白首乌研究现状

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内容提示： 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 3 期 2013 年 2 月 · 370· 白首乌研究现状 彭蕴茹1, 2， 丁永芳1， 李友宾1， 段金廒2 1. 江苏省中医药研究院， 江苏 南京 210028 2. 南京中医药大学 江苏省方剂高技术研究重点实验室， 江苏 南京 210046 摘 要： 白首乌是传统补益类中药， 有补肝肾、 强筋骨、 益精血、 乌须发及延年益寿之功效。 近年来， 白首乌的抗肿瘤活性日益引起学者的关注， C21甾类成分被认为是其主要活性成分。 现就白首乌近年来的研究进展进行综述， 为今后合理开发利用其药用资源提供依据。 关键词： 白首乌； 抗肿瘤； C21甾...

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中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 3 期 2013 年 2 月 · 370· 白首乌研究现状 彭蕴茹1, 2， 丁永芳1， 李友宾1， 段金廒2 1. 江苏省中医药研究院， 江苏 南京 210028 2. 南京中医药大学 江苏省方剂高技术研究重点实验室， 江苏 南京 210046 摘 要： 白首乌是传统补益类中药， 有补肝肾、 强筋骨、 益精血、 乌须发及延年益寿之功效。 近年来， 白首乌的抗肿瘤活性日益引起学者的关注， C21甾类成分被认为是其主要活性成分。 现就白首乌近年来的研究进展进行综述， 为今后合理开发利用其药用资源提供依据。 关键词： 白首乌； 抗肿瘤； C21甾苷； 补益药； 免疫调节 中图分类号： R282.71 文献标志码： A 文章编号： 0253 - 2670(2013)03 - 0370 - 09 DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.03.026 Current situation of research on Cynanchi Bungei Radix PENG Yun-ru1, 2, DING Yong-fang1, LI You-bin1, DUAN Jin-ao2 1. Jiangsu Provincial Academy of Traditional Chinese Medicine, Nanjing 210028, China 2. Jiangsu Key Laboratory for High Technology Research of Traditional Chinese Medicine Formulae, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210046, China Key words: Cynanchi Bungei Radix; antitumor; C21 steroidal glycosides; reinforcing drugs; immunoregulation 白首乌系萝藦科（Asclepiadaceae） 鹅绒藤属植物耳叶牛皮消 Cynanchum auriculatum Royle ex Wight、隔山牛皮消 C. wilfordii (Maxim.) Hemsl.及泰山白首乌（戟叶牛皮消） C. bungei Decne. 等植物的块根。 其味甘、 苦， 性微温， 历史上用作补益性中药， 历代医家视为养生防老的珍品， 有养血益肝、固肾益精、 强筋健骨、 乌黑须发及延年益寿等功效。目前， 最常用的白首乌药材来源为耳叶牛皮消， 主产于江苏滨海， 为地产道地药材， 多为栽培。 近年来的研究[1]证明白首乌含有 C21甾苷及多糖类等有效成分， 并含有丰富的蛋白质、 氨基酸及锌、 锰、 铁、 钙、 钾等人体必需的微量元素， 另含白首乌苯酮及磷脂类成分。 目前关于白首乌的研究主要集中在抗肿瘤、 抗衰老、 增强免疫及保护肝脏等方面现将白首乌的研究近况进行概述。 1 抗肿瘤作用 白首乌的抗肿瘤作用是近年来的研究热点。 国内外学者对白首乌的抗肿瘤活性进行了 大量研究，但因药材产地、 化学成分及实验条件的差异， 导致 收稿日期： 2012-06-26 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（81102884） 作者简介： 彭蕴茹， 女， 副研究员， 硕士研究生导师， 主要从事中药作用机制与体内过程研究。 E-mail: [e-mail] 网络出版时间： 2013-01-21 网络出版地址： http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20120121.1621.007.html 研究结果存在一定差异。 1.1 不同药材来源 在药材的选用方面， 不同的研究小组对白首乌进行抗肿瘤实验研究中选择了不同来源的药材。 1.1.1 泰山白首乌 徐凌川等[2]以泰山白首乌药材原粉分别 ig 给予 S180实体瘤及艾氏腹水瘤小鼠，能明显降低 S180实体瘤小鼠的瘤质量， 显著延长艾氏腹水瘤小鼠的生存期， 具有明显的抗肿瘤作用。实验还对提取得到的甾体总苷进行了 体外抗肿瘤研究[3]， 发现其具有较强的肿瘤细胞毒活性。 近年来， 费洪荣等[4]研究证实泰山白首乌醇提物能明显抑制 HepG2 肝癌细胞增殖并诱发凋亡。 但对于此药材进行抗肿瘤方面的研究极少， 且仅进行了生药原粉、 粗提物和总苷的药理活性研究， 并未深入进行单体化合物的活性成分探讨。 1.1.2 耳叶牛皮消 近年来， 国内学者对白首乌的抗肿瘤作用进行了广泛研究， 发现白首乌提取物具有良好的抗肿瘤作用， 而所研究的药材白首乌均来源于耳叶牛皮消。 毕芳等[5]近年来对江苏滨海产白 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 3 期 2013 年 2 月 · 371·首乌的醇提物进行了小鼠移植性瘤的抗肿瘤实验研究， 发现其对小鼠肝癌 H22有显著抑制作用， 高剂量给药组（200 mg/kg） 的抑瘤率达到 40%以上， 而对小鼠免疫器官系数无明显影响。 病理组织切片结果可以看出给药组肿瘤组织中凋亡细胞数显著增加， 而免疫组化结果进一步证实白首乌提取物能明显降低肿瘤组织中 bcl-2 的表达， 同时提高 Bax 蛋白的表达。 顾立刚等[6-9]研究证实白首乌甾体酯苷为其抗肿瘤的主要活性成分之一， 体内对于小鼠艾氏实体瘤、 Lewis 肺癌及 S180实体瘤均有明显抑瘤作用， 体外对于小鼠腹水癌细胞 S180、 H22、 EAC 以及人癌细胞株 H-7402、 CNE2、 K562、 KB、 Ecal09增殖均有显著的抑制作用， 并能诱导 KB 细胞凋亡，使其细胞周期阻滞于 G0/G1期， 其所用药材也来源于江苏滨海产的耳叶牛皮消。 Shan 等[10]对白首乌进行了醇提部位及其不同溶剂萃取部分的体内外抗肿瘤活性比较， 发现醇提部位及醇提部位的正丁醇萃取部分活性最强， 其所用药材原植物均为耳叶牛皮消。 王冬艳等[11-12]对江苏滨海产的白首乌进行了抗肿瘤方面的研究， 研究证实白首乌所含的 C21甾体总苷对小鼠肝癌实体型 Heps 有明显生长抑制作用，并能诱导肿瘤细胞凋亡， 同时能提高荷瘤小鼠的特异性和非特异性免疫功能， 促进抗肿瘤细胞因子的分泌。 宋俊梅等[13]对从江苏滨海产的白首乌中提取得到的 C21总甾苷进行了抑瘤实验， 证实其对 S180腹水瘤小鼠有明显的抑瘤作用， 其所用药材即为耳叶牛皮消。 张如松等[14-18]对白首乌进行了大量的化学和药理研究， 尤其对其抗肿瘤活性成分进行了系列研究， 所选用的原植物为耳叶牛皮消。 本课题组前期也对滨海产的白首乌进行了系列研究， 分别从化学成分、 抗肿瘤活性及作用机制等方面进行了系列报道， 所选原植物即为耳叶牛皮消[19-28]。 总之，近年来研究白首乌抗肿瘤作用所选用原植物， 除徐凌川等[2]选用了 泰山白首乌之外， 其余所研究对象均来源于耳叶牛皮消。 这主要是因为目前江苏滨海产的白首乌已实现了大规模的人工栽培且栽培历史已达上百年， 现在国内的白首乌药材主要来自江苏滨海。 虽然白首乌有 3 个不同来源的原植物， 但由于目前公认的多羟基孕甾烷酯苷为白首乌中的主要活性成分， 而上述 3 种来源的白首乌中均含有该类成分， 所具有的药理活性相似， 因此， 泰山白首乌和耳叶牛皮消来源的滨海白首乌均发现有抗肿瘤活性也就有其依据了。 1.2 抗肿瘤活性成分 在抗肿瘤活性成分方面， 目前的研究结果基本上趋向于甾苷类成分。 顾立刚等[6-7]研究证实白首乌甾体酯苷为其抗肿瘤的主要活性成分之一， 他们从耳叶牛皮消的块根中提取并经柱色谱纯化得到白首乌甾体酯苷， 经研究发现， 白首乌甾体酯苷有良好而广泛的抗肿瘤作用， 其体内对于小鼠艾氏实体瘤、Lewis 肺癌及 S180实体瘤生长均有抑制作用， 体外对 EAC、 S180、 H22、 H-7402、 CNE2细胞增殖均有明显的抑制作用， 其中以 H22最为敏感。 随后的研究又从甾体总苷中分离得到 3 个质量分数相对较高的单体成分（AK、 AL、 BN）， 并对其活性进行了进一步筛选[8]， 发现其中白首乌苷 AK 的抑瘤活性最高， 其体外能显著抑制肿瘤细胞的生长并能诱导KB 细胞凋亡， 使其细胞周期阻滞于 G0/G1期[9]。 王冬艳及宋俊梅等[11-13]的研究均证实白首乌含 C21甾体总苷对小鼠移植瘤有明显生长抑制作用， 并能诱导肿瘤细胞凋亡， 而宋俊梅等[13]通过比较各种不同的 C21甾苷提取方法， 优选最佳方法是用 95%的乙醇回流 4 h[29]。 赵瑾等[30]也研究证实白首乌总苷有明显的抗肿瘤活性。 张如松等[14-16]研究发现白首乌甾体总苷对 HeLa、 PC3、 Hce-8693、 PAA 4 肿瘤细胞具有明显的增殖抑制作用， 在此基础上分离得到2 个新的 C21甾类化合物白首乌新苷 A 和 B， 并进一步证实这两个化合物在体外有明显的抗肿瘤细胞增殖作用。 耳叶牛皮消苷 A 在体实验表明， 其能抑制小鼠 S180实体瘤生长， 离体实验发现其能抑制人肿瘤细胞 MCF-7、 HO-8910、 Bel-7402 的增殖并能明显诱导 MCF-7 的凋亡[17-18]。 近来， 王一奇等[31-32]研究证实白首乌 C21甾苷体内外实验显示出明显的抗肿瘤活性。 因此， 当前研究认为 C21甾类化合物是白首乌中公认的抗肿瘤活性成分。 迄今， 人们从白首乌中已分离得到了大量的 C21甾类化合物。 陈纪军等[33-34]从耳叶牛皮消 C21甾苷粗提品的酸水解物中分离得到 4 个 C21甾体酯基苷元， 分别为加加明 （gagamin）、告达亭（caudatin）、 开德苷元（kidjolanin） 和萝蘼苷元（metaplexigenin）， 并得到了 7 个 C21甾苷类化合物， 分别为白首乌苷（cynauricuoside） A、 B、 C 和隔山消苷（wilfoside） C3N、 C2N、 C1G、 KIN， 但未对这些化合物进行活性评价。 张如松等[15-16]从白首乌中得到了 4 个新化合物白首乌新苷（cynanauri- culoside） A、 B 和耳叶牛皮消苷（auriculoside） A、 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 3 期 2013 年 2 月 · 372· B 均具有较强的抗肿瘤活性， 近来分离得到的 3 种C21甾体苷成分也均有抗肿瘤作用[35]。 而本项目组前期也对白首乌的化学成分进行了 系统研究[22-27]。研究发现， 白首乌中的 C21甾体类骨架为典型的孕甾烯衍生物， C-3 位上有 β-OH， C-5， 6 位上多有双键， C-20 位多有羰基。 另外， C-8， 12， 14， 17，20 等常含有 β-OH， 其中 C-12， 20 位 β-OH 还往往与醋酸、 烟酸、 苯甲酸、 肉桂酸、 异戊酸、 顺芷酸等有机酸结合成酯存在； C-17 位侧链多为 α-构型，但也有 β-构型； C-3 位 β-OH 易与糖成苷， 其苷元主要有告达亭、 开德苷元、 萝藦苷元和加加明， 糖基 大 多 为 2, 6- 去 氧 糖 基 ，（digitoxose）、 2-去氧洋地黄糖（迪吉糖， dignose）、夹竹桃糖（oleandrose）、 磁麻糖（cymarose）， 很多在末端连有葡萄糖（glucose）。 糖之间均以 1→4 键相连， 糖基 1～7 个不等。 通过进一步化学提取分离，如 洋 地 黄 毒 糖得 到 了 多 个 甾 苷 类 单 体 化 合 物 ， 如 隔 山 消 苷（wilfoside）， 告达亭， 白首乌新苷 A、 C， 萝藦苷元，告 达 亭 -3-O-β-D- 磁 麻 糖 苷 （ caudatin-3-O-β-D- cymaropyranoside）； 并对这些化合物在体外对不同肿瘤细胞的生长抑制作用进行了筛选， 从中发现了活性最强的化合物是告达亭-3-O-β-D-磁麻糖苷， 并首次对这个化合物的体内抗肿瘤活性进行了 验证。因此， 通过大量的研究证实 C21甾类化合物是白首乌中主要的抗肿瘤活性成分。 1.3 抗肿瘤作用机制研究 目前， 关于白首乌的抗肿瘤作用机制主要有以下几方面。 1.3.1 对癌细胞的直接杀伤作用 曾郁敏等[9]研究发现， 白首乌总苷抗肿瘤作用机制首先是对癌细胞的直接杀伤作用。实验发现， 白首乌苷 AK 50 μg/mL作用于人口腔上皮癌细胞株 KB 仅 4 h 就出现了胞膜破裂、 胞浆外溢的现象， 且流式细胞仪检测发现KB 细胞周期被阻断于 G0/G1期， 说明一定剂量的白首乌苷 AK 作用于癌细胞时即可抑制肿瘤细胞的生长， 而其直接杀伤肿瘤细胞的机制之一可能与其对细胞周期的阻滞有关； 在电镜下可见有癌细胞膜破裂现象， 在细胞形态学上支持了白首乌甾体的直接杀伤作用。 1.3.2 诱导肿瘤细胞调亡 Wang 等[36]发现白首乌总苷可剂量依赖性地抑制人乳腺癌、 前列腺癌的增殖， 经过白首乌总苷处理的细胞可见核皱缩、 染色质凝集。 基因测试分析表明， 其对雄激素敏感的细胞株有抗雄性激素的活性； 形态学检查发现， 经白首乌总苷处理后的癌细胞表现出细胞核收缩、 染色质浓缩， 并有细小细胞核碎片等变化， DNA 梯状条带特征提示其抗肿瘤作用涉及到细胞凋亡。 王冬艳等[11]在肝癌实体型 HepGs 小鼠移植性肿瘤模型实验中， 显示白首乌 C21甾体苷在 10、 20 和 40 mg/kg 剂量对肿瘤细胞均有显著的抑制作用， 抑瘤率分别为34.79%、 47.08%和 50.23%， AO/EB 双荧光染色可见肿瘤细胞在电镜下有凋亡小体出现， 证实了 C21甾体苷有诱导细胞凋亡的作用， 下调 bcl-2 基因表达可能是其诱导肿瘤凋亡的机制之一。 其他的研究报道也证实了白首乌甾体苷能诱导肿瘤细胞凋亡[9,17]。 毕芳等[5]对白首乌的醇提物进行了 小鼠体内移植瘤的抗肿瘤实验研究， 发现白首乌醇提物 ig 给药对小鼠肝癌 H22有显著抑制作用， 其高剂量给药组的抑瘤率达到 40%以上， 而对小鼠免疫器官系数无明显影响，病理组织切片结果可以看出给药组肿瘤组织中凋亡细胞数显著增加， 而免疫组化结果进一步证实白首乌提取物能明显降低肿瘤组织中 bcl-2 的表达， 同时提高 Bax 蛋白的表达。 Liu 等[37]近期研究发现白首乌 C21甾类成分隔山消苷 C3N 能诱导肺癌 A549细胞凋亡， 其机制与激活 Caspase-2、 9 酶活力， 下调 bcl-2 表达有密切关系。 本课题组曾对白首乌中分离得到的 C21甾类化合物告达亭-3-O-β-D-磁麻糖苷的抗肿瘤作用机制进行了研究， 发现其体外抗癌活性与抑制细胞增殖、 阻滞细胞周期于 G0/G1期、诱导肿瘤细胞凋亡有关， 其诱导细胞凋亡与激活Caspase 酶活力、 下调 bcl-2 表达及上调 bax、 p53表达并促使细胞色素 C 的释放有密切关系， 其诱导的细胞凋亡过程主要是通过线粒体通路实现的[19]。 1.3.3 增强免疫功能 王冬艳等[12]探讨白首乌 C21甾体苷对 Heps 荷瘤小鼠的免疫保护机制， 发现 C21甾体苷 3 个剂量（40、 20 和 10 mg/kg） 组均可降低荷瘤小鼠异常增...