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Radioprotection related activities of medicinal plant

与辐射防护有关的药用植物活性



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Applicationofmodernimformationtechnologyinstudyof
traditionalChinesemedicinepresciptions
LONGWei,LIUPeixun,GAOJing
(InstituteofRadiationMedicine,ChineseAcademyofMedicalSciencesandPekingUnionMedicalColege,Tianjin300192,China)
[Abstract] Withtheimformationtechnologygetingagreatprogressinrecentyears,themodernimformationtechnologyisex
tensivelyemployedinthestudyoftraditionalChinesemedicine(TCM)prescriptions.Inthisarticleasummaryisgiven,whichincludes
applicationsofmodernimformationtechnologyinthestudyofTCMpresciptions.Itfocusontheintroductionofthedatabsetechnology,
dataminingtechnologyandchemometrics,andbriefvirtualscreeningtechnology,experimentaldesign,innovationdesign,studyof
complexityandbioinformaticstechnology,alofwhichdeployedinthestudyofTCMpresciptions,soastoenligtenresearchersonmod
ernizedstudyofTCMprescriptionanditsdevelopmentinthefuture.
[Keywords] traditionalChinesemedicinepresciptions;imformationtechnology;database;datamining
[责任编辑 戴 畅]
[收稿日期] 20060417
[通讯作者] 赵树进,Tel:(020)31671818,Email:mitogenome@126.com
与辐射防护有关的药用植物活性
陈 念,赵树进
(广州军区 广州总医院 药学部,广东 广州 510010)
[摘要] 辐射防护剂在放射治疗、太空探险甚至核战等辐射环境中的应用日益受到关注,但现今所使用的许
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多人工合成的辐射防护剂都不太理想,因此,许多研究者将目标转移到了丰富的天然药用植物资源上。为了减少
新药筛选过程中的盲目性,作者按照与辐射防护作用有关的生物活性分类整理了一些有潜在利用价值的药用植
物,并对它们新近的研究进展进行了综述。
[关键词] 药用植物;离子辐射;辐射防护剂
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2007)13126304
  辐射防护剂在由计划辐射(如放射治疗)和意外辐射
(如核电站、天然背景辐射)所引起的辐射接触等方面具有
潜在的利用价值[1]。过去,人们对辐射防护剂的研究主要集
中在对合成或天然来源的化合物进行筛选,如抗氧化剂、血
管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素 I受体拮抗剂、金属元
素、免疫调节剂、酯多糖和前列腺素等[2]。氨磷汀(amifos
tine)是最早进行研究的辐射防护剂,由美国 WalterReed陆
军研究所开发,目前是唯一的一个经美国 FDA认可的辐射
防护药物,被用于缓解头颈癌症病人辐射治疗过程中的口腔
干燥症状。最近几年,许多造血生长因子和细胞因子也被用
于辐射伤害的治疗,如白细胞介素IL7和IL11、粒细胞集落
刺激因子(GCSF)、巨嗜细胞集落刺激因子(GMCSF)、干细
胞因子(SCF)和上皮细胞生长因子等,但它们在毒性、作用
时效和用药的方便程度等方面都不太理想[3]。
人们在使用药用植物治疗疾病的过程中,时常发现有许
多用途各异的药用植物同时具有辐射防护的作用,笔者认为
对该类研究成果进行整理是很有必要的,同时针对当前在这
方面的研究以中药复方和粗提物居多,笔者还专门列举了许
多对单一活性成分进行研究的例子。
1 辐射防护有关的生物活性
1.1 止吐 暴露在离子辐射的环境中常会引起呕吐,所以
具有止吐活性的植物往往也具有辐射防护的作用。生姜
Zingiberoficinalis是一种在化疗过程中用来缓解呕吐症状的
常用药物,其具有的辐射防护活性已通过试验进行了证实,
其中起主要作用的活性成分为姜烯酚(shogaols)和姜辣素
(gingerols)类化合物[4],类似的例子还有积雪草Centelaasi
atica和薄荷[5]。越来越多的试验表明,对具有止吐效果的
药用植物进行辐射防护活性的筛选是很有必要的。
1.2 消炎 许多情况下机体对辐射的响应都表现为消炎的
作用,因此,具有消炎活性的药用植物及其所含有的活性成
分(如黄酮类化合物)均可尝试用于辐射伤害的治疗。JoE
H[6]等研究发现,光果甘草 Glycyrhizaglabra根部所含的甘
草甜素(glycyrhizin)就具有辐射防护的作用。此外,刺五加
Acanthopanaxsenticosus、姜黄 Curcumalonga、芦荟、钝顶螺旋
藻、海南蒲桃Syzygiumcumini和大蒜等具有消炎作用的植物
也具有很大的开发辐射防护用药物的潜力,已经从中提取的
一些抗辐射活性成分有栎精、咖啡因、姜黄素、姜油醇(gin
gerol)、藻蓝素(cphycocyanin)和大蒜素(alicin)等[7]。对该
类药用植物的辐射防护效果进行评价的重点可放在对具消
炎作用的细胞因子(如IL10和IL13)生成的激活作用和与
辐射伤害有关的细胞信号转导途径的研究上。
1.3 抗微生物 内源的 G-细菌感染是由辐射诱导所引起
的骨髓抑制致死的主要原因之一,常用于辐照后细菌感染治
疗的抗生素有庆大霉素、妥布霉素(tobramycin)和阿米卡星
(amikacin)等。因此,一些具抗微生物活性的植物也可尝试
用于辐射伤害的治疗,如零陵香 Ocimumsanctum、龙脑薄荷
Menthaarvensis、黑点叶金丝桃 Hypericumperforatum、辣木
Moringaoleifera和诃子 Terminaliachebula等,与之相关的活
性成分则包括苯丙吡喃类化合物、双苯吡酮类化合物和黄酮
类化合物等[8]。
1.4 抗氧化 辐射处理可引起机体中氧自由基(ROS)和氮
自由基(RNS)浓度的增加,抗氧化剂通过清除自由基而抑制
一系列生物分子的氧化反应,从而起到保护细胞的作用。在
藻类、裸子植物和被子植物中均发现了大量的抗氧化活性成
分,它们大多为酚类化合物(如生育酚)、含氮化合物(如生
物碱)和维生素等[9]。Emerit[10]等对植物的抗氧化性质及
其具有的辐射防护作用进行过系统的研究,其中所提到的关
系特别显著的植物有长刺天门冬 Asparagusracemosus、川芎
Ligusticumwalichi、葡萄Vitisvinifera、马齿苋Portulacaolera
cea、银杏和人参等[1115]。
除此以外,还有一些与抗氧化活性有关的活性成分,如
大豆中含有的大豆异黄酮(genistein)、生姜中的丁香油酚
(eugenol)、郁金中的姜黄素、胭脂树 Bixaoreleana中的红木
素(bixin)、鬼臼草中的槲皮素(quercetin)、耐热海藻 Du
nalielabaradwil中的β胡萝卜素、南非歪豆 Aspalanthuslin
earis中提取的木犀草素(luteolin)、银杏中的黄酮苷和枸杞
中含有的褪黑素(melatonin),以及零陵香中的荭草素(orien
tin)、胡芦巴苷(vicenin)和熊果酸(ursolicacid)等[16,17],以上
这些化合物的辐射防护效果还有待于进一步研究。
1.5 促进造血和增强免疫力 哺乳动物处在离子辐射的环
境中会引起淋巴细胞和造血功能的伤害,从而导致败血病,
一些能够缓解此类症状的化合物所具有的典型特点即是可
加速造血系统的再生以提高宿主抵抗病原入侵的能力。最
近几年,针对药用植物在造血促进功能方面的研究已取得了
不少成绩,如人参、螺旋藻、黄细辛 Boerhaaviadifusa和刺五
加,以及从中发现的单一成分如人参酸性多糖(ginsan)和甘
草酸等均已证实可通过激活造血系统而对哺乳动物起到辐
射防护的作用[18]。另外还有一些复方也具有促进造血的作
用,如我国传统中药四君子汤、四物汤和归脾汤,以及印度的
复方三果(triphala)等[19,20]。
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有关植物通过增强动物的免疫能力而对其产生辐射防
护的效果已有许多报道,如心叶青牛胆 Tinosporacordifolia、
鬼臼草Podophylumhexandrum、沙棘Hippophaerhamnoides和
槲寄生Viscumalbum等均可通过促进脾细胞再生而对小鼠
产生辐射防护的作用。冯全生等[21]用凝胶电泳法对补肾增
效液的辐射防护作用进行研究发现,该提取物对60Coγ辐射
引起的小鼠脾淋巴细胞 DNA断裂具有抑制作用,且各剂量
组之间差异显著。Kapil[22]等发现心叶青牛胆具有激活巨噬
细胞释放GMCSF的活性,并且从中分离得到了具有免疫增
强作用的紫丁香苷(syringin)。此外,熊果酸、齐墩果酸和甘
草酸等其他一些萜类化合物也证实具有辐射防护的作
用[23]。
1.6 螯合金属离子 铁离子对活性氧的生成起重要作用,
这也是具有螯合游离铁离子能力的化合物可减小由辐射所
引起的氧自由基伤害的重要原因之一。已知植物中所含有
的黄酮类化合物就具有螯合金属离子的性质,其他的还有鬼
臼草中的槲皮素、水飞蓟素和木犀草素,以及零陵香中的黄
酮苷等[24]。Dorozhko[25]等研究发现了芸香苷(rutin)可通过
螯合铁离子而抑制铁离子依赖的脂质过氧化;Kulp[26]等发
现含羞草碱(mimosine)也具有螯合铁离子的能力,并对细胞
周期蛋白依赖性激酶也具有抑制作用。
1.7 促进伤口愈合 辐射可使得外伤病人的死亡率显著增
加,局部使用类固醇等消炎药物是常见的治疗皮肤辐射伤害
的办法,但结果常不令人满意。一些具有辐射防护性质的植
物,如姜黄、芦荟、积雪草、黑点叶金丝桃、当归和诃子等,用
来治疗烧伤和创伤的效果却非常好,在临床上它们也一直被
用于外科手术后促进伤口愈合的治疗。其中,姜黄被用于治
疗角膜创伤;木立芦荟Aloearborescens和费拉芦荟A.vera已
用于治疗辐射所致的烧伤和皮肤炎症;积雪草提取物(商品
名madecassol)被用于治疗二级和三级烧伤,Shukla[27]等发
现积雪草中的积雪草苷(asiaticoside)也具有促进伤口复原
的作用。另外,Jagetia[28]证实了抗坏血酸可通过改变 γ辐
射处理的小鼠皮肤中谷胱甘肽和超氧化物歧化酶的含量而
起到保护皮肤的作用。在国内,明亚玲[29]等用不同剂量紫
外线照射培养的人皮肤成纤维细胞而引起细胞损伤和细胞
因子分泌的增加,再经茶多酚单体(EGCG)和黄芩苷处理后
发现,不仅成纤维细胞的增殖活性明显恢复,IL6和 TNFα
的分泌量也显著下降,这说明EGCG和黄芩苷对炎症细胞因
子IL6和TNFα分泌的抑制可能是其具有减轻紫外线辐射
损伤作用的原因之一。
2 总结与展望
综上所述,许多植物都具有对辐射伤害的防护作用,但
是到目前为止,大部分植物来源的辐射防护剂还尚未进行相
关的临床试验[30]。在当前,开发一种有效和可靠的用于评
价辐射防护作用效果的高通量生物分析方法是非常有必要
的,这将使得快速和大批量地对植物提取物样品进行筛选成
为现实。进一步的研究还包括:①辐射防护作用有效组分的
分离和纯化研究;②总结出一种可对标准提取物(standard
izedextracts)的有效性进行系统评价的方法;③通过多种辐
射防护剂的配合使用或添加活性增强剂(bioenhancers)而
增强治疗的效果。
当前大多数辐射防护剂本质上都是起预防作用的,这在
一定程度上限制了它们的用途,因此,具有治疗作用的辐射
恢复药物(radiorecoverydrugs)的开发成为当务之急。
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reviewssomeofthemostpromisingplants,andtheirradioprotectionrelatedactivities.
[Keywords] herbalmedicine;ionizingradiation;radioprotector
[责任编辑 张宁宁]
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