天然产物二氢杨梅素的利用研究范文

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摘要:二氢杨梅素是藤茶中存在的一种重要的活性物质为一种黄酮类化合物具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、调节血脂和血糖以及免疫力等多种药理功效具有研究开发潜力本文对二氢杨梅素的来源、理化性质、提取分离、测定方法及生物活性等方面进行综述为其深入研究及全面开发利用提供科学依据

关键词:二氢杨梅素;黄酮类化合物;生物活性

二氢杨梅素(357345￣六羟基￣23双氢黄酮醇dihydromyricetin简称DMY或DHM)是由Kotake和Kubota在1960年从蛇葡萄属植物楝叶玉葡萄(Ampelopsismeliaefolia(Hand.￣Mazz.)W.T.Wang)的叶中首次分离得到[1]命名为蛇葡萄素1996年周天达等[2]又从藤茶的茎叶中分离得到该化合物并命名为现名已有研究表明该物质具有抗氧化、抗炎、抗癌、保肝、调节血脂和血糖等[3￣6]诸多生物活性目前对于DMY已有广泛的研究本文对DMY的来源、理化性质、提取分离、测定方法以及生物活性进行综述以期为其全面开发利用提供有价值的参考

1DMY的简介

DMY存在于葡萄科、杨梅科、杜鹃科、藤黄科、大戟科及柳科等植物中大量存在于葡萄科蛇葡萄属植物中如显齿蛇葡萄(A.grossedentata)[7￣8]、羽叶蛇葡萄(A.chaffanjonii)[9]、粤蛇葡萄(A.cantoniesis)[10]、蛇葡萄(A.sinica)[11]、光叶蛇葡萄(A.sinicavar.hancei)[12]、东北蛇葡萄(A.brevipedunculata)[13￣14]等广泛分布于我国多省如广东、广西、云南、湖南、湖北、江西等显齿蛇葡萄植物幼嫩茎叶中其含量可达40％[15]其次是老叶中含19.98％茎枝含2.34％根部微量[16]DMY作为天然产物在植物中单体含量如此之高是很少见的DMY是白色针状结晶mp:245~246℃常温和冷水中溶解度较低易溶于热水、热乙醇、甲醇微溶于乙酸乙酯难溶于氯仿、石油醚[2]其多酚羟基结构特点决定性质的不稳定pH值、温度、金属离子、溶剂等诸多因素对DMY的稳定性均有影响[17]pH值是影响其稳定性的重要因素经研究酸性和中性条件(pH<7)是DMY应用和保藏的适宜条件其次是温度随温度的增加会增加其不稳定性发生不可逆的氧化反应采用紫外￣可见光谱扫描法分析发现DMY水溶液在温度不超过100℃时间不超过30min的条件下加热其化学结构可保持稳定DMY对不同的金属离子敏感程度不同金属离子Ca2＋Mg2＋Na＋NH4＋Ba2＋对于DMY稳定性均无明显的作用Al3＋Fe3＋Cu2＋等则对DMY的氧化起到诱导催化作用在提取和应用过程中需要避免接触另外溶剂是否含水对其稳定性也是存在影响的

2DMY的提取分离及测定方法

DMY的提取方法主要包括溶剂(有机溶剂、热水、碱液)提取、酶法提取、超临界CO2萃取、超声技术提取、微波技术提取等陈雁梅等[18]用酶法提取藤茶茎中DMY工艺研究结果发现在温度45℃pH为4.46酶添加量2.0％料液质量体积比1∶20(g/mL)的条件下DMY提取率30.65％纯度23.4％酶法提取优于常规热提法同醇提法相比提取率提高10％左右沈露[19]采用CO2超临界流体萃取显齿蛇葡萄中DMY通过正交试验确定DMY的最佳提取条件为:提取压力25MPa、提取温度50℃、萃取时间1.5h、CO2流量为20L/h时提取率为15.40％王延伟等[20]采用响应面法优化Tween￣80超声提取藤茶DMY工艺结果显示料液比30mL/gTween￣80浓度6.8％超声温度54℃超声时间29min藤茶中DMY的提取得率为355.8mg/g与理论值(353.7mg/g)的相对误差很小充分说明了提取工艺的可靠性郑成等[21]探讨了微波辐射对藤茶细胞的破壁作用及适宜的破壁条件对DMY的微波动态循环阶段连续逆流提取进行研究建立微波辅助提取DMY的动力学模型应用DesignExPert7.0软件结合实际情况得出微波动态循环阶段连续逆流提取DMY的最佳操作条件:以水为溶剂提取温度95℃提取时间10min液料比25∶1pH5何桂霞等[22]采用薄层扫描法测定藤茶中DMY的含量结果显示藤茶中DMY的含量为38.17％~38.54％回收率为98.5％RSD为1.6％陈图锋等[23]建立以高效液相色谱法同时测定藤茶中DMY和杨梅素含量的方法色谱条件为色谱柱是SUPELCODiscoveryC18HPL(25cm×4.6nm5μm)流动相为甲醇￣0.03％磷酸溶液采用梯度洗脱流速为0.8mL/min杨梅素和DMY检测波长分别为373nm和290nm结果显示:藤茶中DMY和杨梅素分别在0.15~94.0mg/L(R2＝1)和0.62~77.50mg/L(R2＝0.997)浓度范围内有良好线性关系平均加标回收率分别为89.7％、93.5％RSD<4.5％

3DMY的活性研究

3.1抗氧化活性DMY具有着良好的抗氧化效果和潜在的激发细胞活力的活性[24]郭清泉等[25]采用量子化学计算法探讨DMY抗氧化机制通过DMY的各量子化学参数与抗氧化活性之间的关系确定影响物质抗氧化活性的主要因素提出了DMY分子的抗氧化活性中心在其分子结构的B环3′4′5′位连酚羟基上张友胜等[26￣27]从显齿蛇葡萄植物中提取和纯化的DMY发现其对稳定自由基DPPH的清除率高达73.3％~91.5％DMY(0.01％~0.04％)可抑制亚油酸过氧化其作用效果等同或优于TBHQDMY在FeSO4引发的亚油酸过氧化体系中的抗氧化机制为络合Fe2＋阻止由Fe2＋引发的亚油酸过氧化何桂霞等[28]采用分光光度法测定DMY对由Fe2＋维生素C(Fe2＋￣VitC)、Fe2＋￣过氧化氢(Fe2＋￣H2O2)、Fe￣半胱氨酸(Fe2＋￣Cys)3种不同体系诱导的心、肝、脑线粒体脂质过氧化的抑制作用结果发现DMY能够明显抑制大鼠心肌、肝和脑组织匀浆中丙二醛(MDA)的生成在浓度为5~20μmol/L时随着浓度的增加抑制MDA生成的作用增强DMY对脂肪氧化酶有明显的抑制作用EC50为6.7~74.1mmol能竞争性抑制脂肪氧化酶活性位点的亚油酸[29]

3.2抗肿瘤活性DMY通过抑制肿瘤细胞的增殖、促进肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞侵袭迁移的作用发挥抗肿瘤活性[30￣32]用不同浓度的DMY处理肝MHCC97L细胞后分别检测细胞的黏附能力、迁移与侵袭能力以及E￣cadherin、MMP￣2、MMP￣9和VEGF蛋白表达结果发现经DMY处理后的MHCC97L细胞黏附力明显降低、侵袭与迁移力明显减弱E￣cadherin表达明显上调而MMP￣9、VEGF蛋白表达明显下调的水平但MMP￣2蛋白的表达无明显改变由此可见DMY可能通过调控E￣cadherin、MMP￣9和VEGF蛋白的表达抑制肝癌细胞的黏附、迁移和侵袭[33]用DMY当抑制剂以乳腺癌MCF￣7细胞为研究对象采用MTT法、流式细胞术法和免疫细胞化学来分析乳腺癌细胞MCF￣7增殖、凋亡的情况当浓度大于20μg/mL的DMY时出现了抑制效果但不佳当40与80μg/mL的DMY时明显地抑制乳腺癌细胞MCF￣7的增殖且浓度越大其敏感性越高当DMY为80μg/mL时其IC50为226.9μg/mL抑制率和IC50分别与0μg/mLDMY效果对比分析可见对乳腺癌患者采用DMY可以有效抑制癌细胞快速增殖加速器凋亡减缓患者病情疗效突出[34]此外DMY可能通过PI3K/Akt信号通路抑制绒癌MMP￣2mRNA的表达进而抑制绒癌细胞的侵袭转移达到抗肿瘤活性的作用[35]

3.3降血糖、降血脂活性通过以藤茶叶为原料采用四氧嘧啶致糖尿病小鼠模型观察DMY的降血糖效果结果发现DMY对高血糖模型小鼠有明显的降血糖效果[36]刘恺等[37]通过取正常SD大鼠晶状体制备醛糖还原酶以依帕司他为阳性对照观察DMY体外对醛糖还原酶的抑制作用。结果发现:随着DMY浓度的增加醛糖还原酶的活性逐渐降低且呈一定的剂量￣效应关系说明DMY在体外有抑制醛糖还原酶的作用逯凤肖等[38]通过注射四氧嘧啶建立糖尿病小鼠模型以二甲双胍为阳性对照研究藤茶中DMY的降糖作用结果发现:DMY对四氧嘧啶糖尿病小鼠有降糖作用其降糖机制可能是通过提高抗氧化作用减轻四氧嘧啶对肝脏和胰岛B细胞的损伤促进了肝糖原和胰岛素的合成利用高脂饲料诱导大鼠高脂血症模型探讨藤茶中主要活性成分黄酮及DMY对高血脂症小鼠的降血脂效果发现DMY对高脂血症小鼠体重有明显减轻作用并且能不同程度降低小鼠血清TC、TG、LDL￣C、MDA含量提高血清HDL￣C含量及SOD活性降低肝系数[39]刘海红[40]通过研究探讨DMY对高脂诱导的非酒精性脂肪肝小鼠的保护作用及作用机制中发现DMY能够降低肝脏脂质沉积保护肝损伤从而改善高脂饲料诱导的ApoE￣/￣小鼠非酒精性脂肪肝其机制可能与其通过下调AMPK磷酸化水平进而抑制肝细胞凋亡有关马鑫等[41]在探讨肝脏线粒体融裂相关基因表达变化在DMY抑制高脂喂养小鼠肝脏脂肪蓄积中的可能作用发现DMY干预显著抑制高脂喂养诱导的肝脏指数、空腹血糖、空腹胰岛素和血甘油三酯的升高肝脏脂肪蓄积以及肝脏ATP含量的降低并且明显拮抗高脂诱导的线粒体分裂与融合基因mRNA和蛋白的表达水平变化

3.4解酒保肝活性Hase等[42]在进行解除酒精中毒剂实验中发现用从H.dulcis中提出的DMY作为解除酒精中毒剂效果最佳随后发现DMY解除酒精中毒的原理主要是通过加速分解乙醇的代谢物乙醛为无害物质从而保护肝减轻乙醇对肝的损伤刘建新等[43]用显齿蛇葡萄植物水煎剂进行解酒实验结果显示随其水煎剂浓度的加大小鼠跌倒反应百分率和步态不稳百分率都下降证实其具缓解酒醉反应促进醒酒的作用该实验虽然没有用DMY单体但显齿蛇葡萄植物的主要成分为DMY说明DMY具有减轻乙醇中毒的作用潘人琦等[44]采用53℃林城老酒一次性灌胃法建立小鼠醉酒模型通过酒前酒后给药、高低剂量组的对比观察DMY对急性乙醇中毒的影响来研究其解酒作用结果表明:DMY预防给药可以明显延长小鼠翻正反射消失时间显著缩短维持时间醉酒小鼠给予DMY后显著缩短了醒酒时间说明DMY具有一定的防醉解酒作用且其防醉效果比解酒效果显著苏东林等[45]通过对DMY的急性毒性及对酒精性肝损伤的防治效果进行研究结果表明:DMY能有效阻止昆明种小鼠体内由酒精导致的肝脏还原型谷胱甘肽耗竭和丙二醛升高降低甘油三酯含量减轻肝细胞脂肪变性程度具有较好的预防和治疗酒精性肝损伤功效DMY还能够有效阻止因酒精导致的肝脏还原型谷胱甘肽耗竭和丙二醛升高降低甘油三酯含量减轻肝细胞脂肪变性程度具有较好的预防和治疗酒精性肝损伤效果[46]

3.5其他作用此外DMY还具有抑菌、抗炎镇痛、祛痰止咳、免疫、防治肾结石、预防神经退行性疾病等作用DMY对枯草芽胞杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门菌、大肠杆菌、产气杆菌、啤酒酵母、黏红酵母、青霉、黑曲霉、毛霉菌及根霉菌、绿脓杆菌、甲型溶血型链球菌、乙型溶血型链球菌、肺炎双球菌、白色链球菌16种细菌均有一定的抑制生长繁殖作用[47]藤茶对小鼠巴豆油性耳廓水肿大鼠角叉菜胶性、甲醛性足肠肿胀及腹腔毛细血管通透性均具有抑制作用提示藤茶对急性、亚急性炎症的渗出过程具有抑制作用对大鼠棉球肉芽肿增生具有抑制作用表明其对慢性增殖性炎症也抑制作用其对小鼠醋酸性扭体反应和热板反应的抑制作用显示藤茶具有一定的镇痛作用能提高小鼠的痛阑水平[48]藤茶具有抗炎镇痛作用而DMY为藤茶的主要活性物质DMY有明显的祛痰止咳作用能延长咳嗽潜伏期和减少咳嗽次数能升高酚红排泌量[49]DMY能显著提高小鼠单核￣巨噬细胞吞噬功能和溶血素含量增强免疫功能[50]闫猛等[51]研究藤茶中DMY对预防大鼠肾结石的作用机制结果表明:DMY能够降低大鼠血清BUN、Cr和尿中Ca、UA含量增加肾组织SOD活性降低MDA含量从而降低细胞的损伤程度抑制草酸钙结石的形成说明DMY对大鼠肾结石有一定的防治作用应曜宇等[52]通过行为学检测喂食不同DMY浓度果蝇的寿命及爬行结果分析DMY对铝暴果蝇神经退行性变的作用结果发现DMY对铝暴果蝇神经退行性变具有一定的保护作用

4前景展望

DMY作为一种极具药用价值的天然产物在自然界植物中含量丰富提取成本低药理活性强主要体现在抗肿瘤、解酒护肝、抗菌消炎、抗氧化等方面目前关于DMY来源、提取分离、结构鉴定、含量测定及药理作用已有广泛的研究但其本身结构特点导致的稳定性差、溶解度低和吸收代谢快等缺陷使其生物利用度低成药性较差临床应用受限其在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄生物转化过程以及代谢产物等药动学基础研究缺乏药效学基础研究不够深入药理学研究的临床研究部分相对薄弱DMY在分子水平、细胞水平、动物实验和临床研究等方面有待更深入的研究其潜在药用价值将进一步显现为研制成为新的药品或保健品提供理论依据。

作者：谢蓉蓉孙福强单位：广东药科大学药学院