中草药  2014, Vol. 45 Issue (10): 1491-1495
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萝藦科植物的C21甾体苷类成分研究进展
孙得峰, 孙敬勇, 范惠霞, 姚庆强     
山东省医学科学院药物研究所, 济南大学 山东省医学科学院医学与生命科学学院 山东省罕少见病重点实验室, 山东 济南 250062
摘要:C21甾体苷类由于其具有抗肿瘤和免疫抑制等生物活性,近年来备受关注。该类化合物在萝藦科植物(Asclepiadaceae)中分布最为广泛。综述近年来萝藦科植物C21甾体苷类的植物来源,C21甾体苷的骨架结构、波谱特征以及生物活性研究进展,为C21甾体苷类的进一步开发研究提供方向。
关键词萝藦科     甾体     C21甾体苷类     波谱特征     抗肿瘤     免疫抑制    
Advances in studies on C21 steroidal glycosides of plants in Asclepiadaceae
SUN De-feng, SUN Jing-yong, FAN Hui-xia, YAO Qing-qiang    
Institute of Materia Medica, Shandong Academy of Medical Sciences, University of Jinan, Key Laboratory of Rare and Uncommon Diseases of Shandong Province, School of Medicine and Life Sciences, Shandong Academy of Medical Sciences, Jinan 250062, China
Key words: Asclepiadaceae     steroid     C21 steroidal glycosides     spectral characteristics     antitumor     immunosuppression    

萝藦科(Asclepiadaceae)是双子叶植物纲、龙胆目的一个科,其模式属为马利筋属Asclepias L.,约有250属,2 000多种,主要分布于热带和亚热带地区。在中国,萝藦科有44属,243种。自有本草记载以来,萝藦科植物就具有重要的药用价值,如治疗跌打损伤、风湿关节炎、毒虫咬伤、肿瘤以及强心等。该科可以药用的属有马利筋属、牛角瓜属Calotropis R. Br.、鹅绒藤属Cynanchum L.、牛皮消属Cynanchum L.、牛奶菜属Marsdenia R. Br.、黑鳗藤属Stephanotis Thou.、杠柳属Periloca L. 等,其中药用成分主要涉及生物碱类和苷类[1]。在萝藦科植物中广泛存在的一类C21甾体苷类成分被证实在抗肿瘤、免疫调节等方面有显著的药理活性。本文着重从萝藦科植物C21甾体苷类的植物来源、骨架类型、波谱特征及生物活性进行综述。

1 萝藦科植物的C21甾体苷类的植物资源

近年来萝藦科中C21甾体苷类成分主要是从马利筋属、鹅绒藤属、杠柳属、牛奶菜属、牛皮消属、黑蔓藤属植物中分离得到,具体来源和分布见表 1

表 1 萝藦科植物C21甾体苷类成分植物来源 Table 1 Plant resources of C21 steroidal glycosides in plants of Asclepiadaceae
2 萝藦科植物C21甾体苷类化合物的分类及结构

近5年来国内外对萝藦科植物近10个种进行了研究,发现了40个C21甾体苷类化合物。C21甾体苷类苷元为孕甾烷衍生物,与2-去氧糖等形成苷,糖链最多的含有6个糖。苷元的C-5、6位之间有无双键,C-8、11、12、17位有无羟基,C-17、20位的不同构型等特点是区分该科C21甾体苷类的依据。其苷元结构见图 1,分得的C21甾体苷类化合物见表 2

图 1 C21甾体苷类骨架 Fig. 1 Backbones of C21 steroidal glycosides

表 2 萝藦科植物中分离的C21甾体苷类 Table 2 C21 steroidal glycosides from plants of Asclepiadaceae
3 波谱特征 3.1 苷元结构特点

一般通过Libermann-Burchard反应确定化合物是甾体,Molish反应确定化合物具有糖的性质,即为苷类。总结这些化合物的13C-NMR谱可判断其苷元类型。C-20位羟基氧化成羰基后化学位移向低场移至δ 200以上,且C-17,21位相应地向低场位移δ 6~10和6~8,因此苷元骨架中C-20位的13C-NMR谱可作为区分苷元C-20位结构的依据,推断C21甾体苷的骨架类型;C-5,6位为双键时,13C-NMR数据分别为δ 139~142和117~124;而C-5、6位无双键时,C-5位δ 43~46,C-6位δ 43~46;当低场区出现较多碳信号时,苷元骨架考虑多为类似于I、II、III的结构类型[16]图 1)。

3.2 糖的连接顺序特点

该科C21甾体苷的糖主要是2-去氧糖。利用苷化位移的原理,苷元与糖成苷后,苷元上的碳原子将向低场位移δ 6~10,糖上的C-1的化学位移比相应的甲基苷向高场位移大约δ 3,由此可推断成苷位置。缓和化学降解法和酶解法都可用于确定糖的连接顺序,但由于这些方法均需降解和破坏样品的结构,分数阶傅里叶变换(PRFT)技术得到普及。在苷分子结构中,由于相对于苷元远近不同,构成糖的反转自由度不一样,从而导致弛豫时间(T1)值不一致,各个糖的平均T1值将有明显的差别,末端葡萄糖>中间葡萄糖>内部磁麻糖,据此即可推测糖的连接顺序[16]

4 生物活性 4.1 抗肿瘤

陈书红等[17]研究表明杠柳苷元对MCF-7肿瘤细胞的增殖有非常强的抑制作用,其IC50为(1.006±0.013)μg/mL(远小于顺铂相应的IC50值)。

赵连梅等[18]应用MTT法检测香加皮醇提物杠柳苷对食管癌细胞TE-13、Eca-109、TE-1和TE-10增殖的影响,结果表明杠柳苷可明显抑制食管癌细胞的增殖,其作用机制可能是通过下调凋亡抑制基因的表达而诱导细胞凋亡。

王冬艳等[19]建立肝癌实体型(Heps)小鼠移植性肿瘤模型,并采用免疫荧光(AO/EB)测定肿瘤细胞凋亡情况,免疫组化染色检测bcl-2基因的表达。测得自白首乌中提取得到的C21甾体总苷(包括白首乌苷A、B、C,隔山消苷C3N、C2N、C1G、KN和白首乌新苷A,10、20、40 mg/kg)可促进肿瘤细胞的凋亡,电镜下可见凋亡的形态学改变,并出现凋亡小体;免疫组化结果显示,bcl-2基因的表达与模型组比较明显降低(P<0.01),但不同于凋亡结果的是高剂量组的阳性面积表达比中剂量略高。降低bcl-2基因表达从而促进肝癌细胞的凋亡,可能是C21甾体苷抗肝癌的机制之一。Wang等[20]和张如松等[21]也都证实从白首乌中分离得到的C21甾体苷有抑制肿瘤细胞的作用,同时不同的C21甾体苷对不同肿瘤细胞的抑制作用具有选择性。

4.2 免疫调节

Li等[14]和Ye等[22]对黑鳗藤中分离得到的C21甾体苷的生物活性进行了研究,发现多具有免疫调节或免疫抑制作用,其中C21甾体苷的C-20位上的取代基对其免疫活性具有重要影响。Li等[8]用小鼠离体的脾细胞,证实从蔓剪草中分离得到的4种C21甾体化合物(其中2种为化合物1718)对刀豆素A和脂多糖(LPS)具有抑制作用,从而说明4种化合物具有免疫抑制作用。

4.3 抗癫痫

青阳参Cynanchum otophyllum Schneid. 很早就被用于治疗癫痫,青阳参苷更是被开发为临床治疗癫痫病的新药。Zhao等[15]从青阳参中分离得到5个新化合物cynanotoside A~E(4145),以及2个已知化合物deacetylmetaplexigenin和 cynotophyllo- side H,其中化合物cynanotoside A、B和cynotophylloside H在羟基柠檬酸(HCA)诱导细胞死亡实验中表现出剂量依赖性,这可能是青阳参治疗癫痫的机制之一。

5 结语

从20世纪70年代开始,萝藦科植物逐渐引起了国内外学者的普遍关注,对其成分及药理作用的研究结果表明,该科植物具有广泛的药理作用,特别是其主要成分C21甾体苷类的研究更受到重视。近几年从该科植物共分得40个新的C21甾体苷类,随着新的分离、检测技术,以及细胞生物学、分子生物学等学科的飞速发展,人们对C21甾体苷类化合物的认识必将会更加全面深入。期待对萝藦科植物的进一步研究,以便使该科植物得到更好的开发与利用。

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