大戟属植物的药用研究进展

2011-04-09 14:15罗祖良杨美华罗永明
中国药业 2011年22期
关键词:大戟鞣质二萜

张 坤,仇 峰,覃 禹,3,罗祖良,3,杨美华,罗永明

(1.北京协和医学院药用植研究所·中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室,北京 100193;2.江西中医学院,江西 南昌 330004; 3.广西中医学院,广西 南宁 530001)

大戟属(EuphorbiaL.)隶属于被子植物门双子叶植物纲大戟目大戟科、草质、木质或无叶的肉质植物,灌木或乔木,种类繁多,显著特征是具有白色或黄白色乳汁,对皮肤有刺激性,民间主要用于除疣、抗肿瘤等。该属植物具有重要的应用价值,有的作为传统中药在国内外都有悠久的应用历史,如柏大戟作为药用植物可以追溯到两千年以前,《中药大辞典》也有狼毒大戟抗肿瘤的记载[1]。笔者着重对近10年来(2001年至2011年)大戟属植物的生药鉴定、资源调查与种植加工、化学成分与质量控制、药理作用等方面的研究进展进行了综述,为更好地开发利用该属植物提供参考。

1 生药鉴定

该属植物为1年生或2年生草本或亚灌木、木质或无叶的肉质植物,有乳状汁。花序为杯状的聚伞花序,外观似一朵花,外面围以绿色杯状的总苞,有4~5个萼状裂片,裂片和肥厚肉质的腺体互生;内面含有多数或少数雄花和1雌花;雄花仅具1个雄蕊,花丝和花柄间有关节;雌花单生于杯状花序的中央而突出于外,由1个3心皮雌蕊组成,子房3室,每室有1胚珠,花柱3,上部每个再分为3叉;蒴果。赵奎君等[2]曾报道过狼毒大戟根的生药性状、横切面组织构造和粉末特征、薄层色谱鉴别研究结果,发现狼毒大戟中存在异常结构,即在木质部内侧具多环维管组织。翟延君等[3]应用药材性状鉴别、显微鉴别和薄层色谱鉴别法,判定狼毒大戟根的断面异常构造及薄层方法均可为其鉴定提供依据,也可为其开发利用提供参考。赵奎君等[4]报道了高山大戟的生药性状、根横切面组织构造和粉末特征、薄层色谱鉴别研究结果,高山大戟根横切面的异常结构、粉末中木纤维和后壁细胞的形态可作为生药的主要显微鉴别特征,薄层色谱也可为其鉴别作参考。

2 资源调查与种植加工

2.1 资源调查

大戟属是大戟科中最大的一个属,也是被子植物门中的特大属之一,全世界有2 000余种,遍布世界各地,以非洲和中南美洲居多;我国约有1 000种,南北均产,但以西南的横断山区和西北的干旱地区较多[5]。最常见的大戟属药用植物见表1。

表1 常见大戟属药用植物资源调查

大戟属植物种类多,但属内一些植物种内变异较大,系统位置尚存在争议。为此,李惠等[6]在浙江、江苏、上海地区进行了广泛的野外考察,并查阅了中国科学院植物研究所、复旦大学生物系等单位标本馆的馆藏标本,以及《中国植物志》和江苏、浙江、山东、江西、安徽和上海地区的植物志,整理了分别隶属于5亚属10组的26种植物,为深入研究、合理开发该属药用植物提供了基础研究资料。赵志礼等[7]通过野外考察及植物分类学研究的方法,整理发现甘肃大戟属药用植物包括3亚属7组16种,另外还包括1个新种(甘肃特有种)。

2.2 种植加工

大戟属植物主产于非洲南部,种类繁多,形态各异。茎的形态有球形、圆筒形、柱形、块根形、章鱼形等。所有植株的损伤处均会流出白色乳液,该乳液或多或少具有毒性。该属植物对土壤的适应性较广,但以排水良好的肥沃沙质土为佳。除少数种类外,大多数有夏眠习性,栽培简易,通常可按普通花卉的栽培方法养护,冬季维持5℃以上可安全越冬。

戴传超等[8]以野生大戟为材料,探讨了大戟茎尖扦插繁殖和组织培养等快速繁殖技术的条件。张萍等[9]对狼毒大戟的生物学、生态学特征和人工栽培技术进行了充分研究并获得了成功,同时采用二氧化碳超临界提取和溶剂处理、离心喷雾2种方法提取了能有效杀虫的成分。勇应辉等[10]通过研究3种内生真菌、不同浓度的琼脂和活性炭对药用植物大戟组织培养苗生长和炼苗成活率的影响,结果发现植物自身的内生真菌有利于进一步提高组织培养苗的成活率,这对于大戟的大规模种植具有积极的意义。殷桂涛等[11]应用化学除草剂对毒草大戟进行了防除试验,结果表明,在大戟营养生长期用 72%的 2,4-D丁酯乳油进行喷雾,防除率可达96.23%,这种方法能有效地灭除毒草大戟,达到改良退化草地、提高草地产量和质量的目的。黄浩等[12]为研究激素对红芽大戟组织培养苗生根诱导的影响,以红芽大戟组培织培养继代苗为试验材料、1/2MS为基本培养基,研究了不同浓度的生长素、甲硫氨酸、生根粉对红芽大戟组织培养苗生根诱导的影响。

大戟属植物虽药用价值较高,但也具有较大的毒性。徐丽等[13]利用大鼠在体小肠灌流技术,以超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)测定大戟95%醇提物、大戟95%醇提物与大枣水提物混合溶液随灌流时间的变化,初步探讨了大戟毒副作用的物质基础和配伍大枣解毒减毒作用的机制。窦勤等[14]将多脂大戟的树脂状分泌物大戟脂用3种不同的方法进行炮制,研究不同炮制方法对大戟脂毒性的影响,结果以烤制法效果最佳。

3 化学成分与质量控制

3.1 化学成分

大戟属植物化学成分的研究始于19世纪末。大戟属药用植物所含化学成分复杂,骨架繁多且普遍具有较强的生物活性,如萜类、鞣质、黄酮、甾体及苷、香豆素(包括异香豆素)、有机酸、甘油酯、长链醇等酚酸类化合物[15]。

大戟属植物含有大量的二萜类成分,尤其是二萜酯类为其特色成分,且显示出了良好的生物活性,如巨大戟、瑞香烷、巴豆烷、大环大戟醇等,多具有很好的抗癌活性。大戟二萜酯类不仅结构独特、新颖、分布规律性强,而且还是主要的生物活性成分,具有抗癌和抗白血病的作用。国内外对二萜酯类化合物的研究不少,迄今已有16种二萜碳骨架类型的300多种大戟二萜酯被分离鉴定[16-18],且新化合物和新碳骨架仍在被发现。我国近年在这方面的研究也有了较大进展,最新的5种碳骨架二萜均由我国学者报道[19]。

巨大戟烷型二萜酯类是本属植物中发现最早、数量较多并有刺激致炎和辅助致癌的活性成分。其基本母核是由5,7,7,3共4个环稠合而成,C-8和C-10间存在1个酮桥。研究表明,C-20位羟基的存在是其刺激性的先决条件[19]。近年来,师彦平等[19]分别从3种大戟属植物中分离鉴定了6个新巨大戟醇的酯,此类化合物被认为是大戟属植物中普遍存在的代表活性成分。2005年,李玉林等[20]从藏药大果大戟中分离得到新化合物巨大戟烷型二萜酯类成分,即巨大戟二萜-3-肉豆蔻酸酯、巨大戟二萜-20-肉豆蔻酸酯。潘勤等[21]对山西产甘遂药材进行了系统研究,从中分离得到6个巨大戟萜醇型二萜酯确定了其中2个主要化合物的结构。

除了巨大戟烷型二萜酯类,国内外学者报道的重要的二萜酯类化合物还有松香烷型二萜酯类、巴豆烷型二萜酯、假白榄烷型二萜酯类、千金二萜烷型酯类、曼西醇型二萜酯类[22]。

各国学者在对大戟属植物的化学成分进行研究时,多以二萜酯类化合物为主要研究目标,却忽视了同样普遍存在的鞣质。鞣质是存在于自然界的一类比较复杂的多元酚类化合物,极性很大且不稳定,容易发生水解、聚合等反应。在以往的研究中,多将鞣质作为杂质去除。然而,随着现代分离水平及检测手段的不断提高,近年来对单体鞣质的分离和结构鉴定有了较大的进步。20世纪60年代,对大戟属植物中鞣质的研究仅限于将鞣质水解后得到的酚酸,如没食子酸、逆没食子酸、鞣花酸等,由此推断所含鞣质的类型及其含量。20世纪90年代以来,日本冈山大学的奥田托南、吉田隆志等对大戟科植物中的鞣质进行了深入研究,他们从8种大戟属植物中分离得到110多个鞣质单体化合物,其中21个新化合物[23]。

3.2 质量控制

药品的质量控制是药品生产的中心环节,是建立质量保证体系、实现全面质量管理的必要条件。关于大戟属的质量控制,其前处理方法有直接测定法、酸水解测定法、氧化还原后测定法等。地锦草隶属于大戟属,其中的黄酮类化合物大多以糖苷的形式存在,主要为槲皮素及其苷、山柰素及其苷等。直接测定地锦草药材中槲皮素、山柰素的含量,发现其含量很低,均不到0.01%,并且直接测定可能难以准确反映其中黄酮的实际含量。雷鹏等[24]采取酸水解后,利用高效液相色谱法测定其槲皮素、山柰素的含量,结果准确,效果满意。大戟属植物成分的分离手段有高效液色相谱(HPLC)、液相色谱-质谱联用(LC-MS)、气相色谱(GC)等,其普遍应用的检测手段有紫外检测、荧光检测、核磁共振等。狼毒乙素是狼毒大戟的有效成分,具有毒性。李兵等[25]利用高效液色相谱(HPLC)法测定狼毒大戟中狼毒乙素的含量,确认该法测定含量能有效控制药材的质量,对于中药提取工艺具有积极的意义。粟晓黎等[26]进行了狼毒质量标准的研究,采用液相色谱-质谱法进行定性鉴别的同时,还建立了狼毒中抗肿瘤成分月腺大戟乙素的液相色谱-质谱含量测定方法,测得4批不同来源的狼毒药材中月腺大戟乙素含量范围为0.01% ~0.02%。乔春峰等[27]利用反相高效液相色谱法测定了狼毒中岩大戟内酯A和B的含量。丁立军等[28]采用分光光度法测定了狼毒大戟水提取液中的总黄酮含量,并考察了氢氧化钠溶液浓度对总黄酮提取量的影响,结果表明,用1.0%的氢氧化钠溶液提取的黄酮含量最高。熊爽等[29]采用反相高效液相色谱法准确测定了月戟大戟根中两种主要三萜成分β-香树脂醇乙酸酯(化合物Ⅰ)和24-亚甲基环阿尔廷醇(化合物Ⅱ)的含量。

4 药理作用

大戟属植物含有萜类、鞣质、黄酮等成分,但一般来说,萜类是大戟属药用植物的主要活性成分。大戟属植物二萜类成分普遍具有抗癌、抗菌、抗病毒等功效。此外,大戟属植物中的鞣质如今也越来越被广大研究者所重视,其分离及结构鉴定研究的不断发展为生理活性研究奠定基础。鞣质亦具有广泛活性,如抗菌、抗病毒、治疗溃疡及烧伤等。关于大戟属植物鞣质生理活性和药理作用报道较少,仅韩国学者对此作了一些研究。现将大戟属植物的药理作用研究报道介绍如下。

抗肿瘤:二萜化合物具有多种生物活性,是天然药物化学中研究较活跃的领域。美国肿瘤研究所的国立肿瘤化疗服务中心通过对大量植物的筛选后认为,二萜是5类最有希望的抗癌活性成分之一。尤其是美国推出治疗晚期肿瘤药物—— 二萜类化合物紫杉醇以来,从天然产物中寻找具有抗癌活性的二萜成分在世界上掀起了高潮。李忌等[30]选取了5个大戟属植物中的二萜,进行了对肝癌SMMC-7221、肺腺癌L342和胃腺癌MCc80-3细胞生长的抑制活性研究,结果显示有3个化合物的抗肿瘤活性强于长春碱,酯酰化取代基是影响其抗癌活性强度的主要官能团。大戟属植物白狼毒能抑制多种癌细胞,如对 Lewis肺癌、艾氏腹水癌、肝癌、

S180细胞株、人肿瘤细胞系U937、Hela(人子宫癌细胞株)、

QRH-7701(肝癌细胞株)均有不同程度的抑制作用。Wan等[31]从大戟属植物中提取的二萜酯类成分Euphorprolitherin A和Euphorprolitherin B,对肿瘤生长有良好的抑制作用。Yan等[32]发现狼毒大戟中的17-Acetoxyjolkinolide B能不可逆抑制Ikappa B激酶,从而诱导肿瘤细胞的凋亡。

抗菌:褚小兰等[33]对江西产地锦的5个品种进行抗炎、止血、抗菌作用比较,发现斑地锦的抗炎和抗菌作用最明显,其中斑地锦、大飞扬草对二甲苯所致小鼠耳壳肿胀有明显抑制作用。另外,狼毒大戟水浸剂对许兰氏黄癣菌、同心性毛癣菌、黄色毛癣菌、羊毛状小芽胞癣菌、红色表皮癣菌等皮肤真菌均有不同程度的抑制作用[34-35]。

抗氧化:曹瑞玲等[36]通过小鼠口服地锦草提取物的实验发现,地锦草提取物可明显提高小鼠血液超氧化物歧化酶(SOD)活性,有效清除老化机体过多生成的自由基,抑制或减轻机体组织和细胞的过氧化过程,降低丙二醛(MDA)含量,减轻脂质过氧化物对组织细胞的损伤,表明地锦草具有较强的抗氧化作用性。

抗病毒:郑维发[37]对甘遂醇提物中4种二萜类化合物进行体内抗病毒活性研究,结果发现,在适量剂量下表现出较强的体内抗病毒活性。月腺大戟中的狼毒甲素、狼毒乙素及三萜酸也有抑制结核杆菌生长的作用,其抗病毒的机制可能主要是通过提高机体的细胞免疫来实现的。

免疫调节作用:陈鸣岳[38]对大戟属植物月腺大戟进行药理研究发现,月腺大戟能恢复肝中超氧化物歧化酶与谷胱甘肽过氧化物酶的活性,增强机体非特异性免疫力;T淋巴细胞转换试验表明,月腺大戟能促进淋巴细胞转换率,提高机体特异性免疫。

其他:大戟属植物还有抗高血压[39]、保肝护肝[40]、抑制肾功能损伤[41]、止血消炎[42]等作用。

5 展望

综上所述,大戟属植物含有多类化学成分,具有广泛的药理活性,尤其是现代研究发现某些成分对肿瘤及病毒有良好的抑制作用,引起了广大科学工作者的关注,具有较好的研究和开发价值。大戟属植物广布于全国各地,且种类繁多、资源丰富,因此,如何有效合理开发和综合利用大戟属植物资源是今后研究中应该关注的问题。笔者认为,有必要对该属植物进行深入的研究,特别是对其中具有活性的物质,如萜类和鞣质类化合物的研究,为促进该属植物的研究开发和资源利用作准备。

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