保哥果提取物藥理作用研究進(jìn)展

黃逯,吳超權(quán)

(廣西壯族自治區(qū)食品藥品檢驗(yàn)所,廣西 南寧 530021)

保哥果(Tabebuiaimpetiginosa),紫葳科風(fēng)鈴木屬植物,可高達(dá)30 m,其葉橢圓形或長(zhǎng)圓形,羽狀或板狀脈,春天開(kāi)花,花朵呈艷麗的紫色、深粉紅色或粉紅色,花萼鐘狀到管狀,有五個(gè)裂片,是喇叭狀,其果實(shí)包含在豆莢中,由細(xì)長(zhǎng)的圓柱形蒴果和薄種子組成?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明保哥果樹(shù)皮提取物具有抗癌、抗菌、抗炎、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等藥理作用,常在抗腫瘤及癌癥后期輔助使用,也可用于治療腸道炎癥、潰瘍、糖尿病、前列腺炎、過(guò)敏等疾病[1]。其主要活性成分包括呋喃萘醌類(lèi)、醌類(lèi)、萘醌類(lèi)、蒽醌類(lèi)、苯甲酸、苯甲醛衍生物、環(huán)戊烯二醛和黃酮類(lèi),常制成植物飲片、代用茶、提取物酊劑、提取物水劑、膠囊劑。保哥果原產(chǎn)于中南美洲,其原木在中國(guó)有引種,但我國(guó)食用人群較少,國(guó)內(nèi)宣傳、使用、研究保哥果的文獻(xiàn)也比較少。保哥果具有諸多的藥理學(xué)作用,在抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)中尤為突出。本文通過(guò)查找國(guó)內(nèi)外關(guān)于保哥果的相關(guān)研究文獻(xiàn),就近年來(lái)對(duì)保哥果的化學(xué)成分、藥理學(xué)作用及臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述,為其合理開(kāi)發(fā)和使用提供科學(xué)參考。

1 保哥果的化學(xué)成分

采用減壓水蒸氣和連續(xù)液-液萃取的方法,從保哥果的樹(shù)皮中分離出多種天然化合物組分,其主要成分包括醌類(lèi)、萘醌類(lèi)、呋喃萘醌類(lèi)、蒽醌類(lèi)、黃酮類(lèi)、環(huán)戊烯二醛、苯甲酸、苯甲醛及其衍生物等,其中萘醌類(lèi)和蒽醌類(lèi)化合物為主要活性物質(zhì)[2]。在保哥果植物中發(fā)現(xiàn)了18種已經(jīng)報(bào)道過(guò)的醌類(lèi)化合物,其中拉帕醌(lapachol)和β-拉帕醌(β-lapachol)為其主要生物學(xué)活性物質(zhì)[3]。環(huán)戊烯類(lèi)化合物是植物的次生代謝產(chǎn)物,保哥果中含有多種環(huán)戊烯基酯。此外,Zhang等[4]分離了兩種環(huán)戊烯二醛:2-甲酰基-5-(4′-甲氧基苯甲酰氧基)-3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-乙醛和2-甲?；?5-(3′-4′-二甲氧基苯甲酰氧基)-3-甲基-2-環(huán)戊烯-1-乙醛。

保哥果樹(shù)皮中提取到了19種糖苷,包括四種環(huán)烯醚萜苷、兩種木脂素苷、兩種異香豆素苷、三種苯乙醇苷和八種酚苷[5]。樹(shù)皮中含有脂肪酸和游離糖,脂肪酸包括油酸、棕櫚酸和亞油酸,還含有草酸和脂溶性醇α-生育酚和γ-生育酚。

此外,保哥果還含有一些抗氧化活性的揮發(fā)性成分,包括4-甲氧基苯甲醛、4-甲氧基苯酚、5-烯丙基-1,2,3-三甲氧基苯、1-甲氧基-4-(1E)-1-丙烯基苯和4-甲氧基芐醇[4]。

2 保哥果的藥理作用

以往的研究在一系列體外試驗(yàn)和動(dòng)物模型中證明了保哥果的提取物及分離的單體具有多種藥理作用,其在不同濃度下表現(xiàn)出抗腫瘤、抗炎鎮(zhèn)痛、免疫調(diào)節(jié)、抗菌、抗氧化、抗銀屑病、保護(hù)心血管、調(diào)節(jié)血脂、抗神經(jīng)退化性疾病作用。

2.1 抗腫瘤作用

保哥果提取物對(duì)一系列的癌癥細(xì)胞系均具有良好的抑制作用,包括人乳腺癌細(xì)胞MCF-F、人肺癌細(xì)胞NCI-H460、人宮頸癌細(xì)胞HeLa和人肝癌細(xì)胞HepG2,這幾種細(xì)胞中50%生長(zhǎng)抑制質(zhì)量濃度分別為1.21,1.03,0.91和1.10 μg/mL[6]。醌類(lèi)化合物能夠接收電子形成自由基負(fù)離子或者二價(jià)陰離子從而在線粒體和微粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基和活性氧化物[7],富含醌類(lèi)化學(xué)結(jié)構(gòu)的多種植物均被證實(shí)具有抗癌作用[8]。保哥果提取物中分離出多種醌化學(xué)結(jié)構(gòu)的化合物,包括拉帕醌和β-拉帕醌。β-拉帕醌可顯著抑制人下咽癌細(xì)胞Fadu[9]、人結(jié)腸癌細(xì)胞SW480[10]、人乳腺癌細(xì)胞T47D[11]、胃癌細(xì)胞SGC-7901和AGS[12]、人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞株A549[13]的增殖和遷移。同時(shí)與多種抗腫瘤藥如周期蛋白依賴(lài)性激酶4/6(Cyclin-dependent kinases 4/6,CDKs4/6)抑制劑帕博西尼[14]、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動(dòng)物西羅莫司靶蛋白 (phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B/mammalian target of rapamycin,PI3K/Akt/mTOR)抑制劑BEZ235[15]、PI3K/mTOR抑制劑NVP-BEZ235[16]聯(lián)合使用也可顯著抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。β-拉帕醌可能是通過(guò)代謝通路激活細(xì)胞凋亡過(guò)程而產(chǎn)生抗癌作用。醌類(lèi)氧化還原酶(NADPH quinone dehydrogenase 1,NQO1)在膽管癌、肺癌和胰腺癌等許多實(shí)體腫瘤中呈高表達(dá),β-拉帕醌可激活NQO1,在NQO1高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞中起到良好的抗腫瘤作用[17]。林晶等[18]研究發(fā)現(xiàn)NQO1與口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squamous cell carcino-ma,OSCC)的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),β-Lapachone通過(guò)誘導(dǎo)ROS生成,調(diào)控OSCC細(xì)胞的增殖和凋亡。NQO1可改變細(xì)胞內(nèi)部穩(wěn)定環(huán)境中的鈣離子濃度(Ca2+),NQO1表達(dá)降高則胞漿內(nèi)的鈣離子濃度升高,如果用螯合劑跟鈣離子反應(yīng),細(xì)胞凋亡則會(huì)停止,因此鈣離子在NQO1凋亡通路的激活中發(fā)揮重要作用[19]。β-拉帕醌可激活鈣離子依賴(lài)的半胱氨酸蛋白-鈣激活中性蛋白酶,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[20]。Silvers等[21]發(fā)現(xiàn)β-拉帕醌消耗細(xì)胞內(nèi)大量的NAD+,導(dǎo)致NAD+敏感的糖酵解、乳酸分泌、三羧酸循環(huán)和氨基酸代謝通路被抑制。葡萄糖剝奪可使β-拉帕醌的抗腫瘤作用增強(qiáng),且不改變?chǔ)?拉帕醌對(duì)NQO1的激活作用,聯(lián)合用藥仍具有腫瘤靶向性,這也為將化療藥物與饑餓療法相結(jié)合的治療策略提供了依據(jù)[13]。此外,β-拉帕醌也能有效抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶I從而抑制癌細(xì)胞的增殖[22]。β-拉帕醌不僅對(duì)多種腫瘤細(xì)胞系的生長(zhǎng)有抑制作用,對(duì)體內(nèi)模型也表現(xiàn)出良好的效果。Queiroz等[23]考察了保哥果提取物及其分離單體β-拉帕醌在腹水腫瘤荷瘤小鼠的影響,研究表明保哥果可通過(guò)增加骨髓粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落形成單位的數(shù)量及降低集落刺激活性從而延長(zhǎng)荷瘤小鼠的壽命。

2.2 抗炎鎮(zhèn)痛作用

保哥果抗炎鎮(zhèn)痛具有良好的作用,可改變參與炎癥過(guò)程的信號(hào)分子的表達(dá),包括一氧化氮(Nitric Oxide,NO)、前列腺素(Prostaglandin E2,PGE2)和白三烯B4(Leukotriene B4,LTB4)。Miranda等[24]選擇角叉菜膠誘導(dǎo)的大鼠足趾腫脹實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)保哥果水提物200 mg/kg劑量組能顯著改善大鼠足水腫,其改善效果與陽(yáng)性藥吲哚美辛相似。角叉菜膠誘導(dǎo)的大鼠足腫脹實(shí)驗(yàn)屬于慢性炎癥模型,吲哚美辛作為經(jīng)典的非甾體抗炎藥發(fā)揮抗炎作用,保哥果表現(xiàn)出與吲哚美辛相似的作用,提示其具有一定的抗炎活性。PGE2是炎癥介質(zhì),在刺激炎癥反應(yīng)、促進(jìn)組織再生和維持體內(nèi)平衡中起重要作用,保哥果提取物可抑制PGE 2產(chǎn)生,調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。Lee等[25]通過(guò)兩個(gè)鎮(zhèn)痛實(shí)驗(yàn)和三個(gè)抗炎實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了保哥果的抗炎鎮(zhèn)痛效果,鎮(zhèn)痛實(shí)驗(yàn)包括熱板試驗(yàn)和扭體試驗(yàn),抗炎實(shí)驗(yàn)包括12-O-十四?；ù?13-乙酸酯(TPA)和花生四烯酸(AA)誘導(dǎo)的小鼠耳水腫試驗(yàn)及角叉菜膠誘導(dǎo)的足趾腫脹試驗(yàn)。結(jié)果表明在鎮(zhèn)痛試驗(yàn)中,保哥果能顯著降低痛閾值及扭體反應(yīng)次數(shù);抗炎試驗(yàn)表明保哥果提取物能顯著抑制耳重量和厚度及足水腫程度,具有抗炎鎮(zhèn)痛作用。IL-1β的過(guò)度產(chǎn)生可導(dǎo)致與疼痛和炎癥相關(guān)的病理生理學(xué)變化,IL-6是對(duì)免疫應(yīng)答、炎癥和造血具有多效性作用的促炎介質(zhì),保哥果可以抑制促炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素(IL)-1β和IL-6的產(chǎn)生,發(fā)揮抗炎鎮(zhèn)痛作用。

2.3 免疫調(diào)節(jié)作用

保哥果對(duì)多種自身免疫性疾病如骨關(guān)節(jié)炎、過(guò)敏性腸炎等均具有保護(hù)作用。保哥果可上調(diào)樹(shù)突狀細(xì)胞成熟標(biāo)志物組織相容性復(fù)合體II (Major histocompatibility complex II,MHCII)和CD86的表達(dá),誘導(dǎo)CD4+ T細(xì)胞的分化,導(dǎo)致Th2細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分化,Th2細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的擴(kuò)增可抑制Th1應(yīng)答,從而減輕葡聚糖硫酸鈉(Dextransulfate Sodium Salt,DSS)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型小鼠中黏膜水腫及炎性細(xì)胞浸潤(rùn)[26]。此外,保哥果還可作為統(tǒng)抗關(guān)節(jié)炎藥物。Li等[27]在單碘乙酸鹽誘導(dǎo)的大鼠模骨關(guān)節(jié)炎型發(fā)現(xiàn),保哥果提取物均顯著抑制了在機(jī)械縮爪閾值與Von Frey刺激疼痛指標(biāo),且其對(duì)疼的抑制作用與陽(yáng)性藥甲基磺酰甲烷(Metthylsulfonglmethane,MSM)效果相當(dāng)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中骨關(guān)節(jié)炎大鼠的體重?zé)o減輕,提示保哥果提取物并沒(méi)有引起關(guān)于體重減輕及食欲的毒副作用。

2.4 抗菌作用

Park等[28]通過(guò)紙碟擴(kuò)散試驗(yàn)研究保哥果提取物對(duì)人類(lèi)腸道菌群的作用。研究表明保哥果的甲醇提取物對(duì)正常菌群長(zhǎng)型比菲德氏菌(BifidobacteriumLongum)、嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus)、干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei)有微弱的抑制作用;而對(duì)有害菌群副腐化梭狀芽孢桿菌(Clostridiumparaputrificum)、魏氏梭菌(ClostridiumPerfringes)、群幽門(mén)螺桿菌(Helicobacterpylori)、大腸埃希氏桿菌(Escherichiacoli)具有較強(qiáng)的抑制作用。其活性成分拉帕醌對(duì)副腐化梭狀芽孢桿菌、魏氏梭菌和大腸埃希桿菌也表現(xiàn)出抑制作用。保哥果樹(shù)皮提取物可顯著抑制與胃腸疾病和腹瀉相關(guān)的一些細(xì)菌如芽孢桿菌的生長(zhǎng),與常規(guī)抗生素如紅霉素、氯霉素等聯(lián)合用藥,可增強(qiáng)對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制作用[26]。

2.5 抗氧化作用

自由基清除能力、還原力和脂質(zhì)過(guò)氧化抑制能力是評(píng)價(jià)抗氧化活性常用指標(biāo)。Park等[29]研究發(fā)現(xiàn)保哥果提取物在質(zhì)量濃度1 000 μg/mL時(shí)具有很強(qiáng)的抑制共軛二烯氫過(guò)氧化物(亞油酸甲酯)形成的作用;在體外醛/羧酸含量測(cè)定試驗(yàn)中,保哥果提取物在質(zhì)量濃度5 μg/mL時(shí)對(duì)己醛的氧化抑制作用長(zhǎng)達(dá)40 d之久,可與經(jīng)典的抗氧化劑α-生育酚和丁基羥基甲苯相媲美。多酚的結(jié)構(gòu)易被氧化,化學(xué)物質(zhì)中具有多酚的結(jié)構(gòu)通常則具有抗氧化活性。Pires等[6]研究了以保哥果為主要成分的膳食補(bǔ)充劑(糖漿和藥丸)及樹(shù)皮提取物(水提取物和甲醇提取物)的抗氧化性能,結(jié)果顯示糖漿和甲醇提取物表現(xiàn)出最高的抗氧化活性。與甲醇提取物相比,水提取物中抗氧化的生物活性化合物減少,可能與水提取物制備過(guò)程需進(jìn)行高溫加熱,破壞多酚的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其抗氧化活性下降。

2.6 抗銀屑病作用

Müller等[30]研究發(fā)現(xiàn)保哥果中8種化學(xué)成分可抑制人類(lèi)角質(zhì)形成細(xì)胞系HaCaT的生長(zhǎng)和增殖。保哥果的主要活性成分β-拉在抑制人角質(zhì)形成細(xì)胞的作用上與抗銀屑病藥物蒽林相當(dāng)。通過(guò)對(duì)保哥果提取物單體進(jìn)行化學(xué)基團(tuán)修飾后合成的2-乙酰-8-羥基苯并萘[2,3-b]呋喃-4,9-二酮具有很強(qiáng)的人角質(zhì)形成細(xì)胞增殖抑制作用,其半數(shù)抑制濃度為0.35 μmol/L。Reichstein等[31]對(duì)保哥果提取物拉帕醌的類(lèi)似物三環(huán)并萘[2,3-b]呋喃-4,9-二酮進(jìn)行2號(hào)位置的取代修飾后評(píng)價(jià)其對(duì)人類(lèi)角質(zhì)形成細(xì)胞的抑制程度,發(fā)現(xiàn)2號(hào)位取代為吸電子基團(tuán)修飾的化合物均表現(xiàn)出良好的抑制作用。以上研究表明證明保哥果提取物具有潛在的抗銀屑用活性,通過(guò)現(xiàn)代科學(xué)對(duì)其進(jìn)行化學(xué)修飾可為開(kāi)發(fā)抗銀屑病新藥提供新思路。

2.7 其他作用

Son等[32]在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)保哥果的甲醇提取物(氯仿萃取部分)可通過(guò)抑制花生四烯酸和膠原蛋白的釋放從而抑制血小板聚集及通過(guò)抑制磷酸化細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(Extracellular signal-regulated kinase 1/2,ERK1/2)和絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)的激活從而血管平滑肌細(xì)胞增殖,發(fā)揮心血管保護(hù)作用。保哥果提取物還表現(xiàn)出調(diào)節(jié)血脂指標(biāo)的活性。Kiage-Mokua等[33]研究發(fā)現(xiàn)保哥果提取物可顯著延緩高脂喂養(yǎng)模型大鼠餐后甘油三酯的升高速率,可開(kāi)發(fā)成為治療肥胖和血脂異常的藥物。在利血平誘導(dǎo)的帕金森模型中,保哥果提取物可顯著提高多巴胺水平,降低姿勢(shì)屈曲、震顫、肌肉強(qiáng)直的評(píng)分,其高劑量組(500 mg/kg)對(duì)神經(jīng)性帕金森癥患者的緊張程度和僵直程度的評(píng)分的降低程度比陽(yáng)性藥阿撲嗎啡更為顯著[34]。核因子E2相關(guān)因子2 (Nuclear factor erythroid2-related factor 2,Nrf2)作為調(diào)控抗氧化應(yīng)激的一種關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,在誘導(dǎo)機(jī)體的抗氧化應(yīng)答中發(fā)揮重要作用,可調(diào)節(jié)氧化還原平衡、藥物代謝和排泄、能量代謝、鐵代謝、氨基酸代謝、存活、增殖、自噬、蛋白酶體降解、DNA修復(fù)等生理功能。核Nrf2通路已成為神經(jīng)退行性疾病的重要治療靶點(diǎn)。保哥果的提取物可刺激MAPK/ ERK1/2通路,從而激活Nrf2轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),緩解神經(jīng)退行性疾病[35]。

3 結(jié)語(yǔ)和展望

近年來(lái)國(guó)外學(xué)者對(duì)保哥果植物化學(xué)成分及其藥理作用進(jìn)行了研究,而國(guó)內(nèi)對(duì)保哥果的研究仍比較少,科普和功效的介紹和宣傳也非常有限。歐美國(guó)家利用先進(jìn)的膳食補(bǔ)充劑科學(xué)研究平臺(tái)和對(duì)消費(fèi)者市場(chǎng)反應(yīng)迅速的保健食品加工企業(yè),加大宣傳和推廣保哥果的保健功效。并將保哥果制備成相關(guān)的膳食補(bǔ)充膠囊、代用茶、酊劑等方便消費(fèi)者使用的劑型打開(kāi)了歐美消費(fèi)者市場(chǎng),產(chǎn)品也獲得了廣大消費(fèi)者的使用和認(rèn)可。保哥果相關(guān)的保健食品已有部分成功引進(jìn)國(guó)內(nèi),但國(guó)內(nèi)的大部分消費(fèi)者只限于外語(yǔ)能力比較強(qiáng)或者在國(guó)外工作接觸到相關(guān)信息的人。保哥果主要在抗腫瘤及癌癥后期輔助使用,可降低放化療過(guò)程中產(chǎn)生的副作用,對(duì)提高癌癥患者生活質(zhì)量有著很重要的作用,尤其對(duì)乳腺癌、白血病、腸道癌癥、前列腺癌、頭頸部癌等癌癥具有輔助治療效果。綜上所述,保哥果的開(kāi)發(fā)充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)。對(duì)于研究者來(lái)說(shuō),一方面,深入研究抗腫瘤、抗炎、抗氧化等藥理作用,結(jié)合體外試驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,并明確其作用機(jī)制;另一方面,分離出單體物質(zhì),明確其化學(xué)結(jié)構(gòu),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、計(jì)算機(jī)模擬的方式對(duì)分離出來(lái)的單體進(jìn)行和疾病匹配的篩選,為保哥果的開(kāi)發(fā)和利用提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。對(duì)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō),應(yīng)將保哥果的功效完整地、系統(tǒng)地、科學(xué)地介紹給國(guó)內(nèi)的消費(fèi)者,讓消費(fèi)者對(duì)其產(chǎn)生需求,促進(jìn)國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)加大投入研究和開(kāi)發(fā)保哥果相關(guān)產(chǎn)品,并帶動(dòng)下游的原材料和種植業(yè),在適宜的地區(qū)嘗試種植保哥果樹(shù)木,比如我國(guó)的兩廣地區(qū)和海南這些亞熱帶地區(qū)可能成為保哥果原料生產(chǎn)地,以促進(jìn)消費(fèi)者需求-產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求-原材料需求的產(chǎn)業(yè)鏈的形成。隨著國(guó)內(nèi)消費(fèi)群體意識(shí)的提高,以及供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,保哥果的研究會(huì)不斷加深,為保哥果在保健食品、功能性食品、代用茶等方面開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。