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唇形科香茶菜属植物中主要二萜类成分的抗肿瘤活性研究进展



全 文 :中国药房 2010年第21卷第7期 China Pharmacy 2010 Vol. 21 No. 7
控水平、实现中药现代化奠定坚实基础。
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(收稿日期:2009- 03- 10 修回日期:2009- 04- 25)
唇形科香茶菜属植物中主要二萜类成分的抗肿瘤活性研究进展Δ
费洪荣 1*,王凤泽 2,赵雪梅 1,王桂玲 1(1.泰山医学院药学院,泰安市 271016;2.泰山医学院生物科学系,泰安
市 271016)
中图分类号 R285;R966 文献标识码 A 文章编号 1001- 0408(2010)07- 0661- 03
Δ泰山医学院2007年青年科学基金课题
*讲师,硕士。研究方向:天然药物化学。电话:0538-
6229751。E- mail:hrfei@tsmc.edu.cn
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唇形科(Labiatae)香茶菜属(Rabdosia)植物资源丰富,种
类繁多,广泛分布于亚洲和非洲各地,在我国约有 90余种,除
新疆、青海及内蒙古外,几乎遍布全国。该属植物具有清热解
毒、活血化瘀、抗菌消炎、抗肿瘤、治疗各种肝炎等功效,民间
常作为清火、抗癌、消炎和抗菌药来应用。二萜类是香茶菜属
植物中最典型的化合物类型,按基本骨架类型不同又可分为
对映- 贝壳杉烷型(ent- Kaurene)、螺断- 对映- 贝壳杉烯型
(seco- ent- Kaurene)、对映- 赤霉烷型(ent- Gibberellane)和松
香烯醌型(Horminone)4种类型,以对映- 贝壳杉烷型为数最
多,主要包括冬凌草甲素(Oridonin)、冬凌草乙素(Ponicidin)、
毛萼乙素(Eriocalyxin B)、信阳冬凌草甲素(Xindonqnin A)、蓝
萼甲素(Glaucocalyxin A)、内折香茶菜素(Inflexusin)及拟缺香
茶菜甲素(Excisoidesin A)等[1]。
近年来,在不断从该属植物中鉴定新化合物的同时,对其
药理活性也进行了较为深入的研究,主要集中在抑制肿瘤、抗
病毒抑菌及对心血管系统保护作用等方面。特别是对映-贝
壳杉烯类二萜类化合物抗癌活性的研究,已经成为当代天然
药物化学的研究热点之一[2]。本文主要对香茶菜属植物中二
萜类化合物的抗肿瘤活性成分加以阐述,从抑制细胞增殖、促
进肿瘤细胞凋亡及调控细胞周期等方面阐述二萜类成分抑制
肿瘤的分子机制,以为综合开发利用该属植物提供参考。
1 二萜类成分抗肿瘤活性
1.1 冬凌草甲素
肿瘤发生(Tumorigenesis)是多因素、多步骤的复杂过程,
细胞的过度增殖以及凋亡过程的抑制在肿瘤的发生发展中起
着重要作用。冬凌草甲素通过调控多条信号通路抑制肿瘤细
胞的增殖,同时也参与细胞凋亡相关的酶类活性和蛋白水平
的调节。细胞Ras- Raf- ERK通路(简称ERK通路)是多种细
胞外信号引起细胞增殖与凋亡调控的共同通路,从冬凌草
Rabdosia rubescens(Hemls.)Hara中提取分离出的二萜类化合
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China Pharmacy 2010 Vol. 21 No. 7 中国药房 2010年第21卷第7期
物冬凌草甲素能够阻断细胞内皮生长因子受体(EGFR)及其
下游 ERK信号通路而诱导肿瘤细胞的凋亡,所影响的效应蛋
白因子包括Grb2、Ras和Raf- 1[3]。磷脂酰肌醇 3-激酶与其下
游分子丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶信号通路(PI3K/Akt)调节肿瘤
细胞的增殖和存活,与肿瘤的侵袭转移行为也密切相关。有
研究发现,冬凌草甲素对HeLa细胞增殖的抑制作用与 PI3K/
Akt途径密切相关,而且呈时间和剂量依赖性[4]。Hsieh TC等[5]
用冬凌草甲素处理乳腺癌MCF- 7和MCF- 10A细胞后,大部
分细胞处于G1期;免疫印迹结果表明冬凌草甲素抑制了细胞
周期相关蛋白因子 cyclin B1、cdc2和E2F的表达。另据报道,
冬凌草甲素对人结肠癌细胞HT- 29、白血病细胞HL- 60和T
细胞HPB- ALL的增殖也有抑制作用 [6]。用冬凌草甲素处理
HPB- ALL细胞后,细胞的线粒体膜电位被破坏而趋向凋亡和
坏死;冬凌草甲素在激活细胞内半胱天冬蛋白酶 3(Cas-
pase- 3)活性的同时,抑制了抗凋亡蛋白Bcl- 2和 Bcl- XL的表
达,而增加促凋亡蛋白Bax和Bid的表达。血管生成(Angio-
genesis)是肿瘤赖以生长、转移的基础。冬凌草提取物具有抑
制血管生成的活性,能够抑制乳腺癌细胞的增殖并且降低肿
瘤血管的密度,对前列腺癌的血管生成也具有明显的抑制作
用;冬凌草甲素还能够抑制人脐静脉内皮细胞ECV304的增
殖、迁移和小管的生成,提示抑制内皮细胞迁移与血管生成可
能成为二萜类化合物体外抑制肿瘤的新靶点[7,8]。
1.2 冬凌草乙素
冬凌草乙素是从冬凌草中提取出来的另一种具抗肿瘤活
性的天然有机化合物,该二萜类化合物能抑制多种肿瘤细胞
的增殖。乳腺癌MCF- 7细胞经冬凌草乙素作用后,细胞的生
长受到明显的抑制[5]。研究发现,冬凌草乙素对MCF- 7细胞
的抑制活性要强于冬凌草甲素,冬凌草乙素不但下调MCF- 7
细胞中 cyclin B1、cdc2和转录因子 E2F的表达水平,而且抑制
了视网膜母细胞瘤Rb蛋白的磷酸化,但对 cyclin D1和CDK4
的表达没有显著影响。冬凌草乙素能够促进多种肿瘤细胞的
凋亡。薛宏伟等 [9]研究发现,冬凌草乙素能够抑制人胆囊癌
GBC- SD细胞增殖及诱导其凋亡,而且其抗癌作用呈剂量依
赖性,其抑制肿瘤活性与抑制肿瘤细胞内抗凋亡蛋白Bcl- 2、
c- Myc和Fas蛋白分子的表达密切相关。另外,冬凌草乙素对
肝癌细胞和肺癌细胞的凋亡均具有作用 [10,11]。肝癌细胞
QGY- 7701和 HepG- 2细胞经冬凌草乙素处理后,细胞增殖受
到抑制,细胞凋亡现象非常明显,促凋亡蛋白Bax表达增加,不
但癌蛋白Bcl- 2的表达下调,细胞凋亡抑制蛋白(IAP)家族的
一个重要的小分子——Survivin的表达也受到抑制;冬凌草乙
素促进肺癌细胞的凋亡则与激活细胞中Caspase- 3、Caspase- 8
和Caspase- 9的蛋白酶活性密切相关。
1.3 毛萼乙素
从疏花毛萼香茶菜(Isodon eriocalyx)植物中提取的二萜类
化合物毛萼乙素不但具有抑制人脐静脉内皮细胞系血管形成的
作用,而且能够抑制核因子 kappa B(NF- κB)的转录活性 [12]。
NF- κB是一类广泛存在于真核生物中的核转录因子,与细胞
增殖和凋亡的调控、免疫调节、炎症发生以及血管生成等许多
重要生命过程有着密切相关。细胞在静息状态下,NF- κB以
无活性的状态存在于细胞质中,它与其特异性抑制因子 IκB
结合组成一个三聚体 p50- p65- IκB。用毛萼乙素处理巨噬细
胞和肝癌细胞后,NF- κB抗凋亡作用受到抑制。毛萼乙素并
不影响NF- kB从胞浆到细胞核中的定位转移,但却阻止 p65
和 p50与DNA上的效应元件结合,对NF- kB其下游靶点如
COX- 2及 iNOs的表达也具有很高的抑制活性。另外,毛萼
乙素还促进急性髓性白血病细胞系Kasumi- 1细胞凋亡,并
伴随着Bcl- 2/Bcl- XL的表达水平下调、线粒体不稳定和Cas-
pase- 3的活化 [13]。进一步研究发现,毛萼乙素可通过阻止
NF- κB的核定位和抑制ERK1/2的磷酸化、下调AP- 1的活性
而调节MAPK信号通路来介导细胞凋亡。在不影响造血干细
胞正常分化的情况下,毛萼乙素能有效地作用于初级白血病
母细胞,并导致AML1- ETO原癌蛋白的降解。在小鼠白血病
细胞模型实验中,毛萼乙素显著地延长了小鼠的寿命并减小
异种移植肿瘤的大小。由此可以看出毛萼乙素有可能成为通
过靶向AML1- ETO原癌蛋白激活细胞凋亡途经治疗白血病
的潜在药物。
1.4 蓝萼甲素
蓝萼甲素可能通过调节机体的免疫反应而抑制肿瘤的形
成。研究发现,蓝萼甲素能够显著增强体液免疫反应,对有丝
分裂原刀豆蛋白 A诱导的Th1型的 3种细胞因子白细胞介素
(IL)- 2、干扰素- γ(IFN- γ)、肿瘤坏死因子- α(TNF- α)和Th2
型的2种细胞因子 IL- 4、IL- 5的产生均有显著的抑制作用,并
呈一定的剂量依赖趋势,推测蓝萼甲素可能对 Th1/Th2细胞
平衡具有一定的调整作用[14]。
1.5 Wangzaozin A
Wangzaozin A是从香茶菜属拟缺香茶菜(Rabdosia exci-
soides)和总序香茶菜(Rabdosia racemosa(Hemsl)Hara)中分
离得到的贝壳杉烷型的二萜类化合物。据丁兰等新近研究报
道,Wangzaozin A在较低浓度时可抑制人胃癌SGC-7901细胞
的生长,在较高浓度时则导致细胞凋亡,且浓度越高对细胞的杀
伤作用越明显,具有较好的-剂效和时-效关系。但是,对于该化
合物诱导胃癌细胞凋亡的机制还有待于进一步的实验研究[15]。
1.6 内折香茶菜素
内折香茶菜素是从内折香茶菜(Rabdosia inflexus(Thunb)
Kudo)中分离得到的二萜类化合物,在体外对动物移植性肿瘤
艾氏腹水癌(ECA)具有较强的杀伤力;在体内对肉瘤S180实
体型和腹水型肿瘤,以及Lewis肺癌实体型肿瘤均有较强的抑
制作用,但其抑制肿瘤的分子机制至今尚未见报道[16]。
2 讨论
近年来,随着中药研究技术的发展,人们对香茶菜属植物
的活性成分做了大量的研究,从该属植物分离出来500多种二
萜类化合物。这些化合物除表现抗肿瘤活性外,还具有抗氧
化作用[17]、护肝[18]和保护心血管系统等作用[19]。根据初步的结
构-活性分析结果分析,a-亚甲基环戊酮结构单元对二萜类化
合物活性的发挥是必不可少的,改变某些取代基能够对活性
产生不同程度的影响。随着研究的深入,很可能从中找到或
从中提取二萜类成分作为结构修饰的原料进行半合成抗肿瘤
和其他类用药。
香茶菜属植物除含有二萜类成分外,还富含有三萜、甾
醇、脂肪酸以及少量的黄酮、倍半萜、连烃烯等,均具有广泛的
生物学活性。作为民间广泛应用的草药,不断阐明其药理作
用的分子机制,将是今后对该属植物研究的热点。相信随着
研究技术与开发条件的日益成熟,香茶菜属植物必定会对人
类的健康做出重要的贡献。
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(收稿日期:2009- 03- 20 修回日期:2009- 05- 05)
辣椒的药理作用研究进展
张 晶*,金 莎,董 蕊,李慧萍(吉林农业大学中药材学院,长春市 130118)
中图分类号 R285;R282.7 文献标识码 A 文章编号 1001- 0408(2010)07- 0663- 03
*副教授,博士。研究方向:天然产物化学。电话:0431-
84533304。E- mail:zhjing0701@163.com
辣椒 Capsicum annuum L. 是茄科(Solanaceae)辣椒属
(Capsicum)植物,又名番椒、海椒、棒椒、红辣椒、辣子、辣茄
等,以果实、根和茎枝入药[1]。是一种药食同源的植物,原产于
南美洲。全世界有近 1/4的人口经常食用辣椒。中国、印度、
西班牙等国都是世界著名的辣椒产地。
辣椒的果实中含有维持人体正常生理机能和增强人体抗
性及活力的多种化学物质。辣椒中维生素C的含量在蔬菜中
占首位。辣椒中已发现的化学成分有萜类、生物碱类、甾类、
黄酮类、多糖类、不饱和脂肪酸等,其中的辣椒红素和辣椒素
的研究较为深入。
我国是最早将辣椒作为药物使用的国家之一。辣椒味
辛、性热,归心、脾经。《药性考》称其“温中散寒,除风发汗去冷
癖,行痰逐湿”。中医用辣椒治疗胃寒、风湿疼痛等证。辣椒
根用于活血消肿。辣椒外用治冻疮。辣椒已被美国食品与药
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