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虎皮兰中成分及其活性的研究进展



全 文 :收稿日期:2015 - 02 - 14;修回日期:2015 - 04 - 03
作者简介:刘 莹(1989 - ),女,硕士研究生,793554969@
qq. com.
通信作者:文继红(1966 - ),女,副教授,博士,研究方向为
妇科肿瘤与药物的研发,jihong. wen @ aliyun. com;李泽鸿
(1965 - ),女,教授,博士,研究方向为药物研发,554233128
@ qq. com.
虎皮兰中成分及其活性的研究进展
刘 莹1,张 帆1,张 璐2,文继红3,李泽鸿1
(1.吉林农业大学 生命科学学院,长春 130118;2.长春市教育技术装备处,长春 130060;
3.吉林大学 第一医院,长春 130021)
中图分类号:S853. 72 文献标识码:A 文章编号:1004 - 7034(2016)01 - 0060 - 03
虎皮兰(Sansevieria trifasciata)为百合科虎皮兰
属,原产非洲西部[1],适应环境能力强,叶纤维强韧,
可用于编织[2]。目前在我国各地均有栽培,为常见
的室内盆栽观叶植物,而且具有保护环境的功效,能
够有效吸收甲醛,被人们称为“天然的清道夫”[3]。
我国常见的栽培种类有金边虎皮兰和柱叶虎皮
兰,前者叶有金黄色边缘,后者叶呈圆柱形并有纵槽,
易于识别。此外,虎皮兰具有消炎、清热解毒、行气活
血、舒筋活络等作用,对心血管、胃溃疡、动脉硬化等
疾病有治疗功效;还能降脂、减肥、降压,不但不损伤
元气,反而可以补充营养,增加人体精力[4]。虎皮兰
的色素也是一种性能较好的色素,是一种极具开发前
景的天然色素资源。
龙舌兰科(Agavaceae)植物共有 21 个属约 670
个种,分布于美洲、非洲、亚洲、太平洋,以及大西洋、
印度洋的一些岛屿等热带和亚热带地区,其中以墨西
哥和美国西南部,尤其是两国交界处的索诺拉荒漠种
类最多。龙舌兰科植物是热带、亚热带地区主要种植
生产的经济作物和观赏植物,主要分布在我国南方的
广东、广西、福建等省[5]。虎皮兰扦插是繁殖的主要
方式[6]。我国学者在虎皮兰组织培养研究中发现,
选用生长一段时间的嫩叶片作为外植体可显著促进
外植体增殖[7]。虎皮兰具有匍匐生长的根状茎,叶
片直接从根茎上长出,叶片坚挺直立,叶面有灰白和
深绿相间的虎尾状横带斑纹,株形和叶色变化较大,
其花期为春夏季,花为总状花序,花色呈白色至淡绿
色,有一股淡雅香味,栽培利用广泛[8]。
1 虎皮兰中主要的化学成分
1. 1 营养成分
2008 年,李泽鸿等[9]对虎皮兰的营养成分进行
了研究,结果发现,粗蛋白为 9. 39%、粗脂肪为
3. 67%、粗纤维为 11. 77%、粗灰分为 8. 20%、水分为
3. 04%、磷为 0. 032%。张璐[10]对虎皮兰中常量元
素、微量元素和四种重金属元素的含量进行了测定,
其常量元素含量的测定结果为钙 172. 85 mg /g、镁
42. 87 mg /g、钾 0. 121 2 mg /g、钠 0. 068 7 mg /g,微量
元素 的 测 定 结 果 为 铁 0. 106 6 mg /g、锰
0. 077 0 mg /g、铜 0. 007 3 mg /g、锌 0. 004 0 mg /g,重
金属元素含量的测定结果为砷 0. 140 6 μg /g、镉
0. 119 9 μg /g、铅0. 222 5 μg /g,汞未检出。
1. 2 氨基酸
虎皮兰中氨基酸的测定结果显示[9]:虎皮兰中
氨基酸种类齐全,各种氨基酸的总质量分数平均达到
6. 386%,其中必需氨基酸质量分数平均值为
2. 384%。虎皮兰中的氨基酸种类齐全,含量丰富,包
括人体内不能合成的必需氨基酸,其中谷氨酸含量最
高,精氨酸含量次之,天门冬氨酸、缬氨酸和亮氨酸含
量也很高。
1. 3 糖类
虎皮兰中含有大量的多糖,含量高达 29. 1%,张
帆[11]在对其多糖的研究中分离出了 TPS - H、TPS -
A、TPS - B、TPS - C四个组分。
1. 4 甾体皂苷
甾体皂苷是自然界中分布很广的一种天然有机
化合物,现有很多报道都指出,在虎皮兰属的植物中
含有丰富的甾体皂苷[12],如在龙舌兰科植物尤它龙
舌兰(Agave utahensis)中分离得到数种新的甾体皂
苷[13],在龙舌兰科植物月下香(Polianthes tuberosa)
中分离出 7 种甾体皂苷[14]。此外,金建明等[15]在龙
舌兰的发酵汁中发现了新的甾体皂苷,并且其所含有
的甾体皂苷元是生产甾体激素药物的重要原料。马
超等[16]在龙舌兰科植物剑麻中也发现了甾体皂苷。
此外,龙舌兰科中的晚相玉(Polianthus tuberosa L.)、
龙舌兰(Agave americana L.)、金边龙舌兰(Agave a-
mericana L. var. marginata Trel.)也都曾被报道含有
丰富的甾体皂苷。张璐[10]通过超声波法,摸索出温
·06·
2016(01):60 - 62
DOI:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2016.0018
度为 40 ℃、乙醇浓度为 70%、固液比例为 1∶ 15、提
取时间为 50 min 是提取虎皮兰中总皂苷的最佳
条件。
2 虎皮兰的药理作用
2. 1 治疗糖尿病
糖尿病是严重危害人类生命的疾病之一,其发病
率呈逐年上升趋势。I. J. Chigozie 等 [17]通过对小
鼠注射四氧嘧啶构建糖尿病小鼠模型,再用虎皮兰叶
片水提物口服喂养模型小鼠,结果有很好的降血糖效
果,经分析发现其中含有黄酮类、皂甙和丹宁酸等化
合物,这些物质都对降低血糖有一定作用,因此建议
将虎皮兰叶片用于非洲糖尿病患者的保健。
2. 2 消炎、镇痛
早在 2009 年,J. S. Anbu 等[18]通过建立两种模
型(小鼠前爪注射甲醛和小鼠背部注射啤酒酵母悬
液)研究虎皮兰乙醇提取物对小鼠抗疼痛的影响,结
果表明,虎皮兰乙醇粗提液可以作用于小鼠外周神经
和中枢神经,延长小鼠的痛阈值,减少小鼠的扭体次
数,具有镇痛作用,尤其对甲醛刺激的小鼠表现出的
镇痛效果更好。J. Roy等[19]采用二甲苯致小鼠耳廓
肿胀法观察虎皮兰乙醇提取物的抗炎作用,结果发
现,其能抑制由二甲苯所致的炎症反应,可显著减轻
小鼠耳廓肿胀,具有抗炎作用。此后,研究人员还发
现,虎皮兰的水提取物也具有消炎功效[20]。Sansevi-
era liberica(ASL)同属于龙舌兰科,大多数分布在澳
洲的热带、亚热带地区。在民间医学中,ASL 的根部
可用于治疗发烧、感冒、头痛,效果如同抗生素、消炎
药、止痛剂。O. O. Adeyemi 等[21]在对 ASL 根部提取
物的研究中证实了其具有抗惊厥和镇静作用,可用于
抗惊厥药物的研制。
2. 3 抗氧化作用
R. N. Andhare等[22]研究发现,虎皮兰乙醇提取
物对 1,1 -二苯基 - 2 -三硝基苯肼 (DPPH)自由基
有较好的清除作用。张帆[11]通过抗氧化试验发现,
虎皮兰多糖对羟自由基、超氧阴离子自由基、DPPH
自由基有一定的清除作用,并推测虎皮兰粗多糖可阻
止自由基损伤的链式反应。从虎眼万年青中分离纯
化得到的多糖,体外均具有抑制实体瘤 180 的作用,
其中多糖组分 OCAP -2 - 2、OCAP -3 - 1 和 OCAP -
3 - 2 具有显著抑制人白血病细胞 K562 的功能。
2. 4 止泻
腹泻已经成为当今全球性重要的公共卫生问题
之一,特别是在发展中国家,它的发病率极高,是常见
的卫生疾病,每年全球死亡率多达 400 万例[23]。目
前在非洲传统医药中用虎皮兰治疗腹泻,研究人员用
虎皮兰根水提取物对小鼠进行灌胃和注射试验,证实
了这一治疗方法的可靠性[24]。
2. 5 抗过敏
在印度,虎皮兰的叶子和根茎被民间用于治疗支
气管疾病、咳嗽、哮喘、蛇毒和昆虫叮咬等。R. N.
Andhare等[22]通过构建小鼠模型对虎皮兰乙醇提取
物进行研究,结果发现,提取液可以抑制牛奶引起的
嗜酸性粒细胞和白细胞增多,阻止化合物 48 /80 诱导
肥大细胞脱粒,并且对组织胺诱发的豚鼠足跖肿胀有
一定对抗作用。说明虎皮兰提取物具有较强的抗变
态反应作用,其作用机制可能在于虎皮兰醇提液中含
有的黄酮类化合物抑制肥大细胞释放炎症介质。
2. 6 抑癌作用
长久以来,从植物中提取抗癌天然产物是研究的
热点,初步试验证明,虎皮兰也有一定的抑制癌细胞
的功效。很多龙舌兰科植物都含有甾体皂苷并具有
很强的生物活性,有学者对从龙舌兰科植物尤它龙舌
兰中分离得到的 2 种新甾体皂苷化合物进行了鉴定,
结果表明,这两种甾体皂苷对 HL - 60 细胞具有较强
的细胞毒性[13]。从龙舌兰科植物月下香(Polianthes
tuberosa)中分离得到的 4 种甾体皂苷除了对 HL - 60
细胞具有较强的细胞毒性外,还对实体瘤细胞有较强
的细胞毒性[14]。2000 年,M. Haraguchi 等[25]研究发
现,虎眼万年青的胆固醇类皂苷 OSW -1 及其同系物
在体外对人体细胞无毒性,而对恶性肿瘤细胞却具有
极强的毒性,可达临床常用抗癌药物如丝裂霉素、表
柔比星、顺铂、喜树碱和紫杉醇的 100 倍。研究证实,
在抗癌活性中,Cantalasaponin 1 在体外对人宫颈癌细
胞 JTC - 26 有抑制作用,海柯皂苷元对人类白血病细
胞 HL -60 有抑制作用[13]。
张璐[10]对虎皮兰中总皂苷进行了生物活性研
究,将其加到四种癌细胞内进行筛选,结果发现,虎皮
兰总皂苷对人白血病细胞系 JurKat 细胞有明显的抑
制作用,对人宫颈癌细胞系 HeLa 和人胃癌细胞系
BGC823 没有抑制作用,对正常细胞的中国仓鼠卵巢
细胞 CHO没有杀伤力,说明虎皮兰总皂苷并不是对
所有癌细胞都有抑制作用,从而证明虎皮兰总皂苷的
特异性。张璐[10]对虎皮兰中皂苷的生物活性进行了
研究,结果发现,纯化后的皂苷对人白血病细胞系
JurKat细胞有明显的抑制作用,证明了虎皮兰皂苷的
特异性。
张帆[11]从虎皮兰中分出 4 种多糖组分,并对其
中的 TPS、TPS - H、TPS - A 进行了抑制肿瘤活性试
验,结果表明,三种多糖组分对部分肿瘤细胞具有抑
制作用,组分在一定浓度范围内对人肺癌细胞系
A549 和人鼻咽癌细胞系 CNE 均有一定抑制作用,而
虎皮兰纯化多糖组分对人结肠癌细胞 LoVo 无抑制
·16·
№,01,2016
作用,对人正常肝细胞 LO2 无杀伤效果,表明虎皮兰
多糖纯化组分的特异性显著,毒副作用小。
3 结语
综上所述,虎皮兰含有许多化学成分,药理作用
广泛,从目前查阅到的国内外研究文献来看,人们更
加重视虎皮兰的栽培技术和粗提物的药理作用,但在
虎皮兰单一组分研究方面还很有限,缺少进一步应用
该植物的理论依据,因此应该加大对该植物化学成分
的研究力度,从而发现该植物的新用途,使虎皮兰有
更多的利用价值。
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