黃逯,吳超權(quán)

(廣西壯族自治區(qū)食品藥品檢驗所,廣西 南寧 530021)

保哥果(Tabebuiaimpetiginosa),紫葳科風鈴木屬植物,可高達30 m,其葉橢圓形或長圓形,羽狀或板狀脈,春天開花,花朵呈艷麗的紫色、深粉紅色或粉紅色,花萼鐘狀到管狀,有五個裂片,是喇叭狀,其果實包含在豆莢中,由細長的圓柱形蒴果和薄種子組成。現(xiàn)代藥理學研究表明保哥果樹皮提取物具有抗癌、抗菌、抗炎、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等藥理作用,常在抗腫瘤及癌癥后期輔助使用,也可用于治療腸道炎癥、潰瘍、糖尿病、前列腺炎、過敏等疾病[1]。其主要活性成分包括呋喃萘醌類、醌類、萘醌類、蒽醌類、苯甲酸、苯甲醛衍生物、環(huán)戊烯二醛和黃酮類,常制成植物飲片、代用茶、提取物酊劑、提取物水劑、膠囊劑。保哥果原產(chǎn)于中南美洲,其原木在中國有引種,但我國食用人群較少,國內(nèi)宣傳、使用、研究保哥果的文獻也比較少。保哥果具有諸多的藥理學作用,在抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)中尤為突出。本文通過查找國內(nèi)外關(guān)于保哥果的相關(guān)研究文獻,就近年來對保哥果的化學成分、藥理學作用及臨床應(yīng)用進行綜述,為其合理開發(fā)和使用提供科學參考。

1 保哥果的化學成分

采用減壓水蒸氣和連續(xù)液-液萃取的方法,從保哥果的樹皮中分離出多種天然化合物組分,其主要成分包括醌類、萘醌類、呋喃萘醌類、蒽醌類、黃酮類、環(huán)戊烯二醛、苯甲酸、苯甲醛及其衍生物等,其中萘醌類和蒽醌類化合物為主要活性物質(zhì)[2]。在保哥果植物中發(fā)現(xiàn)了18種已經(jīng)報道過的醌類化合物,其中拉帕醌(lapachol)和β-拉帕醌(β-lapachol)為其主要生物學活性物質(zhì)[3]。環(huán)戊烯類化合物是植物的次生代謝產(chǎn)物,保哥果中含有多種環(huán)戊烯基酯。此外,Zhang等[4]分離了兩種環(huán)戊烯二醛:2-甲?；?5-(4′-甲氧基苯甲酰氧基)-3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-乙醛和2-甲?；?5-(3′-4′-二甲氧基苯甲酰氧基)-3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-乙醛。

保哥果樹皮中提取到了19種糖苷,包括四種環(huán)烯醚萜苷、兩種木脂素苷、兩種異香豆素苷、三種苯乙醇苷和八種酚苷[5]。樹皮中含有脂肪酸和游離糖,脂肪酸包括油酸、棕櫚酸和亞油酸,還含有草酸和脂溶性醇α-生育酚和γ-生育酚。

此外,保哥果還含有一些抗氧化活性的揮發(fā)性成分,包括4-甲氧基苯甲醛、4-甲氧基苯酚、5-烯丙基-1,2,3-三甲氧基苯、1-甲氧基-4-(1E)-1-丙烯基苯和4-甲氧基芐醇[4]。

2 保哥果的藥理作用

以往的研究在一系列體外試驗和動物模型中證明了保哥果的提取物及分離的單體具有多種藥理作用,其在不同濃度下表現(xiàn)出抗腫瘤、抗炎鎮(zhèn)痛、免疫調(diào)節(jié)、抗菌、抗氧化、抗銀屑病、保護心血管、調(diào)節(jié)血脂、抗神經(jīng)退化性疾病作用。

2.1 抗腫瘤作用

保哥果提取物對一系列的癌癥細胞系均具有良好的抑制作用,包括人乳腺癌細胞MCF-F、人肺癌細胞NCI-H460、人宮頸癌細胞HeLa和人肝癌細胞HepG2,這幾種細胞中50%生長抑制質(zhì)量濃度分別為1.21,1.03,0.91和1.10 μg/mL[6]。醌類化合物能夠接收電子形成自由基負離子或者二價陰離子從而在線粒體和微粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基和活性氧化物[7],富含醌類化學結(jié)構(gòu)的多種植物均被證實具有抗癌作用[8]。保哥果提取物中分離出多種醌化學結(jié)構(gòu)的化合物,包括拉帕醌和β-拉帕醌。β-拉帕醌可顯著抑制人下咽癌細胞Fadu[9]、人結(jié)腸癌細胞SW480[10]、人乳腺癌細胞T47D[11]、胃癌細胞SGC-7901和AGS[12]、人非小細胞肺癌細胞株A549[13]的增殖和遷移。同時與多種抗腫瘤藥如周期蛋白依賴性激酶4/6(Cyclin-dependent kinases 4/6,CDKs4/6)抑制劑帕博西尼[14]、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動物西羅莫司靶蛋白 (phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B/mammalian target of rapamycin,PI3K/Akt/mTOR)抑制劑BEZ235[15]、PI3K/mTOR抑制劑NVP-BEZ235[16]聯(lián)合使用也可顯著抑制腫瘤細胞的增殖。β-拉帕醌可能是通過代謝通路激活細胞凋亡過程而產(chǎn)生抗癌作用。醌類氧化還原酶(NADPH quinone dehydrogenase 1,NQO1)在膽管癌、肺癌和胰腺癌等許多實體腫瘤中呈高表達,β-拉帕醌可激活NQO1,在NQO1高表達的腫瘤細胞中起到良好的抗腫瘤作用[17]。林晶等[18]研究發(fā)現(xiàn)NQO1與口腔鱗狀細胞癌(oral squamous cell carcino-ma,OSCC)的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),β-Lapachone通過誘導(dǎo)ROS生成,調(diào)控OSCC細胞的增殖和凋亡。NQO1可改變細胞內(nèi)部穩(wěn)定環(huán)境中的鈣離子濃度(Ca2+),NQO1表達降高則胞漿內(nèi)的鈣離子濃度升高,如果用螯合劑跟鈣離子反應(yīng),細胞凋亡則會停止,因此鈣離子在NQO1凋亡通路的激活中發(fā)揮重要作用[19]。β-拉帕醌可激活鈣離子依賴的半胱氨酸蛋白-鈣激活中性蛋白酶,誘導(dǎo)細胞凋亡[20]。Silvers等[21]發(fā)現(xiàn)β-拉帕醌消耗細胞內(nèi)大量的NAD+,導(dǎo)致NAD+敏感的糖酵解、乳酸分泌、三羧酸循環(huán)和氨基酸代謝通路被抑制。葡萄糖剝奪可使β-拉帕醌的抗腫瘤作用增強,且不改變β-拉帕醌對NQO1的激活作用,聯(lián)合用藥仍具有腫瘤靶向性,這也為將化療藥物與饑餓療法相結(jié)合的治療策略提供了依據(jù)[13]。此外,β-拉帕醌也能有效抑制DNA拓撲異構(gòu)酶I從而抑制癌細胞的增殖[22]。β-拉帕醌不僅對多種腫瘤細胞系的生長有抑制作用,對體內(nèi)模型也表現(xiàn)出良好的效果。Queiroz等[23]考察了保哥果提取物及其分離單體β-拉帕醌在腹水腫瘤荷瘤小鼠的影響,研究表明保哥果可通過增加骨髓粒細胞-巨噬細胞集落形成單位的數(shù)量及降低集落刺激活性從而延長荷瘤小鼠的壽命。

2.2 抗炎鎮(zhèn)痛作用

保哥果抗炎鎮(zhèn)痛具有良好的作用,可改變參與炎癥過程的信號分子的表達,包括一氧化氮(Nitric Oxide,NO)、前列腺素(Prostaglandin E2,PGE2)和白三烯B4(Leukotriene B4,LTB4)。Miranda等[24]選擇角叉菜膠誘導(dǎo)的大鼠足趾腫脹實驗,發(fā)現(xiàn)保哥果水提物200 mg/kg劑量組能顯著改善大鼠足水腫,其改善效果與陽性藥吲哚美辛相似。角叉菜膠誘導(dǎo)的大鼠足腫脹實驗屬于慢性炎癥模型,吲哚美辛作為經(jīng)典的非甾體抗炎藥發(fā)揮抗炎作用,保哥果表現(xiàn)出與吲哚美辛相似的作用,提示其具有一定的抗炎活性。PGE2是炎癥介質(zhì),在刺激炎癥反應(yīng)、促進組織再生和維持體內(nèi)平衡中起重要作用,保哥果提取物可抑制PGE 2產(chǎn)生,調(diào)節(jié)巨噬細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。Lee等[25]通過兩個鎮(zhèn)痛實驗和三個抗炎實驗評價了保哥果的抗炎鎮(zhèn)痛效果,鎮(zhèn)痛實驗包括熱板試驗和扭體試驗,抗炎實驗包括12-O-十四酰基波醇-13-乙酸酯(TPA)和花生四烯酸(AA)誘導(dǎo)的小鼠耳水腫試驗及角叉菜膠誘導(dǎo)的足趾腫脹試驗。結(jié)果表明在鎮(zhèn)痛試驗中,保哥果能顯著降低痛閾值及扭體反應(yīng)次數(shù);抗炎試驗表明保哥果提取物能顯著抑制耳重量和厚度及足水腫程度,具有抗炎鎮(zhèn)痛作用。IL-1β的過度產(chǎn)生可導(dǎo)致與疼痛和炎癥相關(guān)的病理生理學變化,IL-6是對免疫應(yīng)答、炎癥和造血具有多效性作用的促炎介質(zhì),保哥果可以抑制促炎細胞因子白細胞介素(IL)-1β和IL-6的產(chǎn)生,發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛作用。

2.3 免疫調(diào)節(jié)作用

保哥果對多種自身免疫性疾病如骨關(guān)節(jié)炎、過敏性腸炎等均具有保護作用。保哥果可上調(diào)樹突狀細胞成熟標志物組織相容性復(fù)合體II (Major histocompatibility complex II,MHCII)和CD86的表達,誘導(dǎo)CD4+ T細胞的分化,導(dǎo)致Th2細胞和調(diào)節(jié)性T細胞的分化,Th2細胞和調(diào)節(jié)性T細胞的擴增可抑制Th1應(yīng)答,從而減輕葡聚糖硫酸鈉(Dextransulfate Sodium Salt,DSS)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型小鼠中黏膜水腫及炎性細胞浸潤[26]。此外,保哥果還可作為統(tǒng)抗關(guān)節(jié)炎藥物。Li等[27]在單碘乙酸鹽誘導(dǎo)的大鼠模骨關(guān)節(jié)炎型發(fā)現(xiàn),保哥果提取物均顯著抑制了在機械縮爪閾值與Von Frey刺激疼痛指標,且其對疼的抑制作用與陽性藥甲基磺酰甲烷(Metthylsulfonglmethane,MSM)效果相當。在這個實驗中骨關(guān)節(jié)炎大鼠的體重無減輕,提示保哥果提取物并沒有引起關(guān)于體重減輕及食欲的毒副作用。

2.4 抗菌作用

Park等[28]通過紙碟擴散試驗研究保哥果提取物對人類腸道菌群的作用。研究表明保哥果的甲醇提取物對正常菌群長型比菲德氏菌(BifidobacteriumLongum)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus)、干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei)有微弱的抑制作用;而對有害菌群副腐化梭狀芽孢桿菌(Clostridiumparaputrificum)、魏氏梭菌(ClostridiumPerfringes)、群幽門螺桿菌(Helicobacterpylori)、大腸埃希氏桿菌(Escherichiacoli)具有較強的抑制作用。其活性成分拉帕醌對副腐化梭狀芽孢桿菌、魏氏梭菌和大腸埃希桿菌也表現(xiàn)出抑制作用。保哥果樹皮提取物可顯著抑制與胃腸疾病和腹瀉相關(guān)的一些細菌如芽孢桿菌的生長,與常規(guī)抗生素如紅霉素、氯霉素等聯(lián)合用藥,可增強對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制作用[26]。

2.5 抗氧化作用

自由基清除能力、還原力和脂質(zhì)過氧化抑制能力是評價抗氧化活性常用指標。Park等[29]研究發(fā)現(xiàn)保哥果提取物在質(zhì)量濃度1 000 μg/mL時具有很強的抑制共軛二烯氫過氧化物(亞油酸甲酯)形成的作用;在體外醛/羧酸含量測定試驗中,保哥果提取物在質(zhì)量濃度5 μg/mL時對己醛的氧化抑制作用長達40 d之久,可與經(jīng)典的抗氧化劑α-生育酚和丁基羥基甲苯相媲美。多酚的結(jié)構(gòu)易被氧化,化學物質(zhì)中具有多酚的結(jié)構(gòu)通常則具有抗氧化活性。Pires等[6]研究了以保哥果為主要成分的膳食補充劑(糖漿和藥丸)及樹皮提取物(水提取物和甲醇提取物)的抗氧化性能,結(jié)果顯示糖漿和甲醇提取物表現(xiàn)出最高的抗氧化活性。與甲醇提取物相比,水提取物中抗氧化的生物活性化合物減少,可能與水提取物制備過程需進行高溫加熱,破壞多酚的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其抗氧化活性下降。

2.6 抗銀屑病作用

Müller等[30]研究發(fā)現(xiàn)保哥果中8種化學成分可抑制人類角質(zhì)形成細胞系HaCaT的生長和增殖。保哥果的主要活性成分β-拉在抑制人角質(zhì)形成細胞的作用上與抗銀屑病藥物蒽林相當。通過對保哥果提取物單體進行化學基團修飾后合成的2-乙酰-8-羥基苯并萘[2,3-b]呋喃-4,9-二酮具有很強的人角質(zhì)形成細胞增殖抑制作用,其半數(shù)抑制濃度為0.35 μmol/L。Reichstein等[31]對保哥果提取物拉帕醌的類似物三環(huán)并萘[2,3-b]呋喃-4,9-二酮進行2號位置的取代修飾后評價其對人類角質(zhì)形成細胞的抑制程度,發(fā)現(xiàn)2號位取代為吸電子基團修飾的化合物均表現(xiàn)出良好的抑制作用。以上研究表明證明保哥果提取物具有潛在的抗銀屑用活性,通過現(xiàn)代科學對其進行化學修飾可為開發(fā)抗銀屑病新藥提供新思路。

2.7 其他作用

Son等[32]在體外細胞實驗中發(fā)現(xiàn)保哥果的甲醇提取物(氯仿萃取部分)可通過抑制花生四烯酸和膠原蛋白的釋放從而抑制血小板聚集及通過抑制磷酸化細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(Extracellular signal-regulated kinase 1/2,ERK1/2)和絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)的激活從而血管平滑肌細胞增殖,發(fā)揮心血管保護作用。保哥果提取物還表現(xiàn)出調(diào)節(jié)血脂指標的活性。Kiage-Mokua等[33]研究發(fā)現(xiàn)保哥果提取物可顯著延緩高脂喂養(yǎng)模型大鼠餐后甘油三酯的升高速率,可開發(fā)成為治療肥胖和血脂異常的藥物。在利血平誘導(dǎo)的帕金森模型中,保哥果提取物可顯著提高多巴胺水平,降低姿勢屈曲、震顫、肌肉強直的評分,其高劑量組(500 mg/kg)對神經(jīng)性帕金森癥患者的緊張程度和僵直程度的評分的降低程度比陽性藥阿撲嗎啡更為顯著[34]。核因子E2相關(guān)因子2 (Nuclear factor erythroid2-related factor 2,Nrf2)作為調(diào)控抗氧化應(yīng)激的一種關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,在誘導(dǎo)機體的抗氧化應(yīng)答中發(fā)揮重要作用,可調(diào)節(jié)氧化還原平衡、藥物代謝和排泄、能量代謝、鐵代謝、氨基酸代謝、存活、增殖、自噬、蛋白酶體降解、DNA修復(fù)等生理功能。核Nrf2通路已成為神經(jīng)退行性疾病的重要治療靶點。保哥果的提取物可刺激MAPK/ ERK1/2通路,從而激活Nrf2轉(zhuǎn)錄因子的表達,緩解神經(jīng)退行性疾病[35]。

3 結(jié)語和展望

近年來國外學者對保哥果植物化學成分及其藥理作用進行了研究,而國內(nèi)對保哥果的研究仍比較少,科普和功效的介紹和宣傳也非常有限。歐美國家利用先進的膳食補充劑科學研究平臺和對消費者市場反應(yīng)迅速的保健食品加工企業(yè),加大宣傳和推廣保哥果的保健功效。并將保哥果制備成相關(guān)的膳食補充膠囊、代用茶、酊劑等方便消費者使用的劑型打開了歐美消費者市場,產(chǎn)品也獲得了廣大消費者的使用和認可。保哥果相關(guān)的保健食品已有部分成功引進國內(nèi),但國內(nèi)的大部分消費者只限于外語能力比較強或者在國外工作接觸到相關(guān)信息的人。保哥果主要在抗腫瘤及癌癥后期輔助使用,可降低放化療過程中產(chǎn)生的副作用,對提高癌癥患者生活質(zhì)量有著很重要的作用,尤其對乳腺癌、白血病、腸道癌癥、前列腺癌、頭頸部癌等癌癥具有輔助治療效果。綜上所述,保哥果的開發(fā)充滿機遇與挑戰(zhàn)。對于研究者來說,一方面,深入研究抗腫瘤、抗炎、抗氧化等藥理作用,結(jié)合體外試驗及實驗動物體內(nèi)試驗進行驗證,并明確其作用機制;另一方面,分離出單體物質(zhì),明確其化學結(jié)構(gòu),通過網(wǎng)絡(luò)藥理學、計算機模擬的方式對分離出來的單體進行和疾病匹配的篩選,為保哥果的開發(fā)和利用提供科學的理論基礎(chǔ)。對開發(fā)者來說,應(yīng)將保哥果的功效完整地、系統(tǒng)地、科學地介紹給國內(nèi)的消費者,讓消費者對其產(chǎn)生需求,促進國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)加大投入研究和開發(fā)保哥果相關(guān)產(chǎn)品,并帶動下游的原材料和種植業(yè),在適宜的地區(qū)嘗試種植保哥果樹木,比如我國的兩廣地區(qū)和海南這些亞熱帶地區(qū)可能成為保哥果原料生產(chǎn)地,以促進消費者需求-產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求-原材料需求的產(chǎn)業(yè)鏈的形成。隨著國內(nèi)消費群體意識的提高,以及供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,保哥果的研究會不斷加深,為保哥果在保健食品、功能性食品、代用茶等方面開發(fā)奠定基礎(chǔ)。