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Vol.34,Issue 4
February,2009
第 34 卷第 4 期
2009 年 2 月
·综述·
松果菊苷的药理研究进展
何文君 1,2,方泰惠 1,屠鹏飞 2*
(1. 南京中医药大学 药学院,江苏 南京 210029;
2. 北京大学 药学院 天然药物及仿生药物国家重点实验室,北京 100191)
[摘要] 松果菊苷(ECH)具有显著的抗氧化、保护神经、保护肝脏、抗炎、抗肿瘤、改善学习记忆以及免疫调节等药
理作用,值得深入研究开发。本研究对 ECH 近年来的药理研究进展作一综述。
[关键词] 松果菊苷;苯乙醇苷类;药理作用
松 果 菊 苷 ( echinacoside , ECH) 为 苯 乙 醇 苷 类
(phenylethanoid glycoside,PhG)化合物,是植物界中该类的
代表性化合物。该化合物最早从国际著名植物药狭叶松果菊
根部分离得到,为松果菊的主要有效成分之一 [1]。植物化
学研究表明,很多抗衰老中药中均含有松果菊苷或其他苯乙
醇苷类化合物,如中药肉苁蓉、列当、地黄、玄参、马先蒿
等,特别是在管花肉苁蓉 Cistanche tubulosa (Schenk) Wight
中,其含量最高可达 30% [2],被认为是这些中药的主要抗
衰老成分,因此,ECH 已成为国际上天然药物研究的热点
化合物之一。近年研究表明,ECH 的药理作用主要是抗氧
化、保护神经、保护肝脏、抗炎、抗肿瘤、改善学习记忆以
及免疫调节等。为了促进该化合物的进一步研究和开发利
用,以下对 ECH 的药理作用进行了综述。
1 抗氧化作用
通过对马仙蒿属植物中得到的 PhG(包括 ECH)的广泛
研究,发现它们具有显著的抗小鼠肝微粒体脂质过氧化、抗
过氧化性溶血、抑制亚油酸自氧化、抑制亚油酸的脂质过氧
化、清除 O2 i 和 OH•及络合 Fe2+的作用。这种抗氧化作用可
能与其结构有关,分子中的酚羟基和邻二酚羟基越多,活性
越强;共轭体系增加,活性越强[3]。熊泉波等研究发现从荒
漠肉苁蓉中得到的 9 个 PhGs(包含 ECH)都具有显著的清
除自由基和抗脂质过氧化作用,这也表明了化合物中酚羟基
越多其活性越强[4]。Heilmann 等进一步研究发现,PhGs 抗
氧化活性主要与芳环上的甲氧基和羟基数量以及酰基结构
有关,与酰基的位置无关。反之,糖链的修饰或用甲氧基取
代酰基及苯乙醇基上的羟基均不重要。游离的咖啡酸、阿魏
酸、香草酸和丁香酸的活性比 PhGs 要低[5]。比较 ECH 中的
烷基酰胺、多糖和咖啡酸衍生物体外对人体低密度脂蛋白氧
化的抑制作用,发现 ECH 与烷基酰胺类或大分子多糖相结
[收稿日期] 2008-09-10
[通信作者] *屠鹏飞,Tel:(010) 82802750,E-mail:pengfeitu@vip.
163.com
合具有协同的抗氧化作用,即 ECH 的生物活性是由其制剂
中的多种成分协同产生的[6]。
Pellati 等运用 HPLC 分析了 3种松果菊的 80%甲醇提取
物中咖啡酸衍生物的含量,并评价了这些提取物对 DPPH•
自由基的清除能力。结果显示,ECH 清除 DPPH•自由基的
能力是所有的单体化合物中最强的[7]。ECH 具有显著的清除
活性氧的作用,可以防止自由基诱发的胶原蛋白降解,从而
防护光线对皮肤的损害[8]。用脉冲射线法研究了 ECH 对胸
腺嘧啶自由基负离子的修复作用,结果说明,这种修复作用
是通过在 DNA 自由基负离子和 ECH 之间转移了一个电子
而使胸腺嘧啶自由基负离子得以实现[9]。因此作者认为 ECH
在保护 DNA 不受损伤的过程中起着很重要的作用。总之,
大量研究表明,ECH 是一个很好的天然抗氧化剂,值得科
研工作者作进一步深入研究。
2 神经保护作用
耿兴超等首次报道了盐生肉苁蓉苯乙醇苷具有神经保
护作用。由 MPTP 诱导的多巴胺(DA)神经毒性的 C57 小
鼠经苯乙醇苷(10,50 mg·kg-1)给药后,毒性被显著减弱,
并存在一定的量效关系[10]。在此基础上,邓敏等又进一步
探讨了 ECH 产生神经保护作用的分子机制。ECH 对肿瘤坏
死因子(TNF-α)诱导的神经细胞 SHSY5Y 的凋亡作用具有
显著的保护作用,其机制在于通过抗氧化作用维持线粒体的
功能,降低细胞内活性氧水平,抑制 caspase-3 的活性和维
持线粒体膜电位的高能状态[11]。由于 ECH 具有很强的抗细
胞凋亡活性,它有可能用于治疗包括神经元凋亡在内的神经
退行性和神经系统的疾病。另外,陈虹等首次研究了 ECH
对 DA 能神经元急性损伤的保护作用,研究表明,ECH(3.5,
7 mg·kg-1)对 6-OHDA 急性损伤所致大鼠纹状体细胞外液
中的 DA 及其代谢产物含量减少具有较好的预防作用,其机
制在于 ECH 能有效减少自由基的生成,抑制氧化应激反应
的发生,进而产生明显的抗氧化作用[12]。因而,ECH 可能
对神经元凋亡具有较好的预防作用,为抗帕金森病(PD)药物
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的研究和临床应用研究提供了新的证据。 赵欣等通过致小
鼠 DA 神经元损伤为 PD 模型,利用黑质纹状体蛋白表达影
响双向电泳技术以及质谱技术为基础的蛋白质组学方法,探
讨了ECH在DA能神经元损伤过程中保护作用的可能机制。
实验结果表明,经 ECH(20 mg·kg-1)给药后,减少了胆绿
素还原酶 B 的过量表达,提示 ECH 可能通过其抗氧化应激
作用,降低了氧化应激导致的胆绿素还原酶 B 升高的水平,
保护 DA 神经元免受氧化应激损伤[13]。Koo 等采用原代大鼠
皮质细胞谷氨酸毒性模型,发现从紫珠中分离的 10 个 PhGs
(包括 ECH)(0.1-10 µmol·L-1)能显著减弱谷氨酸诱导的
神经细胞毒性[14]。
3 改善学习记忆
ECH具有抗衰老作用,其机制在于能明显抑制O2−•,OH•
等自由基,同时能够提高 GSH-Px 和 SOD 活性,降低 MDA
含量。由于抑制了 MAO 活性而提高了小鼠记忆力。该研究
结果表明,ECH 抗脂质过氧化及改善衰老的作用与其抗氧
化活性有关[15] 。田枫等以 SAM-P/ 8 小鼠为研究对象,认
为 ECH 可能通过提高中枢胆碱能系统的功能,提高总抗氧
化能力,促进蛋白质和核酸合成,调节免疫状态而提高
SAM-P/ 8 小鼠的学习记忆能力,很可能是一种良好的抗痴
呆药物 [16]。苁蓉总苷中含苯乙醇总苷 90.7%、松果菊苷
44.3%,对血管性痴呆(VD)大鼠的学习记忆障碍有预防和
治疗作用,它能明显提高局灶性脑缺血-再灌注的 VD 大鼠
模型所致的学习记忆功能,改善对大鼠动-静脉旁路血栓的
形成,明显抑制 ADP 诱导的大鼠体外血小板聚集,为其开
发成为促智和防治老年性痴呆症的新药提供依据[17]。
4 抗炎作用
通过采用 D-半乳糖胺/脂多糖诱导的小鼠肝炎模型和花
生四烯酸诱导的小鼠耳肿胀模型,研究发现 PhGs 类成分毛
蕊花糖苷(verbascoside)具有抗炎作用[18],在此基础上,熊泉
波等又进一步研究了 PhGs 抗炎的机制,以荒漠肉苁蓉中分
离的 7 个 PhGs(异毛蕊花糖苷、管花苷 B、毛蕊花糖苷、2′-
乙酰基毛蕊花糖苷、ECH、肉苁蓉苷 A、管花苷 A)为对象,
研究了其对激活的小鼠巨噬细胞产生 NO 自由基的影响作
用,结果表明:PhGs 的抗炎作用机制在于其具有清除 NO
自由基的作用,但不抑制可诱导的一氧化氮合酶(iNOS)
mRNA 的表达,不抑制 iNOS 蛋白水平,也不抑制 iNOS 活
性[19]。
5 抗肿瘤作用
李忌等用 MTT 法检测了从马仙蒿中分离的 6 个苯乙醇
苷类化合物对 3 种不同组织癌细胞(肝癌 SMMC-7721、肺
腺癌 L342 和胃腺癌 MGc-803)生长的抑制活性。结果显示
其抗肿瘤作用与化学结构密切相关,即分子中酚羟基越多,
抗肿瘤活性越强,当酚羟基完全被甲基化后,则对癌细胞生
长无抑制作用[20]。说明 PhGs 的酚羟基是决定其抗肿瘤和抗
氧化活性的重要官能团。
6 肝脏保护作用
Peter 等从醉鱼草中分离到 3 类化学成分,即 5 个环烯
醚萜苷、1 个黄酮苷和 2 个苯乙醇苷,其中 1 个是 ECH,首
次发现苯乙醇苷具有肝脏保护作用[21]。熊泉波等研究发现,
从荒漠肉苁蓉中得到的毛蕊花糖苷、异毛蕊花糖苷、2′-乙酰
基毛蕊花糖苷和 ECH 具有显著的肝脏保护活性。体外实验
显示,4 个化合物均显著抑制肝细胞微粒体的脂质过氧化,
抑制细胞中天冬氨酸转氨酶的释放,减轻 CCl4和 D-半乳糖
胺引起的肝细胞毒性[22]。这些化合物的活性可能与分子中
存在的咖啡酰基和苯乙基结构有关。吴煜等研究表明,ECH
可以有效降低 CCl4 诱导的急性肝损伤大鼠血清中 ALT,
AST 水平和组织中 MDA 浓度,使 SOD 活性升高,并抑制
caspase-3 活性和 TNF-α 水平,使大鼠肝组织损伤程度大为
改善[23]。以上作用机制可能也与 ECH 能有效减少自由基生
成和抗脂质过氧化作用密切相关。
7 免疫调节作用
苯乙醇苷类化合物具有人体免疫系统调控作用和免疫
抑制活性。苯乙醇苷类化合物可以增强溶血素和纤维蛋白原
值,对机体的非特异性免疫功能具有增强作用[24]。从地黄
中分离出的 8 种苯乙醇苷类化合物:吉奥诺苷 A1(jionoside
A1),吉奥诺苷 B1(jionoside B1),毛蕊花苷,异毛蕊花糖苷,
purpureaside C,ECH,肉苁蓉苷 A,F(cistanoside A,F),均
可抑制绵羊红细胞抗体的形成,显示了良好的免疫抑制作
用,并有正的量效曲线;研究中还发现,化合物肉苁蓉苷 F
由于分子中无苯乙醇部分,而活性相对较弱[25]。由此推测,
PhGs 的免疫抑制活性可能主要是由其分子中苯乙醇部分所
致。
8 其他作用
Sato 等研究了肉苁蓉的化学成分对 IV-CS 成年雄性小
鼠的性行为和学习记忆能力的影响,结果表明,肉苁蓉的苯
乙醇苷部位具有显著的减缓小鼠性能力及学习记忆能力下
降的作用,而 ECH 具有减缓小鼠性能力下降的作用[26]。近
期研究表明,从管花肉苁蓉中分离得到的 10 多种苯乙醇苷
类化合物:kankanosides F,G、管花糖(kankanose)、ECH、
毛蕊花糖苷、异毛蕊花糖苷、 2′-乙酰化毛蕊花糖苷
(2′-acetylacteoside),管花苷 A,B(tubulosides A,B)、肉苁
蓉苷 F、毛柳苷(salidroside)等,其中管花糖、ECH、毛蕊花
糖苷、肉苁蓉苷 F (10)可以明显抑制去甲肾上腺素(NE)
引起的大鼠胸主动脉的血管收缩[27]。
9 总结与展望
综上所述,ECH 具有广泛的药理作用,包括抗氧化、
保护神经、改善学习记忆、抗炎、抗肿瘤、保护肝脏以及免
疫调节等作用。抗氧化作用,主要与其酚羟基结构有关;神
经保护作用,通过有效减少自由基生成,抑制氧化应激反应
的发生,产生明显的抗氧化活性,从而对神经元损伤和凋亡
产生较好的预防作用;抗炎作用可能与其能清除 NO 自由
基,但不抑制可诱导的一氧化氮合酶(iNOS)mRNA 的表
达和 iNOS 蛋白水平,也不抑制 iNOS 活性有关;ECH 的抗
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肿瘤作用与其抗氧化活性有关;对肝脏保护的作用,表现在
降低了血清中 ALT,AST 水平和组织中 MDA 含量,使 SOD
活性升高,并抑制 caspase-3 活性和 TNF-α水平。
ECH 的多种作用均与其抗氧化作用有关,而抗氧化作
用又与其酚羟基结构有关。根据苁蓉总苷胶囊在临床上的应
用,结合 ECH 能舒张大鼠胸主动脉环的现象的报道[27],本
实验室发现苁蓉总苷治疗血管性痴呆可能与其主要成分
ECH 的扩张血管作用有关。因而本实验室对 ECH 这一作用
机制进行了研究,发现血管内皮释放 NO 可能介导了 ECH
的血管舒张作用。基于 ECH 的大鼠胸主动脉血管环实验,
本实验室又对 ECH 能否通过扩张血管,促进内皮细胞释放
NO,从而改善大鼠急性心肌梗死进行了研究,并通过心肌
细胞损伤模型来进一步探讨其作用机制。这些研究能为
ECH 治疗血管性痴呆和老年痴呆提供有利依据,也为心脑
血管疾病的防治提供新的思路。
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第 34 卷第 4 期
2009 年 2 月
Research progress on pharmacological activities of echinacoside
HE Wenjun1,2,FANG Taihui1,TU Pengfei2*
(1. Department of Pharmacology, School of Pharmaceutical Sciences, Nanjing University of Traditional Chinese
Medicine,Nanjing 210029,China;
2. State Key Laboratory of Natural and Biomimetic Drugs, School of Pharmaceutical Sciences, Peking University Health
Science Center,Beijing 100191,China)
[Abstract] The paper reviews the recent developments in pharmacological activities of echinacoside (ECH). ECH is a
phenylethanoid glycoside isolated and purified from the stems of Cistanche salsa, a parasitic plant native to northwest China, which
is used as a traditional Chinese herbal medicine. During past years, ECH had been shown to possess powerful ability of anti-oxidant
and free radical scavenging properties. It has been evident that ECH had neuroprotective effects and prevent liver injuries. Besides,
ECH has affect in anti-inflammatory, antitumor, antiaging,immunoregulation, improving learning memory and so on. Therefore,
ECH should be considered for further study and develop as a novel drug.
[Key words] echinacoside; phenylethanoid glycoside; pharmacological activities
[责任编辑 古云侠]
封面图片简介
党参为桔梗科植物党参 Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.、素花党参 Codonopsis pilosula Nannf.var.
modesta (Nannf.) L. T. Shen 或川党参 Codonopsis tangshen Oliv.的干燥根。别名:潞党参、汶党参、晶党参、
台参、仙草根、叶子菜。多年生草质缠绕藤本,生于海拔 300~1 500 m 土质肥沃的山坡、林缘、疏林灌丛、
路旁及小河旁,常聚生成片生长。分布于中国东北、内蒙古、华北各省区;朝鲜、日本、俄罗斯(远东地
区)。
全株以根部入药,味甘,性平。具益气,补中,生津等功效。主治脾胃虚弱、肢体无力、气血两亏、
食少、久泻、肺气不足、贫血心悸、口渴、脱肛、子宫脱垂等。
现代研究表明其含多糖、酚类、甾醇、挥发油、黄芩素葡萄糖苷、皂苷及微量生物碱等有效成分。具
有增强机体免疫,增强造血功能,抗应激,改善心血管系统等药理作用。
(周 繇)