全 文 :松塔化学成分及生物活性的研究进展
吕小满■(综述),胡艳芬 ,刘光明 ,彭 芳▲(审校)
(大理学院药学院 ,云南大理 671000)
基金项目:国家自然科学基金(30860365)
中图分类号:R284.1 文献标识码:A 文章编号:1006-2084(2010)07-1071-03
摘要:近年来,国内外学者对松塔的化学成分及生物活性开展了大量的研究工作 ,发现松塔中
含有萜类 、木质素类 、多糖等多种化学成分 ,并具有抗肿瘤 、抗病毒 、抗菌、增强免疫力等生物活性 ,
具有重要的药物开发前景。现就其化学成分及生物活性予以综述 ,以期对松塔的进一步研究开发
提供理论基础。
关键词:松塔;化学成分;生物活性
ResearchProgressinChemicalComponentsandBiologicalActivitiesofPinecone LVXiao-man,
HUYan-fen, LIUGuang-ming, PENGFang.(ColegeofPharmacy, DaliUniversity, Dali671000, China)
Abstract:Extensiveworkhasbeendoneonthechemicalcomponentsandbiologicalactivitiesofpi-
neconerecently.Pineconeisreportedtocontainterpenes, ligninsandpolysaccharides, biologicalyactive
foritsanti-neoplastic, anti-viral, anti-bacterialandimmunopotentactionsandpromisingforthedrugdevel-
opment.Thepaperextensivelyreviewedthepreviousliteraturesandsummarizedthechemicalcomponents
andbiologicalactivities, justifyingthedevelopmentofpineconetheoreticaly.
Keywords:Pinecone;Chemicalcomponents;Biologicalactivities
松塔系松科松属植物的球果 ,又名松果 。其植
物来源有华山松 、云南松 、红松 、油松 、思茅松等 。
《本草纲目》记载了松塔具有祛痰 、止咳平喘 、祛风 、
润肠 、安神的功效 。松塔中含有多种化学成分 ,具有
重要的生物活性 ,可以抗肿瘤 、抗病毒 、抗菌等。现
对目前国内外松塔的化学成分及生物活性研究进展
予以综述 ,以期为松塔的综合利用提供参考。
1 松塔的化学成分
江南大学杨鑫等 [ 1, 2]利用溶剂法和色谱法对华
山松松塔的化学成分进行了系统分离。结果显示 ,
从华山松松塔乙醇提取物的石油醚 、醋酸乙酯部分
分离得到 7个化合物 ,经理化常数测定和波谱解析
对化合物结构鉴定为山达海松酸 (Ⅰ )、异海松酸
(Ⅱ)、12-羟基松香酸(Ⅲ)、脱氢枞酸(Ⅳ)、15-羟基
脱氢枞酸(Ⅴ)、β-谷甾醇 (β-sitosterol)(Ⅵ )和胡萝
卜苷(daucosterol)(Ⅶ ),其中化合物 Ⅰ ~ Ⅳ为首次从
该植物中分离得到。对其乙醇提取物的乙酸乙酯部
分进行分离得到 4个二萜类化合物 ,经理化常数测
定和波谱解析鉴定为 7-oxo-12α, 13β -dihydroxyabiet-8
(14)-en-18-oicacid(Ⅰ ), 7-oxo-13β -hydroxyabiet-8
(14)-en-18-oicacid(Ⅱ), 8(14)-podocarpen-13-on-
18-oicacid(Ⅲ)和兰伯松脂酸(Ⅳ)。其中 Ⅰ为新化
合物 ,化合物 Ⅱ、Ⅲ为首次从该植物中分离得到 。
哈尔滨工业大学的苏晓雨等[ 3]采用水蒸气蒸馏
法对红松松塔挥发性成分进行了提取 ,并利用气相
色谱-质谱联用技术对提取的挥发油成分进行分析 ,
共鉴定出 32种化学成分 ,主
要为单萜和倍半萜类化合物 ,
还有部分醇类化合物和脂类
化合物 。用面积归一化法计
算各组分的百分含量 ,结果显
示其中相对含量较高的有 α-
蒎烯 (44.258%)、D-柠檬烯
(23.426%)、β-蒎烯(8.674%)、
石竹烯 (3.462%)、β-月桂烯
(3.018%)等。而且 α-蒎烯 、
D-柠檬烯 、β -蒎烯 、石竹烯 、β-月桂烯 、(1S)-3, 7, 7-三
甲基二环 [ 4.1.0] -3-庚烯 、古巴烯 、8-对孟烯醇 、龙脑 、
[ 1S-(1.α, 3aβ, 4α, 8aβ)] -乙酸十氢-4, 8, 8三甲基-
9-次甲基 -1 , 4-亚甲基甘菊环及醋酸冰片酯 11种化
合物的含量占总量的 91.13%。
沈阳药科大学的李好枝等 [ 4] 于 1994年采用苯
酚-硫酸法对油松松塔多糖含量进行了测定 ,并考察
了苯酚与浓硫酸的用量对显色反应的影响 ,结果显
示油松松塔多糖 T3、P3、T4 、P4 、T5、P5 、T6 、P6含量分
别为 2.02%、 1.83%、 11.3%、 27.6%、 45.0%、
13.9%、13.8%、13.9%,其最大波长在 490 nm,同时
测得多糖在 10 ~ 70 mg/L范围内与吸收度呈线性关
系(r=0.9999),平均回收率为 99.0%,变异系数为
1.2%,最低检测浓度为 0.5mg/L[ 4] 。李好枝等 [ 5]采
用硫酸-咔唑比色法测定了红松松塔多糖中酸性糖的
含量 ,结果显示其含量为 23.9%,其最大吸收波长在
520 nm,测得酸性糖在 1.0 ~ 7.0 mg/L范围内与吸收
度呈线性关系(r=0.9999, n=7),平均回收率在
99.0%~ 99.8%,精密度在 1.3%~ 2.3%,最低检测
浓度为 0.05mg/L。红松松塔中的多糖经酸水解可
以得到木脂素 ,李好枝等 [ 6]采用薄层色谱-紫外分光
光度法法在 230 nm波长处测定木脂素的含量 ,结果
显示红松松塔多糖中木质素含量为 34.50%,木脂素
在 2 ~ 70 mg/L浓度范围内与吸收值呈线性 ,回收率
在 100.2%~ 101.4%,精密度为 6.5%。回瑞华等 [ 7]
报道了用斐林试剂 -光度法测定油松松果中还原糖的
含量 ,研究显示还原糖含量在 0.0 ~ 0.6 g/L范围内 ,
在波长 660 nm处测定其吸光度与浓度呈良好的线
·1071·医学综述 2010年 4月第 16卷第 7期 MedicalRecapitulate, Apr2010, Vol.16, No.7
性关系 ,符合朗伯 -比尔定律。实验结果表明:其平均
含量为 1.29%,回收率为 98.7%~ 100.0%,精密度
<0.80%(n=9)。
2 松塔生物活性
2.1 抗肿瘤 日本白松松塔的热水提取物可以抑
制移植于小鼠的实体瘤和腹水瘤细胞生长 ,呈剂量
依赖性 [ 8] 。松塔提取物中的酸性多糖可以显著延长
腹水瘤小鼠的存活时间 ,这种活性随着酸性的增强
而增强 。NaOH提取物里含有 4种多糖 ,其中一种抗
肿瘤活性最强。这种多糖可以显著地抑制实体瘤细
胞的生长 ,并伴随偶尔的白喉性坏死 ,但是对培养瘤
细胞具有较少的杀伤性 ,甚至没有。所有的酸性多
糖都可以激活小鼠的巨嗜细胞 ,如细胞族 J774.1。
但抗肿瘤活性与其多糖成分 ———阿拉伯糖 、甘露糖 、
半乳糖 、葡萄糖没有任何相关性 。
Nagasawa等 [ 9, 10]首次报道日本白松松塔提取物
可以降低小鼠乳汁中鼠乳房肿瘤病毒的含量 。将松
塔提取物(Fr.Ⅵ )和相关的合成药剂(DHP-FA)对哺
乳期的自发乳腺癌动物模型小鼠进行内源或口服给
药发现 ,在小鼠哺乳期的第 7 ~ 14天这段时间里 ,可
以有效地防止乳汁中鼠乳房肿瘤病毒含量的增加 。
而且 ,与第 1次小鼠哺乳期相比 , Fr.Ⅵ 可以在小鼠二
次哺乳期显著降低小鼠乳癌病毒含量水平 。
将 Fr.Ⅵ或 DHP-FA(175 mg/0.1 mL0.9%NaCl
溶液)分别静脉注射于携带有自发乳肿瘤病毒的
SHN小鼠 ,连续 3 d给药 ,然后间隔 4 d,如此重复 3
次 。研究发现经 Fr.Ⅵ 处理的小鼠与没有接受治疗
的小鼠 ,其胸苷酸合成酶的和胸苷激酶 ,也就是嘧啶
代谢的从头合成途径及补救合成途径中的脱氧核糖
核酸合成酶分别显著下降 。各组之间的乳房肿瘤病
毒大小相差不大 , Fr.Ⅵ 和 DHP-FA均能防止肿瘤扩
散成溃疡。此外 ,其肿瘤发生前乳腺增生性肺泡结
节发展的和增长也分别降低了 [ 10] 。这说明木质素类
成分 ,特别是 Fr.Ⅵ ,可以通过提高其给药途径或与
其他药物联合应用作为一种新的化学预防药物 。
吕永俊等[ 11]近年采用给小鼠接种肿瘤细胞法测
定红松及油松松塔的抗癌活性。研究显示红松松塔
的碱性水提取多糖 1(60 mg/kg),对 S180抑瘤率为
48.9%,而碱性水提取多糖 2对小鼠移植瘤的抑瘤
率为 36.0%和 40.4%;对小鼠肝癌细胞株 ,碱性水
提取多糖 2的作用优于环磷酰胺 。
2.2 抗病毒
2.2.1 抗人类免疫缺陷病毒 白松松塔中的有效
提取部位 (PC6、PC7)可以显著抑制被长期感染的
CR10/人类免疫缺陷病毒 (humanimmunodeficiency
virus, HIV)1型细胞和具有急性细胞溶解性 HIV-1
感染的人 T淋巴细胞白血病细胞株中 HIV-1的复
制 ,且超过 95%,伴随有剂量依赖性 。在人 T淋巴细
胞白血病细胞株感染急性细胞溶解性的 HIV-1前
后 ,其抑制率均最佳:仅 3 g/LPC6即可产生 80%的
抑制率。 PC6同样可以抑制人淋巴瘤组织细胞中
HIV-1的复制 [ 12] 。由此看来 ,松塔提取物可能成为
艾滋病的理想治疗剂[ 13] 。
2.2.2 抗流感病毒 松塔提取物中抗肿瘤的成分
同样具有抗流感病毒的作用 。国外学者[ 14]对日本白
松松塔提取物中的多糖组分及其他高分子量组分进
行抗流感病毒活性研究 。结果显示没有哪个成分可
以影响马-达犬肾细胞系的生长 。但是酸性 PCE能
够明显抑制流感病毒在马-达犬肾细胞系中生长 ,它
可以显著抑制被感染细胞中病毒蛋白的合成及与病
毒体关联的依赖 RNA的 RNA聚合酶的活性 。
Watanabe等 [ 15] 通过白松松塔提取物对病毒
RNA蛋白复合物及病毒 RNA合成是否有抑制作用
来研究其抗病毒机制 。研究表明当流感病毒基质蛋
白 1或 A型流感病毒蛋白与 PCE组分相结合时 ,松
塔提取物将抑制流感病毒基质蛋白 1与 RNA复合
物或 A型流感病毒蛋白与 RNA复合物的形成 ,且体
外抑制病毒 RNA的合成随着流感病毒基质蛋白 1浓
度的增加而增加 ,这说明 PCE组分抑制流感病毒的
主要靶点是流感病毒基质蛋白 1。
2.2.3 抗疱疹病毒 日本白松松塔的几种抗肿瘤
物质可以在非洲绿猴肾细胞及人恶性腺癌细胞中抑
制Ⅰ型和 Ⅱ型单纯疱疹病毒 。有效成分的 50%有效
剂量(0.3 mg/L)仅仅是半数致死量(300 mg/L)的
1‰。抗单纯疱疹病毒的活性随着酸性的增加而增
加。通过观察发现自然多酚产物(鞣质和木质素)在
抗单纯疱疹病毒活性中明显高于自然和人工修饰的
抗肿瘤多糖 ,证实了多酚基团的重要性 [ 16] 。通过同
位素追踪法显示 Fr.Ⅵ 及木质素抗单纯疱疹病毒的
机制是干涉病毒细胞对于其靶细胞的黏附;抑制病
毒对靶细胞的穿透性;但是前者的作用更强 [ 16, 17] 。
2.3 抑菌 日本白松松塔提取物的两种具有显著
抗肿瘤作用的物质经过预处理 ,可以保护小鼠免受
大肠杆菌感染而致死。腹注该活性成分可以在 1 ~ 2
h内快速激活分化诱导因子并达到峰值 ,通过鲁米诺
依赖性化学发光技术测定腹膜渗出液细胞发现 ,腹
腔的激活分化诱导因子效应随着多形核细胞的聚集
与超氧化作用产生的加强将快速衰弱 。经过预处
理 ,粘连细胞的超氧化作用同样提高了 ,但是仅仅是
腹膜渗出液细胞的 10%~ 20%。而白松的其他中性
多糖成分则缺乏这种效应。这表明松塔提取物可以
显著活化多形核白细胞而达到抗菌作用[ 18] 。
·1072· 医学综述 2010年 4月第 16卷第 7期 MedicalRecapitulate, Apr2010, Vol.16, No.7
分别用 5%NaHCO3松塔提取物 、3%NH4OH松
塔提取物 、1%NaOH松塔提取物 、4%NaOH松塔提
取物在已感染金黄色葡萄球菌 、铜绿假单胞菌 、肺炎
克雷伯菌 、大肠杆菌 、白色念球菌或沙门菌的小鼠身
上测试它们各自的抗菌能力。研究表明这些碱性提
取物对前 5种菌有抑制作用 ,且在 pH=5时依然具
有这种抗菌活性。通过交联葡聚糖凝胶进一步分
离 ,发现分子量愈大 ,抗菌效果愈佳 。通过紫外光
谱 、磁共振 、红外光谱对这些生物活性成分分析 ,数
据显示其化学结构与木质素结构相像 [ 19] 。
2.4 抗寄生虫 从日本白松抗肿瘤活性成分中纯
化出来的两种木质素相关物质可以保护幼鼠免受寄
生虫的感染 ,对出生 1周的小鼠皮下注射该两种活
性成分(10 mg/kg)可以诱发强烈的免疫作用 ,防止
小鼠被微小膜壳绦虫经口感染。腹注或灌胃该两种
活性成分给 4周大的小鼠可以产生同样的抗寄生虫
效果。该两种活性成分的抗寄生虫作用明显强于松
塔提取物中其他低抗肿瘤或低抗病毒成分 [ 20] 。
2.5 增强免疫力 松塔 NaOH提取物中的抗肿瘤物
质(F.Ⅵ 、F.Ⅶ )可以显著地激活人体外周血液粘连
单核细胞 、多形核白细胞 (polymorphonuclearleuco-
cytes, PMN)及人白血病细胞株(HL-60)的碘化作用 。
但却不能激活非粘连单核细胞 、红细胞 、其他人白血
病细胞株(U-937、THP-1、K-562)、人体二倍成纤维细
胞(UT20Lu)及鼠细胞族组(L-929、J774.1)的碘化作
用 。对多形核白细胞和人白血病细胞株细胞的激活
作用与 F.Ⅵ 、F.Ⅶ 具有剂量依赖性 ,同时髓过氧化物
酶抑制剂可以使这种激活作用完全消除 。而且
F.Ⅵ 、F.Ⅶ 对多形核白细胞和人白血病细胞株细胞
的激活作用显著高于其他免疫增强剂 [ 21] 。
3 毒理学研究
Yoshida等 [ 22]将松塔提取物中抗肿瘤 、抗病毒 、
抗菌组分分别通过静脉注射 、腹腔注射以及灌胃三
种给药途径给药于 ICR雄鼠 ,以病死率 、体质量是否
减轻 、组织重量是否减轻为观察指标 ,来观察 PCE的
毒理作用。研究发现静脉注射 12 h后小鼠病死率达
83%,死因为肺出血;腹腔注射 12 h后病死率为
17%,未死亡的小鼠体质量均明显减轻 ,但在 24 h后
渐渐恢复;灌胃 24 h内病死率为 0,体质量及组织重
量均未减轻 。表明松塔提取物中抗肿瘤 、抗病毒 、抗
菌组分对 ICR雄鼠灌胃给药无毒性 ,腹腔注射显中
等毒性 。
4 前景展望
综上所述 ,松塔中含有萜类 、木质素类 、多糖等
多种化学成分 ,其中一些化学组分具有抗肿瘤 、抗病
毒 、抗菌等重要生物活性 ,可以作为一种新型抗肿
瘤 、抗-HIV、增强免疫力药物 。我国松属植物资源丰
富 ,但松塔却仅仅作为一种燃料 ,这无疑是一种巨大
的资源浪费 ,因此 ,可以充分利用这种资源 ,对我国
松塔的化学成分及生物活性进一步深入研究 ,进而
为松塔的资源开发 、寻找新药及临床应用提供理论
依据 。
参考文献
[ 1] 杨鑫 ,丁怡 ,孙志浩 ,等.松塔化学成分的研究 [ J] .药学学报 ,
2005, 40(5):435-437.
[ 2] 杨鑫 ,丁怡 ,张东明 ,等.华山松松塔化学成分的研究 [ J].中国
中药杂志 , 2005, 30(7):518-520.
[ 3] 苏晓雨 , 王静 ,杨鑫 ,等.气相色谱 /质谱技术分析红松松塔挥
发性成分 [ J] .分析化学 , 2006, 34(S1):217-219.
[ 4] 李好枝 ,吕永俊 ,梁卉 ,等.松果有效成分的研究 Ⅳ.红松果多
糖中酸性糖的含量测定 [ J].中草药 , 1995, 26(7):347-350.
[ 5] 李好枝 ,吕永俊 ,白钢 ,等.松果有效成分的研究 Ⅲ.油松果多
糖含量的测定 [ J] .中草药 , 1994, 25(4):185-189.
[ 6] 李好枝,袁晓斌 ,吕永俊.松果有效成分的研究 Ⅴ.TLC-UV测定
红松果多糖中木脂素含量 [ J] .中草药 , 1996, 27(3):147-150.
[ 7] 回瑞华 ,侯冬岩 , 关崇新 , 等.油松松果中还原糖含量的测定
[ J] .鞍山师范学院学报 , 1999, 1(1):99-103.
[ 8] SakagamiH, IkedaM, UntenS, etal.Antitumoractivityofpolysac-
charidefractionsfrompineconeextractofPinusparvifloraSieb
[ J] .AnticancerRes, 1987, 7(6):1153-1159.
[ 9] NagasawaH, IwaiY, IwaiM, etal.Suppressionbyapineconeex-
tractofpinusparvifloraSiebetZuccofmammarytumourvirusin
milkofmice[ J].AnticancerRes, 1992, 12(3):845-847.
[ 10] NagasawaH, SakamotoS, SawakiK.Inhibitoryefectoflignin-re-
latedpineconeextractoncellproliferatingenzymeactivityofspon-
taneousmammarytumoursinmice[ J].AnticancerRes, 1992, 12
(2):501-503.
[ 11] 吕永俊 ,王士贤 ,彭芳 ,等.松果有效成分研究——— —VI.红松
与油松松塔及松子壳的抗癌活性 [ J] .大理学院学报 , 2008, 7
(2):1-2.
[ 12] LaiPK, DonovanJ, TakayamaH, etal.Modificationofhumanim-
munodeficiencyviralreplicationbypineconeextracts[ J] .AIDS
ResHumRetroviruses, 1990, 6(2):205-217.
[ 13] 刘光明 , 吕永俊 ,周萍 ,等.松属植物的松塔 、松子壳药用开发
[ J] .大理学院学报 , 2007, 6(12):77-80.
[ 14] HaradaH, SakagamiH, NagataK, etal.Possibleinvolvementof
ligninstructureinanti-influenzavirusactivity[ J] .AntiviralRes,
1991, 15(1):41-49.
[ 15] WatanabeK, MomoseF, HandaH, etal.Interactionbetweeninflu-
enzavirusproteinsandpineconeantitumorsubstancethatinhibits
thevirusmultiplication[J] .BiochemBiophysResCommun, 1995,
214(2):318-323.
[ 16] FukuchiK, SakagamiH, IkedaM, etal.Inhibitionofherpessim-
plexvirusinfectionbypineconeantitumorsubstances[ J] .Anti-
cancerRes, 1989, 9(2):313-317.
[ 17] FukuchiK, SakagamiH, OkudaT, etal.Inhibitionofherpessim-
plexvirusinfectionbytanninsandrelatedcompounds[J] .Antivi-
ralRes, 1989, 11(5 /6):285-297.
[ 18] HaradaH, SakagamiH, KonnoK, etal.Inductionofantimicrobial
activitybyantitumorsubstancesfrompineconeextractofPinuspar-
vifloraSieb.etZucc[J] .AnticancerRes, 1988, 8(4):581-587.
[ 19] Oh-HaraT, SakagamiH, KawazoeY, etal.Antimicrobialspectrum
oflignin-relatedpineconeextractsofPinusparvifloraSieb.etZucc
[ J] .InVivo, 1990, 4(1):7-12.
[ 20] AbeM, OkamotoK, KonnoK, etal.Inductionofantiparasiteactivi-
tybypineconelignin-relatedsubstances[ J].InVivo, 1989, 3
(6):359-362.
[ 21] UntenS, SakagamiH, KonnoK.Stimulationofgranulocyticcelio-
dinationbypineconeantitumorsubstances[ J] .JLeukocBiol,
1989, 45(2):168-375.
[ 22] YoshidaH, KobayashiN, TakeuchiO, etal.Acutetoxicitystudies
ofpineconeextractsubstances(polyphenylpropenoid-polysaccha-
ridescomplex(PPC))inmice[ J] .JNewRemedClin, 2001, 50
(6):583-596.
收稿日期:2009-11-15 修回日期:2010-03-01
·1073·医学综述 2010年 4月第 16卷第 7期 MedicalRecapitulate, Apr2010, Vol.16, No.7