核桃楸皮抗腫瘤化學成分研究概述

雷 濤 ，趙玉佳 ，丁坤敏 ，孟繁欽 ，王艷芳 ，吳宜艷

（1.牡丹江醫(yī)學院，黑龍江牡丹江 157011；2.吉林農(nóng)業(yè)大學，吉林長春 130118）

山核桃又名核桃楸、胡桃、胡桃楸、小核桃等，為胡桃科胡桃屬落葉喬木。在中國主要分布于小興安嶺、完達山脈、長白山區(qū)及遼寧東部。大興安嶺林區(qū)東南部及河北、河南、山西、甘肅等地也有少量分布。俄羅斯遠東地區(qū)、朝鮮北部也產(chǎn)。山核桃樹喜光，耐寒性較強核桃楸分布于東北和華北各省，垂直分布可達海拔2000米以上。黑龍江省牡丹江林業(yè)科學研究所，大果榛子、核桃、樹莓等經(jīng)濟林開發(fā)利用技術，達到國內(nèi)外領先地位，牡丹江具有豐富資源，開發(fā)核桃楸皮新藥，促進北藥研發(fā)，為地方經(jīng)濟發(fā)展作貢獻。核桃楸皮具有消炎、抗菌、抗氧化[1]、抗腫瘤作用。近年有一些學者研究報道，核桃楸皮其抗腫瘤化學成分，主要有以下化合物。

1 胡桃醌(Juglone)

化學名稱：5-hydroxy-1,4-Naphthalenedione。分子式：C10H6O3；相對分子量174.15。從苯和石油醚的混合溶液中析出橙黃色針狀結晶，從氯仿中析出紅黃色棱柱狀結晶，有特殊臭氣味。不溶于冷水，微溶于熱水，溶于乙醇、乙醚，易溶于氯仿、苯等有機溶劑。溶于堿溶液，在堿溶液中呈紫紅色，溶于濃硫酸，在濃硫酸中呈血紅色[2]，熔點155℃。性質不穩(wěn)定，溶劑對胡桃醌的穩(wěn)定性影響較大，隨著存放時間的加長核桃醌會分解。

1.1 核桃醌的抗腫瘤藥理研究

胡桃醌對于S180實體瘤、小鼠腹水型肝癌和自發(fā)性胃癌有明顯的抗癌活性。許紹惠等[3]報道核桃醌對小鼠移植性乳腺癌有明顯的抗癌活性，使艾氏腹水癌細胞的有絲分裂異常。張野平等[4]報道胡桃醌具有抗腫瘤活性，對HePA小鼠生命延長率為95%，抑制S180實體瘤達50%。胡桃醌可以直接抑制體外培養(yǎng)的腫瘤細胞的增殖作用，其抗腫瘤作用是直接殺傷腫瘤細胞[5]。在研究黑核桃抗腫瘤活性時還發(fā)現(xiàn)，胡桃醌和黑核桃殼的強酸部分(主要為多酚類)對小鼠自發(fā)性乳腺癌有明顯的抑制作用[6]。Sugie[7]等報道胡桃醌對大鼠腸腫瘤形成有抑制作用，可能成為有希望的化療藥物。

1.2 胡桃醌抗腫瘤的作用機理的相關研究報道

張野平等[4]應用同位素摻入方法發(fā)現(xiàn)，以核桃醌0.1、0.025 mg/ml作用5 h，對HePA小鼠細胞DNA合成抑制為高峰，分別為71.5%和60%。實驗證明胡桃醌對腫瘤細胞DNA的合成有明顯的抑制作用，且隨劑量的增長作用增強。通過電子顯微鏡觀察胡桃醌主要影響HePA細胞線粒體，低濃度可使部分線顆粒體嵴減少，高濃度可使大部分細胞質中的線粒體空泡化，從而使增殖的腫瘤細胞因能量供給缺乏而受到增殖限制，達到抑瘤作用。Kamei等[8]進行了醌類化合物抑制細胞生長試驗，發(fā)現(xiàn)胡桃醌主要抑制細胞生長的S期，化合物中酚羥基的個數(shù)越多細胞毒性越大。Oliveira等[9]合成胡桃醌的糖鏈衍生物，發(fā)現(xiàn)這些衍生物的抗腫瘤活性明顯高于胡桃醌的抗腫瘤活性，原因在于糖鏈的引入有效地避開了細胞對此類細胞毒化合物的排斥，增加了腫瘤細胞的吸收度，從而提高了這些衍生物的活性。Varga等[10]發(fā)現(xiàn)胡桃醌可以堵塞人外周血淋巴細胞的鉀離子通道，而鉀離子通道保持活性被認為是細胞生長和T細胞增殖的先決條件，因此他們認為胡桃醌的這一作用即使不是唯一的，也是胡桃醌誘導細胞凋亡的重要方式。Michelle等[11]報道核桃醌能夠降低p53基因表達和誘導H2ax快速磷酸化使細胞死亡，原因可能是胡桃醌通過快速磷酸化細胞周期的各個階段的H2ax，并且使p53蛋白水平劇烈下降，從而誘導細胞DNA損傷，誘發(fā)細胞凋亡。此外，胡桃醌可通過直接修飾巰基基團使RNA轉錄起始前復合物斷裂，抑制細胞mRNA的合成，直接阻斷轉錄。

2 槲皮素(Quercetin)

化學名稱：2-(3,4-dihydroxyphenyl)-3,5,7-trihydroxy-4H-1-Benzopyran-4-one。分子式：C15H10O7；相對分子量：302.23。二水合物為黃色針狀結晶（稀乙醇），在95～97°C成為無水物，熔點 314°C（分解）。1 g溶于 290 ml無水乙醇，23 ml沸乙醇，可溶于甲醇、乙酸乙酯、吡啶、丙酮等溶劑，不溶于水、乙醚、苯、氯仿，石油醚。堿性水溶液呈黃色，幾乎不溶于水，乙醇溶液味很苦。

槲皮素的抗腫瘤藥理研究[12]：槲皮素能顯著抑制促癌劑的作用、抑制離體惡性細胞的生長、抑制艾氏腹水癌細胞DNA、RNA和蛋白質合成。槲皮素及其苷類表現(xiàn)出較強的抗癌活性，其作用機制除對抗自由基對細胞的破壞外，還能直接抑制腫瘤細胞的增殖。人們觀察了槲皮素對早幼粒白血病細胞株HL-60細胞的增殖和細胞周期的影響，發(fā)現(xiàn)槲皮素可呈劑量依賴性地抑制HL-60細胞的增殖，G2-M期細胞增加，而G0/G1細胞的百分比相對減少，去除槲皮素后該作用可逆。以不同濃度的槲皮素處理HL-60細胞48 h后,細胞溶質蛋白激酶C(PKC)和胞膜酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性也明顯受到抑制，其IC50分別為31、24 μmol/L。分離純化經(jīng)槲皮素處理的HL-60細胞核進行體外核轉錄實驗，發(fā)現(xiàn)其轉錄活性降低，總RNA聚合酶尤其是RNA聚合酶Ⅱ活性受到抑制，并呈劑量依賴關系。據(jù)此，人們認為，槲皮素的抗癌作用是通過抑制以上幾種酶的活性來完成的。另外，槲皮素可與一些致癌、致突變因子相互作用而起到防癌作用。槲皮素及其衍生物可有效地誘導微粒體芳烴羥化酶和還氧化物水解酶使多環(huán)芳烴和苯并芘通過羥化或水解而失去致癌活性，也可通過抑制細胞色素P450和磺基轉移酶而減少雜環(huán)胺類等前致癌物質的生成。

3 鞣花酸(Ellagic acid)

化學名稱：2，3，7，8-tetrahydroxy benzopyrano[5，4，3-cde]benzopyran-5，10-dione，分子式：C14H6O8；相對分子量：228.25。 鞣花酸是廣泛存在于各種軟果、堅果等植物組織中的一種天然多酚組分，它是沒食子酸的二聚衍生物，是一種多酚二內(nèi)酯。它不僅能以游離的形式存在，而且更多的是以縮合形式(如鞣花單寧、苷等)存在于自然界。鞣花酸與三氯化鐵的顯色反應呈藍色，遇硫酸呈黃色，Greissmeger反應呈陽性，還易與金屬陽離子如Ca2+、Mg2+結合。純鞣花酸是一種黃色針狀晶體，熔點(吡啶)大于360℃，微溶于水、醇，溶于堿、吡啶，不溶于醚。

鞣花酸的抗腫瘤藥理研究：鞣花酸是一種存在于多種植物中的天然多酚組分，近年來，越來越多的實驗證實鞣花酸通過調節(jié)細胞轉運因子和激活多信號途徑方式抑制癌細胞增殖，誘導癌細胞凋亡。由于其安全性和有效性，可作為腫瘤的化學預防劑，聯(lián)合化學藥物治療腫瘤[13]。

在對鼠和人體組織移植所做的體內(nèi)和體外試驗中，鞣花酸表現(xiàn)出對化學物質誘導癌變及其他多種癌變有明顯的抑制作用，特別是對結腸癌、食管癌、肝癌、肺癌、舌及皮膚腫瘤等有很好的抑制作用。有關鞣花酸的防癌抗癌作用機制人們已進行了大量的研究，目前比較清楚的主要有以下幾個方面[14]：

抑制致癌劑的代謝活性：鞣花酸能抑制多環(huán)芳香化合物(如苯并芘喃、7，12-二甲基苯并蒽、3-甲基膽蒽等)、亞硝基化合物(如N-亞硝基芐基甲胺、N-甲基-N-亞硝基脲等)和黃曲霉毒素B1轉換成誘導基因損傷的物質。

解除致癌物的毒性：在小鼠試驗中，鞣花酸可通過刺激體內(nèi)一些酶(如谷胱甘肽轉移酶)的活性而解除某些致癌劑如苯并芘-4，5-氧化物和1-氯-2，4-二硝基苯等的致癌毒性。致癌物清除劑鞣花酸能和致癌物的活性代謝形式結合成無害的化合物，以使其不能和細胞DNA結合，其作用相當于致癌物清除劑。Sayer等研究表明，鞣花酸通過占據(jù)苯并芘喃二醇環(huán)氧化合物的空間有利位置形成一種共價化合物，此共價化合物由于芘喃的活性基團環(huán)氧環(huán)已被打開而無致癌活性。

占據(jù)DNA上可能和致癌或其代謝物反應的位置：鞣花酸通過和O-6-鳥嘌呤反應防止了這個位置的甲基化，從而抑制N-甲基N-亞硝基脲和鮭鯨DNA鍵合。

盡管在很多研究中鞣花酸都表現(xiàn)出具有抗化學誘變致癌的作用，但是也有文獻對它的抗癌作用甚至對它的DNA-加成化合物的形成提出了異議。

鞣花酸的4個OH基團有強親核性，易與生物體內(nèi)的親電子代謝物發(fā)生強親合作用，而親電子代謝物不能與DNA發(fā)生反應，因而這種親合作用可能會將鞣花酸從生物體內(nèi)移走，從而阻礙鞣花酸起抗癌作用。另外，食物中的鞣花酸在體內(nèi)的吸收也是有限的。例如，給小鼠口服鞣花酸發(fā)現(xiàn)只有少量被吸收，這就阻止了機體組織與足夠高濃度的鞣花酸接觸而使之不能有效地作為一種體內(nèi)抗癌劑。

4 沒食子酸(Gallic acid)

化學名稱：3，4，5-trihydroxy benzoio acid。 分子式：C7H6O5；相對分子量：170.12。沒食子酸為白色或淡黃色針狀結晶(無水甲醇或氯仿)或粉末，通常是以一水化合物的形式存在，比重 1.694，熔點 235～240℃(分解)加熱至 100～120℃時，失去結晶水；加熱至200℃以上時，失去羧基而生成焦性沒食子酸；1 g 熔于 87 ml水、3 ml沸水、6 ml乙醇、100 ml乙醚、10 ml甘油及5 ml丙酮。易溶于熱水、乙醚、乙醇、丙酮及甘油，難溶于冷水，幾乎不溶于苯、氯仿及石油醚[15]?？鼓[瘤藥理研究：沒食子酸對嗎啉加亞硝酸鈉所致的小鼠肺腺瘤有強抑制作用。

5 β-谷甾醇(Sitosterol)

分子式：C29H50O；分子量：414.69。β-谷甾醇是植物甾醇的主要成分之一，屬于四環(huán)三帖類化合物)是植物甾醇類成分之一，廣泛存在于自然界中的各種植物油、堅果等植物種子中，也存在于某些植物藥中。在常溫下β-谷甾醇為白色晶體粉末，無臭無味，熔點可達130～140℃，不溶于水，在一定的有機溶劑中可以溶解。外觀形狀：白色粉末，脂溶性，能溶解于食用油。

β-谷甾醇的抗腫瘤藥理研究[16]：研究證明β-谷甾醇對機體某些癌癥如乳腺癌、胃癌、腸癌的發(fā)生和發(fā)展有一定的抑制作用。經(jīng)動物實驗發(fā)現(xiàn)β-谷甾醇可抑制化學致癌劑誘發(fā)大腸癌，這可能與流入大腸膽汁酸有關，因β-谷甾醇具有抑制膽汁酸作用，能使癌細胞增殖減少。

中藥是祖國醫(yī)學理論中重要的組成部分，幾千年來為保障我國人民的身體健康作出了巨大的貢獻。近年來，腫瘤的發(fā)病率不斷增高，逐漸成為威脅人類和動物健康的大敵。由于中藥與化學合成藥物相比有著取材方便、價格低廉和毒副作用小等優(yōu)點，中藥及其有效成分抗腫瘤機制的研究已成為當今醫(yī)學研究的熱點。本文闡述了胡桃楸皮抗腫瘤的化學成分研究進展，對胡桃楸皮的藥理活性研究具有指導意義。核桃楸皮的抗腫瘤作用機制還有待于進行深入、細致的研究。

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