13 种茄属植物倍半萜类成分和药理活性研究进展

袁谱龙范秋领 李言郡∗ 吕圭源∗

（1.浙江中医药大学，浙江 杭州 310053；2.杭州娃哈哈集团有限公司研究院，浙江 杭州 310018；3.浙江省食品生物工程重点实验室，浙江 杭州 310018）

茄属植物为一年生或多年生草本、灌木、矮灌木及攀缘植物，分布于热带和温带地区，在全世界约有两千余种，中国有39 种和14 个变种［1］。其多拥有美丽的花朵及果实，但很多带毒，只有少数可供食用，如番茄、马铃薯、茄子等。茄属植物中含有多种成分，包括黄酮类、生物碱类、甾体类及有机酸等，并表现出广泛的药理活性，主要有抗肿瘤、抗病毒、抗菌、抗炎、降低心血管疾病等［2-6］。

我国古籍对茄属植物也有记载，《神农本草经》 中记载白英乃上品草药，全草皆可药用，具有化痰消肿、清热解毒、祛风利湿的功效［7］。《本草纲目》 中记载白英治风疹、丹毒、瘴疟。用白英煮汁饮服。目赤头旋（风热上攻、眼花面肿）［8］。2015 年版《中国药典》 记载了养正消积胶囊和紫龙金片成方制剂中也添加了茄属植物白英［9］。《昆明民间常用草药》 记载了刺天茄的功效为治将要出头的疮毒，采用刺天茄叶、果晒干研末，加重楼粉，蜂蜜调匀外敷［10］。《滇南本草》 也记载了刺天茄，即天茄子。味苦、甘，性寒。治牙齿疼，为末搽之即愈。疗脑漏鼻渊、祛风、止头痛、除风邪［11］。《广西药植名录》 则记载水茄具有活血散瘀止痛、解毒消肿、补虚止咳。治跌打瘀痛、腰肌劳损、咳血、痧症、胃痛、疔疮、痈肿［12］。

倍半萜类成分为基本骨架15 个碳原子，即3 个异戊二烯单位构成，经环化、重排、移位等可衍生成各种碳架类型。倍半萜类的骨架类型及化合物数量是萜类成分中最多的一类，在植物体内常以醇、酮、内酯等形式存在，多数存在于脂溶性部位。倍半萜类成分是天然产物中一类非常重要的成分，比如青蒿中的青蒿素属于倍半萜过氧化物，它的发现为人类在抗疟疾药物开发作出了巨大贡献［13］。鹰爪甲素是从草药鹰爪根中分离的倍半萜化合物，对鼠疟原虫的生长有强的抑制作用［14］。棉酚是从棉籽中分离的一种倍半萜类成分，棉籽中含有量约0.5%，在棉的茎叶中也有，为一种可以杀精的黄色色素，已被制成避孕药物［15］。有学者从国产马桑中分离出马桑毒素倍半萜化合物，已经临床用于治疗精神分裂症［16-17］。α-白檀醇存在于白檀木中，属于三环倍半萜，具有强大的抗菌作用，用于尿道消毒药［18］。

目前倍半萜类物质在化学结构鉴定中存在许多难点，比如，骨架种类繁多，构型复杂，绝对构型难以确定等。白英Solanum lyratum、青杞Solanum septemlobum、水茄Solanum torvum、洋芋Solanum tuberosum、假烟叶树Solanum erianthum、苘麻叶茄Solanum abutiloides、欧白英Solanumdulcamara、泰茄Solanum trilobatum、刚果茄Solanum aethiopicum、多毛番茄Solanum habrochaites、刺天茄Solanum indicum、喀西茄Solanum khasianum、红花茄Solanum schimperianum等茄属植物除了含有上述的黄酮类、生物碱类、甾体类及有机酸等成分，还有较多倍半萜类成分。目前分离出倍半萜类化合物有近百种，包括无环倍半萜，单环倍半萜中的金合欢烷型，双环倍半萜中的香根螺烷型和桉叶烷型，此外还有从水茄中首次发现的愈创木烷型倍半萜。白英、青杞和水茄等茄属植物中倍半萜类成分也表现出多种药理活性。为了能够全面认识上述茄属植物中倍半萜类化学成分和相关的药理活性，本文拟对上述13 种茄属植物中的倍半萜化学成分及药理活性进行综述。

1 倍半萜类化学成分

1.1 无环倍半萜 目前从茄属植物中只分离得到了1 个无环倍半萜，Engstrom 等［19］从马铃薯块茎中分离得到5 个倍半萜类化合物，其中farnesol（1）为一种无环倍半萜类化合物，结构见图1。

1.2 单环倍半萜 目前从茄属植物中分离得到了7 个单环倍半萜，大多数为金合欢烷型，Engstrom 等［19］从马铃薯块茎中分离到1 个单环倍半萜abscisic acid（2）。Yan 等［20］从白英中分离得到了dehydrovomifoliol（3）和blumenol A（4）2 个金合欢烷型倍半萜。岳喜典等［21］从白英中分离得到了10 个倍半萜类化合物，其中boscialin、blumenol C、3β-hydroxy-5α，6α-epoxy-7-megastigmen-9-one 和grasshopper ketone 为4 个单环倍半萜（5～8）。此类倍半萜的结构变化发生在3、4、5 和6 位。3 位主要的变化在于形成羰基或者羟基，以及形成羟基的构型不一样。4 和5 位的不同结构区别在于是否具有双键的形成，5 位上的甲基构型不一样。6 位上的支链异戊烯基具有不同的取代方式。化合物8 具有支链碳结构具有丙二烯结构，比较少见，结构见图2。

1.3 芳香型倍半萜和香根螺烷型倍半萜 Yan 等［20］从白英中分离得到了1 个形成苯环的倍半萜lytatol D（9）。Chen等［22］从Solanum erianthum中分离出solafuranone（10）和lycifuranone A（11），另外Yao 等［23］从白英中分离得到2 个新的芳香性倍半萜solajiangxin B（12）和solajiangxin C（15）。Zhang 等［24］从青杞中分离到了2 个芳香类倍半萜septemlobin A（13）和septemlobin B（14）。芳香类倍半萜结构主要特点在于苯环上取代基的个数、种类和位置的不同。

香根螺烷型倍半萜是从茄属植物中分离得到化合物数量最多的类型，共整理了37 个化合物。该类倍半萜是螺环化合物，其结构特点为1 个六元环和1 个五元环通过1 个螺原子相连而成。Desjardins 等［25］从马铃薯中分离得到7个香根螺烷型倍半萜isolubimin15-dihydrolubimin、2-dehydrolubimin isolubimin、3，4-dehydroisolubimin、cyclodehydroisolubimin、cyclolubimin 和 11，12-epoxycyclodehydroisolubimin（16～21）和15-dihydrolubiminol（45），其中cyclodehydroisolubimin、cyclolubimin 和11，12-epoxycyclodehydroisolubimin 3 个化合物是4 位和15 位碳原子与氧原子相连成醚。Chen 等［16］从Solanum erianthum中分离出4 个香根螺烷 型倍半 萜（+）-anhydro-β-rotunol（22 ）、solanerianone A、solanerianone B、（-）-solavetivone（24～26）。Yuan 等［26-27］从水茄中分离得到5 个香根螺烷型倍半萜，其中有1 个是新化合物spiro ［4.5］deca-6，9-dien-8-one，7-hydroxy-6，10-dimeth-yl-（1-methylethenyl）（23）、13-hydroxysolavetivone（27）、2-（1′，2′-dihydroxy-1′-methylethyl）-6，l0-dimethyl-9-hydroxyspiro ［4，5］dec-6-en-8-one（30）、soltorvum C（32）、spiro ［4.5］deca-6，9-dien-8-one，2-［（1S or R）-1，2-dihydroxy-1-methylethyl］-6，10-dimethyl（51）。Engstrom 等［19］从马铃薯块茎中分离得到2 个该类化合物2-（l′，2′-dihydroxy-l′-methylethyl）-6，10-dimethyl-spiro-［4，5］dec-6-en-8-on（28）和2′-O-13-Dglucopyranoside（29）。Nagaoka［28］，Watanabe［29］和Nagase等［30］均开展了Solanum aethiopicum中倍半萜的研究，共从中分离得到13 个香根螺烷型倍半萜，包括3-hydroxysolavetivone（31 ）、13-hydroxysolavetivone（33 ）、anhydro-βrotunol（34）、lubimin（36）、lubiminoic（37）、lbiminol（38 ）、deformyllubimin（39 ）、15-norlubimionl（40 ）、aethione（41）、lubiminol（42）、epilubimin（43）、epilubiminoic acid（44 ）和 15-norepilubimionl（46 ）。另 外，Toshiyuki 等［31］从Solanum abutiloides分离到3-β-acetoxysolavetivone（35）。Yao 和Li 等［23，32］从白英中分离得到4 个香根螺烷型倍半萜，包括solajiangxin E（47）、2-hydroxysolajiangxin E（48）、solajiangxin Ⅰ（49）、7-hydroxylsolajiangxin I（50）。该类化合物的主要特点六元环上取代基的不同以及环内是否形成双键及双键的个数，和烯丙基团不同氧化等等，结构见图3～4。

图3 芳香型倍半萜结构

1.4 桉烷型倍半萜 桉烷型倍半萜是茄属植物中比较常见的一类，主要从白英和水茄中分离得到，共整理了24 个化合物。Engstrom 等［19］从马铃薯块茎中分离到1 个桉烷型倍半萜lytatol C（53）。Yao，Li，Nie，Yu，Dai 等［33-37］从白英中分离出10 个桉烷型倍半萜，包括solajiangxin D（55）、solajiangxins F（59 ）、solajiangxins G（60 ）、dehydrocarissone（61）、lyratol G（62）、solajiangxins A（64）、1β-hydroxy-1，2-dihydro-α-santonin（65）、lyratol A（66）、atractylenolide I（67）、solajiangxin H（70）。Desjardins 等［25］从马铃薯中分离出rishitin（57）、11，12-epoxyrishitin（58）。Yuan 等［26］从水茄的乙酸乙酯部位和石油醚部分分离得到6 个此类化合物，包括pterodontriol A（54）、soltorvum F（63）、soltorvum A（73）、soltorvum B（74）、3β，11-dihydroxy-4，14-oxideenantioeudesmane（75）和isopterocarpolone（76）。

图4 香根螺烷型倍半萜结构

聂秀萍和Zhang 等［38-39］从青杞中分离得到5 个该类型化合物，分别为 nardoeudesmol A（56）、ligucyperonol（68）、lyratol B（69）、septemlobin D（71）和11，12-O-isopropylidenesolajiangxin F（72）。该类化合物最常见的变化在于环外羟基的位置不同，环内双键的位置变化，以及11，12 位双键及双键是否氧化等。结构见图5。

1.5 愈创木烷型倍半萜 愈创木烷型倍半萜为一种三元环类倍半萜，由1 个五元环、1 个七元环和一个三元环构成，在自然界属于常见的倍半萜。Yuan 等［26-27］从水茄中首次分离得7 个愈创木烷型倍半萜，包括10β，13，14-trihydroxyalloaromadendrane（77 ）、10β，12，14-trihydroxyalloaromadendrane（78）、soltorvum D（79）、soltorvum E（80）、10β，14-dihydroxy-allo-aromadendrane（81）、1β，10β，12，14-tetrahydroxy-allo-aromadendrane（82 ）、1β，10β，13，14-tetrahydroxy-allo-aromadendrane（83）。结构见图6。

图5 桉叶烷型倍半萜结构

图6 愈创木烷型倍半萜结构

1.6 倍半萜苷 Prabodha 等［40］从茄属植物多毛番茄中分离出4 个倍半萜苷类化合物，分别为2-O-（6′-O-malonyl-β-D-glucopyranosyl），12-O-（b-D-glucopyranosyl）-campherenane-2-endo，12-diol（84）、12-O-（6′-O-malonyl-β-D-glucopyranosyl）-campheren ane-2-endo，12-diol（85）、2，12-bis-O-（β-D-glucopyranosyl ）-campherenane-2-endo，12-diol（86）、12-O-（6″-O-acetyl-b-D-glucopyranosyl-（1→2）-b-Dglucopyranosyl）-campherenane-2-endo，12-diol（87），结 构见图7。

1.7 奥类倍半萜 Al-Oqail 等［41］进行了红花茄的化学成分研究，分离得到3 个奥类倍半萜化合物，分别为teferidin（88）、teferin（89）、ferutinin（90），结构见图8。

2 药理活性

茄属植物在抗肿瘤、抗菌和抗炎方面都具有良好的药理活性，这些药理活性和茄属植物中的倍半萜成分具有很大关系。

2.1 抗菌作用 Watanabe 等［30］从刚果茄中分离出了10 个香根螺烷型倍半萜，并研究了该类物质的抗菌活性，结果表明许多香根螺烷型倍半萜具有明显抑制香蕉枯萎病菌、大丽轮枝 病菌和 假单胞 菌的活 性。Toshiyuki 等［31］从Solanum abutiloides中分离出4 个香根螺烷型倍半萜，结果发现3-β-acetoxysolavetivone 的抗尖孢镰刀菌的效果等同于lubimin，却要强于solavetivone。Komaraiah 等［42］研究了增强马铃薯中倍半萜类的抗菌作用。Nagaoka 等［28］从茄属植物Solanum aethiopicum的根渗出液中分离得到一系列倍半萜类化合物，并进行了孢子萌发实验，以lubimin 和epilubimin为对照品研究化合物的抗真菌作用，结果表明倍半萜类化合物对2 种真菌芽孢的生长均有抑制作用，但抑制强弱不同，经研究分析认为异丙烯基团是抑制轮枝菌芽孢生长的主要因素。

图7 倍半萜苷类结构

图8 奥类倍半萜苷结构

2.2 抗肿瘤作用 茄属植物中的倍半萜类成分在抗肿瘤方面的研究较多，许多化合物在抗肿瘤方面表现出非常突出的药理活性。Ren 等［20］从茄属植物白英中分离得到lyratol C和lyratol D2 个新的倍半萜以及dehydrovomifoliol 和blumenol A 2 个已知倍半萜类化合物，并且在体外评价了其对Hone-1 鼻咽癌、口腔上皮癌，和HT29 结肠癌细胞的抑制作用，均表现出较强的细胞毒性，其IC50值在3.7～8.1 μmol/L 之间。Li 等［32］同样从茄属植物白英中分离得到solajiangxins F、G、H、I 和7-hydroxylsolajiangxin Ⅰ5 个新的倍半萜，并且评价了化合物对Hone-1 鼻咽癌、P388，和HT29 结肠癌细胞的抑制作用，均表现出较强的细胞毒性，其IC50值均在3.2～7.7 μmol/L 之间。Nie 等［35］同样从茄属植物白英中分离得到lyratol G 和1b-hydroxy-1，2-dihydro-a-santonin2 个桉叶烷型倍半萜，并且评价了化合物对Hone-1 鼻咽癌、P388，和HT29 结肠癌细胞的抑制作用，均表现出较强的细胞毒性，其IC50值均在3.1～6.9 μmol/L 之间。Yao 等［33］从茄属植物白英中分离得到3 个桉叶烷型倍半萜，分别为solajiangxins A，B 和C 并且评价了化合物对Hone-1 鼻咽癌、P388，和HT29 结肠癌细胞的抑制作用，均表现出较强的细胞毒性，其IC50值均在1.9～3.7 μmol/L 之间。张雷等［43］青杞中分离了多种倍半萜类成分，对其中的青杞素A、青杞素B、青杞素、11，12-O-isopropylidenesolajiangxi F、（13～14、70～71）进行了抗肿瘤活性筛选，显示其有良好的抗淋巴癌P-388 胞、人体咽癌细胞HONE-1 细胞及结肠癌细胞HT-29 细胞活性，IC50值为1.5～3.8 μ 值。Syu 等［44］从刺天茄中分离出solavetivone 和solafuranone，并且对solavetivone进行细胞毒实验，结果显示其对人卵巢癌OVCAR-3 细胞株有良好的细胞毒活性，IC50值为0.1 mmol/L。研究表明茄属植物中许多倍半萜类化合物在抑制肿瘤细胞方面表现出较好活性，且大多数为桉烷型倍半萜。

2.3 抗炎作用 Chen 等［22］从茄属植物假烟叶树的根中分离得到2 个新的倍半萜以及9 个已知的倍半萜，研究结果表明（-）-solavetivone 对LPS 诱导的RAW264.7 细胞中NO的生成具有很强的抑制作用，IC50值为65.54 μmol/L。Kang等［45］采用2，4-二硝基氯苯诱导小鼠局部，产生特应性皮炎（AD）样皮肤，研究洋芋提取物对损伤的皮肤皮炎的抑制作用，结果表明提取物可通过调节Th1 和Th2 抑制AD 症状的发展。Lee 等［46］研究了Solanum tuberosum氯仿提取物对脂多糖（LPS）诱导的RAW 264.7 巨噬细胞和葡聚糖小鼠的抗炎作用的机制，该提取物能显着降低结肠炎的严重程度以及结肠组织中促炎介质的产生和蛋白质水平。结果表明，CFPJ 的抗炎作用与巨噬细胞中NF-κB 和p38 活化的抑制有关，并支持其治疗结肠炎的可能治疗作用。Jarald等［47］研究了Solanum khasianum乙醇提取物的抗炎作用，在角叉菜胶诱导的大鼠后爪水肿方法中分别以200、300、400 mg/kg 的3 个剂量水平测试抗炎活性，双氯芬酸钠（100 mg/kg）用作参考标准。与对照组比较，植物提取物（P＜0.01）减少了大鼠的炎症。黄庆芳等［48］对水茄提取物的不同组分的抗炎作用进行了研究，醇提物对急性炎症具有明显的抑制作用，氯仿层能有效的抑制慢性炎症组织增生和组织液渗出。Yuan 等［26］首次从水茄中分离多种倍半萜类成分，其中soltorvum A、soltorvum E、13-hydroxysolavetivone、spiro ［4.5］deca-6，9-dien-8-one，7-hydroxy-6，10-dimethyl-2-（1-methylethenyl）-，（2R-trans）-（9CI）和solavetivone 对ConA 诱导的脾细胞增殖具有一定的抑制作用，而炎证有可能是体内免疫反应异常，造成组织和细胞的损伤，进而说明上述化合物可能存在抗炎活性。

3 小结

倍半萜是自然界中分布广泛的一类次级代谢产物，结构种类繁多并且具有多种药理活性。许多化合物在抗肿瘤、抗菌方面表现出较好的活性，特别是香根螺烷型和桉烷型倍半萜，同时也是十几种茄属植物中发现最多的两类。且几种植物的脂溶性部分已经具有较好的抗炎作用，也有倍半萜的单体化合物表现出抗炎作用。课题组应进一步从上述茄属植物或其他茄属植物中发掘更多且结构新颖的倍半萜类化合物，期许能够找到更好的抗菌、抗肿瘤的高效小分子药物。此外应加强倍半萜类化合物的其他药理活性的筛选，扩大该类成分的应用范围。