婁 永，馬志歡，邵香敏，翟廣玉

（鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院藥學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，河南 鄭州 451100）

0 前 言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸認識到，從天然產(chǎn)物中獲得的化合物，應(yīng)用于防病治病，效果更好。利用植物中的化學(xué)物質(zhì)促進健康，是目前人們關(guān)注的熱點。膳食多酚在植物中廣泛分布，眾所周知，提高水果和蔬菜的攝入量可以減少發(fā)病率，是由于膳食多酚的作用，類黃酮被認為是日常飲食中的膳食多酚[1]。蘆?。≧utin，圖1）屬于類黃酮，槲皮素的糖苷，存在于水果例如橘子，葡萄柚，檸檬和酸橙等；蔬菜例如蘆筍、番茄、黃瓜等；中草藥例如槐米、黃芪、葛根、陳皮等。蘆丁具有抗氧化，抗炎，抗過敏，抗菌、抗病毒、抗癌、保護心腦血管和抗糖尿病等作用[2]。越來越多的證據(jù)證實，源自蔬菜、水果和藥用植物的類黃酮通過自由基清除活性，影響細胞的生長，分化及其功能，對人們的健康，防病治病起著重要作用[3]。

圖1 蘆丁的結(jié)構(gòu)Fig. 1 The structure of rutin

蘆丁是一種很有前途的天然膳食化合物，對疾病有預(yù)防和控制的作用[4]。蘆丁作為保持及恢復(fù)毛細血管正常彈性的藥物廣泛使用，由于蘆丁的生物利用度低，對其結(jié)構(gòu)優(yōu)化修飾，已經(jīng)合成了許多生物利用度高，活性顯著的衍生物[5]。作者從不同的數(shù)據(jù)庫，例如：Elsevier Journal、Springer、PubMed、Google Scholar、SciFinder 和中國知網(wǎng)等，綜述了近十年來蘆丁及其衍生物研究進展，重點介紹了蘆丁的抗癌、降糖，蘆丁衍生物的抗菌、抗癌和降糖作用，為天然化合物的開發(fā)和利用提供參考。

1 蘆 丁

1.1 含有蘆丁的常用藥

蘆丁屬于維生素類，有降低毛細血管通透性和脆性的作用，可保持及恢復(fù)毛細血管的正常彈性。用于防治高血壓腦溢血、糖尿病視網(wǎng)膜出血和出血性紫癜等。目前《中華人民共和國藥典》（2018年版）共收錄含有蘆丁的藥物有4 種：

蘆丁片：用于脆性增加的毛細血管出血癥，也用于高血壓腦病、腦出血、視網(wǎng)膜出血、出血性紫癜、急性出血性腎炎、再發(fā)性鼻出血、創(chuàng)傷性肺出血、產(chǎn)后出血等的輔助治療。

復(fù)方蘆丁片：由蘆丁和維生素C 兩種成分制成的復(fù)方制劑，主要用于治療高血壓、脆性增加的毛細血管出血癥，也用于各種出血癥狀的輔助治療。蘆丁具有維持血管抵抗力、減少脆性、降低其通透性及抗病毒、抗炎等作用；維生素C 是人體每天必需攝入的營養(yǎng)成分,臨床用于壞血病的預(yù)防及治療,可增強抵抗力。蘆丁是一種氫的傳遞體，參與體內(nèi)氧化還原酶的作用，能影響甲狀腺的活動，并使腎上腺素免于氧化，在體內(nèi)，能增強維生素C 的作用和促進維生素C 在體內(nèi)蓄積。復(fù)方蘆丁主要藥理作用是維持血管彈性，增強毛細血管抵抗力，降低其脆性與通透性，并促進其細胞增生和防止血細胞凝集[6]。

亞油酸維生素E 膠丸/二維蘆丁片（商品名為益壽寧）：為復(fù)方制劑，亞油酸維生素E 膠丸由亞油酸和維生素E 制成，二維蘆丁片由蘆丁、維生素B6和維生素C 制成，用于高膽固醇血癥及動脈粥樣硬化治療，兩者起著相輔相成的作用[7]。

復(fù)方三嗪蘆丁片：含有氫氯噻嗪、硫酸雙肼屈嗪、鹽酸異丙嗪、蘆丁等10 種主要成分及輔料，該藥品主要用于治療高血壓[8]。

珍菊降壓片是降血壓常用的一種中西藥復(fù)方制劑,由野菊花、鹽酸可樂定、氫氯噻嗪、蘆丁、珍珠層粉等成分組成[9]。珍菊降壓片藥典沒有收錄，部頒標準有收錄，是常用的降壓藥。

目前，在全球范圍內(nèi)注冊的藥品中超過130 種治療藥物包含蘆丁[10]。

蘆丁還作為食用色素(似檸檬黃色)；抗氧化劑；營養(yǎng)增補劑。主要用于冷飲、飲料、糕點、肉類加工品、水產(chǎn)加工品等。

1.2 抗氧化性

在人體代謝過程中有大量的自由基產(chǎn)生，自由基與蛋白質(zhì)等分子作用，就會導(dǎo)致病理變化。蘆丁是天然的抗氧化劑， 可以清除自由基。Kamalakkannan 等[11]研究了蘆丁在鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)的糖尿病大鼠中的抗氧化潛力。腹膜內(nèi)注射鏈脲佐菌素（50 mg/kg）可致糖尿病。評估了空腹血漿葡萄糖和胰島素的水平及肝、腎和腦中的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物和抗氧化性。口服蘆?。?00 mg/kg）持續(xù)45 d（p<0.05），可減少脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物，顯著降低空腹血糖，增加胰島素水平并改善糖尿病大鼠的抗氧化狀態(tài)，肝，腎和腦的組織病理學(xué)研究顯示蘆丁具有保護作用。

1.3 抗菌作用

類黃酮的抗菌活性，與抗生素的協(xié)同作用和抑制作用，歸因于三種機理：細胞質(zhì)膜損害，抑制核酸合成，以及能量代謝的抑制。蘆丁的抗菌活性主要是，調(diào)節(jié)普通應(yīng)激反應(yīng)中蛋白質(zhì)的表達水平，特別是誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的激活控制體系，并影響碳水化合物和氨基酸代謝，蛋白質(zhì)合成和細胞壁完整性[12]。通過水凝膠評估蘆丁在水凝膠系統(tǒng)中的抑制區(qū)域，一種針對金黃色葡萄球菌，大腸桿菌的實驗顯示：蘆丁水凝膠制劑顯示出顯著的抗菌活性[13]。在另一項研究中，使用蘆丁的甲醇水溶液，進行了圓盤擴散法生長八種腸道微生物和微量稀釋方法。顯示出對假單胞菌、銅綠假單胞菌和肺炎克雷伯菌的有效活性[14]。Stojkovi 等[15]使用更實用的雞肉湯方法，而不是微生物培養(yǎng)基，測試蘆丁的抗氧化和抗菌性能，他們觀察到蘆丁抑制了食品污染物雞肉湯中的金黃色葡萄球菌。

1.4 抗癌作用

大量研究表明，蘆丁具有抗癌作用。這些效果已在體外和體內(nèi)研究中進行了評估。黃酮類化合物作為抗癌藥的多種作用機制已經(jīng)確定，包括致癌物滅活，抗擴散，細胞周期停滯，誘導(dǎo)凋亡和分化，抑制血管生成，抗氧化和逆轉(zhuǎn)多藥耐藥性或這些機制的組合[16]。

肺癌是世界范圍內(nèi)最常見的癌癥，具有死亡率最高，易轉(zhuǎn)移的特點，對化療藥物的耐藥性，以及藥物的細胞毒性是常見的肺癌患者的死亡原因。蘆丁可調(diào)節(jié)人肺腺癌A549 細胞和糖原合酶激酶3（GSK-3）的表達。GSK-3 參與眾多蜂窩網(wǎng)絡(luò)包括增殖，細胞周期和凋亡的過程。纖連蛋白，I 型和IV 在細胞外基質(zhì)的形成中起重要作用，該基質(zhì)控制粘附和癌細胞的遷移。蘆丁阻礙了A549 細胞與纖連蛋白和膠原蛋白的粘附I 型和IV 型，從而抑制肺癌細胞的遷移。Sghaier 等[17]證明了蘆丁作為一種多功能藥物可以抑制增殖，以減少細胞活性氧（ROS）的產(chǎn)生，并減少人肺癌細胞和結(jié)腸癌細胞的粘附和遷移。蘆丁阻礙了胡蘿卜素對4-（甲基亞硝胺基）-1-（3- 吡啶基）-1- 丁酮誘導(dǎo)的單鏈DNA 斷裂的影響，在A549 細胞中這可以歸因于其抗氧化特性，因為它消除了ROS 水平。蘆丁抑制了小鼠B16F10 黑色素瘤細胞誘導(dǎo)的肺轉(zhuǎn)移，肺腫瘤結(jié)節(jié)并延長了小鼠的壽命[18]。

蘆丁能夠抑制血小板聚集、抗炎、抗氧化劑和降低血脂和膽固醇。Chen H 等[19]研究了蘆丁對神經(jīng)母細胞瘤的作用。結(jié)果顯示：蘆丁在細胞周期進程中誘導(dǎo)G2/M阻滯并誘導(dǎo)細胞凋亡。逆轉(zhuǎn)錄- 聚合酶鏈反應(yīng)顯示，蘆丁可以降低BCL2 表達和BCL2/BAX 比值。同時，抑制MYCN mRNA 水平和TNF-α 的分泌。這些結(jié)果表明，蘆丁通過誘導(dǎo)G2/M阻滯細胞周期進程和誘導(dǎo)細胞凋亡，抑制神經(jīng)母細胞瘤凋亡相關(guān)基因的表達等，蘆丁可作為一種新的神經(jīng)母細胞瘤的治療劑。

蘆丁可以調(diào)節(jié)多種參與致癌作用的分子靶標，例如細胞周期介質(zhì)，細胞激酶，炎癥細胞因子，轉(zhuǎn)錄因子，藥物轉(zhuǎn)運蛋白和活性氧。蘆丁是一種很有前途的天然飲食化合物，具有良好的抗癌潛力，可廣泛用于功能性食品、飲食補充劑和用于預(yù)防和控制癌癥的藥物。大量研究表明蘆丁可以作為化學(xué)治療和化學(xué)預(yù)防劑，其抗癌作用可以通過抑制細胞增殖，誘導(dǎo)凋亡或自噬介導(dǎo)，并阻礙血管生成和轉(zhuǎn)移來介導(dǎo)[20]。

三陰性乳腺癌（TNBC）具有很高的轉(zhuǎn)移和死亡率，缺乏有效的治療方法。受體酪氨酸激酶c-Met的異常失調(diào)促進了TNBC 的進展、運動性和存活，因此被認為是有效的治療靶標。在多種已確定的抗癌藥中，包括類黃酮在內(nèi)的植物多酚已被證明是安全的，并已通過調(diào)節(jié)多種大分子靶標證明了其抗腫瘤活性。研究顯示：實驗首次發(fā)現(xiàn)c-Met 激酶是蘆丁介導(dǎo)的對TNBC 細胞系抗癌作用的潛在靶標。同樣，腹膜內(nèi)注射蘆丁的劑量為30 mg/kg，每周3 次，在裸鼠模型中顯著降低了TNBC MDA-MB-231 /GFP 原位異種移植物的生長。這些結(jié)果清楚地表明功能性膳食黃酮類蘆丁是預(yù)防和控制c-Met 依賴性乳腺惡性腫瘤的潛在先導(dǎo)劑[21]。

使用蘆丁的另一種方法是與抗癌藥聯(lián)合治療。Nasiri 等[22]證明蘆丁與5-FU 和/或奧沙利鉑一起使用，比在結(jié)腸癌細胞上單獨進行藥物治療效果好。他們還發(fā)現(xiàn)，蘆丁與較低的5-FU 和奧沙利鉑劑量可能有助于減少抗癌藥的不良反應(yīng)。

1.5 抗糖尿病作用

源自蔬菜和藥用植物的類黃酮可通過改善血糖控制脂質(zhì)分布和抗氧化劑狀態(tài)，從而對糖尿病產(chǎn)生有益作用。蘆丁的降血糖作用機制包括減少小腸吸收碳水化合物，抑制組織糖異生，增加組織葡萄糖攝取，刺激β 細胞分泌胰島素。蘆丁還減少了山梨糖醇，活性氧，高級糖基化終產(chǎn)物前體和炎性細胞因子的形成。這些作用被認為是蘆丁對高血糖和血脂異常引起的腎病，神經(jīng)病，肝損傷和心血管疾病的保護作用?？紤]糖尿病并發(fā)癥風(fēng)險之間的負相關(guān)關(guān)系和控制血糖和脂質(zhì)，建議使用蘆丁作為預(yù)防糖尿病并發(fā)癥的膳食補充劑[23]。

糖尿病及其主要危險因素肥胖已成為世界范圍的流行病，并成為數(shù)百萬人痛苦的原因。慢性高血糖和血脂異常與幾種導(dǎo)致組織的細胞內(nèi)代謝途徑的變化損害有關(guān)。細胞內(nèi)變化包括細胞內(nèi)反應(yīng)過度產(chǎn)生氧，山梨糖醇積累，二?；视偷乃?，甘油三磷酸脫氫酶（GAPDH）的活性減少和己糖胺途徑活性的增加。研究表明，膳食蘆丁抑制醛糖還原酶，降低紅細胞中山梨醇的濃度。在糖尿病動物中，給藥蘆丁改善了不同組織中的抗氧化狀態(tài)，降低了血液中的葡萄糖[24]。

2 蘆丁衍生物

2.1 曲克蘆丁

曲克蘆丁是蘆丁衍生物中應(yīng)用最成功的一種藥物例子。

曲克蘆?。═roxerutin，又名：維腦路通，維生素P4，三羥乙基蘆丁，化學(xué)名稱：7,3′,4′- 三羥乙基蘆丁）。曲克蘆丁是蘆丁經(jīng)羥乙基化制成的半合成黃酮類化合物。Zyma S.A 首先報道了曲克蘆丁合成方法的專利[25,26]。將蘆丁溶于NaOH 溶液中，緩慢通入環(huán)氧乙烷，升溫至80~85℃，保溫反應(yīng)6 h，反應(yīng)結(jié)束后調(diào)酸，析晶，用乙醇重結(jié)晶得到產(chǎn)品[27]。

圖2 曲克蘆丁的結(jié)構(gòu)Fig. 2 The structure of troxerutin

曲克蘆丁被廣泛應(yīng)用于缺血性腦血管疾病的治療，如治療慢性靜脈供血不足引起的心腦血管及慢性靜脈功能不全等疾病，痔瘡、微血管病變，糖尿病、視網(wǎng)膜病變等。最新研究發(fā)現(xiàn)，曲克蘆丁還對認知缺陷表現(xiàn)出神經(jīng)保護作用，即在阿爾茨海默癥、帕金森氏癥、結(jié)腸癌和肝細胞癌等疾病中表現(xiàn)出一定的保護作用。

《中華人民共和國藥典》（2018年版）共收錄含有曲克蘆丁的藥物有14 種：

曲克蘆丁片，適應(yīng)癥為閉塞綜合征、血栓性靜脈炎、毛細血管出血等。本品能抑制血小板的聚集，有防止血栓形成的作用。同時能對抗5- 羥色胺、緩激肽引起的血管損傷，增加毛細血管抵抗力，降低毛細血管通透性，可防止血管通透性升高引起的水腫。

曲克蘆丁香豆素片，由曲克蘆丁和香豆素組成。香豆素是由水楊醛經(jīng)Perkin 反應(yīng)制得的，具有抗凝血及抗血小板聚集的作用。曲克蘆丁香豆素片常用于外傷的治療、關(guān)節(jié)炎的解熱、消腫等[28]。

2.2 具有抗菌作用的蘆丁衍生物

許多研究證明蘆丁具有抗菌特性，蘆丁還能夠增強其他化合物的抗菌活性。經(jīng)典的青霉素有一些缺點，如水溶性低。通常，青霉素微溶于水，只有鉀鹽或鈉鹽可溶于水，但是施用這些鹽可能會導(dǎo)致不良的副作用；Lupa?cu 等[29]合成了蘆丁6- 氨基青霉烯酸的衍生物，并對其進行化學(xué)和微生物學(xué)表征，確定了這些化合物的結(jié)構(gòu)。這些衍生物是水溶性的，對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌均顯示出良好的抗菌活性，類似于氨芐青霉素，阿莫西林。結(jié)果顯示，與標準抗生素相比，特別是對于化合物3a 和3b，對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌均具有良好的抗菌活性。

圖3 蘆丁6-氨基青霉酸衍生物Fig. 3 The 6-aminopenicillic acid derivative of rutin

抗菌素耐藥性是一個熱門話題，它是對人們公共衛(wèi)生的主要威脅之一。據(jù)統(tǒng)計，耐多藥微生物如細菌，真菌和原生動物在最近幾十年中有所增加，并且仍在繼續(xù)擴散。因此，開發(fā)新型抗微生物藥物來抵抗耐藥性感染非常重要。喹啉環(huán)是一個非常有趣的結(jié)構(gòu)，因具有多種生物學(xué)特性（抗菌劑，抗癌劑，抗驚厥劑，消炎和心血管疾病）而備受關(guān)注。另一方面，一些研究顯示蘆丁具有良好的抗菌作用?；谝陨峡紤]，Lupascu 等[30]設(shè)計并合成了八種帶有氨基喹啉的蘆丁衍生物。結(jié)果表明，測試的化合物對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌菌株（包括銅綠假單胞菌）表現(xiàn)出良好的活性，類似于環(huán)丙沙星，對白色念珠菌無活性。

圖4 蘆丁氨基喹啉衍生物Fig. 4 The aminoquinoline derivatives of rutin

2.3 具有抗糖作用的蘆丁衍生物

糖尿病是一種代謝疾病，涉及到體內(nèi)的葡萄糖，脂質(zhì)和礦物質(zhì)的含量以及氧化還原反應(yīng)。糖尿病的主要危險因素之一是心血管疾病及其并發(fā)癥、高膽固醇、高半胱氨酸血癥等。糖尿病的治療首先是降低血糖水平。Albu 等[31]合成了一種新的蘆丁巴比妥酸衍生物。動物實驗一個月后獲得的數(shù)據(jù)表明，蘆丁巴比妥酸衍生物可以降低膽固醇和血糖，對糖尿病的治療很有意義。

圖5 蘆丁巴比妥酸衍生物Fig. 5 The barbituric acid derivatives of rutin

黃嘌呤氧化酶是嘌呤分解代謝途徑中的重要酶，可以直接引起痛風(fēng)，還會引起癌癥，糖尿病和代謝綜合癥等。抑制黃嘌呤氧化酶是治療痛風(fēng)、糖尿病等代謝綜合癥的重要方法。Malik 等[32]設(shè)計并合成了5 個蘆丁席夫堿衍生物，評價了其抗氧化性和黃嘌呤氧化酶抑制潛能。

圖6 蘆丁席夫堿衍生物Fig. 6 The Schiff base derivatives of rutin

對蘆丁席夫堿衍生物進行的酶動力學(xué)研究顯示，其競爭性對XO 能力具有潛在的抑制作用，IC50值范圍為4.708~19.377 μM，而6b（4.708 μM）的活性最高。分子模擬顯示，新的蘆丁席夫堿衍生物與氨基酸殘基PHE798 相互作用，位于XO 的結(jié)合位點內(nèi)。抗氧化實驗表明，所有衍生物均顯示出非常好的抗氧化能力。6b 可能是治療痛風(fēng)、糖尿病等代謝綜合癥的候選藥。

2.4 具有抗癌作用的蘆丁衍生物

天然類黃酮和天然多糖之間的相互作用正在引起研究人員的興趣，尤其是在藥物化學(xué)領(lǐng)域。兩者之間的協(xié)同關(guān)聯(lián)，可以作為制劑中的獨立實體使用[33]。將蘆丁（低相對分子質(zhì)量植物化學(xué)物質(zhì)）和巖藻依聚糖（大相對分子質(zhì)量硫酸化多糖）的結(jié)構(gòu)和功能特征整合在一起，形成相互作用的復(fù)合物。蘆丁與巖藻依聚糖通過非共價復(fù)合獲得治療性聚合復(fù)合物，從而克服了蘆丁生物利用度的局限性?？砷_發(fā)穩(wěn)定，功能有效，生物相容且安全的抗癌復(fù)合物。Deepika 等[34]合成了蘆丁巖藻依聚糖配合物。將蘆丁溶于甲醇中，加入巖藻依聚糖，超聲攪拌，減壓蒸餾得產(chǎn)品。通過細胞凋亡實驗和流式細胞術(shù)分析了蘆丁巖藻依聚糖配合物對HeLa 細胞的化學(xué)預(yù)防潛力。結(jié)果表明，蘆丁巖藻依聚糖配合物能夠破壞細胞周期調(diào)控，并具有通過核碎裂，ROS 生成和線粒體電位損失誘導(dǎo)細胞凋亡的能力。蘆丁巖藻依聚糖配合物的體外細胞活力測定表明其在正常細胞上具有生物相容性。

圖7 蘆丁巖藻依聚糖復(fù)合物Fig. 7 The rutin fucoidan complex

實驗證實，與個體相比，蘆丁巖藻依聚糖配合物針對HeLa 細胞的殺傷力和凋亡作用增強。因此，該研究將打開抗宮頸癌和其他癌癥制劑的前景。

Goitia 等[35]合成了蘆丁釩配合物。由于釩的配位提高了配體對超氧化物和羥基自由基的抗氧化活性。結(jié)果表明，100 mM蘆丁和V（IV）O 均未表現(xiàn)出對A549 細胞的細胞毒活性，但蘆丁釩配合物具有抗癌作用（IC50= 95 mM），促進細胞活性氧（ROS）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）的產(chǎn)生和非酶性抗氧化劑谷胱甘肽（GSH）的枯竭，并且不影響正常胚胎肺細胞系（MRC-5）（最高100 mM）的生存能力。用抗氧化劑N- 乙?；?L- 半胱氨酸（NAC）處理后，蘆丁釩配合物的細胞殺傷作用得以逆轉(zhuǎn)，表明其治療效果存在氧化應(yīng)激機制。蘆丁釩配合物可以自發(fā)結(jié)合牛血清白蛋白（BSA），可以被蛋白質(zhì)儲存和運輸。更多證據(jù)表明，蘆丁釩配合物改善了抗癌性配體在肺癌A549 細胞株中的作用。與蘆丁相比，蘆丁釩配合物顯示出更強的抗癌活性和細胞活性氧ROS 生成。它抑制了細胞生長，并導(dǎo)致ROS 大量增加形成并降低GSH/GSSG 比。這些結(jié)果證明蘆丁釩配合物通過氧化應(yīng)激機制誘導(dǎo)細胞死亡，起到抗癌作用[36]。

圖8 蘆丁釩（IV）配合物Fig. 8 The rutin vanadium（IV）complex

3 總 結(jié)

利用具有生物活性的植物化學(xué)物質(zhì)預(yù)防和治療包括癌癥在內(nèi)的慢性疾病、心血管疾病等優(yōu)于化學(xué)合成藥物。作為潛在的治療劑，多酚化合物是目前正在研究的生物活性植物化學(xué)物質(zhì)之一。蘆丁是一種具有生物活性的類黃酮，存在于多種食物中,可調(diào)節(jié)眾多疾病與進展有關(guān)的細胞內(nèi)和細胞外信號通路。對蘆丁進行結(jié)構(gòu)修飾，已經(jīng)合成了許多溶解性能好，生物利用度高的蘆丁衍生物，是具有廣泛治療應(yīng)用前景的藥物，例如抗癌/抗增殖、抗氧化/抗衰老、抗病毒、抗炎、心臟保護等。優(yōu)化修飾后的蘆丁衍生物將作為藥物在不遠的將來進入臨床，發(fā)揮天然藥物的作用，為患者解除痛苦，為世界人民服務(wù)。