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农吉利的研究进展



全 文 :农吉利的研究进展
李 莹,孙敬勇,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:农吉利的化学成分主要有生物碱类和黄酮类,且抗肿瘤作用明显。本文就化学成分、药理活性、主要成分农吉利
甲素(Monocrotaline,MCT)的作用机制及衍生物、药材的质量控制进行了综述。
关键词:农吉利;化学成分;药理活性
中图分类号:R284      文献标识码:A      文章编号:1672-979X(2015)02-0147-05
Research Progress on Crotalaria Sessilifl ora L.
LI Ying, SUN Jing-yong, YAO Qing-qiang
(Institute of Materia Medica, Shandong Academy of Medical Sciences, Key Laboratory for Rare Disease of Shandong
Province, Jinan 250062, China)
Abstract: The main chemical ingredients of Crotalaria sessiliflora L. are alkaloids and flavonoids, and anti-tumor
activity of Crotalaria sessiliflora L. is obvious. In this paper, the chemical composition, pharmacological activity,
mechanism of action and derivatives of monocrotaline (MCT) and the quality control of medicinal material are
reviewed.
Key Words: Crotalaria sessilifl ora L.; chemical composition; pharmacological activity
收稿日期:2014-07-25
作者简介:李莹(1990-),女,山东邹平人,硕士研究生,研究方向为天然药物化学 E-mail: aying092@163.com
*通讯作者:姚庆强,男,研究员,博士生导师,从事天然药物的研发 Tel: (0531)82919962
农吉利为豆科猪屎豆属植物农吉利(Crotalaria
sessiliflora L.)的干燥全草,别名有野百合、佛指
甲、狗铃草等,主要分布于亚欧大陆,在我国分布于
东北、华东、华南以及西南各地。该植物具有降压、
抗肿瘤、促进平滑肌收缩等作用。本文旨在综述国内
外关于农吉利的化学成分、药理活性、质量控制的研
究情况, 为开展该植物研究提供参考。
1 农吉利的化学成分
目前从农吉利中分离得到的化学成分主要有生
物碱(alkaloids)、黄酮类(flavonoids)、氨基酸
(amino acid)、多糖(polysaccharides)等[1]。
1.1 生物碱类
黄量等[2]从农吉利种子中分离得到农吉利碱I和农
吉利碱II。碱I经鉴定为农吉利甲素,水解可得倒千里
光裂碱(retronecine);碱II经鉴定为倒千里光裂碱
(retronecine)和阔叶千里光次酸(platynecic acid)
组成的一个新双稠吡咯啶生物碱,此结构后期有文献
报道为全缘千里光碱(integerrimine)[3]。
Roder等[3]从农吉利种子中提取分离得到了3种生
物碱:农吉利甲素(monocrotaline)、全缘千里光
碱和毛束草碱(trichodesmine),结构见图1化合物
1~3。
全国农吉利研究协作组第二次会议指出,秋季采
集的农吉利鲜草的茎和叶中仅含野百合碱,而种子内
除含约3 %野百合碱外,尚有4~6中微量生物碱,总
量约为0.012 %[4]。
1.2 黄酮类
Yoo等 [5]从农吉利全草中分离得到4种黄酮类化
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合物,分别是2’,4’,5,7-四羟基异黄酮,2’,4’,7-
三羟基异黄酮, 4’ , 7 -二羟基黄酮,异牡荆素
(isovitexin),相关结构见图1化合物4~7。
Mun’im等[6]从农吉利中提取分离了三种黄酮类
化合物,为牡荆素(Vitexin),荭草素(Orientin)
和异荭草素(Isoorientin),并证明这三种化合物都
具有抗氧化活性,相关结构见图1化合物8~10。
1.3 有机酸
靖永谦等 [7]分离得到天冬氨酸、谷氨酸、丙氨
酸、苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮
氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨
酸、精氨酸、脯氨酸等氨基酸。
1.4 其它类
Mun’im等 [6]从农吉利中提取分离了对苯二酚
(hydroquinone)、红果酸(eucomic acid)、羟基
粘康酸(hydroxyeucomic acid)、(2R)-圣草酚-7-
O-β-D-吡喃葡萄糖苷[(2R)-eriodictyol-7-O-β-D-
glucopyranoside],相关结构见图1化合物11~14。

N
H
O
O
O
O
H
HO
OHCH3 CH3
R
1 R=H3C,农吉利甲素
2 R=i-C3H7,毛束草碱
N
O
H3C
O
O
H
HO
H
CH3
CH3
3 全缘千里光碱
O
O
HO
R
OH
OH
O
O
HO
R1
R2
OH
O
O
HO
OH
R1
OH
8 牡荆素,R1=R3=H,R2= -D-吡喃葡萄糖基
9 荭草苷,R1=H,R2= -D-吡喃葡萄糖基R3=OH
10 异荭草苷,R1= -D-吡喃葡萄糖基,R2=H,R3=OH
R2
R3
OH
OH
11 对苯二酚
HO
H H
COOH
OHH
COOHH
R
12 eucomic acid,R=H
13 hydroxyeucomic,R=OH
O
O
O
OH
F
OH
OH
OHOH2C
HO
HO OH
14 (2R)-圣草酚-7-O- -D-吡喃葡萄糖苷
4 2,4,5,7-四羟基异黄酮,R=OH
5 2,4,7-三羟基异黄酮,R=H
6 4,7-二羟基黄酮,R1=H,R2=H
7 异牡荆素,R1=OH,R2=Glc
图1 农吉利主要化合物结构式
2 农吉利的药理作用
2.1 对心脏的影响
体外野百合碱100~500 mg/mL浓度可抑制兔心
搏动,2~6 mg/kg静注可使犬血压下降15 %~50 %,
并持续10~45 min,随剂量增加降压程度加大,持续
时间延长。阿托品可阻断其对心脏的抑制和降压作用[8]。
牡荆素对大鼠急性心肌缺血损伤有明显保护作
用,其作用与提高心肌组织抗氧化能力,改善心肌能
量代谢有关[9]。
全缘千里光碱能降低麻醉猫动脉压,犬1~3 mg/
kg静脉注射具有显著降压作用[10]。
2.2 抗肿瘤作用
野百合碱和全缘千里光碱具有显著的抗肿瘤作
用。用农吉利治疗皮肤癌、宫颈癌获得较好疗效[11]。
野百合碱外敷或注射对多种实验性肿瘤有抑制作用,主
要供局部应用,对皮肤鳞癌和基底细胞癌疗效较好[12]。
体外实验表明,野百合碱对人体肝癌细胞株
BEL7402、KB等细胞均有显著细胞毒作用[13]。体内
实验,野百合碱对S180、W256等多种瘤株有显著抑
制作用;对淋巴肉瘤腹水型L1、S37、L615、淋巴细
148 食品与药品 Food and Drug 2015年第 17卷第2期
胞白血病L1210﹑艾氏腹水癌、Lewis癌转移型﹑黑色
素瘤B16、地鼠浆细胞瘤和腺癌755等均有较高的抑
制作用[14]。
千里光碱可以阻滞细胞周期,抑制肿瘤细胞
DNA合成,改善黑色素瘤细胞的超微结构,从而发
挥抑制肿瘤的作用[15]。
农吉利制成各种剂型用于治疗恶性肿瘤,总有效
率60 %以上[16]。
2.3 促进平滑肌收缩
10~20 mg/mL农吉利甲素可增加家兔和豚鼠的离
体回肠收缩张力和幅度,大鼠和豚鼠的子宫收缩增
大。该碱50~100 mg/mL对犬气管条片呈现迅速而持
久的收缩[8]。
2.4 对呼吸的影响
犬静注2~6 mg/kg农吉利甲素可暂时轻度抑制呼
吸频率和深度[8]。据《中华本草》记载,农吉利全草
治疗慢性气管炎总有效率为73.8 %,经3个疗程以上
有效率可达90 %以上,未见副反应。
3 主要成分农吉利甲素的相关研究
农吉利主要成分农吉利甲素抗肿瘤作用明显,但
其致肝毒性和肺动脉高压的性质限制了它在临床上的
应用。为降低毒性同时保留其抗肿瘤活性,研究人员
对农吉利甲素作用机制及其衍生物进行了一系列研究。
3.1 毒性机制
Culvenor等[17-18]认为在双稠吡咯啶类化合物的结
构中,双稠吡咯啶环1,2位的双键、伯羟基酯化的烯
丙酯基团是抗肿瘤的活性部位,肝毒性生物碱的特点
是1,2位双键存在于双稠吡咯啶环上,而在酯酰基的
α位上,常带有位阻较大的基团,因此其抗癌作用和
肝脏毒性是分不开的。如果l,2位双键饱和,即失去烯
丙酯基团,在消除肝毒性的同时,也失去了抗癌活性。
Lafranconi等[19]研究发现,农吉利甲素单体对肺
无作用,而离体灌注农吉利甲素代谢物后则能产生肺
毒性的化学物质,这也就为农吉利甲素代谢物产生肺
毒性提供了直接证据。
Estep等[20]认为农吉利甲素在红细胞中的保留表
明,红细胞可能是将农吉利甲素代谢物运到其它器官
的运载体,这可能是导致肺毒性的一个因素。
Mathew等[21]认为农吉利甲素引发肺动脉高压与
一氧化氮的低生物利用度有关。因此,实验人员先
给大鼠服用农吉利甲素和L精氨酸(一氧化氮的前导
物),两星期后评估一氧化氮合酶信使RNA、内皮
型一氧化氮合酶蛋白、环鸟甘酸和巯基化水平(氧化
应激指示剂)。结果表明,农吉利甲素不改变内皮型
一氧化氮合酶信使RNA或内皮型一氧化氮合酶蛋白
在肺部的表达,而导致巯基化水平降低。因此,低巯
基化水平可能是导致一氧化氮活性减弱和低环鸟甘酸
水平的原因。继而表明,氧化应激可能是农吉利甲素
导致肺动脉高压的一个因素。
Homma等[22]认为农吉利甲素抗肿瘤作用的机制
可能与其在肝内代谢为相应的具有很强烷化能力的双
稠吡咯啶衍生物有关,它可选择性地烷化细胞DNA
分子上的特定区,从而阻止细胞DNA合成进入有丝
分裂区,引起染色体畸变或断裂,抑制DNA复制与
转录,干扰细胞生物氧化和蛋白质合成等。
Reid等[23]研究农吉利甲素在F344和SD大鼠中的
代谢和分布区别,结果表明,种属不同对肺毒性不
同,原因可能是不同种属的大鼠对毒性代谢物的反应
不同。
3.2 MCT衍生物的合成
Culvenor等[17-18]曾制得1,2-二氢lα,2α-环氧农吉利
碱和3’-O-三氟乙酰农吉利碱三氟乙酸盐。先将1,2-
二氢吡咯里西啶氧化,再经一系列脱氢作用,最后烷
化得到6,7-二氢-5H-吡咯里西啶衍生物。
黄量等[2]制备了8个农吉利甲素的衍生物,一类
为分子中羟基的衍生物,另一类为分子中氮的衍生
物。其中有3种物质具有抗癌活性,但因毒性较大未
能临床使用。
余诚方等[24]将农吉利甲素用均相催化氢化,合成
了二氢农吉利甲素,药理实验表明,这个生物碱虽然
双键饱和,但抗癌作用仍保留;又制备了7种农吉利
甲素的衍生物,3种未见报道的分别为二氢农吉利碱
亚硫酸酯,二氢农吉利碱氮氧化物, 农吉利碱亚磷
酸酯[25]。
陈培勋等 [26]先制备含一分子结晶水的农甲氮
氧化物(MNO·H2O)),再与醋酸酐作用,在纯N2
条件下制备农甲吡咯衍生物(monoerotaline pyrrole
derivatives:MPD)。
4 相关质量分析研究
农吉利由于肝毒性等副作用的局限,临床已不再
食品与药品 Food and Drug 2015年第 17卷第2期 149
使用。目前国家对农吉利药材仅颁布了一个标准,收
载于《中国药典》1977年版中。鉴于现有标准的局限
性,有关农吉利药材质量控制方法的研究工作先后被
报导,主要内容如下。
4.1 提取方法的选择
樊轻亚等[27]采用甲醇超声提取法提取农吉利中农
吉利甲素,用高效液相色谱法(HPLC)测定农吉利
甲素的含量,实验表明,提取温度40 ℃、提取时间
20 min、料液比1:20时效果最佳。
王李平等[28]采用响应面法优化了乙醇微波辅助萃
取农吉利中牡荆素和异牡荆素的条件,用高效液相色
谱法测定提取液中牡荆素和异牡荆素的含量。确定了
最优提取条件为:提取温度152 ℃,液料比为44:1,
提取时间6.6 min。
朱丹等 [29]以乙醇-硫酸铵双水相体系为提取溶
剂,采用聚焦微波辅助提取法提取农吉利中的牡荆
素和异牡荆素,HPLC测定。得最佳提取条件为:双
水相的组成:35 %乙醇-16 %硫酸铵,药材颗粒度80
目,料液比1:50,微波功率140 W,提取时间20 min。
黄晓文等[30]采用微波辐射溶剂法提取农吉利中的
总黄酮,当微波辐射功率为560 W,辐射时间2 min,
提取温度70 ℃,提取时间1.5 h时提取效率最高。与
常规溶剂回流提取相比,山东和广西样品中总黄酮的
提取率分别提高48.3 %和23.2 %。
4.2 原药材的研究
樊轻亚等[31]采用微波辐射农吉利药材,再溶剂提
取农吉利中的黄酮化合物,用HPLC测定其中的牡荆
素和异牡荆素含量,得出结论:广西药材含量最高,
其次为湖北和河北。
4.3 指纹图谱的研究
张薇等 [32]采用C18色谱柱,分别以甲醇-0.5 %
乙酸溶液和甲醇-0.04 %氨水溶液作为流动相梯度洗
脱,用二极管阵列检测器(DAD)检测,分别以牡
荆素和农吉利甲素作为黄酮化合物和生物碱的参照
峰,研究了农吉利中黄酮类化合物和生物碱两种主要
有效成分的色谱分离条件,得到各批药材有9个黄酮
化合物和4个生物碱共有峰。此法可用于不同产地农
吉利药材的指纹图谱的鉴定和质量评价。
5 讨论与展望
农吉利抗肿瘤作用明显,但由于其副作用的限
制,人们对其研究还不够深入。现有研究也仅局限于
其成分分析和质量控制方面,药理学方面还比较缺
乏。因此进一步深入研究农吉利药材及其药理药效,
对丰富我国的药用资源,提升产品的整体竞争力有重
要的意义。
参考文献
[1] 江苏新医学院. 中药大辞典[M]. 上海:上海科技出版社,
2001:925-928.
[2] 黄量,吴克美,薛智,等. 农吉利抗癌有效成分的分离及其衍
生物的合成[J]. 药学学报,1980,15(5):278-282.
[3] Roder E,Liang X T,Kabus K J. Pyrrolizidine alkaloids from
the seeds of Crotalaria sessilifl ora[J] . Planta Med, 1992, 58: 283.
[4] 1974年农吉利的主要研究情况[C].全国农吉利研究协作组第二
次会议简报. 1974:24-26.
[5] Yoo H S,Lee J S,Kim C Y,et al. Flavonoids of Crotalaria
sessilifl ora[J]. Arch Pharm Res, 2004,27(5):544-546.
[6] Mun’im A, Negishi O, Ozawa T. Antioxidative compounds from
Crotalaria sessilifl ora[J]. Biosci Biotechnol Biochem, 2003, 67(2):
410-414.
[7] 靖永谦,李宏善,陈瑞华. 农吉利中氨基酸成分的研究[J]. 中
药通报,1987,12(7):41-42.
[8] Garg K N, Sethi M L. Studies on Crotalaria sericea, some
pharmacological actions of monocrataline preliminary
observations[J]. Indian J Med Res, 1962, 50: 435-438.
[9] 董六一,邵旭,江勤,等. 牡荆素对大鼠实验性心肌缺血损伤
的保护作用及其机制[J]. 中草药,2011,42(7):1378-1383.
[10] 陈冀胜,郑硕. 中国有毒植物[M]. 北京:科学出版社,1987:
309-310.
[11] 葛宝林,朱文菀,李湘云,等.农吉利甲素对人体和动物
癌细胞核酸生物合成的影响[J].病理生理学报,1985,19
(11):30-34.
[12] 陈新谦,金有豫. 新编药物学[M]. 北京:人民卫生出版社,
1995:458.
[13] 青岛医学院肿瘤研究室. 肿瘤防治研究[Z]. 1979:6.
[14] 季宇彬,张广美. 中药抗肿瘤有效成分药理与应用[M]. 哈尔
滨:黑龙江科学技术出版社,1998.
[15] 成秉辰. 千里光碱脂质体对黑色素瘤B16细胞周期和超微结构
的影响[J]. 实用肿瘤学杂志,2007,21(6):547-549.
[16] 山东省卫生局肿瘤防治办公室 . 农吉利治癌研究资料[Z] .
1972,(2):11.
[17] Culvenor C C J , Donovan G M, Sawhney R S, et a l .
Pyrrrolizidine-1, 2-epoxides.The α -and β-epoxides from
monocrataline[J]. Aust J Chem, 1970, 23: 347-352.
[18] Culvenor C C J, Edgar J A, Smith L W, et al. Dihydropyrrolizines
III preparation and reations of derivatives related to pyrrolizidine
alkaloids[J]. Aust J Chem, 1970, 23: 1853-1967.
150 食品与药品 Food and Drug 2015年第 17卷第2期
[19] Lafranconi W M, Huxtable R J. Hepatic metabolism and
pulmonary toxicity of monocrotaline using isolated perfused liver
and lung[J]. Biochem Pharm, 1984, 33(15): 2479-2484.
[20] Estep J E, Lame M W, Morin D, et al. [14C] Monocrtaline kinetics
and metabolism in the rat[J]. Drug Metab Dispos, 1990, 19(1):
135-139.
[21] Mathew R, Yuan N, Rosenfeld L, et al. Effects of monorotaline on
endothelial nitric oxide synthase expression and sulfhydryl levels
in rat lungs[J]. Heart Disease, 2002, 4: 152-158.
[22] Homma N, Morio Y, Takahashi H, et al.Genistein,a
phytoestrogen,attenuates monocrotaline induced pulmonary
hypertension [J].Respiration, 2006, (1): 105-112.
[23] Reid M J, Lame M W, Morin D, et al. Monocrotalinr metabolism
and distribution in fisher 344 and sprague-dawley rats[J]. Comp
Biochem Physiol, 1997, 117(1): 115-123.
[24] 余诚方, 崔季巧,张珮瑛,等. 农吉利碱的均相催化氢化[J]. 北
京医科大学学报,1986,18(3):207-209.
[25] 余诚方 . 农吉利碱衍生物的合成[J] . 北京医科大学学报,
1987,19(3):182-183.
[26] 陈培勋,任化瑛,耿芳宋,等. 农甲氮氧化物及农甲吡咯衍生
物半合成研究[J]. 青岛医学院学报,1992,28(4): 270-273.
[27] 樊轻亚,范华均,黄晓文,等. 超声提取-高效液相色谱法
测定农吉利中农吉利甲素[J].理化检验-化学分册,2009,45
(6):666-669.
[28] 王李平,刘小琴,范华均,等. 响应面法优化-微波辅助萃取-
高效液相色谱法测定农吉利中牡荆素和异牡荆素[J]. 理化检
验-化学分册,2013,49:129-133.
[29] 朱丹,何世玲,范华均,等. 聚焦微波辅助双水相萃取/高效
液相色谱法测定农吉利中牡荆素与异牡荆素[J]. 分析测试学
报,2013,32(9):1075-1080.
[30] 黄晓文,樊轻亚,佘旭辉,等. 微波辐射溶剂提取-分光光
度法测定农吉利中的总黄酮[J]. 化学计量分析,2010,19
(6):36-38.
[31] 樊轻亚,范华均,黄晓文,等. 微波辐射/HPLC测定农吉利中
牡荆素和异牡荆素的含量[J]. 中成药,2010,32(2):326-
329.
[32] 张薇,樊轻亚,范华均,等. 农吉利有效成分的HPLC指纹图
谱研究[J]. 中成药,2012,34(9):1734-1739.
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