全 文 ：南方红豆杉枝叶中药用抗癌活性物质含量＊
杨逢建　庞海河　张学科　孙佳音　祖元刚＊＊
(东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室 , 哈尔滨 150040)
摘　要　通过高效液相色谱(HPLC),测定了人工栽培南方红豆杉枝叶中药用抗癌活性物质
紫杉醇(taxol)、三尖杉宁碱(cephalomannine)和人工半合成紫杉醇的主要原料巴卡亭 Ⅲ(bac-
catinⅢ)、10-去乙酰基巴卡亭 Ⅲ(10-deacetylbaccatinⅢ , 10-DAB)在一个生长季的含量变化.
研究表明:从 4月新枝叶萌发至 11月枝叶基本停止生长 ,南方红豆杉枝叶中紫杉醇等药用活
性物质含量季节性变化明显.其中紫杉醇和三尖杉宁碱含量的最高值都出现在 5月;巴卡亭
Ⅲ和 10-去乙酰基巴卡亭 Ⅲ含量的最高峰值分别出现在 9月和 4月.相关分析发现 ,南方红豆
杉枝叶中 4种药用活性物质之间有很好的相关性 ,其中紫杉醇与三尖杉宁碱含量呈显著正相
关(P<0.05),三尖杉宁碱含量与 10-去乙酰巴卡亭 Ⅲ含量呈显著负相关(P<0.05).
关键词　南方红豆杉　抗癌活性物质　含量
文章编号　1001-9332(2008)04-0911-04　中图分类号　Q946.88　文献标识码　A
Quantitativechangesofanti-canceractivecomponentsinTaxuschinensisvar.maireibran-
chesandleaves.YANGFeng-jian, PANGHai-he, ZHANGXue-ke, SUNJia-yin, ZUYuan-gang
(KeyLaboratoryofForestPlantEcologyofEducationMinistry, NortheastForestryUniversity, Har-
bin150040, China).-Chin.J.Appl.Ecol., 2008, 19(4):911-914.
Abstract:Thequantitativechangesofanti-canceringredientssuchastaxol, cephalomannine, bac-
catinⅢ and10-deacetylbaccatinⅢ inthebranchesandleavesofTaxuschinensisvar.maireidur-
ingonegrowthseasonweremeasuredbyHPLC.Theresultsshowedthatthecontentsoftheseanti-
canceringredientshadanobviouschangefromAprilwhenthenewbranchesbegantogerminateto
Novemberwhenthebranchesbasicalystoppedgrowing.Thecontentsoftaxolandcephalomannine
inthebranchesandleavesofT.chinensishadthesamechangepatern, withthepeaksappearedin
May, andthoseofBaccatinⅢ and10-deacetylbaccatinⅢ hadthesamechangetrend, withthe
highestvaluesappearedinSeptemberandApril, respectively.Therewasasignificantpositivecor-
relationbetweenthecontentsoftaxolandcephalomannine(P<0.05), andanegativecorelation
betweenthecontentsofcephalomannineand10-deacetylbaccatinⅢ (P<0.05).
Keywords:Taxuschinensisvar.mairei;anti-canceractivecomponent;content.
＊国家 “十一五 ”科技支撑计划资助项目(2006BAD18B0303).
＊＊通讯作者.E-mail:zygorl@vip.hl.cn
2007-08-23收稿 , 2008-01-24接受.
　　自从 971年美国化学家 Wani等 [ 1]首次在叶红
豆杉(Taxusbrevifolia)中分离出具有独特结构的二
萜类成分———紫杉醇(taxol)以来 ,紫杉醇以其独特
的抗癌活性引发红豆杉属植物的研究热潮.紫杉醇
等抗肿瘤药物除成功地应用于治疗卵巢癌和乳腺癌
外 ,还用于肺癌 、卡波氏肉瘤和肝癌的治疗 ,对其它
多种恶性肿瘤的疗效也在试验中[ 2] .随着对该类药
物需求量的日益增加 ,其来源已逐渐成为制约整个
产业发展的瓶颈 [ 2-3] .研究表明 ,紫杉醇不仅存在于
短叶红豆杉的树皮中 ,也存在于其针叶 、根和树枝
中[ 4] ,而且其它种类的红豆杉也含有紫杉醇 [ 5 -7] .然
而 ,红豆杉属植物的一个共同特征是生长缓慢 、自身
繁殖率低 、紫杉醇含量很低 ,远远不能满足临床需
要.同时 ,野生红豆杉是国家一级保护植物 ,严格禁
止非法砍伐 ,因此 ,严重地制约着紫杉醇的工业化生
产.为了解决紫杉醇工业化生产的原料来源问题 ,很
多学者进行了多方面的研究 [ 8-12] ,认为解决途径主
要有 5种:1)选育并大量栽种生长快 、紫杉醇或前
体含量高的红豆杉植物.这是除了从天然红豆杉树
皮中提取紫杉醇以外获得紫杉醇的一个主要途径.
2)化学合成紫杉醇.紫杉醇结构复杂 ,化学合成难
度很大 ,目前全合成工作虽已完成 ,但由于合成路线
比较复杂 ,尚无商业应用的价值.3)真菌发酵.从红
应 用 生 态 学 报　2008年 4月　第 19卷　第 4期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ChineseJournalofAppliedEcology, Apr.2008, 19(4):911-914
DOI :10.13287/j.1001-9332.2008.0223
豆杉的树皮中分离到了一些能产生紫杉醇的真菌 ,
但其合成紫杉醇的能力极低 ,尚无发酵生产的价值.
4)紫杉醇的半合成.从 Taxusbaccata的针叶中得到
巴卡亭 Ⅲ (baccatinⅢ)和 10-去乙酰基巴卡亭 Ⅲ
(10-deacetylbaccatinⅢ)作为原料半合成紫杉醇 ,而
且不会威胁树木的生长.这是目前一种比较有潜力
的替代途径.5)利用植物组织和细胞培养生产紫杉
醇.根据细胞全能性的观点 ,通过细胞培养方式大量
生产其亲本具有的天然产物.但因细胞生长缓慢 、紫
杉醇产量低 ,始终是其工业化生产的制约因素.综上
所述 ,人工栽培红豆杉是解决工业化生产紫杉醇等
活性物质资源缺乏问题的一种可行方法 [ 13] .
南方红豆杉(Taxuschinensisvar.mairei)又称美
丽红豆杉 ,特产于我国 ,是红豆杉科红豆杉属中分布
最广 、生长最快的植物 [ 14] .研究发现 ,人工栽培的南
方红豆杉化学成分与野生的南方红豆杉中化学成分
相近[ 15] ,而且人工栽培的南方红豆杉中紫杉醇含量
与野生的南方红豆杉中紫杉醇的含量相当[ 16-17] .目
前 ,我国人工栽培南方红豆杉在浙江 、江西 、四川和
湖南等地已经形成较大的规模 ,并开始用于紫杉醇
生产.
迄今为止 ,关于人工栽培南方红豆杉的研究主
要集中于繁育和栽培技术方面 [ 18 -20] ,对人工栽培南
方红豆杉中紫杉醇等活性物质含量的季节动态研究
尚未见报道.开展南方红豆杉枝叶中紫杉醇等活性
物质含量的系统分析 ,对红豆杉资源的综合开发利
用具有重要价值.为此 ,本文以人工栽培 5年生的南
方红豆杉枝叶为材料 ,通过高压液相色谱(HPLC)
检测其枝叶中药用抗癌成分紫杉醇 、三尖杉宁碱
(cephalomannine)和人工半合成紫杉醇的主要原料
巴卡亭 Ⅲ、10-去乙酰基巴卡亭 Ⅲ活性物质含量的季
节动态及其相互关系 ,以期为人工栽培南方红豆杉
资源的综合开发利用提供科学依据.
1　研究地区与研究方法
1.1　研究地概况
研究地位于浙江省富阳市胥口镇下练村杭州海
正药用植物有限公司种植基地(29°44′— 30°11′N,
119°25′— 120°09′E).研究地属中亚热带季风气候 ,
年均气温约 16℃,无霜期 220 ～ 240 d,全年平均降
水量为 1 938.6mm,降水集中在 4— 9月 ,占全年降
水量的 68%.
1.2　研究方法
1.2.1供试材料　1)南方红豆杉枝 、叶:在 2006年
4— 11月的一个生长季节内 ,每月分别采集南方红
豆杉枝 、叶样品 ,每个样品采自 5 ～ 7个植株 ,对植株
上 、中 、下部位的新 、老枝叶进行均匀取样 ,分别测定
3个不同位置样品紫杉醇的含量 ,取平均值.
2)仪器设备和药品:主要仪器包括 P230高效
液相色谱仪(大连依利特),色谱柱 C18柱(200 mm
×4.6 mm, 5 μm), Sartorius分析天平 , SQ2119C匀
浆机 (西贝乐), TDL80-2B离心机 , KQ-250DB超声
机和旋转蒸发仪(上海申胜).药品包括紫杉醇 、三
尖杉宁碱 、10-去乙酰基巴卡亭 Ⅲ和巴卡亭 Ⅲ标准品
(Sigma)、乙腈为色谱纯 , 甲醇和乙醇为分析纯.
1.2.2紫杉醇等药用活性物质的提取检测方法[ 21]
　1)提取方法:取南方红豆杉样品 10 g,与 100 ml
80%的乙醇溶液混合置于匀浆机内匀浆 3 min,离心
力为 1 776 ×g,离心 4 min,保留上清液 ,沉渣再加
入 80%的乙醇溶液 30 ml,放入超声机内超声提取
30 min,离心保留上清液 ,沉渣再进行超声提取 2
次 ,每次使用 80%的乙醇溶液 30ml提取 30min,保
留 2次提取的上清液.将 4次提取的上清液合并 ,浓
缩至干 ,加入 2 ml甲醇溶解 ,离心取样 ,用 0.45 μm
的微孔滤膜滤过 ,待测 ,每个样品重复 3次.
2)检测方法:色谱柱为 HypersilC18ODS2 5μm
(250 mm×4.6 mm);流动相为乙腈︰水(V∶V=
42∶58),流速 1.0 ml· min-1 ,进样量 10 μl,波长为
227 nm,柱温 25 ℃.4种化合物的平均回收率在
97.12% ～ 99.08%, RSD在 1.47% ～ 1.81% (n=
6),且稳定性和重复性良好.
1.3　数据分析
采用 SPSS软件中的 Peason进行双变量相关性
分析 ,并进行单尾检验 ,判断其相关显著性.用 Excel
作图.
2　结果与分析
2.1　南方红豆杉枝叶中药用活性物质的含量
由图 1可以看出 ,从 4月新枝叶萌发至 11月枝
叶基本停止生长 ,南方红豆杉枝叶中紫杉醇等药用
活性物质含量的季节变化规律明显 ,在 5月 、8月和
10月分别出现 3个比较明显的高峰 ,且峰值依次降
低 ,分别为 0.515、0.264和 0.217 mg· g-1;三尖杉
宁碱含量的季节变化规律与紫杉醇的变化趋势相一
致 ,但仅在 5月和 10月出现 2个比较明显的高峰 ,
分别为 0.020和 0.016 mg· g-1;10-去乙酰基巴卡
亭Ⅲ和巴卡亭 Ⅲ的季节变化规律基本一致 ,均在 4
月和 9月出现整个生长季节内的最高值 ,前者的峰
912 　　　　　　　　　　　　　　　　　　应　用　生　态　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　19卷
图 1　南方红豆杉枝叶中不同药用活性物质的含量
Fig.1　ContentoftaxanesinbranchesandleavesofT.chinen-
sisvar.mairei.
A:10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ 10-deacetylbaccatinⅢ;B:紫杉醇 Taxol;
C:巴卡亭ⅢbaccatinⅢ;D:三尖杉宁碱 Cephalomannine.
值分别为 0.367和 0.179 mg· g-1 , 后者分别为
0.022和 0.041 mg· g-1.
2.2　南方红豆杉枝叶中紫杉醇等药用活性物质间
的相关性
由表 1可以看出 ,南方红豆杉枝叶中紫杉醇与
三尖杉宁碱含量呈显著正相关(P<0.05),相关系
数为 0.692;而与巴卡亭Ⅲ和 10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ
含量呈负相关 ,但并不显著(P>0.05);南方红豆杉
枝叶中三尖杉宁碱含量与巴卡亭 Ⅲ含量呈正相关 ,
但并不显著(P>0.05),与 10-去乙酰基巴卡亭 Ⅲ含
量呈显著负相关(P<0.05);南方红豆杉枝叶中巴
卡亭 Ⅲ含量与 10-去乙酰基巴卡亭 Ⅲ含量呈正相
关 ,但不显著(P>0.05).
表 1　南方红豆杉枝叶中紫杉醇等药用活性物质的 Pearson
相关系数矩阵
Tab.1　Pearsoncorrelationmatrixofthetaxanesinbran-
chesandleavesofT.chinensisvar.mairei
A B C S
A 1.000
B 0.692＊ 1.000
C -0.199 0.443 1.000
D -0.362 -0.678＊ 0.542 1.000
A:紫杉醇 Taxol;B:三尖杉宁碱 Cephalomannine;C:巴卡亭Ⅲ Bac-
catinⅢ;D:10-去乙酰基巴卡亭 Ⅲ 10-deacetylbaccatinⅢ.＊ P<
0.05.
3　讨　　论
目前 , 国内外已建立了很多红豆杉栽培基地 ,
以及 10-去乙酰基巴卡亭 Ⅲ和巴卡亭 Ⅲ再转化成紫
杉醇的高效人工半合成体系 , 而且应用前景广
阔[ 22-24] .此外 ,三尖杉宁碱对鼻咽癌等也具有显著
的抑制作用.
本研究结果表明 ,从 4月新枝叶萌发至 11月枝
叶基本停止生长 ,南方红豆杉枝叶中紫杉醇等药用
活性物质含量的季节变化明显 ,这与王昌伟等 [ 25]的
研究报道相一致.在研究地 ,南方红豆杉 4月休眠芽
开始萌发 ,到 5月 ,随着光照的增强和时间延长 ,可
能刺激或者激活了一些紫杉醇生物合成酶(如苯丙
氨酸转氨酶[ 26] )来合成新的紫杉醇 ,使紫杉醇含量
达到一个峰值.然而大量的紫杉醇累积在细胞中会
抑制红豆杉自身细胞微管的解聚 ,紫杉醇含量的增
加打破了其自身的平衡 ,必然会引起红豆杉机体作
出应激反应 ,将紫杉醇以结合态糖基化的形式贮存
于植物体内 ,造成了植物体内游离态的紫杉醇含量
减少 ,周而复始 ,呈现周期性变化.相关分析发现 ,南
方红豆杉枝叶中 4种药用活性物质之间有很好的相
关性 ,其中南方红豆杉枝叶中紫杉醇含量与三尖杉
宁碱含量呈显著正相关 ,是因为紫杉醇与三尖杉宁
碱结构类似 ,有相同的合成前体 ,相似的生物合成途
径[ 26] ;而三尖杉宁碱含量与 10-去乙酰基巴卡亭 Ⅲ
含量呈显著负相关(P<0.05).研究表明 ,温度 、光
照和水分是影响人工栽培的南方红豆杉生长及其次
生代谢的主要环境因素 ,光胁迫能提高南方红豆杉
中紫杉醇的含量[ 27] .所以 ,应将 10-去乙酰基巴卡亭
Ⅲ、巴卡亭 Ⅲ、三尖杉宁碱等药用成分的含量也纳入
到人工栽培的南方红豆杉资源的评价指标中 ,从而
提高其资源的利用率 ,促进资源的综合开发利用.此
外 ,在南方红豆杉人工种植过程中 ,应用一定的生态
调控措施 ,或在原料采收后 ,采用一定的生物转化措
施来提高南方红豆杉中紫杉醇及其衍生物的含量及
其资源利用率 ,是今后需深入研究的内容之一.
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作者简介　杨逢建 , 男 , 1971年生 , 博士 , 副教授.从事植物
生态学的研究 , 发表论文 30多篇.E-mail:yangfengjian2003
@yahoo.com.cn
责任编辑　李凤琴
914 　　　　　　　　　　　　　　　　　　应　用　生　态　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　19卷