全 文 ：花旗松素的生物活性及其应用
乔　华 1 ,谢　 2 ,张晓云2

( 1. 兰州医学院第一附属医院 ,甘肃 兰州　 730000;　 2. 兰州医学院 ,甘肃 兰州　 730000)
　　花旗松素 ( tax ifo lin)是一种二氢黄酮醇类化合物 ,化学
名为 5, 7, 3′, 4′-四羟基二氢黄酮醇。 分子中有两个手性碳 ,
分别为 C2*和 C3* ,理论上有 4个对映异构体 ,各自的绝对构
型和 C A登记号分别为 I ( C2 S , C3S ) [ 11003-33-9 ], II( C2 S,
C3R) [ 153666-25-2 ], III( C2R , C3S ) [ 114761-89-6 ], IV ( C2R ,
C3R) [480-18-2 ]。在植物中以苷元或苷两种形式存在。如从
Genista corsica 中分离出的花旗松素苷元 [1] ;从 Ochna bed -
domei中分离出 ta nxifo lin-3-O-rhamnoside苷 [2]。 在一些植
物中 ,花旗松素母核羟基被甲基化 ,如: 5-methoxy taxi-
folin [1]。 花旗松素最早由日本学者 Fukui从针叶植物
Chamaecyparis obtusa ( Sieb. et Zucc. ) Endl.叶中提取出
来 [3] ,为一种葡萄糖苷的苷元。 随后他又研究了它的 3-O-葡
萄糖苷在针叶植物中的分布以及细菌存在下苷键的水解。以
后又有人从多种植物中分离出花旗松素及其衍生物。
花旗松素具有许多重要的生物学活性。能够抑制和激活
多种酶 ,从而产生不同的生理效应。 由于其含有较多的酚羟
基 ,具有抗氧化 ,抗辐射作用。工业上用做食品添加剂。此外 ,
还具有抗病毒和抗肿瘤活性。
1　花旗松素的生物活性及其潜在的临床价值
1. 1　通过调节酶的活性 ,影响脂代谢: 研究表明 [4] ,花旗松
素能降低肝脏脂肪的合成 ,这种作用与降低 apo lipopr o tein
B( Apo B)和增加 apolipopr otein A-I( Apo A-I)的分泌有关。
在研究中 ,研究者测定了 Hep G2细胞中 Apo B和 Apo A-I
合成和分泌的量 ;该细胞用花旗松素初步处理后发现 ,能抑
制细胞内胆固醇的合成 ,并且有剂量和时间依赖性 ;在浓度
200μmo l /L,观察 24 h ,抑制 86%± 3%。研究表明花旗松素
使 HM G-CoA还原酶的活性受到抑制 47%± 7%。 另外 ,细
胞中胆固醇的酯化 ,三酯酰甘油和磷脂的合成也被有效抑
制。通过研究 Apo B和 Apo A-I合成和分泌发现 , Apo B分
泌减少了 61%± 8% ,相反 Apo A-I分泌增加了 36%± 8%。
而且证实对其分泌的影响并不在转录水平 ,而是影响了 Apo
B降解的早期步骤 ,并对 dithio th reitol ( DT T)敏感 ,而对 N -
acety l-leucyl-no rleucinal不敏感。设想 ,该蛋白分解包含一个
DT T敏感的蛋白酶 ,花旗松素对酶活性的影响 ,可能使其成
为一种有效的影响体内血脂水平的药物。另外 ,花旗松素还
有激活磷酸二酯酶的活性 [5]。
1. 2　对淋巴细胞的影响: Devi等人研究了几种天然植物黄
酮类化合物对两种人类淋巴组织衍生细胞系 IM-9和 Molt-
4生长的影响 [6]。花旗松素等在 10～ 50μmo l /L对 Molt-4和
普通淋巴细胞的增殖产生不同程度的抑制 ,但对非恶性细胞
IM-9无影响 ;且在 Molt-4细胞中 , IL-2水平升高 ,但普通淋
巴细胞中则被抑制 ,在 IM-9细胞中保持不变。 IL-2分泌的
水平直接同 Molt-4细胞生长的抑制百分率相关。 这一发现
为花旗松素等天然多酚类化合物用于治疗恶性淋巴细胞病
变提供可能。
1. 3　对 HL-60细胞的影响: Kawaii等人通过 NB T ( nitr o
blue te trazolium)减少、非特异性酯酶、特异性酯酶、噬细胞
活性等指标 ,研究了 27种柠檬属植物黄酮诱导人类 HL-60
细胞的最后分化情况 ,发现 10种黄酮有诱导分化的特性。在
40μmo l /L时 , NB T细胞减少 40%。但其中花旗松素相比较
活性最低。HL-60细胞用这些黄酮处理 (治疗 )后分化成成熟
的单核 /巨噬细胞 [7]。 Kandaswami等研究还发现 [8] ,花旗松
素能轻度抑制磷状细胞癌 ( HTB43)的生长 ( 8 mg /m L)。在浓
度 2～ 8 mg /m L内和缓地抑制 HTB43细胞生长。
1. 4　对病毒酶的抑制作用: Chu等 [9 ]研究了几种黄酮对
Moloney鼠白血球增多症病毒 ( mo loney murine leukemia
v irus)反转录酶活性的效应。 发现花旗松素 (+ /- tax ifo lin)
对该病毒反转录酶表现出极高的抑制效应。通过结构活性关
系分析后发现: 3位和 4′位自由羟基的存在促进了反转录酶
的抑制。 1987年 , Biziago s 等人采用培养的肝炎 A病毒
( HAV ) cF53,研究了花旗松素等数种物质对感染和细胞抗
体的效应 ,同时检测这些化合物对非感染细胞的毒性。 在花
旗松素等加入感染细胞 15 d内 ,引起浓度依赖的 HAV感染
抗体的减少 ,在 59μg /m L浓度时 ,花旗松素能使感染病毒
的滴度减少 0. 771 lg10[10]。
1. 5　对细胞内酶的影响: V iadutiu等研究发现花旗松素能
诱导培养的人类皮肤成纤维细胞全酶活性 (所有繁殖相关的
酶活性 )增加 2～ 4倍 ,而不改变细胞内外酶的分布。 研究结
果表明 ,一些天然存在的黄酮 (如花旗松素 )能影响成纤维细
胞溶酶体酶的内分泌和外分泌 ,而且这类物质在人体的吸收
量超过 1 g ,因此 ,这些黄酮能有效的影响正常溶酶体酶的生
理学特性。
1. 6　抗氧化作用: 2000年 , Maroziene等认为 [11] ,多元酚的
抗氧化作用与供电子效应的难易及亲脂性有关 ,并列出对两
种黄酮类化合物近似的方程。 Yun[12]通过 MS, UV , NM R分
析认为花旗松素能有效的抑制小鼠肝微粒体的脂质过氧化。
·15附·中草药　 Chinese T raditional and Herbal Drug s　第 34卷第 8期 2003年 8月
收稿日期: 2002-05-08作者简介:乔　华 ( 1967— ) ,男 ,甘肃兰州人 ,主管药师 ,生物化学硕士。兰州医学院第一附属医院临床药理基地从事临床药学工作。研究方向为药剂学、临床药理学、生物化学与分子生物学。 　　 Tel: ( 0931) 3309867
Haraguchi等发现 [13]花旗松素能保护线粒体免受过氧化基
团的损伤 ,而对酶活性无影响。还能保护红细胞 ,有防止氧化
溶血作用。 Nakayama等研究后指出 [14 ]:花旗松素能抑制活
性氧 O÷2 和 H2O2对中国仓鼠 VP1细胞产生的细胞毒 ,能抑
制 O÷2 和 H2O2引起的克隆数量降低。 Sugihara等在研究被
不同浓度 ( 20～ 500μmol / L)金属粒子 Fe, Cu, V , Cd诱导
的依赖于脂质过氧化的肝细胞中α-亚麻酸 ( LNA)的脂羟基
过氧化 ( LOOH)过程中 ,发现花旗松素存在铁离子浓度依赖
的抗或进一步被氧化的活性 ,但对其他被实验的金属离子只
表现为抗氧化活性 [15]。
1. 7　对小肠的影响:花旗松素在剂量为 100～ 200 mg /kg时
能减少肠蠕动 ( 23% ～ 41% ) [16] ,这种活性能被 yohimbine
( 87% ～ 96% )和 phentdamin( 87% ～ 91% )所抑制 ,但不能被
阿托品等对抗。 这种效应与其分子结构有关 ,可能被肾上腺
素 -α受体和钙介导。
1. 8　其他活性:除上述作用外 ,花旗松素还能抑制糖醛还原
酶 [17] ,但对 N ADH氧化酶不抑制。 还对细胞色素 C有较弱
的还原作用 ,从而抑制腺粒体内氧化呼吸链的传递 [18]。 另
外 , Jurado在 L-a rabono se前突变实验中发现 ,花旗松素剂
量为 1 626 nmo l时存在诱突变活性。 Ferrio la等研究发现花
旗松素对鼠脑蛋白激酶 C存在微弱的抑制作用。此外 ,还可
能存在抗炎活性。
2　花旗松素在食品添加剂领域的应用
　　花旗松素的抗氧化特性和生物活性使其成为一种新的
食品添加剂 [19, 20 ]。 目前已研制出从蔬菜等原材料中提取花
旗松素的生产方法 ,且已积累了大量的系统化的生物活性数
据。 在食品工业领域的用途是: 作抗氧化剂和不同类型药剂
产品的生物活性添加剂。花旗松素的抗氧化特性可以同合成
的或天然的抗氧化剂相媲美或优于许多现有的抗氧化剂。且
对胎儿无毒 ,无致畸、致过敏和致突变性。 作为抗氧剂 ,可用
于植物油、动物油、奶粉 ,含脂糕点等食品。 药学领域可用于
氧化胁迫类疾病 (心血管病、野马肺等 )。因此 ,花旗松素有可
能成为一种有用的工业食品添加剂。 此外 , Nanayakkava还
发现 [21]花旗松素衍生物: 3-乙酸酯是一种有效的甜味剂 ,表
明其系列衍生物将有可能成为一种潜在的无热量的一类新
型甜味剂。
3　前景展望
　　花旗松素的抗氧化特性和对不同酶活性的影响 ,为其在
调节脂代谢、抗脂质过氧化、抗病毒、抗肿瘤等医学领域和食
品添加剂领域广泛应用提供了前提条件。随着对其生物活性
研究的进一步深入 ,必将为其在医学领域广泛应用打下坚实
基础 ,也为其在工业领域的应用开辟广阔空间。
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盾叶薯蓣资源、成分及组培学研究进展
康阿龙 1 ,孙文基 1* ,汤迎爽 2 ,庞来祥3 ,黄黎明3 ,陈千良 1

( 1. 西北大学　生物医药重点实验室 ,陕西 西安　 710069;　 2. 解放军第 323医院 ,陕西 西安　 710054;
3. 解放军第 451医院 ,陕西 西安　 710054)
　　盾叶薯蓣 Dioscorea z ingiberensis C. H. Wright又名黄
姜 ,火头根。 为我国特有的薯蓣品种 (薯蓣科薯蓣属根状茎
组 )。 其根茎内薯蓣皂素的含量最高达 16. 15% [1] ,是目前世
界上最好的激素类药源植物。具有清肺止咳、利湿通淋、通络
止痛、解毒消肿的功能 ,可治肺热咳嗽、湿热淋痛、风湿腰痛、
痈肿恶疮、跌打扭伤 ,蜂螫虫咬 [2]。其水溶性甾体皂苷成分对
心肌缺血、胸痹、高脂血症等具有明显治疗作用 [3 ]。
1　资源
　　盾叶薯蓣分布于东经 98°53′～ 112°50′,北纬 23°42′～
34°10′内。 生长在河谷及低、中山丘陵的落叶阔叶与常绿阔
叶混交林或稀疏的常绿林的灌木林内。 由于长期大量采挖 ,
野生资源日益衰竭 ,质量下降 (皂素含量从 2%降至 1% ,皂
素熔点低于 195℃ ) ,因此 ,近年来对其引种栽培日益受到重
视。 周雪林等 [4]对野生盾叶薯蓣的资源进行了调查 ,并进行
了引种试验 ,发现野生盾叶薯蓣以四川盆地和云贵高原为界
可分成不连续的两片 ,一片分布于横断山脉地区的金沙江、
澜沧江、怒江沿岸峡谷地带 ,主要是云南和四川西南部 ;另一
片分布在秦岭以南 ,南岭以北的大巴山、武当山、米仓山等地
区和嘉陵江、汉水、沅江、资水等流域的低、中丘陵地带 ,主要
是湖南、湖北、陕西南部、甘肃东南部和四川东部 ,其中以湖
北西北部的武当山地区和陕西东南部的安康、石泉一带分布
的盾叶薯蓣所含皂素较高。有性 (种子 )和无性 (根茎 )繁殖试
验均获得成功 ,温度是种子繁殖的主要影响因素 ( 20℃～ 25
℃最适宜 )。根茎繁殖操作简便 ,成苗率高 ,生长健壮 ,凡带有
芽头的根茎都能发芽正常生长。周雪林等 [5]还对盾叶薯蓣进
行了多年引种栽培的研究 ,掌握了它的生物特性 ,总结出一
套适合大田种植的栽培技术。 对四地 (南京、江苏宜兴、江苏
大丰、浙江仙居 )栽培根茎的生长量、皂素含量进行了比较 ,
结果以浙江仙居二年生栽培品单株生长量最高达 550. 2 g ;
皂素含量以江苏宜兴 3年生栽培品最高 ,达 5. 39%。怀志萍
等 [6]采用简单相关 、多元回归及逐步回归分析等方法对我国
湖南、湖北等 27个县的盾叶薯蓣皂素含量与 7个气候生态
因子的关系进行了分析研究 ,结果表明 ,年降水量和年平均
5 cm土温为影响盾叶薯蓣皂素含量的主要因素 ;盾叶皂素
的合成与积累的最适气候生态条件为: 年降水量 800～ 900
mm,以 850 mm最佳 ,年平均 5 cm处土温 15℃～ 17℃ ,以
16℃最佳。从最适指标外推 ,不难发现湖北的郧阳地区及陕
西的白河、汉阴和西乡等县 ,具备建立高含量基地的条件 ,因
此建议在那里大力发展盾叶薯蓣的栽种。我国现有的 3个主
要盾叶薯蓣栽培基地为湖北郧西 5 300～ 6 650 km2 ,陕西安
康 3 300 km2 ,湖北安化 2 000～ 2 500 km2。但由于这些基地
的产量和效益低下 ,已严重制约着盾叶薯蓣人工栽培的发
展。 其原因是多方面的 ,不科学的采收制度 ( 1年采收 )是造
成生产低产低效的直接原因之一 ,只有改 1年采收为 3年采
收或至少 2年采收 ,其产量、质量和经济效益在不改变其他
栽培条件下 ,才可能得到迅速增长 [7 ]。另外河南洛阳、南阳地
区也有大面积栽培盾叶薯蓣 [8]。
2　化学成分
　　盾叶薯蓣根茎含薯蓣皂苷元 ( diosg enin) [2] ,又名皂素。
它是目前世界上合成 300多种甾体激素和避孕药的原料。刘
承来等 [9 ]从其干燥根茎的乙醇提取物得到 4个甾体化合物 ,
即表 -拔葜皂苷元 ( epi-smilag enin) ;延令草次苷 ( t rillin) ,结
构为 3-O-(β-D -葡萄吡喃糖 ) -薯蓣皂苷元 [ 3-O-(β-D-glu-
copy rano sy l) dio sg enin ]; 薯蓣皂苷元 -双葡萄糖苷 ( dio s-
genin-digluco side) ,结构为 3-O-[β -D-葡萄吡喃糖 ( 1→ 4) -β -
D-葡萄吡喃糖 ]-薯蓣皂苷元 { 3-O-[β -D-glucopyrano sy1( 1→
4) -β -D-g lucopy ranosy1] -diosg enin};纤细皂苷 ( g racillin) ,结
构为 3-O-{β-D-葡萄吡喃糖 ( 1→ 3) -[α-L-鼠李糖 ( 1→ 2) ]-β -
D-葡萄吡喃糖 }-薯蓣皂苷元 { 3-O-{β -D-g lucopy rano sy l( 1→
3 ) -[α-L -rhamnopynosy1 ( 1→ 2 ) ]-β -D-glucopyrano sy1 } -
dio sg enin}。他们 [10 ]又从其新鲜根茎的甲醇提取物分离到薯
蓣皂苷元棕榈酸酯 ( dio sg enin palmitat e)、β -谷甾醇 (β -sito s-
tero l)、纤细皂苷 ( gr acillin)、原纤细皂苷 ( pro tog r acillin)和原
盾叶皂苷 ( pro tozingibe rensissaponin) ,其中原盾叶皂苷为一
·17附·中草药　 Chinese T raditional and Herbal Drug s　第 34卷第 8期 2003年 8月
收稿日期: 2001-10-31基金项目:陕西省教育厅重点实验室项目 ( 2001年 )作者简介:康阿龙 ( 1972— ) ,男 ,主管中药师 , 1994年毕业于陕西中医学院中药专业 ,工作于解放军第 451医院 ,现为西北大学在职硕士研究生 ,主要研究方向:中药鉴定与资源开发、中药制剂工艺、质量标准研究。 Tel: ( 029) 7789267( O)
* 通讯作者