褚晨亮 王馨晨 段志芳 覃 亮 滕希峰 何 琳 楊得坡 馬德運(yùn)

(1 肇慶學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院,肇慶,526061; 2 廣東藥科大學(xué)中藥學(xué)院,廣州,510006.; 3 中山大學(xué)藥學(xué)院,廣州,510006)

蕓香科(Rutaceae),蜜茱萸屬(Melicope)植物約150種,主要分布于大洋洲、亞洲熱帶地區(qū)和美國夏威夷等地。部分蜜茱萸屬植物具有很高的藥用價值,例如Melicopelunu-ankenda[1-2]、Melicopeglabra[3]、MelicopeQuercifolia[4]等在亞洲多個國家作為傳統(tǒng)藥物應(yīng)用于臨床。我國傳統(tǒng)藥物三椏苦即蜜茱萸屬植物,是多種中成藥的原藥材,例如三九感冒靈[5]、復(fù)方傷風(fēng)膠囊[6]、復(fù)方感冒顆粒[7]等。國內(nèi)外對蜜茱萸屬植物的化學(xué)成分及其藥理作用研究,主要集中于生物堿類、黃酮類、色烯和苯乙酮類[8],香豆素類作為重要的活性物質(zhì),近年來也陸續(xù)被科研人員分離得到[9-13]。由于該屬植物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究比較零散,系統(tǒng)性研究不足,而且對香豆素類成分及其藥理作用方面的研究較少。我們從蜜茱萸屬植物的香豆素類成分及其藥理活性研究進(jìn)展情況進(jìn)行綜述,以期為該屬植物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究及藥用植物資源的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

1 香豆素類成分及其藥理作用綜述方法

隨著對蜜茱萸屬植物化學(xué)成分研究的深入,香豆素類成分也不斷被分離得到。本課題組以“蜜茱萸屬”“香豆素”“藥理學(xué)”“活性”為關(guān)鍵詞,利用中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(Chinese Journal Fulltext Database,CJFD)、中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(China Doctoral Dissertations Full-text Database,CDFD)、中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(Chinese Master′s Theses Full-text Database,CMFD)、中國學(xué)術(shù)期刊數(shù)據(jù)庫(China Science Periodical Database,CSPD)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資源;同時以“Melicope”“Pharmacology”“Coumarins”“Toxicity”“Applications”為關(guān)鍵詞,使用Pubmed、Springer、Elsevier、Google Scholar等常用的外文檢索數(shù)據(jù)庫,查閱相關(guān)的外文文獻(xiàn)資源。綜合查閱文獻(xiàn)的相關(guān)信息,目前研究較多的蜜茱萸植物包括:Melicopeelleryana、Melicopelepta、Melicopeoctandra、Melicopetriphylla、Melicopevitiflora、Melicopesubunifoliolaga、Melicopeborbonica、Melicopesemecarpifolia、Melicopehaseseii、Melicopeerromangensis、Melicopepteleifolia、Melicopemelanophcoia、Melicopeglabra,Melicopequercifolia、Melicopelunu-ankenda,其中在最近五年,針對三椏苦(Melicopepteleifolia)的研究最多。在這些植物的化學(xué)成分研究中,依舊以生物堿類、黃酮類為主[14-17],但也有香豆素類成分被提取和分離得到,并對其藥理活性的研究成果進(jìn)行了報道。我們在朱盛華[18]、盧海嘯[19]、劉婷[20]等對蜜茱萸屬植物香豆素類化學(xué)成分總結(jié)的基礎(chǔ)上,查閱自2012年以來的相關(guān)文獻(xiàn)資料,補(bǔ)充了新的研究成果,并進(jìn)行全面綜述。

2 蜜茱萸屬植物香豆素類化學(xué)成分

從蕓香科蜜茱萸屬植物中分離得到的香豆素類化合物主要以簡單香豆素和呋喃香豆素為主,還有少量吡喃香豆素,其中呋喃香豆素為線形香豆素。蜜茱萸屬植物中的香豆素類成分以游離香豆素為主,香豆素苷的報道較少。

針對蜜茱萸屬植物的香豆素類化學(xué)成分研究,KASSIM等[10]從蜜茱萸屬植物Melicopeglabra中分離得到2個香豆素類成分,分別為Glabranin、Umbelliferone;ELIASER等[21]研究MelicopeLunu-ankenda植物中的化學(xué)成分,總結(jié)了該屬植物中的最近幾年分離得到的7個香豆素類成分;李斯達(dá)等[22]從三椏苦莖枝的石油醚和乙酸乙酯萃取部位分離得到3個香豆素類化合物,分別為Marmesin、RudicoumarinC、3-(2′,3′-二羥基)異戊基-7羥基香豆素,其中3-(2′,3′-二羥基)異戊基-7羥基香豆素為新的香豆素類化合物,命名為三椏苦素D,這3種香豆素類成分均是首次從三椏苦中分離得到;SAPUTRI等[23]研究Melicopequercifolia葉子中的化學(xué)成分,從中分離得到2個新的香豆素類成分,鑒定為Meliquerlifolins A、Meliquerlifolins B;QUEK等[24]從Melicopeglabra莖的提取物中分離得到9個化合物,其中6個化合物是香豆素類成分,依次為Scoparone、6,7,8-trinethoxycoumarin、Marmesin、Glaranin、Umbelliferone、Scopoletin。蜜茱萸屬植物中香豆素類成分名稱見表1,結(jié)構(gòu)式見圖1。

圖1 1-55蜜茱萸屬中香豆素類成分結(jié)構(gòu)

3 蜜茱萸屬植物香豆素類成分的藥理作用

香豆素類成分具有多種藥理活性,例如抗腫瘤、抗氧化、神經(jīng)保護(hù)作用等[45]。有多種香豆素類藥物已被應(yīng)用于臨床,常見的香豆類藥物包括雙香豆素、芐丙酮香豆素(華法林)、醋硝香豆素[46]。有研究發(fā)現(xiàn),某種植物中的香豆素類成分是天然的HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑[47-48],美國學(xué)者就其開展治療艾滋病的藥物研發(fā),現(xiàn)已進(jìn)入三期臨床。蕓香科蜜茱萸屬植物中含多種香豆素類成分,現(xiàn)將蜜茱萸屬植物香豆素類成分藥理活性研究進(jìn)展進(jìn)行概述。

3.1 抗氧化作用 有研究表明,當(dāng)體內(nèi)生成的自由基水平異常升高,會導(dǎo)致自由基和抗氧化劑之間的失衡,繼而引發(fā)多種疾病[49],在治療這種由氧化應(yīng)激引發(fā)的疾病時,應(yīng)考慮使用抗氧化劑[50-51]。KASSIM等[10]以抗氧化活性為引導(dǎo),從蜜茱萸屬植物Melicopeglabra中分離得到3個具有抗氧化活性的化學(xué)成分,其中有2個化學(xué)成分是香豆素類成分,分別為Umbelliferone、Scopoletin。ALEXANDRA QUEK等[24]研究Melicopeglabra中的化學(xué)成分及其藥理活性,從中分離得到9個化學(xué)成分,并進(jìn)行抗氧化和抑菌活性實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,該植物中的香豆素類成分具有較強(qiáng)的抗氧化作用,其中對氧自由基抗氧化能力強(qiáng)弱順序依次為Umbelliferone、Glabrain、Scopoletin。KOSTOVA等[52]研究發(fā)現(xiàn)香豆素類成分Scopoletin、Esculetin、Umbelliferone均具有抗氧化作用。AL-ZUAIDY等[1]研究蜜茱萸屬植物Melicopelunu-ankenda活性成分,分離得到1個香豆素類成分—Scopoletin,并證明其具有較強(qiáng)的抗氧化活性。上述相關(guān)研究表明,蜜茱萸屬植物可以作為強(qiáng)力抗氧化劑的天然藥用植物來源,用于藥物的研發(fā)。

3.2 抑菌作用 SIMONSEN等[53]從蜜茱萸屬植物中Melicopeborbonica的葉子中分離得到2種香豆素成分—Scoparone、Limettin,并進(jìn)行抑菌活性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這2個香豆素成分對白色念珠菌(C.albicans)和青霉菌(Penicillium)表現(xiàn)出中度抑菌活性。QUEK等[24]利用最小抑菌濃度(MIC)等技術(shù)分析和評估Melicopeglabra樹皮提取物對糞腸球菌(E.faecalis)、變形鏈球菌(S.mutans)的抑菌活性,其乙酸乙酯萃取物對這2種口腔致病菌均具有良好的抑菌效果,其MIC值分別為(4 166.7±1 443.4)μg/mL和(8 303.3±360.8)μg/mL,以此為基礎(chǔ),從乙酸乙酯萃取物分離得到的化學(xué)成分,再利用相同方法進(jìn)行抑菌活性評估,其結(jié)果表明,有2個化合物對變形鏈球菌(S.mutans)表現(xiàn)出強(qiáng)的抑菌活性,分別為Umbelliferone和Sesamin,其MIC值均為(208.3±90.6)μg/mL,其中Umbelliferone是香豆素類化學(xué)成分?；赨mbelliferone的抑菌活性,其還被用于合成具有抗菌作用和DNA促旋酶抑制作用的新生霉素衍生物前體。蜜茱萸屬植物三椏苦中分離得到的香豆素類化合物補(bǔ)骨脂素,也具有抑菌活性,臨床上用于霉菌病等疾病治療[19]。另外,有研究表明補(bǔ)骨脂素衍生物具有抑制真菌感染的活性[54],說明天然香豆素類成分是天然抑菌劑的來源之一。

3.3 抗腫瘤活性和化學(xué)預(yù)防作用 SAPUTRI等[23]從蜜茱萸植物Melicopequercifolia中分離得到2個新的香豆素類成分Meliquercifolins A和Meliquercifolins B,并以人宮頸癌細(xì)胞(Hela cells)為研究對象,進(jìn)行了體外抗腫瘤活性分析,結(jié)果顯示Meliquercifolins A對該腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出顯著的抑制活性,50%藥物抑制濃度(50%drug Inhibitory Concentration,IC50)值為2.6 μg/mL。ITO等[42]研究Melicopelunu-ankenda中的抗腫瘤活性成分,從該植物中分離得到生物堿、香豆素類等多個化學(xué)成分,體外抗腫瘤活性研究結(jié)果表明,其中3個香豆素類成分Melilunumarin A、6-deoxyhaplopinol、Marmesin均對EB病毒具有抑制活性,且對EB病毒早期抗原(Epstein-Barr Virus Early Antigen,EBV-EA)活性具有顯著的化學(xué)預(yù)防作用。

補(bǔ)骨脂素是蜜茱萸屬植物中常見的香豆素類成分[21-22]。呋喃性香豆素類成分補(bǔ)骨脂素的體外抗腫瘤活性研究表明,其對胃癌細(xì)胞SNU-1、SNU-16均表現(xiàn)出抑制活性,IC50值分別為53.0 μg/mL和203.0 μg/mL[55],作用機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)骨脂素通過誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)解毒酶的活性對腫瘤細(xì)胞起到抑制和預(yù)防作用。張德杰等[56]研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)骨脂素對人白血病細(xì)胞562具有抑制作用。

3.5 神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用 全世界大約有數(shù)百萬的人受到神經(jīng)退行性疾病(NDDs)的影響,其中最常見的是阿爾茨海默病(AD),這種神經(jīng)退行性疾病對社會、經(jīng)濟(jì)的影響引起了科研人員們的關(guān)注[63]。最近,康國嬌等[8]總結(jié)了蜜茱萸屬植物Melicopelunu-ankenda中具有顯著的神經(jīng)保護(hù)作用的二次代謝產(chǎn)物,其中就包括3個香豆素類成分,分別為Scopoletin、Auraptene和Esculetin。其中Scopoletin早已經(jīng)被證明具有顯著的神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用,該香豆素類成分能夠?qū)Σ煌瑵舛裙劝彼嵴T導(dǎo)的HT22神經(jīng)細(xì)胞損傷起到明顯的保護(hù)作用,提示其可通過保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞作用來達(dá)到治療AD的目的[64]。此外文獻(xiàn)還總結(jié)了Scopoletin在亨廷頓病(Huntington Disease,HD)方面的研究進(jìn)展,主要是通過3-硝基丙酸誘導(dǎo)的HD大鼠模型研究多種化學(xué)成分的神經(jīng)保護(hù)作用,結(jié)果表明香豆素類成分Scopoletin表現(xiàn)出神經(jīng)保護(hù)作用[8,65]。Auraptene可從多種蜜茱萸屬植物中分離得到,有研究表明Auraptene通過抑制環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase2,COX-2)表達(dá)和減輕炎癥反應(yīng)來達(dá)到保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的目的[59];有學(xué)者通過永久性雙側(cè)頸總動脈閉塞(Bilateral Occlusion of the Common Carotid Arteries,2VO)大鼠模型進(jìn)一步證明了該香豆素成分具有神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用[66]。Esculetin也被實(shí)驗(yàn)證明具有神經(jīng)保護(hù)作用[8],曾尤超等[67]研究發(fā)現(xiàn)Esculetin可通過降低Toll樣受體4、核因子κB、丙二醛含量,升高膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)及超氧化物歧化酶活性對缺血性腦損傷大鼠發(fā)揮神經(jīng)功能的保護(hù)作用。膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子。

3.6 調(diào)解血糖作用 2019年國家印發(fā)的《健康中國行動(2019—2030年)》由15個專項(xiàng)運(yùn)動組成,其中糖尿病被首次列入,凸顯了全社會防治糖尿病的緊迫性和重要性。藥物是治療糖尿病的重要途徑,隨著醫(yī)藥科技發(fā)展,天然藥物代替合成藥物治療疾病是大勢所趨,探索抗糖尿病的天然化學(xué)成分,是一個重要的研究方向。AL-ZUAIDY等[1]通過α-葡萄糖苷酶和2,2-二苯基-I-苦味酸酰肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)活性,分別評估了蜜茱萸屬植物Melicopelunuankenda乙醇提取物的抗糖尿病和抗氧化活性,并鑒定了抗糖尿病和DPPH活性的化學(xué)成分,包括Isorhamnetin、Skimmianine、Scopoletin等,其中Scopoletin是香豆素類成分,說明香豆素類化合物具有抗糖尿病活性的作用。JANG等[68]以鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型為研究對象,發(fā)現(xiàn)Scopoletin通過抑制模型小鼠體內(nèi)的α-葡糖糖苷酶和α-淀粉酶的活性可達(dá)到降血糖的目的。JARINYAPORN等[69]以雄性Wistar大鼠中建立鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的2型糖尿病模型為研究對象,分析Umbelliferone的治療作用,結(jié)果表明Umbelliferone可以降低空腹血糖、血漿和組織中丙二醛和單核細(xì)胞趨化蛋白-1的濃度,降低了2型糖尿病大鼠的血清肌酐、血尿素氮、血清晚期糖基化終產(chǎn)物以及腎臟重量(P<0.05),得出Umbelliferone可以通過降低高血糖、氧化應(yīng)激、炎癥和糖基化減輕糖尿病患者的腎功能不全的結(jié)論。

3.7 對心血管系統(tǒng)的作用 天然香豆素類成分具有降血壓、抗心律失常、負(fù)性肌力等生物學(xué)作用,其作用機(jī)制為抑制鈣離子經(jīng)鈣通道進(jìn)入細(xì)胞[70]。補(bǔ)骨脂素是蕓香科蜜茱萸屬植物中常見的香豆素類成分,文獻(xiàn)報道補(bǔ)骨脂素在大鼠體內(nèi)有舒張血管的作用,該作用機(jī)制是通過一氧化氮/環(huán)磷酸鳥苷信號通路而起到舒張血管作用[71];Imperatorin(歐前胡素)具有舒張血管的作用,該香豆素通過抑制受體介導(dǎo)的鈣離子內(nèi)流和釋放以及抑制電壓依賴性鈣通道來誘導(dǎo)血管舒張[72]。

3.8 護(hù)肝作用 Auraptene(橙皮油素)具有保肝作用,高曉光[73]利用相關(guān)動物模型研究Auraptene的保肝作用及其相應(yīng)機(jī)制,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其保肝的作用機(jī)制是通過激活法尼醇X受體,參與膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)受體和調(diào)節(jié)相關(guān)的酶,有效控制肝臟膽汁酸的量,促進(jìn)肝細(xì)胞增值,抑制肝臟炎癥反應(yīng)等來發(fā)揮對LCA所致膽汁淤積性肝損傷、TAA所致小鼠肝纖維化以及CCl4所致化學(xué)性肝損傷的保護(hù)作用。Scopoletin(東莨菪內(nèi)酯)對CCl4誘導(dǎo)的小鼠急性肝損傷具有預(yù)防保護(hù)作用,黃鑫等[74]研究發(fā)現(xiàn)Scopoletin能夠調(diào)節(jié)CCl4誘導(dǎo)的小鼠急性肝損傷模型小鼠血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素和白蛋白水平,使谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素表達(dá)水平下降,白蛋白表達(dá)水平提高,表明Scopoletin對CCl4所致化學(xué)性肝損傷具有一定程度的保護(hù)作用。

3.9 光化學(xué)作用 香豆素類成分補(bǔ)骨脂素具有光化學(xué)作用,用于治療銀屑病,其光化學(xué)療法作用機(jī)制是通過增強(qiáng)黑色素細(xì)胞的功能,促進(jìn)黑色素形成[75]。

4 小結(jié)與討論

多種蕓香科蜜茱萸屬植物具有藥用歷史,部分是應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)藥物,但目前對該屬植物的研究不夠深入、系統(tǒng),多數(shù)研究還停留在提取物活性及活性成分方面,作用機(jī)制研究較少,這不利于對該屬植物的藥用價值開發(fā),也會造成藥用植物資源的浪費(fèi)。

我們綜述了蕓香科蜜茱萸屬植物香豆素類成分在神經(jīng)保護(hù)、抗腫瘤、抗菌等方面的相關(guān)活性,期望香豆素類成分及活性研究可以得到更多的關(guān)注。在抗腫瘤活性方面,香豆素類化合物分子量小、生物利用度高、對人體的不良反應(yīng)少,且能通過多種機(jī)制和途徑發(fā)揮抗腫瘤作用,值得成為研究熱點(diǎn)。隨著對香豆素抗腫瘤活性的深入研究,學(xué)者們不斷挖掘香豆素類化合物及其衍生物作為新型抗癌藥物的潛力,同時對其抗腫瘤活性研究提出新的構(gòu)想,即將香豆素類化合物與其他具有良好抗腫瘤活性的基團(tuán)雜合或偶聯(lián),相關(guān)研究表明這種以香豆素為母核的雜合分子是抗癌化療藥物的有效骨架,具有不良反應(yīng)少、療效高等優(yōu)點(diǎn)[76]。例如通過選擇性抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱβ的活性而對多種腫瘤細(xì)胞株產(chǎn)生抑制活性的香豆素-鬼臼毒素雜合物[77]。在抑菌方面,香豆素類成分的抑菌活性已被證實(shí),香豆素結(jié)構(gòu)中具有C-6游離羥基,表現(xiàn)出抑菌活性,若其結(jié)構(gòu)中同時具有C-7或C-8游離羥基,香豆素類成分則表現(xiàn)出廣譜抗菌活性[78]。近年來,以DNA促旋酶為靶標(biāo),對香豆素類成分進(jìn)行有目的的結(jié)構(gòu)修飾,得到了活性優(yōu)良的香豆素類型抑菌劑。香豆素及其衍生物具有較強(qiáng)的抑菌活性,而不良反應(yīng)低,故隨著香豆素類成分抑菌機(jī)制的深入研究,香豆素類成分在耐藥菌抑菌劑的研究方面有著巨大潛力[79]。

香豆素類成分是一類有前途的先導(dǎo)化合物,胡桐(Calophylumlanigerum)中的香豆素(+)Calanolide A對HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶具有強(qiáng)大的抑制作用,已作為抗艾滋病藥物進(jìn)行研制,美國食品藥品監(jiān)督管理局已批準(zhǔn)其進(jìn)入三期臨床;復(fù)旦大學(xué)于文強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),羥甲香豆素作為透明質(zhì)酸抑制劑,能夠降低新冠感染者產(chǎn)生重癥的潛在風(fēng)險,加速新冠肺炎患者的康復(fù),并證明新冠病毒致病的關(guān)鍵機(jī)制是新冠病毒基因與人類共有序列通過激活透明質(zhì)酸合成酶HAS2并誘導(dǎo)透明質(zhì)酸積累而致病,明確透明質(zhì)酸是新冠治療的重要靶點(diǎn),羥甲香豆素是治療新冠的潛在藥物[80]。

綜上所述,本文總結(jié)歸納蜜茱萸屬香豆素類成分及其藥理活性,為該屬藥用植物資源的開發(fā)利用提供依據(jù),同時也為梳理該屬植物化學(xué)成分及其藥理作用奠定基礎(chǔ)。

利益沖突聲明:無。