李超越 刘韩天 林涛 缪展鹏 玛青*
浙江树人大学 生物与环境工程学院,浙江省杭州市 310015
[摘要] 覆盆子为蔷薇科悬钩子属植物掌叶覆盆子(Rubus chingii)的干燥未成熟果实,主要生长在浙江、福建、江西等地,是一种医用价值很高的植物资源。覆盆子中含有覆盆子酸、鞣花酸、β-谷甾醇、黄酮类化合物以及三萜酸等多种化学活性成分,具有抗氧化、抗癌和抗心血管疾病等药理作用。三萜酸类化合物是蔷薇科植物的特征性成分,也是覆盆子中的主要活性成分之一。本文对覆盆子的基本特征、药用价值和药理作用进行了简单介绍,并对三萜酸类化合物的提取分离和生物活性研究进展进行了综述。为设计合理的实验方案对覆盆子中三萜酸的提取工艺、含量分析和生物活性进行研究提供了有益的参考。
[关键词] 覆盆子,三萜酸,提取工艺,生物活性
1.覆盆子简介
覆盆子(Rubus chingii Hu)为蔷薇科(Rosaceae)悬钩子属(Rubus)掌叶覆盆子的干燥果实。掌叶覆盆子又称华东覆盆子,属落叶灌木;叶掌状深裂,托叶条形;花单生于短枝顶端;聚合小核果,球形,红色,主要分布于浙江、福建、安徽、江西、江苏等华东各省[1-2]。覆盆子为《中华人民共和国药典》2005年版一部收录的传统中药,主产浙江、福建,具有补肾、固精、缩尿等功效,可用于肾虚遗尿、小便频数、阳痿早泄、遗精滑精等;现代药理研究表明,覆盆子具有温肾助阳、抗诱变、抗氧化、改善记忆、延缓衰老、增强免疫活性、抑菌等药理作用[3]。
掌叶覆盆子作为药用植物已经有很长的历史,但对其系统的化学成分研究尚不充分。目前已有研究报道的覆盆子化学活性成分主要有:覆盆子酸(Fupenzic acid)、鞣花酸(Ellagic acid)、β-谷甾醇(β-sitosterol)、黄酮类化合物(flavonoid)以及三萜酸(Tritepenoidic acid)等。三萜酸是覆盆子中的主要活性成分之一,具有具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖、抑菌、护肝等多种药理功能。然而,目前还没有对覆盆子中的三萜酸类化合物的提取工艺、成分含量及其生物学活性的系统研究。前人的研究表明,不同产地的覆盆子药材以及覆盆子植株的不同部位(如果实和叶片)中各种活性物质的种类和含量均存在一定差异[4]。因此,有必要通过植物化学与细胞生物学研究手段,对我国不同产地覆盆子药材中的代表性三萜酸种类含量以及覆盆子提取物的抗癌活性进行综合性的比较分析,为评价覆盆子药材的道地性、控制药材质量提供有益的参考,对覆盆子在药品和功能性食品等方面的有效开发利用具有重要意义。
2.覆盆子中三萜酸的提取工艺
目前,从覆盆子中提取三萜酸的常用方法是超声波提取法,其原理在于利用超声波强大的空化作用使细胞壁破碎,强化传质,从而显著提高覆盆子中化学活性成分的提取效率。例如,赵玉丛等研究了从覆盆子中提取熊果酸的工艺路线,该研究采用超声提取法结合酵母菌发酵的方法提取覆盆子药材中的熊果酸[5]。酵母菌能以糖类为营养物质,分解糖类,产生乙醇。将酵母菌发酵技术应用于覆盆子中熊果酸的提取,可以充分利用其酵解糖分的特点,分解覆盆子中的糖类,消除影响提取过程及效率的杂质。由于熊果酸属于萜类,不会因酵母发酵而影响得率和性质。因此,降低覆盆子中的糖分后进行超声波提取,不但可以简化提取工艺,而且还可以提高粗提物中熊果酸的含量。在优化的最佳工艺下,覆盆子中熊果酸的提取率可达93.47%
3. 三萜酸的生物活性
三萜酸具有减肥、降血糖、抗癌、抗肿瘤、抗肝损伤、抗菌消炎和抗病毒等多种生物学活性,开发前景广阔,有望成为一种高效低毒的多用途新产品。目前,对各种中药材中的三萜酸类化合物研究较多的是熊果酸和齐墩果酸。
3.1抗肿瘤活性
李琪等研究了枇杷花乙酸乙酯提取物的化学成分及其抗菌、抗肿瘤生物活性。结果表明,从枇杷花中可以分离得到的较高浓度的熊果酸和齐墩果酸,且其粗提物具有一定的抗菌活性。人慢性白血病细胞K562对枇杷花中的三萜酸粗提物较为敏感[6]。袁志超则以皱皮木瓜为研究对象,提取和测定了皱皮木瓜中齐墩果酸和熊果酸的含量,发现浓度在75 mg/kg·d-300 mg/kg·d 剂量的皱皮木瓜三萜酸提取物对小鼠H 22 肿瘤抑瘤率可达26.47%[7]。
此外,还有不少学者通过药理学研究手段,对山楂酸和科罗索酸在多个肿瘤细胞株中的抗肿瘤活性及其分子机制进行了研究。早在1989年,Numata发现了山楂酸对白血病P-38肿瘤细胞的细胞毒性,抑制活性ED50=13.0 ug/mL[8]。随后 Braca等人从苹果皮中分离得到山楂酸并测试了其抗肿瘤活性,发现它对乳腺癌细胞MCF-7、结肠癌细胞CACO-2以及肝癌细胞HepG2均具有一定抑制作用[9]。柳军等研究发现山楂酸对HL-60细胞生长具有抑制作用,并呈浓度依赖关系[10]。Fernando研究发现,山楂酸可以通过线粒体凋亡通路诱导HT29结肠癌细胞凋亡[11]。
类似地,Kyoung等对科罗索酸诱导人肺癌A549细胞凋亡的影响及其作用机制进行了研究,结果表明科罗索酸可以通过活性氧依赖性方式改变抗凋亡蛋白的表达,诱导线粒体介导的半胱天冬酶依赖性细胞凋亡[12]。Xu等考察了萼猕猴桃中的科罗索酸对人宫颈癌Hela细胞的影响,结果表明科罗索酸通过活化半胱天冬酶和线粒体通路诱导细胞凋亡[13]。
3.2抗氧化活性
三萜酸类化合物的另一重要药理作用是抗氧化。研究表明,三萜酸中的齐墩果酸和熊果酸对DPPH 自由基、羟自由基均具有一定的清除能力,且熊果酸的抗氧化活性与其浓度成正比[14]。Xu从石榴花中提取到了包括山楂酸在内的六个化合物,并测试了其低密度脂蛋白(LDL)的氧化易感性,以此进行抗氧化活性评价。
结果显示,山楂酸对LDL中的共轭二烯产物有强烈抑制作用,表现出显著的抗氧化性[15]。欧阳资章等人以近段人肾小管上皮细胞 (HK-2)为体外氧化损伤模型研究了山楂酸对顺铂所致的氧化应激损伤的保护作用及机制,发现山楂酸对顺铂导致的细胞凋亡坏死可以起到明显的保护作用[16]。此外,Yu等人考察了大花紫薇中科罗索酸对大鼠氧化应激的影响,发现经科罗索酸治疗后,大鼠氧化应激指标硫代巴比妥酸反应产物及3-羟基脱氧鸟苷分别降低了27%和59%[17]。
3.总结与展望
新鲜成熟覆盆子果实柔嫩多汁,香味浓郁,深受欧美国家消费者的青睐,被誉为“黄金水果”,因此在国外针对覆盆子的研究主要集中在食品功能方面且研究比较成熟,而对于覆盆子的药效学研究较少。在国内,覆盆子虽然分布广泛,药用历史悠久,但对覆盆子的研究却没有得到充分重视。近年来,随着覆盆子的开发利用逐渐兴起,才有少数研究者开对覆盆子中化学成分及其相关药理活性进行研究报道。覆盆子作为传统的补肾助阳中药,在我国有几千年的使用历史。近年来的研究已从覆盆子中分离出萜类、黄酮、生物碱、香豆素类等成分,并对分离得到部分化合物进行了初步药效学筛选。但这还远远不够,需要进一步扩大筛选范围,对其各类药物活性成分进行分离研究,为揭示其补肾固精的物质基础和开发新型中药提供依据。
参考文献
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[作者简介]
姓名:李超越(2000.1-),男,汉族,籍贯:浙江永康,本科在读,研究方向:天然产物开发利用,单位:浙江树人大学
姓名:刘韩天(1998.6-),男,汉族,籍贯:浙江衢州,本科在读,研究方向:天然产物开发利用,单位:浙江树人大学
姓名:林涛(1999.12-),男,汉族,籍贯:浙江台州,本科在读,研究方向:天然产物开发利用,单位:浙江树人大学
姓名:缪展鹏(2000.7-),男,汉族,籍贯:浙江杭州,本科在读,研究方向:天然产物开发利用,单位:浙江树人大学
[通讯作者]姓名:玛青(1990.3-),女,汉族,籍贯:浙江杭州人,毕业院校:浙江大学生命科学学院,职称:浙江树人大学生物与环境工程学院副教授,主要研究方向为植物分子生物学及天然产物利用开发,工作单位浙江树人大学。邮箱:maqinger90@zjsru.edu.cn