免费文献传递   相关文献

水鬼蕉生物碱成分药理作用研究进展



全 文 :水鬼蕉生物碱成分药理作用研究进展
陈 宁1,徐昶儒1,赵 丹2,孙明明3
(1. 哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心,黑龙江 哈尔滨 150076;2. 哈尔滨商业大学食品工程学
院,黑龙江 哈尔滨 150076;3. 黑龙江省农业科学院 信息中心,黑龙江 哈尔滨 150086)
摘 要:查阅国内外相关文献,归纳总结水鬼蕉中生物碱的药理作用研究现状。水鬼蕉生物碱成分的药理作用
主要包括细胞毒性、抗肿瘤作用、抗病毒作用、神经系统作用、心血管系统作用、抗寄生虫及抗疟作用等,
并具有广泛的药用开发前景。
关键词:水鬼蕉;生物碱;药理作用
中图分类号:R284 R285 文献标识码:A 文章编号:1672-979X(2016)02-0150-04
Progress in Research on Pharmacological Activity of Alkaloids of Hymenocallis littoralis
CHEN Ning1, XU Chang-ru1, ZHAO Dan2, SUN Ming-ming3
(1. Center of Research and Development on Life Sciences and Environmental Sciences, Harbin University of
Commerce, Harbin 150076, China; 2. School of Food Engineering, Harbin University of Commerce, Harbin 150076,
China; 3. Information Center, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150086, China)
Abstract: The progress in research on pharmacological activity of alkaloids of Amaryllidaceae plant Hymenocallis
littoralis was summarized by reviewing literature at home and abroad. The pharmacological activities of alkaloids
of Hymenocallis littoralis include cytotoxicity, antitumor and antiviral effects, the effects on the nervous and the
cardiovascular system, and anti-parasitic and anti-malarial effects. The alkaloids of Hymenocallis littoralis have a wide
medicinal development prospect.
Key Words: Hymenocallis littoralis; alkaloid; pharmacological activity
收稿日期:2015-04-15
基金项目:黑龙江省教育厅科技项目(12541210)
作者简介:陈宁(1981-),男,黑龙江哈尔滨人,医学硕士,助理研究员,研究方向:中药药理
E-mail: chenning1981@126.com
水鬼蕉(Hymenocallis littoralis)为石蒜科
水鬼蕉属多年生草本植物,又名蜘蛛兰,原产
美洲热带,最初作为观赏植物由我国福建、广
东等地引种栽培。近几十年国内外学者研究发
现水鬼蕉有很高的药用价值,不仅具有舒筋活
血、消肿止痛的功效 [1],其鳞茎中还含有多种
具有药理活性的生物碱[2-3],主要包括水鬼蕉碱
(pancratistatine)、水仙环素(narciclasine)、
7-脱氧水仙环素(7-deoxynarc ic las ine)、
7 -脱氧 -反式 -二氢水仙环素( 7 - d e o x y -
t rans - d ihydronarc ic las ine)、水鬼蕉种碱
(littoraline)、网球花胺(haemanthamine)、
150 食品与药品 Food and Drug 2016年第18卷第2期
小星蒜碱( h i p p e a s t r i n e)、O -甲基石蒜
伦碱(O - m e t h y l l y c o r e n i n e)、石蒜碱
(lycorine)、高石蒜碱(homolycorine)、
石蒜伦碱(石蒜裂碱,石蒜宁碱,石蒜来
宁, l y c o r e n i n e)、力克拉敏(石蒜胺,
lycoramine)、条纹碱(vittatine)、去甲基
海边全能花定碱(demethylmaritidine)、漳
州水仙碱(前多花水仙碱,pretazettine)、多
花水仙碱(tazettine)、5,6-二氢双色水仙碱
(5,6-dihydrobicolorine)、6-α-去氧-8-O-多花水
仙碱(macronine)等。这些生物碱的生物活性
主要包括细胞毒性及抗肿瘤作用、抗病毒作用、
神经系统作用、心血管系统作用、抗寄生虫、抗
疟作用等。
1 细胞毒性及抗肿瘤作用
1.1 异喹诺酮类生物碱
研究发现水鬼蕉碱、水仙环素、7-脱氧水仙环
素、7-脱氧-反式-二氢水仙环素对美国国家癌症研
究所的60种人体癌细胞系在体外实验中均具有细胞
毒作用,尤其对黑色素瘤细胞系的作用最强[4]。
Kekre等[5]在水鬼蕉碱处理过的人T淋巴细胞
白血病细胞株(Jurkat)中观察到磷脂酰丝氨酸
翻转,半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase 3)
被激活,产生活性氧(ROS)且线粒体膜缺失,
说明水鬼蕉碱诱导Jurkat细胞凋亡。水鬼蕉碱只
需在1 μmol/L浓度下给药24 h,能诱导超过90 %
Jurkat细胞凋亡。Griffi n等[6]的研究显示水鬼蕉碱
能下调两种人结肠癌细胞(HT-29,HCT116)
线粒体膜电位,诱导细胞凋亡,但对非癌性结肠
成纤维细胞(CCD-18Co)无此作用,说明水鬼
蕉碱诱导细胞凋亡是有选择性的。水鬼蕉碱被证
实对线粒体DNA耗尽的癌细胞(ρ0)无效[6]。水
鬼蕉碱诱导细胞凋亡的方式是激活独立的Bax和
caspase途径,既不改变β-微管蛋白聚合速率也不
诱导DNA断裂。水鬼蕉碱可能通过线粒体途径
诱导细胞凋亡[7]。水鬼蕉碱对人体大肠腺癌裸鼠
移植瘤抑制作用的研究显示,瘤内给予水鬼蕉碱
(3 mg/kg),明显抑制Nu/Nu小鼠组皮下HT-29
肿瘤的生长,且没有明显的肝肾毒性[6]。
研究表明水仙环素可诱导人乳腺癌细胞
(MCF-7)和前列腺癌细胞(PC-3)凋亡,而对
正常成纤维细胞无影响[8]。MCF-7和PC-3在凋亡
时被证明形成Fas和死亡受体4(DR4)死亡诱导
信号复合物,用水仙环素处理后发现caspase-8与
Fas和DR-4相互作用,激活caspase 8 ,进而激活
caspase 3并使其水解并激活聚合酶,诱导细胞凋
亡[9]。
1.2 异喹啉类生物碱
石蒜碱作为第一个被证实有抑制细胞生长
活性的石蒜科生物碱,早已被证实具有抗肿瘤
活性。石蒜碱可抑制白血病细胞的生长,通过
阻滞细胞周期,降低细胞存活率,诱导肿瘤细
胞凋亡[10]。Li 等[11]通过MTT检测,发现石蒜碱
对多发性骨髓瘤细胞(KM3)有显著的抑制活
性。经流式细胞仪检测DNA降解片段和亚G1
峰,说明石蒜碱处理后的KM3发生细胞凋亡,
并且使细胞周期阻滞在G1期;采用激光共聚焦
显微镜观察发现,细胞色素C从线粒体中释放至
胞浆。张望成等[12]研究发现水鬼蕉生物碱对人
肝癌细胞(HepG2)有很强的抑制活性;石蒜伦
碱则对人肝癌细胞(HepG2)有抑制活性,对
人淋巴瘤白血病细胞(Molt4)也有抑制作用,
这两种生物碱对成纤维细胞(LMTK)有细胞
毒作用。Zupkó等[13]研究发现漳州水仙碱对人乳
腺癌(MCF-7),人宫颈癌(HeLa),人皮肤
癌(A431)和鼠淋巴瘤细胞系(L5178)均具
有较强的生长抑制活性,半数抑制率(IC50)为
0.8~8.8 μmol/L。Evidente等[14]研究发现网球花
胺、小星蒜碱和多花水仙碱对HeLa和非洲绿猴
肾细胞(Vero)有较强的抑制作用。
食品与药品 Food and Drug 2016年第18卷第2期 151
2 抗病毒作用
S z l á v i k等 [ 1 5 ]研究发现网球花胺、石蒜
碱和高石蒜碱有较强的抗反转录病毒活性
(IC50=0.4~7.3 μg/mL),但治疗指数(TI50)
较低(1.3~1.9)。Lin等[3]研究发现水鬼蕉种碱
有微弱的抑制HIV逆转录酶的作用。Gabrielsen
等[16]对23个石蒜科植物的异喹啉类生物碱进行
的抗病毒实验结果表明水鬼蕉碱、石蒜碱、水仙
环素、漳州水仙碱对日本脑炎病毒、黄热病毒、
骨痛热病毒、Punta Toro病毒和裂谷热病毒都有
抑制活性。在日本脑炎病毒感染的小鼠模型中,
连续7天皮下注射水鬼蕉碱[4~6 mg/(kg·d)]使日
本脑炎病毒感染的小鼠存活率达90 %~100 %。
石蒜碱还对脊髓灰质病毒(PV)、疱疹病毒
(HSV)、柯萨奇病毒B2有抑制作用[17]。Li等
[18]研究表明石蒜碱对SARS冠状病毒有较好的活
性,可用于开发抗SARS冠状病毒的治疗药物,
其对SARS冠状病毒的半最大效应浓度(EC50)
为(15.7±1.2) nmol/L,半数致昏迷浓度(CC50)
为(14 980.0±912.0) nmol/L且选择指数(SI)大
于900。
3 神经系统作用
体外试验证明[19],力克拉敏对兔的全血、
肌肉和全脑血匀浆中胆碱酯酶活性均有抑制作
用,石蒜碱对胆碱酯酶的抑制作用较微弱。石蒜
碱及多花水仙碱能加速小鼠运动性防御条件反射
的形成。对小鼠有镇静作用,并能延长巴比妥类
的睡眠时间。石蒜碱本身没有或只有微弱的镇痛
作用,但能加强延胡索乙素及吗啡的镇痛作用。
石蒜碱对豚鼠和兔的离体及在体子宫部有明显的兴
奋作用,大剂量可使离体子宫呈强直性收缩。石蒜
伦碱的作用比石蒜碱更强。对离体兔小肠,石蒜碱
与石蒜伦碱均有兴奋作用,后者作用稍强。
4 心血管系统作用
石蒜碱对蟾蜍心脏先兴奋后抑制,对麻醉
大鼠、猫、犬及兔均有降压作用,作用机制为直
接扩张外周血管及抑制心脏[19-20]。麻醉大鼠静脉
注射石蒜伦碱l~10 mg/kg时,可使动物血压降低
并减少心率,且作用强度与剂量呈线性关系。而
重复注射能产生快速耐受。石蒜伦碱的降压作用
是由于降低交感神经活性,与α受体阻断有关,
且能改变迷走神经活性使心搏徐缓[21]。石蒜伦
碱、高石蒜碱在15 mg/kg的剂量下,对血压的降
低率超过20 %,持续时间为20~360 min[22]。
5 抗寄生虫、抗疟作用
Ouarzane-Amara等[23]研究发现水鬼蕉碱、
7-脱氧水仙环素通过抑制脑炎微孢子虫(E.
intestinalis)的有丝分裂来抑制其繁殖,水鬼蕉
碱和7-脱氧水仙环素对E. intestinalis的IC50分别为
0.18,0.2 μmol/L,分别比对宿主正常细胞的IC50
约低8倍,说明水鬼蕉碱、7-脱氧水仙环素在抑
制E. intestinalis生长的同时对宿主的正常细胞没
有影响。Sener等[24]的研究表明网球花胺和石蒜
碱对恶性疟原虫(P. Falciparum)T9.96有较高
活性。Campbell等[25]研究发现石蒜碱对氯喹敏感
型疟原虫D10和氯喹耐药型疟原虫FAC8都有一
定的活性。
6 其他药理作用
Ilavenil等[26]研究发现石蒜碱能有效对抗四
氯化碳诱导的瑞士小白鼠肝细胞氧化损伤,且不
会影响肝细胞的代谢功能和结构的完整。多种实
验证明石蒜碱刺激肾上腺皮质功能的作用是通过
垂体实现的,石蒜碱对兔甲醛性、大鼠蛋清性关
节炎和家兔蛋白过敏性休克有明显的拮抗作用,
还可促进兔脑垂体分泌抗利尿激素。小剂量石蒜
碱略有降低血糖作用,并能降低肾上腺素引起的
大鼠高血糖,但较大剂量反使血糖显著升高[19]。
在俄罗斯,石蒜碱在急、慢性肺和支气管炎治疗
过程中用来祛痰[27]。石蒜碱静脉或皮下注射对兔
甲醛性及大鼠蛋清性脚肿胀有明显对抗作用,切
152 食品与药品 Food and Drug 2016年第18卷第2期
除肾上腺后,此作用则消失,说明石蒜碱抗炎作
用可能与兴奋垂体-肾上腺皮质功能有关[28]。
7 总结
目前,国内外学者对植物水鬼蕉中的生物
碱有了一定研究,如水鬼蕉碱、石蒜碱等被证实
有非常强的药理活性。并对水鬼蕉碱结构与活性
之间的关系有了一定的认识,且已开始对其结构
进行修饰改造,希望得到药理活性更强、毒性更
小的半合成天然药物。但 是,植物水鬼蕉中的生
物碱成分繁多复杂,仍有许多成分的化学结构、
药理活性、作用机制尚不明确。尽管如此,植物
水鬼蕉中的部分生物碱已表现出出色的抗肿瘤、
抗病毒、抗疟等作用,有望进一步研究开发新型
的抗肿瘤、抗病毒、抗疟药物。
参考文献
[1] 国家中医药管理局《中华本草》编委会. 中华本草[M]. 上海:
上海科学技术出版社, 1999, 8: 205-206.
[2] 韩日, 陈宁, 季宇彬. 水鬼蕉生物碱成分的研究进展[J]. 黑龙江
医药, 2013, 26(2): 209-211.
[3] 马楠楠, 陈宁,季宇彬. 水鬼蕉生物碱抗肿瘤研究进展[J]. 黑龙
江医药, 2013, 26(2): 205-208.
[4] Ji Y B, Zheng J, Chen N, et al. Isocarbostyril alkaloids and their
derivatives as promising antitumor agents[J]. AMM, 2013, 414:
3150-3153.
[5] Kekre N, Griffin C, McNulty J, et al. Pancratistatin causes
early activation of caspase-3 and fl ipping of phosphatidyl serine
followed by rapid apoptosis specifically in human lymphoma
cells[J]. Cancer Chemother Pharmacol, 2005, 56(1): 29-38.
[6] Griffin C, Karnik A, McNulty J, et al. Pancratistatin selectively
targets cancer cell mitochondria and reduces growth of human
colon tumor xenografts[J]. Mol Cancer Ther, 2011, 10(1): 57-68.
[7] McLachlan A, Kekre N, McNulty J, et al. Pancratistatin: a natural
anti-cancer compound that targets mitochondria specifi cally in cancer
cells to induce apoptosis[J]. Apoptosis, 2005,10(3): 619-630.
[8] Ji Y B, Song C H, Chen N, et al. Narciclasine-a potential
anticancer drug[J]. AMM, 2013, 414: 3154-3157.
[9] 陈宁, 董岩, 凌娜, 等. 石蒜科两种典型异喹诺酮类生物碱及其
衍生物的构效关系[J]. 食品与药品, 2014, 16(1): 52-54.
[10] Liu J, Hu W X, He L F, et al. Effects of lycorine on HL-60 cells
via arresting cell cycle and inducing apoptosis[J]. Febs Lett, 2004,
578(3): 245-250.
[11] Li Y, Liu J, Tang L J, et al. Apoptosis induced by lycorine in KM3
cells is associated with the G0/G1 cell cycle arrest[J]. Oncol Rep,
2007, 17(2): 277-384.
[12] 张望成, 陈宁. 水鬼蕉生物碱对人肝癌细胞HepG-2凋亡作用研
究[J]. 哈尔滨商业大学学报, 2013, 29(1): 18-21.
[13] Zupkó I, Réthy B, Hohmann J, et al. Antitumor activity of
alkaloids derived from Amaryllidaceae species[J]. In Vivo, 2009,
23(1): 41-48.
[14] Evidente A, Kornienko A. Alkaloids from Leucojum vernum and
antiretroviral activity of Amaryllidaceae alkaloids[J]. Phytochem
Rev, 2009, 8(2): 449-459.
[15] Szlávik L, Gyuris A, Minárovits J, et al. Alkaloids from Leucojum
vernum and antiretroviral activity of Amaryllidaceae Alkaloids[J].
Planta Med, 2004, 70(9): 871-873.
[16] Gabrielsen B, Monath T P, Huggins J W, et al. Antiviral (RNA)
activity of selected Amaryllidaceae isoquinoline constituents and
synthesis of related substances[J]. J Nat Prod, 1992, 55(11): 1569-1581.
[17] Renard nozazki J, Kim T, Imakura Y, et al. Effect of alkaloids
isolated from amaryllidaceae on herpes simplex virus[J]. Res Virol,
1989,140(2):115-128.
[18] Li S Y, Chen C, Zhang H Q, et al. Identification of natural
compounds with antiviral activities against SARS-associated
coronavirus[J]. Antiviral Res, 2005, 67(1): 18-23.
[19] 黄春林, 朱晓新. 中药药理与临床手册[M]. 北京: 人民卫生出版
社, 2006: 244-246.
[20] 秦昆明, 李笑, 徐昭, 等. 石蒜碱及其衍生物的药理作用研究概
况[J]. 北京联合大学学报(自然科学版), 2009, 23(1): 6-10.
[21] 陈泉生. 石蒜伦碱对大鼠的降压机理[J]. 国外医药·植物药分册,
1981, 3: 37-38.
[22] 王欢, 王跃虎, 陈丽娟, 等. 石蒜属植物生物碱成分研究进展[J].
天然产物研究与开发, 2012, 24(5): 691-697.
[23] Ouarzane-Amara M, Franetich J F, Mazier D, et al. In vitro
activities of two antimitotic compounds, pancratistatin and
7-deoxynarciclasine, against Encephalitozoon intestinalis, a
microsporidium causing infections in humans[J]. Antimicrob
Agents Chemother, 2001, 45(12): 3409-3415.
[24] Sener B, Orhan I, Satayavivad J. Antimalarial activity screening
of some alkaloids and the plant extracts from Amaryllidaceae[J].
Phytother Res, 2003,17(10): 1220-1223.
[25] Campbell W E, NairJ J, Gammon D W, et al. Cytotoxic and
antimalarial alkaloids from Brunsvigia littoralis[J]. Planta Med,
1998, 64(1): 91-93.
[26] Ilavenil S, Kaleeswaran B, Ravikumar S. Protective effects of lycorine
against carbon tetrachloride induced hepatotoxicity in Swiss albino
mice[J]. Fundam Clin Pharmacol, 2012, 26(3): 393-401.
[27] Liu X, Jiang J, Jiao X, et al. Lycorine induces apoptosis and down-
regulation of Mcl-1 in human leukemia cells[J]. Cancer Lett,
2009, 274: 16-24.
[28] 吴志平, 陈雨, 冯煦, 等. 石蒜科药用植物生物碱的药理学研究
[J]. 中国野生植物资源, 2008, 27(5): 26-31.
食品与药品 Food and Drug 2016年第18卷第2期 I