無水三氯化鋁或無水三氯化鐵），待反應完全后繼續(xù)加入次氯酸鈉溶液，分離純化可得楊梅素[10]。

圖1 楊梅素的半合成方法Figure 1 Semi-synthesis of myricetin

1.2 楊梅素藥理活性研究

1.2.1 抗腫瘤活性Yang等[11]研究證實，楊梅素可以抑制JAR和JEG-3這2種絨毛膜癌細胞株的增殖，同時也可以促進細胞凋亡及調控細胞周期；研究發(fā)現，楊梅素可通過作用于絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信號傳導通路，減弱惡性JAR和JEG-3細胞的侵襲和血管生成。另外，針對絨毛膜癌細胞，楊梅素與目前化療藥物依托泊苷及順鉑等聯用具有協同抗腫瘤細胞增殖作用。Shih等[12]探討了楊梅素對人肺腺癌細胞株A549的抗轉移作用，發(fā)現楊梅素一方面通過抑制基質金屬蛋白酶（MMP）-2和尿激酶型纖溶酶原激活物（uPA），抑制腫瘤細胞黏附，且其抑制作用呈劑量和時間依賴性；另一方面通過抑制細胞外信號調節(jié)激酶1/2（ERK1/2），協同抑制人肺癌細胞的侵入與轉移。Kumamoto等[13]研究發(fā)現，楊梅素與ATP競爭靶向作用于Akt，通過抑制其磷酸化及Akt激酶活性來抑制細胞轉化。Phillips等[14]研究發(fā)現，楊梅素能通過抑制PI3K的活性，誘導胰腺癌細胞凋亡，進而抑制原位胰腺腫瘤并減少其轉移擴散。Jiao等[15]研究顯示，用不同濃度的楊梅素（0 ～ 80 μmol · L-1）作用于人乳腺癌MCF-7細胞，發(fā)現楊梅素能通過誘導細胞凋亡抑制人乳腺癌細胞的生長；進一步實驗表明，楊梅素系通過調節(jié) PAK1/MEK/ERK/GSK3β/β-catenin/cyclin D1/PCNA/survivin/Bax-Caspase-3 的信號通路發(fā)揮作用。張秀娟等[16]研究發(fā)現，楊梅素可抑制肝癌HepG-2細胞增殖并誘導其凋亡。郭海清等[17]研究表明，隨楊梅素濃度增加，肝癌HepG-2細胞凋亡率增加，經線粒體途徑的促凋亡因子Bax蛋白表達量增加，同時抗凋亡因子Bcl-2蛋白表達量降低。Shiomi等[18]研究發(fā)現，楊梅素可抑制人結直腸癌HCT116細胞增殖，使其增殖周期滯留在G2/M期，誘導細胞凋亡。最近，Li等[19]對腺瘤樣結腸息肉?。╝denomatous polyposis coli，APC）基因突變小鼠長期灌服楊梅素，發(fā)現該化合物具有較強的抑制結腸炎癌轉化的作用，其機制與化合物可抑制細胞增殖、誘導凋亡、調控GSK-3β和β-catenin信號通路及抑制腸黏膜上皮細胞產生分泌炎癥因子有關。

1.2.2 降血糖活性Kang等[20]給禁食過夜后鏈脲霉素誘導的糖尿病大鼠經口使用含楊梅素（100 mg · kg-1）或α-葡萄糖苷酶抑制劑阿卡波糖（40 mg · kg-1）的淀粉溶液，與對照組（即淀粉溶液中不含楊梅素或阿卡波糖）大鼠相比，接受楊梅素和阿卡波糖的大鼠餐后高血糖癥狀均得到緩解；楊梅素可通過抑制α-葡萄糖苷酶活性控制高血糖癥狀。Li等[21]研究表明，楊梅素是胰高血糖素樣肽1受體（GLP-1R）的激動劑，具有調節(jié)血糖的功能，預測其可作為治療2型糖尿?。═2DM）的潛在候選藥物。

1.2.3 抗炎活性Lee等[22]研究表明，楊梅素可以抑制Akt、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）和核因子κB（NF-κB）信號通路，減少腫瘤壞死因子-α（TNF-α）誘導的炎性介質的產生，同時可抑制活性氧的產生。Cho等[23]研究表明，楊梅素能夠通過抑制脂多糖（LPS）刺激的巨噬細胞RAW264.7中NF-κB以及信號轉導與轉錄激活子（TAT1）的磷酸化，以及誘導NF-E2相關因子（Nrf2）調控的血紅素氧合酶-1（HO-1）的表達來抑制促炎介質的產生。

1.2.4 抗氧化活性有關楊梅素的抗氧化及清除自由基活性已有大量研究報道。趙麗等[24]通過1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除試驗發(fā)現，楊梅素清除 DPPH 自由基的 IC50為18.34 mg · L-1，優(yōu)于陽性對照藥蘆?。↖C50= 31.32 mg · L-1）。Qiu 等[25]研究表明，楊梅素可以阻滯新生鼠因缺血再灌注損傷而導致的心肌中超氧化物歧化酶（SOD）及谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的活性降低，使其活性升高，減少丙二醛（MDA）、活性氧簇（ROS）的生成。研究發(fā)現，楊梅素也可以阻止H2O2誘導的谷胱甘肽氧化[26]。此外，楊梅素可延長缺乏線粒體超氧化物歧化酶（SOD2p）的酵母壽命，減緩其表現出的過早老化和氧化應激敏感性。由此表明楊梅素可緩解衰老引起的氧化應激，尤其是由線粒體內源性防御所導致的細胞內氧化還原穩(wěn)態(tài)失衡。

1.2.5 其他活性楊梅素在降脂及治療神經疾病方面也具有一定的作用。楊梅素等黃酮類物質可抑制低密度脂蛋白氧化為氧化低密度脂蛋白（ox-LDL），進而減少ox-LDL攜帶的膽固醇在動脈壁上的積存，改善血管功能，降低動脈硬化的風險[27]。阿爾茨海默病在分子水平上存在2種比較明顯的變化：一是細胞外β淀粉樣蛋白1-42（Aβ1-42）沉積，二是細胞內神經元纖維纏結（NFT）[28]。通過DAPI染色法研究發(fā)現，楊梅素的抗氧化作用能夠減少Aβ1-42的產生并降低其構象變化，提示楊梅素對阿爾茨海默病及局部缺血等神經性疾病或具有防治作用[29]。Ma等[30]對抑郁小鼠長期灌服楊梅素，發(fā)現其可通過介導小鼠海馬區(qū)抗氧化應激而一定程度上影響腦源性神經營養(yǎng)因子的水平，進而改善小鼠的抑郁癥狀。另外，新近研究發(fā)現，楊梅素等黃酮類物質還具有一定的抗菌特性[31]。

2 楊梅素衍生物的設計、合成及活性研究

楊梅素分子具有多個酚羥基且呈平面結構，水溶性和穩(wěn)定性均較差，導致其生物利用度不高，給藥途徑受限，以上缺陷極大限制了楊梅素的開發(fā)成藥。目前，國內外學者一方面通過制劑技術解決上述問題，如利用環(huán)糊精及其衍生物與楊梅素通過分子間非共價鍵形成超分子包合物[32]，或者開發(fā)制備成楊梅素微乳，從而改善楊梅素的水溶性及生物利用度；另一方面主要采用各種化學或生物合成手段對楊梅素分子進行結構改造，以期獲得水溶性好、成藥性高的楊梅素衍生物?；衔锘钚匝芯勘砻?，清除自由基、抗氧化活性主要取決于B環(huán)上的3個相鄰羥基，其C4'位羥基脫氫后生成羰基即可與鄰位羥基形成氫鍵；相比之下，A環(huán)上C7及C5羥基抗氧化活性相對較弱；C環(huán)中C2位與C3位間的雙鍵增強了與其相連的C3位羥基的抗氧化活性；研究發(fā)現，C2、C3位雙鍵有利于抑制腫瘤細胞增殖，C5、C7、C3'及C4'位羥基的存在提高了化合物抗腫瘤細胞增殖的活性，但C3位羥基減弱了抑制增殖的活性[33-34]。

2.1 楊梅素?；苌?/h3>

楊梅素全乙?；苌锟赏ㄟ^楊梅素在乙酸酐-吡啶[35]或乙酸酐-濃硫酸[36]作用下酯化得到。除了全乙?；猓瑓^(qū)域選擇性的?；部赏ㄟ^酶促反應實現。Chebil等[37]認為，對楊梅素等黃酮類化合物特定羥基位置進行乙?；揎椇?，其穩(wěn)定性雖極大改善，但水溶性仍較差?？诅鱗38]對楊梅素不同乙酰化衍生物（3 ～5）及楊梅素進行了體外抗菌活性測試：結果表明，上述楊梅素衍生物對供試細菌金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌的體外抗菌活性與楊梅素相比無顯著變化。

2.2 楊梅素甲基化衍生物

1956年，Hergert等[39]利用硫酸二甲酯與楊梅素反應得到其6個羥基全甲基化的衍生物（6），但產率較低。2002年，Matsuda等[40]在氫化鈉的催化下，將楊梅素與碘甲烷反應生成化合物6，該反應產率較高且處理簡單。該課題組完成楊梅素的全甲基化合成后，對楊梅素的單一或二羥基甲基化反應條件進行了研究。實驗發(fā)現，以甲醇為溶劑，重氮甲烷的乙醚溶液為甲基化試劑，室溫反應2h即可得到楊梅素的7位、4'位的單甲基化物（7 ～8）及少量3、7位，7、4'位的二甲基化物（9～10）和 7、3、4'位的三甲基化物（11）。課題組進一步測試了甲基化衍生物6～11對大鼠醛糖還原酶的抑制活性，結果表明，化合物9的抑制活性（IC50=12 μmol·L-1）較楊梅素（IC50=29 μmol·L-1）有一定提高，但化合物 6 抑制活性（IC50＞ 100 μmol·L-1）明顯降低；進一步研究表明，B環(huán)鄰苯三酚結構可使化合物表現出較強活性，但C3位羥基取代后使活性降低，C5位羥基取代對活性基本無影響。

Xue等[41]以楊梅苷為原料，經全甲基化后，水解失去鼠李糖苷得到裸露3-羥基的楊梅素全甲基化中間體，在此基礎上，設計合成了一系列3位取代的衍生物，并測試了這些衍生物的抗癌活性。他們選用人乳腺癌Bcap-37細胞、人乳房腺瘤MDA-MB-231細胞對上述衍生物進行篩選評價。MTT試驗結果表明，針對Bcap-37 細胞，與陽性對照藥阿霉素（AMD，2.87 μmol·L-1）相比，化合物12和13具有較高抗腫瘤活性，IC50分別為 2.96 和 3.11 μmol·L-1；針對 MDA-MB-231 細胞，化合物 14～19抑制 MDA-MB-231 的IC50分別為 2.16、2.90、3.03、3.87、3.40 和 3.75 μmol·L-1，表現出與阿霉素相近的抗腫瘤活性。

最近，肖維等[42]也在裸露3-羥基的楊梅素全甲基化中間體基礎上，設計合成了12個楊梅素酰胺類衍生物。對3種不同植物來源的菌種的抗菌活性測試表明，化合物濃度均為 200 μg·L-1時，該系列衍生物均有一定抑菌活性，當R為芐基時（即化合物20），抑菌活性最佳；當R為苯基，且苯環(huán)4位取代基分別為-F（即化合物21）、-OCH3（即化合物22）、-CH2CH3（即化合物23）時，其對水稻白葉枯病菌的抑制率均高于90%；當R為環(huán)烷基時（即化合物24～25），對水稻白葉枯病菌的抑制率高于同等濃度下的陽性對照藥葉枯唑（抑制率為72.85%）。研究表明，楊梅素3位取代基的電負性對抑菌活性有一定影響。

2.3 楊梅素醚化衍生物

Chen等[43]評估了楊梅素、二氫楊梅素及楊梅苷對α-葡萄糖苷酶的抑制活性，結果顯示，楊梅素表現出良好的抑制活性（IC50=319.3 μmol·L-1），而二氫楊梅素（IC50=633.9 μmol·L-1）和楊梅苷（IC50=837.7 μmol·L-1）抑制活性不及楊梅素。二氫楊梅素活性低于楊梅素，表明結構中C環(huán)的雙鍵對化合物活性較為重要；楊梅苷可能是由于C環(huán)C3位缺乏羥基而導致活性低于楊梅素。因此，在保留C環(huán)雙鍵及C3位羥基基礎上，對楊梅素進行了結構修飾。基于碳-氧原子基團的拆分機制-分析，在二醇分子的兩端進行親核取代易離去基團OTs，即先將對甲基苯磺酰氯（TsCl）與醇（ROH）反應生成不同的對甲苯磺酸二醇酯，然后在弱堿條件下使OTs離去，醇鏈與楊梅素偶聯得到6個楊梅素醚化衍生物（26～31）。通過對α-葡萄糖苷酶的抑制活性篩選發(fā)現，B環(huán)C4'位引入聚乙二醇后抑制活性增加，活性關系表明引入聚乙二醇的衍生物 27（IC50=43.8 μmol·L-1）活性最好。而在C4'位引入氮取代基團的衍生物30（IC50=41.1 mol·L-1）及衍生物 31（IC50=9.3 μmol·L-1）顯示出更好的α-葡萄糖苷酶抑制活性，且較陽性對照藥阿卡波糖（IC50=720.3 μmol·L-1）活性顯著提高。體內實驗發(fā)現，以 50 mg·kg-1的劑量口服給藥，化合物 31 可以顯著降低正常及鏈脲佐菌素誘導糖尿病大鼠的餐后血糖水平。該課題組亦對化合物31的抗菌活性進行了測定，結果表明，化合物31對供試植物細菌（蠟狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、白菜軟腐病菌、大腸埃希菌）均有強抑制活性，其抗菌效果優(yōu)于楊梅素以及陽性對照藥氨芐青霉素[44]。

2.4 楊梅素磺酸衍生物

樊獻俄等[45]設計合成了楊梅素磺酸衍生物及其相應的鹽類化合物。實驗表明，楊梅素磺酸鹽衍生物具有治療和預防心腦血管疾病的功能。首先以1 μmol·L-1血管收縮劑-血栓素A2類似物U46619收縮血管，然后累積加入不同劑量的藥物（0.3、1、3、10、30、100、300、1 000 μmol·L-1），觀察 SD 大鼠心腦血管的舒張反應，得到藥物對收縮劑的舒張曲線，探討受試藥楊梅素磺酸鹽對離體大鼠冠脈（CA）及腦基底動脈（BA）血管的影響。結果表明，在離體大鼠腦基底動脈環(huán)上，楊梅素磺酸鈉（32）的 EC50為 (0.34±0.05) μmol·L-1，其對U46619所介導的SD大鼠腦基底動脈的收縮有舒張作用；研究還發(fā)現，酪氨酸激酶（JAK1、JAK2、JAK3 及 TYK2）是藥物的分子作用靶點，20 μmol·L-1楊梅素磺酸鈉對酪氨酸激酶JAKl、JAK2、JAK3及TYK2的抑制率分別為65.6%、103.3%、102.5%和97.6%，具有較強的抑制作用。

2.5 楊梅素糖苷化衍生物

糖苷化是重要的結構修飾方法。楊梅素的碳鏈骨架含多個羥基，在羥基上引入糖基，能夠很大程度上改善楊梅素化合物的水溶性、生物利用度以及穩(wěn)定性。楊梅素的糖苷化衍生物主要由酶促反應或糖苷化反應合成獲得。糖苷化合成涉及多個官能團的保護和去保護，步驟繁瑣，且區(qū)域選擇性不高。高選擇性的糖基轉移酶可以很好地解決化學合成法的短板，因此，近年來生物酶促反應成為研究的重點。

Bertrand等[46]在2006年使用從腸膜明串珠菌NRRL B-512F中分離的葡聚糖蔗糖酶和腸系膜明串珠菌NRRL B-23192中分離的交替蔗糖酶催化葡萄糖與楊梅素發(fā)生糖基化反應，分別得到B環(huán)上3位楊梅素葡萄糖衍生物（33）及4位楊梅素葡萄糖衍生物（34）。楊梅素糖基化反應前后的HPLC色譜圖分析結果表明，3、4位的糖基化修飾在一定程度提高了楊梅素的水溶性。

Shimizu等[47]申請了關于改善體內楊梅素吸收和增強抗氧化能力的糖類衍生物的專利。通過將一個葡萄糖基、鼠李糖等其他單糖與楊梅素的C3'及C3位置的羥基縮合，得到取代位置不同的2類楊梅素單糖衍生物。體內外抗氧化實驗表明，該類衍生物可以更有效地發(fā)揮抗氧化作用，且不同程度地改善了楊梅素的水溶性及體內吸收。實驗結果顯示，C3'取代衍生物抗氧化活性較低，表明B環(huán)鄰苯三酚結構對于抗氧化活性的必要性。此外，該專利報道，該類衍生物對過氧化物導致的細胞老化及炎癥具有潛在防治效果。

2.6 楊梅素其他衍生物

Polyakov等[48]通過對楊梅素進行一系列的取代反應，獲得了楊梅素衍生物（見圖2）。溶解度測試表明，新衍生物的水溶性大幅改善，尤以化合物35最為明顯。但由于此類結構修飾方式對楊梅素本身結構變動過大，導致該類新衍生物在抗癌、抗菌、抗氧化及抗結核活性測試中均不及楊梅素，未能繼續(xù)進行成藥性研究。

圖2 Polyakov等設計的楊梅素衍生物合成路線Figure 2 Synthetic route for myricetin derivatives designed by Polyakov et al

3 結語

結腸炎模型具有良好的抑制作用，療效確切，重復性好；經比較發(fā)現，其療效顯著高于作為對照的楊梅素、柳氮磺胺吡啶、美沙拉嗪和阿司匹林；給藥期間，動物體質量增長良好，未出現明顯毒性反應，小鼠灌胃給藥急性毒性實驗顯示半數致死劑量（LD50）大于5g · kg-1，具有良好的安全性。進一步的作用機制研究表明，M10能夠明顯抑制由于外界炎癥因子刺激產生的內質網過度應激反應；另外，M10在抑制慢性炎癥同時，也具有阻斷炎癥轉化為癌癥的作用，為腫瘤預防及治療藥物的開發(fā)提供了基礎。

楊梅素作為一種天然的黃酮類活性成分，具有廣泛的藥理活性，且毒性較小，但其水溶性、生物利用度以及穩(wěn)定性較差影響了楊梅素的開發(fā)應用。因此如何對楊梅素進行合理的結構改造，既能保留并增強其藥理活性，又能提高其水溶性、生物利用度以及穩(wěn)定性，成為目前楊梅素開發(fā)的關鍵和難點。為解決這些問題，藥物化學家們針對楊梅素結構進行了大量優(yōu)化工作，獲得了一些藥理活性更好、成藥性更強的衍生物。可以相信，楊梅素類天然產物的開發(fā)具有重要的應用前景與現實意義。

基于曲顯俊教授課題組的前期研究[49]，為改善楊梅素水溶性低、穩(wěn)定性差等缺點，近來，本課題組在楊梅素結構基礎上進行了一系列糖基化修飾，設計合成了多個楊梅素二糖衍生物（結構通式為36），通過對這些楊梅素糖類衍生物進行體內外生物活性篩選，發(fā)現其中通過二糖修飾的楊梅素衍生物M10具有高效低毒的成藥價值。實驗結果顯示，M10對小鼠潰瘍性