趙飛亞,陶愛(ài)恩*,管 鑫,錢(qián)金栿,夏從龍*
重樓非藥用部位化學(xué)成分、藥理作用和資源化利用模式的研究進(jìn)展
趙飛亞1, 2, 3,陶愛(ài)恩1, 2, 3*,管 鑫2, 3,錢(qián)金栿1,夏從龍2, 3*
1. 云南大學(xué)旅游文化學(xué)院醫(yī)學(xué)院,云南 麗江 674199 2. 大理大學(xué)藥學(xué)院,云南 大理 671000 3. 云南省高校滇西道地藥材資源開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 大理 671000
重樓生長(zhǎng)緩慢,野生資源枯竭,價(jià)格昂貴。長(zhǎng)期以來(lái),在政府扶持和企業(yè)帶動(dòng)下,逐漸實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化種植。但僅以根莖作為藥用部位,地上部分(莖、葉)資源被丟棄,造成了極大的資源浪費(fèi)。地上部分含有多糖、皂苷、黃酮等成分,具有抗癌、止血、抗炎、抗菌和抗氧化等藥理作用,具有很好的開(kāi)發(fā)價(jià)值。通過(guò)對(duì)重樓非藥用部位化學(xué)成分、藥理作用和資源化利用模式的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期為其非藥用部位的資源價(jià)值發(fā)現(xiàn)與產(chǎn)業(yè)化提供參考。
重樓;皂苷類(lèi);黃酮類(lèi);抗癌;抗氧化;非藥用部位;資源化利用
重樓為百合科重樓屬植物云南重樓Smith var.(Franch.) Hand. -Mazz.和七葉一枝花Smith var.(Franch.) Hara的干燥根莖,具有清熱解毒、消腫止痛、涼肝定驚等功效,為我國(guó)80余種中成藥的重要原料[1]。研究表明重樓的化學(xué)成分主要為甾體皂苷,具有抗腫瘤、抗菌、止血、免疫調(diào)節(jié)、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛等活性[2]。由于其生長(zhǎng)周期長(zhǎng),需要種植7~8年才能入藥,在長(zhǎng)期價(jià)格的刺激下,野生資源已經(jīng)瀕臨枯竭[3]。近年來(lái),在政府扶持和企業(yè)帶動(dòng)下,云南、貴州、四川等省逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)模化種植。但是,值得關(guān)注的是重樓的應(yīng)用部位主要以根莖為主,地上部分被丟棄,資源化利用程度低。重樓的地上部位作為重樓次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)生、運(yùn)輸?shù)闹匾鞴伲c根莖比較,化學(xué)成分必然有類(lèi)似性。鑒于此,如何提升重樓非藥用部位產(chǎn)業(yè)化資源利用水平,是一個(gè)值得思考和關(guān)注的問(wèn)題。本研究主要對(duì)重樓非藥用部位化學(xué)成分、藥理和資源化利用模式進(jìn)行綜述,以期為其后期的開(kāi)發(fā)利用研究提供參考。
1.1.1 分離純化 皂苷類(lèi)化合物是重樓非藥用部位的主要化學(xué)成分,目前已經(jīng)從重樓的非藥用部位中分離純化得到62種皂苷類(lèi)化合物。主要包括異螺甾烷醇型、螺甾烷醇型、呋甾烷醇型、變型螺甾烷醇型、膽甾烷醇類(lèi)、C21甾體化合物、植物甾醇類(lèi)等,其中異螺甾烷醇型有27種(化合物1~27),螺甾烷醇型有3種(化合物28~30),呋甾烷醇型有8種(化合物31~38),變型螺甾烷醇型有13種(化合物39~51),膽甾烷醇類(lèi)有3種(化合物52~54),C21甾體化合物有7種(化合物55~61),植物甾醇類(lèi)有1種(化合物62)。具體化合物見(jiàn)表1,化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
表1 重樓非藥用部位的皂苷類(lèi)化合物
續(xù)表1
類(lèi)別編號(hào)化合物名稱(chēng)取代基部位文獻(xiàn) 螺甾烷醇型28disoseptemloside HR=O-Rha-(1→4)-Glc莖葉11 29(25S)-spirost-5-en-3β,25-diol-3-O-Rha-(1→2)-GlcR=O-Rha-(1→2)-Glc莖葉11 30parisverticoside AR=O-Rha-(1→2)-[Xyl-(1→3)]-Glc地上部分15 呋甾烷醇型31dichotominR=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)-Rha-(1→4)]-Glc地上部分15,18 32parisaponin ⅠR=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-Glc莖葉11,19 33(25R)-26-O-β-D-glucopyranosyl-3β,17α,22α,26-tetrahydroxy-furost-5-ene-3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→4)-α-L-rhamnopyranosyl-(1→4)-[α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)]-β-D-glucopyranosideR=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)-Rha-(1→4)]-Glc地上部分15 3426-O-Glc-25(R)-22-methoxy-furost-5-en-3β,26-diol-3-O-Rha-(1→2)-[Rha(1→4)]-GlcR=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-Glc莖葉11 3526-O-Glc-25(R)-5,22-diene-furost-3β,20α,26-triol-3-O-Rha-(1→2)-[Rha(1→4)]-GlcR=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-Glc莖葉15 36smilaxchinoside BR=O-Rha-(1→4)-Rha-(1→4)-[Rha-(1→2)]-Glc地上部分20 37chonglouoside SL-19R=O-Rha-(1→4)-Rha-(1→4)-[Rha-(1→2)]-Glc莖葉13 38chonglouoside SL-20R=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-Glc莖葉13 變型螺甾烷39(25S)-isonuatigenin-3-O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-GlcR=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-Glc地上部分19 醇型4026-O-Glc-nuatigenin-3-O-Rha-(1→2)[Rha-(1→4)]-GlcR=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-Glc地上部分21 41chonglouoside SL-9R=H莖葉13 42chonglouoside SL-11R=O-Glc莖葉13 43chonglouoside SL-12R=O-Rha-(1→2)-[Glc-(1→3)-Glc莖葉13 44chonglouoside SL-14R=O-Rha-(1→4)-Rha-(1→4)-[Rha-(1→2)]-Glc莖葉13 4526-O-Glc-nuatigenin-3-O-Rha-(1→2)-GlcR=O-Rha-(1→2)-Glc莖葉13 4626-O-Glc-nuatigenin-3-O-Rha-(1→4)-GlcR=O-Rha-(1→4)-Glc莖葉13 47abutiloside LR=O-Rha-(1→4)-Glc莖葉13 48chonglouoside SL-10R=OH莖葉13 49chonglouoside SL-13R=O-Glc莖葉13 50chonglouoside SL-15R=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-Glc莖葉13 51nuatigenin-3-O-Rha-(1→2)-GlcR=O-Rha-(1→2)-Glc莖葉13 膽甾烷醇類(lèi)52parispseudoside AR=O-Rha-(1→4)-Rha-(1→4)-[Rha-(1→2)]-Glc地上部分22 53parispseudoside CR=O-Rha-(1→4)-Rha-(1→4)-[Rha-(1→2)]-Glc地上部分22 54parispseudoside DR=O-Rha-(1→4)-Rha-(1→4)-[Rha-(1→2)]-Glc地上部分15 C21甾體化合物55hypoglaucin HR1=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-Glc, R2=H地上部分、莖葉7 56pregna-5,16-dinen-3β-ol-20-one-3-O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)-Rha-(1→4)]-GlcR1=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)-Rha-(1→4)]-Glc, R2=H地上部分9 5721-methoxyl-pregna-5,16-dien-3β-ol-20-one-3-O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-GlcR1=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-Glc, R2=OCH3莖葉11 5816β-{[(5-O-(β-D-glucopyranosyloxy)-4-methylpentanoyl]oxy}-3β-hydroxy-20-oxopregn-5-en-3-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-[α-L-rhamnopyranosyl-(1→4)]-β-D-glucopyranoside (hypoglaucin G)R1=O-Rha-(1→2)-[Rha-(1→4)]-Glc, R2=Glc莖葉23 59dumosideR1=O-Rha-(1→4)-[Rha-(1→2)]-Glc, R2=CH3, R3=H莖葉24 60chonglouoside SL-7R=O-Rha-(1→4)-[Rha-(1→2)]-Glc莖葉24 61chonglouoside SL-8R=O-Rha-(1→4)-[Rha-(1→2)]-Glc莖葉24 植物甾醇類(lèi)627α-ol-sitosterol-3-O-Glc 莖葉13
圖1 重樓非藥用部位皂苷類(lèi)化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)
Fig. 1 Chemical structures of saponins in non-medicinal parts of Paridis Rhizoma
1.1.2 定性定量分析 重樓非藥用部位皂苷類(lèi)成分的定性定量研究是對(duì)該部位資源價(jià)值潛力判斷和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究的重要依據(jù)。劉佳等[25]研究表明不同種重樓地上部分皂苷含量差異較大,地上部分均含有重樓皂苷VII,以果皮、外種皮中含量較高,并建立了重樓皂苷的HPLC檢測(cè)方法。宋發(fā)軍等[26]研究表明重樓非藥用部位果皮、外種皮、葉片、地上莖、種子提取物中僅葉片、果皮中含有薯蕷皂苷,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8.610、4.679 mg/g,因此其葉片和果皮具有藥用開(kāi)發(fā)價(jià)值,并建立了薯蕷皂苷的HPLC檢測(cè)方法。年四輝等[27]研究表明重樓地上部提取物中重樓總皂苷的收率較高,總皂苷的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66.07%。韋蒙等[28]利用Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)確定了重樓莖葉總皂苷的最佳提取工藝(料液比1 g∶12 mL、提取溫度54 ℃、超聲功率210 W、提取時(shí)間2 h),總皂苷平均得率為2.360%。綜上所述,重樓皂苷是重樓地上部分最主要的成分,占比大,含有60余種化合物,開(kāi)發(fā)潛力大,可以作為重樓藥用資源開(kāi)發(fā)的一個(gè)方向。
1.2.1 分離純化 目前已經(jīng)從重樓的非藥用部位中分離純化得到kaempferol-3--Glc(1→6)-Glc(63)[29]、7--Rha-kaempferol-3--Glc(1→6)-Glc(64)[29]、kaempferol-5--Rha(65)[30]、7--Rha-kaempferol-3--Glc(66)[13]、7--Glc-kaempferol-3--Glc(1→6)-Glc(67)[13]等黃酮類(lèi)化合物。
圖2 重樓非藥用部位黃酮類(lèi)化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)
1.2.2 定性定量分析 楊金霞等[31]研究表明不同采收期(4月上、下旬,5~7、9月)重樓地上部分總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.11%、0.76%、0.47%、0.70%、0.19%、0.53%。楊金霞等[32]進(jìn)一步比較不同品種重樓地上部分總黃酮含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同品種重樓地上部分總黃酮含量差異較大,其中多葉重樓含量較高,滇重樓最低。王飛飛[33]優(yōu)選了重樓莖葉總黃酮的提取工藝(60%乙醇提取,提取時(shí)間3.5 h,料液比為1 g∶20 mL),可制得總黃酮含量為0.44%。綜上所述,不同生長(zhǎng)年限和不同品種重樓的總黃酮累積不同,化學(xué)成分在非藥用部位中占比不是很大。
楊芳等[34]研究表明滇重樓莖、葉、花和根莖中含有17種常見(jiàn)氨基酸,氨基酸總量:葉(13.96%)>花(10.92%)>莖(4.54%)>根莖(4.02%),其莖、葉、花和根莖中還含有γ-氨基丁酸和呈味氨基酸,有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。劉功成等[35]研究表明重樓葉中有多糖類(lèi)成分。
2.1.1 抗白血病 張華[36]研究表明滇重樓莖葉總皂苷對(duì)白血病K562細(xì)胞有一定的抑制作用,可能通過(guò)抑制K562細(xì)胞中β-鏈蛋白mRNA和蛋白水平的表達(dá),抑制Wnt信號(hào)通路,進(jìn)而抑制白血病細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng),促進(jìn)凋亡。張顏[37]研究表明滇重樓莖葉總皂苷具有明顯的體內(nèi)抗腫瘤活性,并能抑制荷人白血病裸鼠移植性腫瘤的生長(zhǎng),125 mg/kg劑量組抑瘤率達(dá)63.60%,可降低荷人白血病移植瘤裸鼠的脾指數(shù)、外周血紅細(xì)胞和白細(xì)胞,誘導(dǎo)白血病細(xì)胞B淋巴細(xì)胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)蛋白表達(dá)下調(diào),Bax蛋白表達(dá)增加,從而促進(jìn)白血病細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抗白血病效應(yīng)。王方方[38]研究表明滇重樓莖葉皂苷Ⅱ可誘導(dǎo)K562細(xì)胞和人原髓細(xì)胞白血病HL60細(xì)胞凋亡,誘導(dǎo)K562細(xì)胞凋亡的機(jī)制可能與Bcl-2蛋白低表達(dá)有關(guān)。張文[39]研究表明滇重樓莖葉皂苷Ⅱ抗白血病的作用可能是多種基因共同作用的結(jié)果,其中細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)的基因可能發(fā)揮了主要作用。張樸花[40]研究表明莖葉皂苷Ⅱ?qū)562細(xì)胞的抑制作用比莖葉皂苷Ⅴ強(qiáng),皂苷Ⅴ對(duì)K562細(xì)胞具有時(shí)間、劑量相關(guān)效應(yīng)。閔沙東[41]研究表明滇重樓莖葉總皂苷對(duì)人白血病祖細(xì)胞有一定的抑制作用,滇重樓莖葉總皂苷可誘導(dǎo)髓系人白血病祖細(xì)胞凋亡。綜上所述,重樓非藥用部位抗白血病的主要物質(zhì)基礎(chǔ)為總皂苷,其中活性單體化合物為皂苷Ⅱ和皂苷Ⅴ,其作用機(jī)制與抑制K562細(xì)胞中β-鏈蛋白mRNA和蛋白水平的表達(dá),抑制Wnt信號(hào)通路,誘導(dǎo)白血病細(xì)胞Bcl-2蛋白表達(dá)下調(diào)和Bax蛋白表達(dá)增加等有關(guān)。值得注意的是目前尚未見(jiàn)重樓根莖化學(xué)成分對(duì)白血病的相關(guān)研究。是否重樓非藥用部位存在治療白血病的特殊活性成分,還需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究與驗(yàn)證。
2.1.2 其他 姜福瓊[42]研究表明重樓皂苷Ⅰ、Ⅱ均具有抗膀胱癌EJ、BIU87、T24細(xì)胞增殖的活性,使細(xì)胞色素C氧化酶(cytochrome C oxidase,Cyt C)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cysteine aspartate proteinase-3,caspase-3)、Bax表達(dá)増高,Bcl-2和caspase-9表達(dá)降低。Qin等[13]研究表明abutiloside L具有較強(qiáng)的抗肝癌HepG2細(xì)胞的增殖作用。楊福冬[43]研究表明滇重樓莖葉總皂苷可能通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞Bcl-2蛋白表達(dá)下調(diào),Bax蛋白表達(dá)增加,從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抑瘤效應(yīng)。陶俊杰等[17]研究表明滇重樓地上部分分離純化得到的化合物dioseptemloside G和chonglouoside SL-19對(duì)于人結(jié)腸癌HT29細(xì)胞具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性。許新恒等[44]研究表明滇重樓莖葉總皂苷提取物能顯著抑制細(xì)胞增殖,且具有時(shí)間、劑量相關(guān)效應(yīng),能阻滯細(xì)胞周期于S期,并能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。但其誘導(dǎo)凋亡作用僅高劑量(≥80 μg/mL)組的效果顯著。綜上所述,重樓非藥用部位抗癌活性物質(zhì)基礎(chǔ)主要是皂苷類(lèi)成分,其中已經(jīng)確認(rèn)了的活性化合物為重樓皂苷I、II及abutiloside L、dioseptemloside G、chonglouoside SL-19。其中abutiloside L、dioseptemloside G和chonglouoside SL-19目前僅在重樓非藥用部位中報(bào)道具有抗腫瘤活性,根莖中是否存在相同的物質(zhì)基礎(chǔ),有待進(jìn)一步研究。
韋蒙等[28]研究表明滇重樓莖葉總皂苷對(duì)1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基、羥基自由基和超氧陰離子的清除率分別為98%、58%、64%,其半抑制濃度(50% inhibitive concentration,IC50)分別為2.223、6.782、4.638 mg/mL,具有抗氧化作用。王飛飛[33]研究表明重樓莖葉總黃酮對(duì)DPPH、羥基自由基、超氧陰離子清除的IC50分別為0.120、0.190、0.120 mg/mL,具有一定的抗氧化能力。劉功成等[35]研究表明重樓葉多糖能顯著增加小鼠脾臟指數(shù)(<0.05),顯著上調(diào)脾臟免疫相關(guān)基因T盒子轉(zhuǎn)錄因子、轉(zhuǎn)錄因子、γ干擾素、腫瘤壞死因子-α和白細(xì)胞介素-2、4、10的mRNA表達(dá)水平(<0.05),增強(qiáng)了脾臟總超氧化物歧化酶、銅鋅超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫酶活性,降低了脾臟丙二醛水平,提高小鼠的抗氧化活性。綜上所述,重樓非藥用部位抗氧化活性的物質(zhì)基礎(chǔ)主要為黃酮和多糖類(lèi)成分。其機(jī)制主要與清除人體自由基和上調(diào)脾臟免疫相關(guān)基因的mRNA表達(dá)水平有關(guān)。
吳廷楷等[45]研究表明重樓皂苷II對(duì)離體子宮有收縮作用,可在一定程度上減少產(chǎn)褥出血。王羽[46]研究表明parispseudoside A、parispseudoside C~D具有誘導(dǎo)血小板凝集作用。叢悅等[47]研究表明重樓皂苷H可直接作用于血小板,引起血小板聚集,產(chǎn)生止血作用,主要機(jī)制是促進(jìn)二磷酸腺苷釋放和血栓素A2生成。綜上所述,重樓非藥用部位的止血活性成分主要為重樓皂苷,活性單體化合物主要為重樓皂苷II、parispseudoside A、parispseudoside C~D、重樓皂苷H。其中parispseudoside D目前僅在重樓非藥用部位中報(bào)道具有止血藥效,是否為重樓非藥用部位特殊的活性成分,有待進(jìn)一步研究。
Qin等[24]從滇重樓葉中分離得到的化合物dumoside和chonglouoside SL-7具有較強(qiáng)的抗菌作用。王奇颯等[48]研究表明重樓皂苷I~I(xiàn)II、VII、H對(duì)痤瘡丙酸桿菌、表皮葡萄球菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度為0.6~10.0 mg/mL,證實(shí)了皂苷I、II、Ⅵ、Ⅶ在體外對(duì)痤瘡發(fā)病相關(guān)菌具有抑制作用,以重樓皂苷Ⅰ的抑菌作用最強(qiáng)。綜上所述,重樓非藥用部位抗菌的主要活性物質(zhì)基礎(chǔ)為重樓皂苷,其中的活性單體化合物為dumoside、chonglouoside SL-7和皂苷I、II、Ⅵ、Ⅶ,除了chonglouoside SL-7和dumoside目前僅在重樓非藥用部位報(bào)道外,其余成分為重樓藥用部位和非藥用部位的共有性成分,研究已經(jīng)較為深入。對(duì)于chonglouoside SL-7和dumoside抗菌作用和機(jī)制的研究還需進(jìn)一步深入。
重樓非藥用部位皂苷類(lèi)成分還具有抗免疫抑制和抗肝損傷作用。王娟等[49]研究表明重樓皂苷II可上調(diào)狼瘡性腎炎患者白細(xì)胞介素-10和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β的水平,調(diào)節(jié)輔助性T細(xì)胞1/輔助性T細(xì)胞2失衡狀態(tài),進(jìn)而增加CD4+CD24+-T細(xì)胞的免疫抑制作用。楊黎江等[50]研究表明重樓薯蕷皂苷和偏諾皂苷類(lèi)化合物能夠顯著降低肝損傷模型的小鼠肝臟指數(shù),對(duì)微囊藻毒素所致肝損傷具有保護(hù)作用。綜上所述,其主要活性物質(zhì)為重樓皂苷II、重樓薯蕷皂苷和偏諾皂苷類(lèi)化合物。
重樓野生資源瀕臨枯竭,從育苗到成藥周期長(zhǎng),尋找替代資源一直都是研究的熱點(diǎn)。據(jù)前期統(tǒng)計(jì)[3],我國(guó)28種重樓屬植物中瀕危物種數(shù)已達(dá)19種,均屬于國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物,占重樓總數(shù)的71.43%,其中有15種被列入世界自然保護(hù)聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄,我國(guó)特有的10種全部為瀕危物種[51]。從同屬植物中尋找替代資源,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模種植和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。近年來(lái),隨著政府扶持和企業(yè)帶動(dòng),藥用重樓種植逐漸走向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?;?,育苗和種植技術(shù)趨于成熟,但其種植周期緩慢仍然是一個(gè)瓶頸問(wèn)題。如此高投入、高風(fēng)險(xiǎn)和高價(jià)值的品種,擴(kuò)大其應(yīng)用部位是一件有前景、有價(jià)值的事。本研究通過(guò)成分和藥效分析研究發(fā)現(xiàn),重樓非藥用部位主要含有皂苷、黃酮、多糖和氨基酸等成分,以皂苷為主。其皂苷具有抗癌、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗肝損傷、止血、鎮(zhèn)痛和抗菌作用,黃酮類(lèi)成分具有抗氧化活性,多糖類(lèi)具有免疫調(diào)節(jié)和抗氧化的活性,而氨基酸具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用,前景巨大,亟待挖掘與開(kāi)發(fā)。
目前,重樓非藥用部位資源化利用和產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)并未形成規(guī)?;枰鼮樯钊氲难芯亢屯苿?dòng)產(chǎn)業(yè)化研究進(jìn)程。為使重樓在種植和利用中實(shí)現(xiàn)綜合利用,提高產(chǎn)值,降低不必要的資源浪費(fèi),使其利益最大化,構(gòu)建了重樓非藥用部位多層次和多途徑的分級(jí)資源化利用策略,見(jiàn)圖3。
圖3 重樓非藥用部位多層次和多途徑的分級(jí)資源化利用策略
重樓野生資源枯竭已經(jīng)成為了不可逆轉(zhuǎn)的事實(shí)。在政府政策扶持和企業(yè)長(zhǎng)期努力帶動(dòng)下,重樓逐漸由野生變家種,由小規(guī)模變?yōu)槌蹙咭?guī)模和標(biāo)準(zhǔn)化。但由于其種植周期緩慢,資源短缺,資源問(wèn)題仍然是一個(gè)痛點(diǎn)問(wèn)題。重樓地上部分作為重樓眾多成分產(chǎn)生、運(yùn)輸?shù)闹匾鞴?,與根莖比較,必然有其類(lèi)似性。馮麗麗等[52]研究表明重樓皂苷I、II、Ⅵ、Ⅶ主要在植物的葉綠體中合成并進(jìn)行儲(chǔ)藏和分配,經(jīng)莖向下運(yùn)輸,主要在根莖和葉中積累和儲(chǔ)存,總皂苷含量在不同部位的積累規(guī)律為葉>根莖>莖。李晨等[53]研究表明多葉重樓根莖、莖、葉中重樓皂苷I、II、VI、VII總含量具有很大差異,其中重樓皂苷I、VII分別在根莖、葉中含量較高。王彩步等[54]研究表明多莖滇重樓根莖中重樓皂苷主要以I、VII的形式存在,莖中只檢測(cè)到重樓皂苷Ⅶ,葉中皂苷活性成分分布不規(guī)律。成莉等[55]研究表明重樓屬植物重樓地上部分能找到或產(chǎn)生重樓的重要化學(xué)成分甾體皂苷。通過(guò)資源化學(xué)成分分析重樓非藥用部位可作為重樓根莖替代資源。根據(jù)上述成分與藥效研究,與根莖比較,其在止血、抗炎、抗菌等作用方面存在許多雷同性成分,部分活性化合物均為根莖中存在的活性化合物,可進(jìn)一步研究擴(kuò)大重樓的藥用資源范圍。
藥效研究顯示重樓非藥用部位總皂苷對(duì)K562細(xì)胞有一定的抑制作用,能抑制K562細(xì)胞中β-鏈蛋白mRNA和蛋白水平的表達(dá),誘導(dǎo)白血病細(xì)胞Bcl-2蛋白表達(dá)下調(diào),Bax蛋白表達(dá)增加,其中單體化合物皂苷Ⅱ能誘導(dǎo)K562、HL60細(xì)胞凋亡,機(jī)制可能與Bcl-2蛋白低表達(dá)有關(guān)。目前藥用部位(根莖)針對(duì)白血病的治療較為少見(jiàn)。非藥用部位中是否還存在特殊的抗白血病活性成分,尚不清楚,應(yīng)加強(qiáng)研究,形成制劑。非藥用部位還具有抗痤瘡丙酸桿菌、表皮葡萄球菌和金黃色葡萄球菌等作用,可以開(kāi)發(fā)痤瘡貼劑;其多糖和總黃酮具有很好的抗氧化作用,可用于制作重樓面膜、水、乳等日化品;其具有止血、鎮(zhèn)痛、抗菌等藥效,目前已經(jīng)分離純化得到活性物質(zhì),可開(kāi)發(fā)成為相應(yīng)的日化品,如牙膏、創(chuàng)口貼、抗菌劑、洗發(fā)/沐浴露等日化品。
重樓非藥用部位廢渣是在提取皂苷和黃酮等活性物質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)的,廢渣中還存在大量的氨基酸和多糖類(lèi)成分,具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用。研究顯示滇重樓莖、葉、花均檢測(cè)出17種常見(jiàn)氨基酸、γ-氨基丁酸、呈味氨基酸,有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值從高到低依次為葉>莖>花[36]。因此,重樓非藥用部位廢渣可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)成飼料或肥料。
重樓為生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的重要品種,產(chǎn)業(yè)價(jià)值巨大。本研究主要對(duì)重樓非藥用部位的化學(xué)成分、藥理作用、資源化利用策略和模式進(jìn)行系統(tǒng)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)非藥用部位含有皂苷、黃酮、多糖、氨基酸等化學(xué)成分,已從中分離純化得到60余種單體化合物,主要成分為皂苷類(lèi),具有抗癌、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗肝損傷、止血、鎮(zhèn)痛和抗菌的作用,而黃酮類(lèi)成分具有抗氧化作用,多糖類(lèi)具有免疫調(diào)節(jié)和抗氧化活性,氨基酸有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用,開(kāi)發(fā)前景巨大。結(jié)合前期研究[2],重樓非藥用部位與藥用根莖化學(xué)成分和藥效比較,在成分研究上,主要活性和指標(biāo)性成分存在交叉,如存重樓皂苷I~I(xiàn)II、VII、H。但大多數(shù)化合物目前僅在非藥用部位中分離得到,并且在抗腫瘤、止血和抗菌方面已經(jīng)分離純化得到活性單體,如abutiloside L、dioseptemloside G和chonglouoside SL-19、parispseudoside D、chonglouoside SL-7和dumoside。在藥效研究上,抗癌、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗肝損、止血和抗菌等活性存在共性作用,但由于部分活性存在的物質(zhì)基礎(chǔ)不同,其作用機(jī)制是否一致,尚不清楚。但是,非藥用部位藥理活性研究較為深入的就是抗白血病,目前僅在非藥用部位開(kāi)展研究,其價(jià)值值得重視。因此,重樓非藥用部位存在一定的研究與開(kāi)發(fā)價(jià)值。然而目前該部位主要被丟棄,資源化利用和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)仍然是一個(gè)沒(méi)有突破的瓶頸。重樓作為一種植時(shí)間漫長(zhǎng),投資門(mén)檻高,種植精細(xì)化和價(jià)值高昂的中藥品種,如何利用現(xiàn)代技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源的擴(kuò)大化利用,減少資源浪費(fèi)和投入成本,把傳統(tǒng)不用部位實(shí)現(xiàn)再利用,也是中醫(yī)藥現(xiàn)代化的一種體現(xiàn)。針對(duì)化學(xué)和藥效研究,針對(duì)廢棄物資源的特點(diǎn),圍繞制劑、日化、保健、飼料和肥料等產(chǎn)品開(kāi)發(fā),提出了重樓非藥用部位的資源化利用策略和模式,以期為其廢棄資源的綜合開(kāi)發(fā)利用提供參考。
利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突
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Research progress on chemical constituents, pharmacological effects and resource utilization modes of non-medicinal parts of
ZHAO Fei-ya1, 2, 3, TAO Ai-en1, 2, 3, GUAN Xin2, 3, QIAN Jin-fu1, XIA Cong-long2, 3
1. School of Medicine, College of Lijiang of Tourism and Culture, Yunnan University, Lijiang 674199, China 2. College of Pharmacy, Dali University, Dali 671000, China 3. Key Laboratory of Development of Western Medicine Resources in Yunnan Province, Dali 671000, China
grows slowly, and its wild resources are exhausted and expensive. For a long time, under the support of the government and the drive of enterprises, large-scale planting has been gradually realized. However, only rhizomes are used for medicinal purposes, and the above-ground resources (stems and leaves) are discarded, resulting in a huge waste of resources. The aerial parts contain polysaccharides, saponins, flavonoids and other ingredients, which have anti-cancer, hemostasis, anti-inflammatory, antibacterial and anti-oxidant pharmacological effects, and have good development value. The chemical constituents, pharmacological effects, and resource utilization modes of non-medicinal parts ofare reviewed in this paper, in order to provide references for the discovery and industrialization of resource value of non-medicinal parts.
; saponins; flavonoids; anti-cancer; anti-oxidant; non-medicinal parts; resource utilization
R282.71
A
0253 - 2670(2021)08 - 2449 - 09
10.7501/j.issn.0253-2670.2021.08.030
2020-09-26
云南省教育廳科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目(2020J0899);云南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(sc20201332804);大理州重大科技計(jì)劃項(xiàng)目(D2019NA03);昆明市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2019KJJH093);云南大學(xué)旅游文化學(xué)院科研項(xiàng)目(2021XY17)
趙飛亞(1991—),女,助教,從事中藥資源與品質(zhì)評(píng)價(jià)。E-mail: 1305531253@qq.com
陶愛(ài)恩,男,助教,從事民族藥資源與開(kāi)發(fā)利用研究。E-mail: 2515073996@qq.com
夏從龍,男,教授,從事民族藥資源與開(kāi)發(fā)利用研究。Tel: (0872)2257401 E-mail: long7484@126.com
[責(zé)任編輯 崔艷麗]