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。
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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 |
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 |
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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 |
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17、18)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(41~45),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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