周嬋媛，阮婧華，黃健，湯瑾，高源，魯杰，謝丹，藍月玉，張 遠，范東生?

（1.貴陽學(xué)院，貴州 貴陽550005； 2.貴州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，貴州 貴陽550001； 3.貴州省食品檢驗檢測所，貴州 貴陽550004）

香椿Toona sinensis（A.Juss.） Roem.為楝科香椿屬植物，屬多年生落葉喬木，產(chǎn)于我國的華北、華東、中部、南部和西南地區(qū)［1］。香椿的各個部位都具有藥用價值，其功效也不相同，根皮或樹皮稱為香椿皮或椿白皮，味苦、澀，性微寒，歸大腸、胃經(jīng)，具有清熱燥濕、澀腸、止血、止帶、殺蟲功效，用于泄瀉、痢疾、腸風(fēng)便血、崩漏、帶下等癥；葉子稱為椿葉，味辛、苦，性平，歸脾、胃經(jīng)，具有祛暑化濕、解毒、殺蟲功效，用于暑濕傷中、惡心嘔吐、食欲不振等癥；果實稱為香椿子，味辛、苦，性溫，歸肺、肝、大腸經(jīng)，具有祛風(fēng)、散寒、止痛功效，用于外感風(fēng)寒、風(fēng)濕痹痛、胃痛等癥［2］，其中香椿皮（干燥樹皮） 為貴州苗藥，收載于《貴州省中藥材、民族藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 2003 年版［3］。目前，從香椿中已分離鑒定出多種化學(xué)成分，包括三萜、生物堿、黃酮、苯丙素、酚酸、甾體等，其中l(wèi)imonoid 和apotirucallane 型三萜為其主要的特征性成分，limonoid 型生物堿是自然界稀有的一類生物堿?，F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)香椿提取物及其成分具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、降糖、神經(jīng)保護等生物活性［4］。本文基于前人的研究［5-7］，對香椿的化學(xué)成分和生物活性進行了系統(tǒng)歸納總結(jié)，以期為其后續(xù)的深入研究及開發(fā)利用提供參考。

1 化學(xué)成分

1.1 三萜類 三萜類化合物是香椿中主要化學(xué)成分，目前已經(jīng)從香椿的根、樹皮、葉等部位分離到93 個三萜類化合物，包括limonoid、apotirucallane 和tirucallane 等三萜化合物。見圖1～3。

圖1 香椿中l(wèi)imonoid 型三萜化合物結(jié)構(gòu)

1.1.1 Limonoid 型三萜 檸檬苦素類（limonoid） 化合物也稱為四降三萜，是一類高度氧化的植物次生代謝物質(zhì)，由apotirucallane 或apoeuphane 骨架的側(cè)鏈?zhǔn)? 個碳原子并通過一系列的氧化和分子重新環(huán)化形成［8］。目前，從香椿的根、樹皮、葉子和果實中分離到38 個limonoid 類三萜化合物［9-16］，見圖1、表1，包括完整四環(huán)骨架型（1）、A環(huán)開裂型（2～4）、B 環(huán)開裂型 （5～14）、D 環(huán)開裂型（15～27）、A、B 環(huán)開裂型（28）、A、D 環(huán)開裂型（29～38）。一般化合物A 環(huán)開裂后重新形成七元內(nèi)酯環(huán)，D 環(huán)開裂后酯化重新形成六元內(nèi)酯環(huán)。

表1 香椿中l(wèi)imonoid 型三萜三萜化合物

1.1.2 apotirucallane 型三萜 甘遂烷型三萜認為是apotirucallane型三萜的前體，由其C-17 邊鏈的環(huán)化形成，一般為四氫呋喃環(huán)、四氫吡喃環(huán)及七元含氧環(huán)等［17-18］。目前，從香椿的根、皮、葉子和果實中分離到35 個apotirucallane型三萜（39～73），包括28 個C-17 為四氫呋喃環(huán)（39～66）、5 個C-17 為四氫吡喃環(huán)（67～71）、2 個C-17 為七元含氧環(huán)型apotirucallane 三萜（72～73）。見表2、圖2。

1.1.3 tirucallane 型三萜從香椿中分離得到6 個tirucallane型三萜化合物（74～79），其中，化合物79 在C-5和C-8 之間形成一個過氧橋，見表3、圖3。

圖2 香椿中apotirucallane 型三萜化合物結(jié)構(gòu)

1.1.4 dammarane 型三萜 從香椿中分離得到11 個dammarane 型三萜化合物（80～90），見表3、圖3。

1.1.5 其他三萜 從香椿樹皮中分離到3 個五環(huán)三萜化合物，包括2 個羽扇豆烷（91～92） 和1 個齊墩果烷三萜（93），見表3、圖3。

表3 香椿中tirucallane 型和其他三萜化合物

圖3 香椿中tirucallane 型和其他三萜化合物結(jié)構(gòu)

1.2 生物堿 limonoid 型生物堿是自然界稀有的一類生物堿，其以limonoid 為基本母核，C-17 位為內(nèi)酰胺衍生物［10，21］。目前，從香椿已分離到8 個limonoid 型生物堿化合物（94～101），包括2 個完整的limonoid 型（94～95） 和6 個D 環(huán)開環(huán)的limonoid 型（96～101），見表4、圖4。

表4 香椿中l(wèi)imonoid 生物堿化合物

圖4 香椿中l(wèi)imonoid 型生物堿化合物結(jié)構(gòu)

1.3 黃酮類 黃酮類化合物是香椿中另一類主要的化學(xué)成分，從香椿的各個部位中分離到21 個黃酮及其苷類化合物（102～122）［22-30］，其中121～122 為黃酮二聚體。見表5、圖5。

表5 香椿中黃酮類化合物

1.4 木脂素和香豆素類 從香椿根、皮、葉子和果實中分離到6 個木脂素類化合物（123～128） 和3 個香豆素類化合物（129～131），其中125～126 為降木脂素類化合物。見表6、圖6。

圖5 香椿中黃酮類化合物結(jié)構(gòu)

表6 香椿中木脂素和香豆素類化合物

1.5 酚酸類 從香椿中已分離鑒定出8 個鞣質(zhì)類化合物（132～139）。見表7、圖7。

表7 香椿中鞣質(zhì)類化合物

1.6 甾體類化合物 李爭玲等［24］從香椿子中發(fā)現(xiàn)了β-谷甾醇（140） 和豆甾醇（142）；羅晶等［31］從香椿樹皮中分離到了7β-羥基谷甾醇（141）、豆甾烷-3，6-二酮（143）、豆甾-4-烯-3-酮（144）、6-羥基豆甾-4-烯-3-酮 （145）、豆甾-4-烯-3β，6β-二醇（146） 和過氧化麥角甾醇 （147）。見圖8。

1.7 二萜類 Luo 等［15］從香椿葉中分離到3 個植物醇類衍生物2，6，10，15-phytatetraene-14-ol （148）、2，6，10-phytatriene-1，14，15-triol （149）、phytol （150）；周先麗等［32］從香椿 樹皮中 分離到 （9S，10E，16R） -9，16-dihydroxyoctadec-10-ene-12，14-diyn-1-yl acetate （151 ）；Meng 等［16］從香椿的樹皮中分離到gossweilone （152）。見圖9。

圖6 香椿中木脂素和香豆素類化合物結(jié)構(gòu)

圖7 香椿中鞣質(zhì)類化合物結(jié)構(gòu)

1.8 其他 Li 等［33］從香椿嫩芽中分離到3 個含硫化合物（S，S） -γ-glutamyl-（cis-S-1-propenyl） thioglycine （153）、（S，S） -γ-glutamyl-（trans-S-1-propenyl ） thioglycine（154）、γ-glutamyl-（cis-S-1-propenyl） -cysteine （155）；羅晶等［31］從香椿樹皮95%乙醇提取物中分離得到鐵屎米-6-酮（156）、α-acetylamino-phenylpropyl α-benzoylamino phenylpropionate （157）；侯麗等［30］從香椿子中分到3，5-二羥基苯乙醚（158）、eudesm-4 （15） -ene-1β，6α-diol （159）。除此之外，李國成等［23］從香椿樹皮中分離得到二十碳酸乙酯和正二十六烷醇。

2 生物活性

2.1 抗炎、鎮(zhèn)痛 阮志鵬等［34］發(fā)現(xiàn)香椿葉水提取物可以抑制二甲苯致小鼠耳廓和角叉菜膠致大鼠足腫脹，其作用可能與降低足組織中NO 和PGE2 的量有關(guān)。楊艷麗等［35］發(fā)現(xiàn)香椿子總多酚對佐劑型關(guān)節(jié)炎大鼠有一定的治療作用，能減輕大鼠足趾腫脹度、降低脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)，改善踝關(guān)節(jié)病理組織形態(tài)。Yang 等［36］發(fā)現(xiàn)香椿葉水提取物能改善CLP 誘導(dǎo)敗血癥小鼠的存活率，可減少小鼠的肺損傷，其與減少NO 的產(chǎn)生和iNOS 酶的表達，增加HO-1 的表達有關(guān)。在體實驗表明香椿葉水提取物能抑制LPS 誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因小鼠NF-κB 的激活，體外實驗表明其能降低小腸中TXNL4B 及RAW 264.7 中TXNL4B、iNOS、COX-2 的表達，這些與調(diào)節(jié)NF-κB 通路有關(guān)［37］。Su 等［38］發(fā)現(xiàn)香椿葉水提取物對醋酸致小鼠扭體有一定的鎮(zhèn)痛作用。本實驗中化合物（2、5～12） 具有一定的抗炎活性，在100 μmol／L 下能抑制COX-1 和COX-2 產(chǎn)生［11］，化合物（16～17、94～95、100）能顯著抑制LPS 誘導(dǎo)的RAW264.7 細胞產(chǎn)生NO［10］，見表8。

圖8 香椿中甾體類化合物結(jié)構(gòu)

圖9 香椿中二萜類化合物結(jié)構(gòu)

表8 香椿中各化合物抗炎活性

2.2 抗氧化 香椿葉水提物具有較強的抗氧化能力，具有清除自由基、較強的還原力和金屬螯合能力，它能阻止AAPH-誘導(dǎo)人紅細胞的氧化溶血、脂質(zhì)過氧化和SOD 活力下降［39］。香椿葉水提取物對AAPH-誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細胞細胞（ECs） 氧化損傷具有保護作用，并成劑量依賴性。其能抑制AAPH-ECs 中ROS 產(chǎn)生、MDA 形成、SOD／過氧化氫酶活性和Bax／Bcl-2 失調(diào)［40］。香椿葉乙醇提取物對H2O2誘發(fā)小鼠氧化應(yīng)激有一定的保護作用，這與增加肝臟中過氧化氫酶、銅／鋅SOD、GPx、GR 和GST 的活性有關(guān)，其還能加強AOEs 的活性，增加肝臟的解毒能力［41］。體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，大鼠灌胃厭氧發(fā)酵的香椿葉提取物能顯著增加肝組織中抗氧化酶的活性，增加過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化酶（GPx） 和超氧化物歧化酶（SOD） 的mRNA表達和CAT 蛋白的水平［42］。從香椿葉中分離得到的三萜類化合物（2、9～11、13～14、28） 也具有清除自由基的能力［11］，見表9。

2.3 抗腫瘤 Chang 等［43］發(fā)現(xiàn)香椿葉提取物能抑制A549細胞增生，有效抑制cyclin D1 和E 的表達，有效阻斷細胞周期進程，并且能激活caspase-3 蛋白，從而誘導(dǎo)細胞凋亡。Yang 等［44］發(fā)現(xiàn)香椿葉提取物能誘導(dǎo)HL-60 細胞調(diào)亡，并呈劑量和時間的依賴性，其凋亡機制與細胞色素C 從線粒體內(nèi)膜釋放到胞漿，引發(fā)其下游caspase-3 活化，可以降解PARP，使Bcl-2／Bax 比值降低，誘導(dǎo)HL-60 細胞凋亡，其機制與線粒體的結(jié)構(gòu)與功能有關(guān)；還可以誘導(dǎo)產(chǎn)生大量ROS，而ROS 直接參與死亡調(diào)節(jié)。香椿葉提取物TSL-1 對H441、H520 和H661 細胞增生有抑制作用，IC50值分別為0.20、0.25、0.12 mg／mL，其機制可能是通過上調(diào)p27 水平，進而抑制cyclin D1 和CDK4 表達，導(dǎo)致細胞被阻滯在G1 期，并降低Bcl-2 表達，同時增加Bax 表達，從而抑制細胞增殖，誘導(dǎo)細胞凋亡［45］。香椿葉提取物能誘導(dǎo)腎細胞癌凋亡，改變線粒體膜電位，可通過線粒體膜電位下降，細胞色素C 從線粒體內(nèi)膜釋放到胞漿，引發(fā)其下游caspase-3、7、9 激活和PARP 降解、減少Bcl-2 和熱休克蛋白表達，還可以誘導(dǎo)產(chǎn)生大量ROS，而ROS 直接參與死亡調(diào)節(jié)［46］。Wu 等［47］研究香椿葉揮發(fā)油對SGC7901、HepG2、HT29 細胞的增殖有抑制作用，IC50值分別為70.38、82.20、99.94 μg／mL，在質(zhì)量濃度大于100 μg／mL 時，對HUVE 細胞無毒性。揮發(fā)油對SGC7901 細胞的抑制作用呈劑量依賴性，與上調(diào)Bax 和caspase-3 和下調(diào)Bcl-2 表達有關(guān)。Chang等［37］發(fā)現(xiàn)香椿葉的TSL2 部位抑制SKOV3 細胞的增殖，使其停滯在G2／M；TSL2 能抑制模型動物卵巢癌細胞的增殖，抑制作用呈劑量依賴性。Mitsui 等［19］發(fā)現(xiàn)從香椿中分離得到的23 個apotirucallane 型三萜化合物對P-388 細胞有細胞毒性，其IC50在0.26～9.9 mg／mL。化合物（6～9、16、74、76、83、87～88） 也具有細胞毒性，見表10。

表9 香椿中各化合物的清除自由基活性

表10 香椿中各化合物細胞毒性IC50值

2.4 降糖 胰島素抵抗對2 型糖尿病的發(fā)病機制至關(guān)重要，Liu 等［48］研究表明香椿葉95%乙醇提取物降低高脂飲食（HFD） 誘導(dǎo)小鼠的血糖，刺激小鼠脂肪組織中的PPARγ 和脂聯(lián)素表達改善的胰島素敏感性，還與激活骨骼肌中AMPK 刺激葡萄糖攝取有關(guān)。Wang 等［49］發(fā)現(xiàn)香椿葉水提取物能改善四氧嘧啶糖尿病大鼠血漿中胰島素的水平，進而介導(dǎo)葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4 （GLUT4） 來完成降糖作用。香椿葉超臨界CO2提取物能增加3T3-L1 脂肪細胞對葡萄糖的消耗，呈劑量依賴性［50］。糖尿病并發(fā)癥嚴(yán)重威脅著人類健康，是終末期腎病、神經(jīng)病變等的主要原因。香椿子乙醇提取物能夠改善糖尿病大鼠周圍神經(jīng)病變，其作用機制與降低血糖、抑制氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)NGF-β、TNF-α 和IF-6有關(guān)［51］。

2.5 神經(jīng)保護 香椿水提取物正丁醇萃取部位對大鼠大腦中動脈閉塞誘導(dǎo)的局灶性腦缺血損傷具有保護作用，可減少局部缺血誘導(dǎo)的急性腦梗塞、腦含水量和神經(jīng)損傷，減少缺血腦組織中脂質(zhì)過氧化、環(huán)氧合酶-1 和血栓素的水平，提高谷胱甘肽過氧化酶、超氧化物歧化酶的活性，其神經(jīng)保護作用與抗氧化和抗炎有關(guān)［52］。Wang 等［53］研究發(fā)現(xiàn)香椿葉水提取物能抑制LPS 誘導(dǎo)的BV-2 細胞的炎癥，減少NO 生成，能抑制TNF-α 分泌和iNOS 蛋白的表達。Liao等［54］發(fā)現(xiàn)香椿葉、根和皮提取物可減少SAMP8 腦中β-淀粉樣蛋白質(zhì)沉淀和認知衰退。

2.6 抗血管生成 內(nèi)皮細胞增殖是血管新生的重要環(huán)節(jié)，Hseu 等［55］研究香椿葉提取物（50～100 g／mL） 顯著抑制雞胚絨毛尿囊膜（CAM） 血管生成，在體外實驗表明椿葉提取物能夠抑制由VEGF 誘導(dǎo)EA.hy 926 和HUVECs 細胞的增殖、遷移和微管形成，其可以通過減少cyclin D1、cyclin E、CDK4、pRb，VEGFR-2 和eNOS 的表達阻滯EA.hy 926 停在G0／G1 期。

2.7 抗菌 Wu 等［47］采用微量稀釋法測定了香椿葉揮發(fā)油對甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌都有抑制作用，最小抑菌濃度（MIC） 分別為0.125、1 mg／mL。

2.8 生殖系統(tǒng)作用 Poon 等［56］發(fā)現(xiàn)香椿提取物能降低人絨毛膜促性腺激素誘導(dǎo)的小鼠睪丸間質(zhì)細胞睪酮的產(chǎn)生，并呈劑量依賴性，還能抑制dbcAMP 誘導(dǎo)睪酮的產(chǎn)生，其作用與抑制cAMP-PKA 信號通路和神經(jīng)甾體合成代謝酶活性有關(guān)。香椿葉提取物能改善氧化壓力下雄性小鼠精子質(zhì)量和睪丸功能，這與其抗氧化作用有關(guān)［57］。

2.9 抗病毒 香椿葉水提物具有抗H1N1 病毒作用，有效抑制 H1N1 在 MDCK 細胞上 形成菌 斑，EC50值 為20.4 μg／mL。其提取物能抑制病毒在感染的A549 細胞中基因荷載，下調(diào)H1N1 病毒感染后A549 細胞對黏附分子和趨化因子 （VCAM-1、ICAM-1、E-選擇素、IL-8，等） 的表達［58］。香椿葉提取物在體外能抑制SARS-CoV 病毒［59］。

2.10 其他 香椿葉水提物能促使原代大鼠腎上腺皮質(zhì)細胞產(chǎn)生腎上腺類固醇，呈時間和劑量相關(guān)性，其作用與cAMP 依賴性PKA，類固醇生成酶和StAR 的表達有關(guān)［60］。香椿葉水提取物具有抗肝纖維化作用，減少膠原形成和TGFb1，通過增加解毒和代謝保護肝臟［61］。

3 安全性評價Liao 等［62］采用Ames、急性毒性和亞慢性毒性試驗評價香椿葉水提物的安全性。Ames 試驗表明，提取物對TA98、TA100、TA102、TA1535 等菌株無產(chǎn)生回復(fù)突變的作用；急性毒性試驗表明，ICR 小鼠以5 000 mg／kg劑量連續(xù)14 d 灌服提取物，各組動物未見明顯毒性反應(yīng)；亞慢性毒性試驗表明，ICR 小鼠以1 000 mg／kg 劑量連續(xù)28 d灌服提取物，雄性小鼠的體質(zhì)量和進食量、生化和組織指標(biāo)均未發(fā)現(xiàn)明顯異常，但雌性小鼠體質(zhì)量、進食量和肺器官系數(shù)降低，生化和組織指標(biāo)正常。研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵的香椿葉具有較強的抗氧化作用，采用同樣安全評價方法發(fā)現(xiàn)其也無明顯的毒副作用［63］。

4 結(jié)語與展望

香椿的根、莖、葉、果實均可入藥，嫩芽為蔬菜，其在我國分布廣泛、資源豐富，具有較大的開發(fā)前景。本文對2000 至2018 年香椿的化學(xué)成分和生物活性文獻進行系統(tǒng)綜述，從中分離得到三萜、生物堿、黃酮、苯丙素、酚酸、甾體等化合物159 個，其提取物及化學(xué)成分具有較好的抗菌、抗炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化、神經(jīng)保護、抗癌、降糖等生物活性，香椿葉的水提取物無毒性。近幾年，國內(nèi)外學(xué)者從香椿中發(fā)現(xiàn)了新穎的三萜和生物堿類化合物，但是對這些化合物的生物活性及作用機制研究的非常少；其提取物具有多種藥理活性，但藥效物質(zhì)基礎(chǔ)尚不明確。因此，對化合物的生物活性和活性部位的物質(zhì)基礎(chǔ)有待進一步的研究。目前，以黃酮類化合物為指標(biāo)建立香椿含有量的測定方法［64-65］，尚未見以三萜類化合物為指標(biāo)的含有量測定方法的報道，有待進一步研究。