山楂酸的研究進(jìn)展 | 山楂酸的研究進(jìn)展 |
| 發(fā)布時(shí)間:2013-11-14 信息來(lái)源:admin 發(fā)布人:admin 點(diǎn)擊次數(shù):2701 |
摘 要：山楂酸是一種五環(huán)三萜酸，存在于多種天然植物、特別是油橄欖中，對(duì)人體具有高安全性。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)山楂酸具有抗癌、抗氧化、抗艾滋病、抗菌、抗糖尿病等多種生物活性，從而引起了人們的研究興趣。本文對(duì)山楂酸的來(lái)源和藥理活性進(jìn)行了簡(jiǎn)要綜述。 關(guān)鍵詞：山楂酸；五環(huán)三萜酸；藥理活性；抗癌；抗糖尿病 山楂酸(maslinic acid, MA)是一種五環(huán)三萜酸，(分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1)主要存在于油橄欖、蛇麻草、水楊梅、薄荷、丁香、紅棗、山楂、石榴和鼠尾草等天然植物中。近年來(lái)的研究表明 MA 具有諸多藥理活性，如抗癌、抗氧化、抗艾滋病、抗菌、抗炎、抗 2 型糖尿病等。MA 具有如此眾多的藥理活性，加之對(duì)于人體較高的安全性引起了人們廣泛的研究興趣。然而，截至目前，國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)有關(guān) MA 研究的綜述性報(bào)道。本文將重點(diǎn)對(duì) MA 的來(lái)源、藥理活性方面的研究新進(jìn)展作一簡(jiǎn)要綜述。 1 MA 的來(lái)源 MA 的來(lái)源主要有兩個(gè)：(1)從天然植物中提取，目前主要從油橄欖中提�。�(2)以商品化大量供應(yīng)、價(jià)格低廉的齊墩果酸為原料，經(jīng)半合成路線制備。到目前為止 M A 還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大量商品化供應(yīng)。 1.1 從植物中提取 MA 油橄欖中富含 MA，橄欖油是地中海沿岸各國(guó)人民傳統(tǒng)食用油，具有非常好的營(yíng)養(yǎng)保健作用，此外還被廣泛應(yīng)用于美容保健，這也說(shuō)明了 MA 對(duì)人體具有很高的安全性。Pérez-Camino和Cert對(duì)不同分級(jí)的橄欖油中MA含量進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的特級(jí)初榨橄欖油中 MA 含量從20－98mg/kg不等，不同產(chǎn)地的高酸值橄欖油中含 MA 212 － 356mg/kg，橄欖果渣油中MA 的含量最高，不同產(chǎn)地的橄欖果渣油中 MA 含量高達(dá)212－ 1485mg/kg。日清奧利友集團(tuán)株式會(huì)社(NisshinOillio, Ltd.,)的Yokosuka等報(bào)道了利用橄欖果榨油后的渣料為原料，使用水和有機(jī)溶劑來(lái)提取 MA 及齊墩果酸(oleanolic acid, OA，分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1)的工藝，其工藝流程如圖 2 所示。以 1kg 榨取橄欖油后的渣料為原料，用 75% 的乙醇溶液，常壓，50oC提取 3h，得65.6g 粗提物；粗提物在脫除乙醇溶劑后加入一定量水，室溫快速攪拌 1h，離心，沉淀物干燥后得39.1g 物料；硅膠柱層析，首先用洗脫液(正己烷∶乙酸乙酯 = 3∶1)洗脫得到 2.9g OA粗提物；接著用洗脫液(正己烷∶乙酸乙酯 = 1∶1)洗脫得到 10.3g MA 粗提物；MA 與 OA 粗提物分別用一定比例的甲醇、水混合溶劑經(jīng)反相硅膠ODS柱層析得到MA(8.0g)與OA(2.3g)；最后分別用乙酸乙酯重結(jié)晶得到 MA 純品 6.6g(99.2%)，OA 純品2.0g(99.1%)。該工藝雖具有潛在的工業(yè)化價(jià)值，但由于原料來(lái)源有一定限制、提取工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，因而還沒(méi)有形成商品化供應(yīng)。
除油橄欖外，從其他植物中提取 MA 的方法也已見(jiàn)諸報(bào)道，如從水楊梅中用甲醇提取、從石榴花中提取、從藿香根和委陵菜中提取、從金虎尾科樹(shù)葉以及從蘋果皮中提取等，但這些方法所用植物中 MA 含量很低，提取工藝復(fù)雜，沒(méi)有潛在的工業(yè)化價(jià)值。 1.2 半合成法制備MA 中國(guó)藥科大學(xué) Wen 等先后報(bào)道了兩條相對(duì)經(jīng)濟(jì)的MA 半合成路線(圖 3)。兩條路線都是以國(guó)內(nèi)大量商品化供應(yīng)、廉價(jià)的 OA為起始原料，先將C-28羧酸用芐酯保護(hù)得到化合物1，接著將C-3 位羥基通過(guò)PCC 氧化為羰基得到化合物2。第一條路線是先將化合物2的C-3位羰基烯醚化得化合物 3，然后將化合物 3 環(huán)氧化，BH3還原得到化合物 5，化合物 5 經(jīng) Pd/C 脫芐后得到 MA；第二條路線是將化合物 2 直接用 mCPBA 氧化，在C-2 位引入 α- 羥基得到化合物 4，然后將化合物 4通過(guò) NaBH4還原得到化合物5，再經(jīng) Pd/C 脫芐后得到MA。這兩條路線的總收率分別為27.4%與46.8%，顯然第二條路線更具工業(yè)化前景。
2 MA 的藥理活性 2.1 抗腫瘤 近年來(lái)科學(xué)工作者選擇多種腫瘤細(xì)胞株對(duì) MA 進(jìn)行了抗腫瘤活性測(cè)試，并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行了初步的研究。對(duì)于 M A 抗腫瘤活性研究較早的是日本的Numata 等，他們發(fā)現(xiàn)MA 對(duì)白血病 P-38 腫瘤細(xì)胞株具有細(xì)胞毒性，其抑制活性為ED50= 13.0μg/mL。 我國(guó)學(xué)者 Wang 等對(duì)從水清樹(shù)中提取得到的 MA，針對(duì)白血病細(xì)胞株 C C R F - C E M 及其多藥耐藥株CEM/ADR5000 進(jìn)行了抑制活性測(cè)試，其 IC50分別為 7.1 與 9.0μmol/L。薔薇科植物在中國(guó)、韓國(guó)、日本廣泛分布，Kim 等從其樹(shù)皮提取物中分離出包括 MA 在內(nèi)的 7 個(gè)三萜類化合物，并對(duì)這些化合物進(jìn)行了細(xì)胞毒測(cè)試，發(fā)現(xiàn) MA 對(duì)非小細(xì)胞肺癌細(xì) 胞株 A549、卵巢癌細(xì)胞株 SK-OV-3、黑色素瘤細(xì)胞株 SK-MEL-2、人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞株 HCT-15 等均有抑制作用，其ED50分別為19.4、18.4、19.8、15.3μg/mL。Taniguchi等從枇杷愈傷組織中分離出包括 MA 在內(nèi)的 9 個(gè)具有生理活性的三萜化合物，并對(duì)一些腫瘤細(xì)胞株進(jìn)行了細(xì)胞毒活性測(cè)試，發(fā)現(xiàn)所有這些三萜化合物對(duì)人口腔癌細(xì)胞株均具有細(xì)胞毒性，其中 MA 對(duì)人口腔鱗癌細(xì)胞 HSC-2、人唾液瘤細(xì)胞 HSG、人牙靚成纖維細(xì)胞(HGF)的抑制活性CC50分別為 21、26、24μg/mL。榆樹(shù)是在東亞廣泛分布的落葉樹(shù)，其干枯的樹(shù)枝與樹(shù)根皮常被用作中藥，用于治療浮腫、乳腺炎、胃癌、炎癥等。Wang 等從其樹(shù)根中分離出一些三萜化合物，并對(duì)人宮頸癌細(xì)胞 HeLa、惡性黑色素瘤細(xì)胞 A375、乳腺癌細(xì)胞 MCF-7 進(jìn)行細(xì)胞毒活性測(cè)試，MA 的細(xì)胞毒活性 IC50分別為 38.5、26.4、34.3μg/mL。蘋果是人們?nèi)粘Ｊ澄锏闹匾M成部分，經(jīng)常食用蘋果可以預(yù)防包括一些癌癥在內(nèi)的多種疾病，Braca等從蘋果皮中分離出包括 MA 在內(nèi)的 13 種三萜酸，并對(duì)其抗癌活性進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn) MA 對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2、乳腺癌細(xì)胞 MCF-7、結(jié)腸癌細(xì)胞 Caco-2的 EC50 分別為 69.1、136.0、15.4μmol/L。 由于 MA 具有廣泛的抗腫瘤活性，最近一些科學(xué)工作者對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行了初步研究。星形細(xì)胞瘤是惡性度最高的腫瘤之一，Martín 等發(fā)現(xiàn)從橄欖中提取出來(lái)的 OA 與 MA 均能抑制 DNA 的合成，并誘導(dǎo) 1321N1 星形細(xì)胞瘤凋亡，其 IC50約為 25μmol/L。他們發(fā)現(xiàn)在腫瘤細(xì)胞凋亡過(guò)程中，細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵酶天冬氨酸蛋白酶caspase-3被激活，細(xì)胞內(nèi)的活性氧(reactive oxygen species, ROS)大量增加，線粒體膜失去完整性。Juan 等對(duì) MA 抑制腫瘤細(xì)胞增殖的機(jī)制作了更為深入的研究，他們發(fā)現(xiàn)橄欖果皮的提取物(主要成分為73.25%的MA與25.75%的 OA)，對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞株HT-29 具有抗增殖與凋亡作用。這兩個(gè)五環(huán)三萜酸的抗增殖活性分別為73.96(MA)、26.56(OA) μmol/L。提取物與HT-29 孵育24h 后大約 40% 的細(xì)胞凋亡，并檢測(cè)到 DNA 斷裂片段，一定濃度的提取物可使caspase-3的活性增強(qiáng)6倍，并使線粒體產(chǎn)生超氧負(fù)離子，誘導(dǎo)細(xì)胞程序性死亡。通過(guò)進(jìn)一步的研究，他們發(fā)現(xiàn)雖然 OA 與 MA的區(qū)別僅在于2 位少一個(gè) α- 取代的羥基，但 OA 不能激活caspase-3，而50μmol/L的MA能使caspase-3的活性增強(qiáng) 5 倍，并在線粒體中產(chǎn)生大量ROS，而在OA作用下沒(méi)有檢測(cè)到這些變化。因此Juan等認(rèn)為橄欖果皮提取物的抗癌活性主要是 M A 的作用，MA 可能是一個(gè)很有希望的治療結(jié)腸癌的化合物。Reyes 等對(duì) MA 的抗癌機(jī)制也進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn) MA 可以強(qiáng)烈誘導(dǎo)癌細(xì)胞G0/G1 周期阻滯、DNA斷裂及通過(guò)p53依賴的機(jī)制激活caspase-3，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；然而對(duì)于非腫瘤正常細(xì)胞株IEC-6、IEC-18，M A 不影響其細(xì)胞周期，也不會(huì)誘導(dǎo)其凋亡。因此，MA 是一個(gè)腫瘤抑制物，同時(shí)也是一個(gè)潛在的治療細(xì)胞異常增殖的化合物。 2.2 抗氧化 氧化作用在一些退行性疾病，如動(dòng)脈硬化癥、生物過(guò)程的老化等病理過(guò)程中扮演著重要的角色。Montilla等發(fā)現(xiàn)MA能抑制由羥基自由基誘導(dǎo)的血漿、肝細(xì)胞膜中的脂質(zhì)過(guò)氧化。因此，他們認(rèn)為 MA 或許可以抵抗生物體內(nèi)的氧化應(yīng)激作用，避免細(xì)胞受到損傷。Xu 等從石榴花中分離得到包括 MA 在內(nèi)的 6 個(gè)已知化合物，并通過(guò)測(cè)試低密度脂蛋白的氧化易感性評(píng)價(jià)了這些化合物的抗氧化活性，發(fā)現(xiàn) MA 能強(qiáng)烈抑制低密度脂蛋白中共軛二烯產(chǎn)物，顯示出很強(qiáng)的抗氧化活性。Martín 等對(duì) MA 的抗氧化作用進(jìn)行了更為深入的研究，發(fā)現(xiàn) MA 能強(qiáng)烈抑制脂多糖誘導(dǎo)的 NO 的產(chǎn)生(IC50=25.4μmol/L)，強(qiáng)烈抑制脂多糖誘導(dǎo)的小鼠巨噬細(xì)胞中炎癥因子IL-6與腫瘤壞死因子TNF-α的分泌，同時(shí)還能劑量依賴性的抑制巨噬細(xì)胞中過(guò)氧化氫的產(chǎn)生(IC50=43.6μmol/L)，但對(duì)于超氧離子的產(chǎn)生則沒(méi)有抑制作用。這些結(jié)果表明 MA 可以預(yù)防氧化應(yīng)激作用及抑制前炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)。 2.3 抗艾滋病病毒 艾滋病的流行嚴(yán)重威脅著人類的安全與健康，引起這種疾病的病原體是人免疫缺陷病毒-1 (human immunodeficiency virus-1, HIV-1)。HIV病毒利用絲氨酸蛋白酶將自身從被感染的細(xì)胞中釋放出來(lái)，繼續(xù)發(fā)動(dòng)對(duì)其他細(xì)胞的進(jìn)攻。Carciía-Granados等發(fā)現(xiàn)MA能抑制絲氨酸蛋白酶(serinprotease)的活性，使艾滋病病毒在體內(nèi)擴(kuò)散的幾率降低 80%。Xu 等從水楊梅中分離出包括 MA 在內(nèi)的6 個(gè)三萜化合物，發(fā)現(xiàn)其中的一些化合物對(duì)HIV-1蛋白酶顯示出很強(qiáng)的抑制活性，特別是 MA，當(dāng)其濃度為 17.9μg/mL 時(shí)對(duì) HIV-1 蛋白酶的活性抑制為100%。因此，MA 為人們尋找新的抗 HIV-1 藥物提供了一類有用的活性化合物。 2.4 抗菌 細(xì)菌耐藥性的問(wèn)題正在威脅著人們的健康，由于細(xì)菌耐藥性問(wèn)題，曾經(jīng)能夠控制的疾病，如淋病、傷寒、肺結(jié)核等的治療難度越來(lái)越大。世界衛(wèi)生組織(WHO)針對(duì)這一問(wèn)題給出了多項(xiàng)建議，其中一個(gè)重要方面就是開(kāi)發(fā)新型抗感染藥物。Braca等從利堪薔薇屬植物中分離得到包括 MA 在內(nèi)的 6個(gè)三萜化合物，并對(duì)這些化合物的抗菌活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)這些化合物對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有較強(qiáng)的抑制活性而對(duì)革蘭氏陰性菌則沒(méi)有抑制活性。其中MA的抑菌活性較強(qiáng)，對(duì)表皮葡萄球菌(S. aureus)、鏈球菌(S. agalacticae)、白色念珠菌(C. albicans)的最小抑菌濃度(minimalinhibitoryconcentration,MIC)分別為 25、100、25μg/mL。 2.5 抗2型糖尿病 糖尿病是由胰島素功能減退而引起碳水化合物代謝紊亂的代謝障礙性疾病，是由遺傳和環(huán)境因素所致的以高血糖為主的一組異質(zhì)性綜合征。隨著人們生活方式的改變和肥胖發(fā)生率的不斷上升，糖尿病發(fā)病率逐年增長(zhǎng)。糖原磷酸酶(glycogen phosphorylase, GP)是負(fù)責(zé)將糖原降解成葡萄糖的關(guān)鍵酶。因 GP 在調(diào)節(jié)糖原代謝中的關(guān)鍵作用，其抑制劑被認(rèn)為可以治療糖原代謝失常導(dǎo)致的一些疾病，如 2 型糖尿病。中國(guó)藥科大學(xué) Wen等發(fā)現(xiàn) MA 對(duì) GP 有中等強(qiáng)度的抑制作用，其 IC50為 28μmol/L。他們同時(shí)合成了一系列 MA 的衍生物，并測(cè)試了對(duì) GP 的抑制活性，其中活性最好的化合物比MA提高了4倍。中國(guó)藥科大學(xué)Liu等測(cè)試了 MA 對(duì)于 2 型糖尿病模型動(dòng)物 KK-Ay小鼠的降血糖作用。KK-Ay小鼠每天口服MA 10 μg/kg或30μg/kg的劑量，連續(xù)服用 2 周后發(fā)現(xiàn)血糖水平大大降低。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn) MA 降血糖作用的部分原因可能是 MA 降低了 KK-Ay小鼠的胰島素抵抗，所以他們認(rèn)為MA可能是一個(gè)非常有前景的治療2型糖尿病的天然藥物。 2.6 其他 許多心血管疾病，如高血壓、心臟病等均與削弱內(nèi)皮依賴性血管舒張有關(guān)。Rodriguez-Rodriguez 等研究發(fā)現(xiàn)橄欖油中的三萜類化合物MA 等有很強(qiáng)的動(dòng)脈血管舒張作用。他們發(fā)現(xiàn)MA 可以 濃度 依 賴 性 的 誘 導(dǎo) 從 自 發(fā) 性 高 血 壓 大 鼠(spontaneouslyhypertensiverats,SHR)中分離得到的動(dòng)脈進(jìn)行血管舒張作用。這種舒張作用是內(nèi)皮依賴性舒張，與內(nèi)皮細(xì)胞中 NO 的釋放與利用有關(guān)，如果預(yù)先加入NO 合酶抑制劑 L-Name 或去除內(nèi)皮細(xì)胞層，這種舒張作用將消失。 人�；o酶 A：膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶 -1(humanacyl-CoA:cholesterolacyltransferaseh-1, hACAT-1)能催化膽固醇與長(zhǎng)鏈脂肪酸經(jīng)�；磻�(yīng)成膽固醇酯，是治療高膽固醇血癥與動(dòng)脈硬化癥的理想靶點(diǎn)。正常生理?xiàng)l件下，hACAT-1 可避免由于游離膽固醇過(guò)多對(duì)細(xì)胞造成傷害，對(duì)膽固醇吸收和代謝起重要作用。但是在病理?xiàng)l件下，它會(huì)造成過(guò)多的膽固醇酯被動(dòng)脈壁巨噬細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞無(wú)限制的攝取堆積，在動(dòng)脈粥樣硬化的早期過(guò)程中起著重要作用。因而，尋找其抑制劑作為降血膽固醇及抗動(dòng)脈粥樣硬化藥物受到人們的廣泛重視。Kim 等從紫微科植物凌霄花中分離出包括 MA 在內(nèi)的 7 個(gè)三萜化合物，發(fā)現(xiàn) MA 在 100μg/mL 時(shí)對(duì) hACAT-1 的抑制率為 46.2%。 酪氨酸酶是黑素代謝中目前唯一已知的酶，它是一種含銅的金屬酶，是由黑素細(xì)胞合成的，臨床上酪氨酸酶抑制劑可用于治療色素增加性皮膚病。Ullah等從杜鵑花科植物中分離出包括MA在內(nèi)的9 個(gè)三萜類化合物，活性測(cè)試表明 MA 對(duì)酪氨酸酶的抑制活性IC50為1.7μmol/L。 飼料添加劑在淡水養(yǎng)殖中發(fā)揮著日趨重要的作用，它們可以提高飼料轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)魚類生長(zhǎng)。Fernández-Navarro等發(fā)現(xiàn)在虹鱒魚的飼料中添加MA 能夠促進(jìn)其生長(zhǎng)及肝臟蛋白質(zhì)的合成。他們?cè)诤琪V的飼料中添加 MA 0、1、5、25、250mg/kg，發(fā)現(xiàn)當(dāng)每公斤的飼料中 MA 為 25、250 mg 時(shí)，225d后虹鱒的體重分別比對(duì)照組(0 mg MA/kg 飼料)增重19.05%、29.22%；肝臟重量分別比對(duì)照組增重52.1%、3 9 . 6 % ；肝細(xì)胞增生分別比對(duì)照組增加 3 7 % 、68%。他們還發(fā)現(xiàn) MA 能促進(jìn)葡萄糖經(jīng)生物合成轉(zhuǎn)化成糖原，大大增加肝臟中的糖原水平，這可能與Wen 等報(bào)道的 MA 能抑制 GP 的活性有關(guān)。他們認(rèn)為這一研究結(jié)果表明當(dāng)被用作飼料添加劑時(shí) MA可以作為生長(zhǎng)刺激因子，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成與肝細(xì)胞的增生，同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致肝臟發(fā)生病理性變化。 3 結(jié)語(yǔ) 橄欖油中富含 MA，是最有益于人類健康長(zhǎng)壽的油脂，是地中海沿岸各國(guó)人民傳統(tǒng)食用油，此外還被廣泛用于美容保健。世界橄欖油產(chǎn)量的 95% 以上來(lái)自地中海地區(qū)，地中海沿岸居民的體質(zhì)強(qiáng)壯、壽命長(zhǎng)，那里的心血管病、癌癥、老年癡呆癥，三大疾病的發(fā)病率非常低。MA 對(duì)人體的高安全性及多種生物活性，引起了人們極大的研究興趣。近年來(lái)的研究表明，M A 具有諸多藥理活性，如抗癌、抗氧化、抗艾滋病病毒、抗菌、抗糖尿病以及血管舒張、降膽固醇等作用，科學(xué)工作者也對(duì)某些相應(yīng)的藥理活性進(jìn)行了初步的作用機(jī)制研究，在一定程度上探討了某些藥理活性的機(jī)制。 顯然 MA 是一個(gè)非常有研究?jī)r(jià)值的天然產(chǎn)物，它可以作為深入研究諸多藥理活性的工具化合物，具有廣闊的應(yīng)用前景；但如果希望對(duì) MA 進(jìn)行更為深入、有效的研究還需解決兩個(gè)方面的問(wèn)題：(1)截至目前，MA 還沒(méi)有形成商品化供應(yīng)，研究者還不能方便、廉價(jià)地從市場(chǎng)上獲得。從橄欖果榨油后的渣料中提取 MA 或許具有工業(yè)化的前景，但還需改進(jìn)繁瑣的提取工藝，同時(shí)降低提取成本。OA 是一個(gè)與 MA 類似的、大量商品化供應(yīng)的化合物。中國(guó)藥科大學(xué) Wen等報(bào)道的半合成路線以 OA為起始原料，極具工業(yè)化價(jià)值，但要真正實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化供應(yīng)還需在合成工藝方面進(jìn)行改進(jìn)。(2)截至目前，MA 在生物體內(nèi)的作用靶標(biāo)還沒(méi)有闡明，不利于對(duì)其進(jìn)行更深入的研究。M A 具有諸多的藥理活性，在體內(nèi)作用很可能是多靶標(biāo)的，如能利用光親和標(biāo)記技術(shù)與“click”化學(xué)相結(jié)合，設(shè)計(jì)、合成小分子探針進(jìn)行標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，將有利于對(duì)體內(nèi)作用靶標(biāo)的闡明，為研究者提供更為直接、有用的信息。 |
