皂角刺抗腫瘤作用有效成分研究進展＊

陳海霞(綜述) 肖順漢(審校)

(四川瀘州醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室,四川 瀘州 646000)

近年來,中草藥及其活性成分抗腫瘤作用的研究已成為國內(nèi)熱點,天然物有效成分在新藥及新藥先導(dǎo)化合物中占有不可替代的作用,越來越受到人們的關(guān)注。皂角刺(Spina Gleditsiae),又稱皂刺、天丁、皂針等,是我國民間常用的中草藥,始載于《本草綱目》,具有消腫脫毒、排膿及殺蟲之功,常用于消炎、鎮(zhèn)痛及癌癥等治療,已被列為抗癌中草藥之一。皂角刺分布于東北、華北、華東、華南、以及四川、貴州等地,為雙子葉植物藥豆科植物,藥用部位主要是皂莢(Gleditsia sinensis Lam.)的棘刺。中藥化學(xué)成分含黃酮、皂苷、三萜、氨基酸、酚類等,具有抗癌作用的部分主要是黃酮類化合物。黃酮類化合物為黃顏木素、非瑟素及少許無色花青素等。目前國內(nèi)外尚無對皂角刺抗腫瘤有效成分的系統(tǒng)研究,化學(xué)成分研究局限在醇提取部分的分離。本文參考近年來的文獻,就皂角刺的抗腫瘤有效成分做了初步總結(jié),綜述如下。

1 鑒別研究

《中國藥典》規(guī)定,皂角刺為主刺及1-2次分枝的棘刺,分枝基部常有小阜狀隆起,刺端銳尖,表面紫棕色或紫褐色,有的帶淺色斑塊。體輕、質(zhì)硬不易折斷,斷面皮部極薄,木部黃白色,髓部疏松,紅棕色。無臭,味淡。但是,由于皂角刺與其同屬植物如山皂角刺等在性狀及形態(tài)上均相似,且因其原生藥較堅硬,包裝不便,常切成飲片收購,造成長期以來有不少偽品與其魚目混珠,難以鑒別。1991年,劉靜[1]等就從性狀、組織及粉末顯微特征方面對皂角刺及其五種混偽品(酸棗刺、野薔薇等)進行了比較研究,為皂角刺的真?zhèn)舞b別提供依據(jù)。周日寶[2]主要從兩方面對皂角刺及其同屬植物山皂莢、華南皂莢、絨毛皂莢和滇皂莢的棘刺進行了鑒別研究,其中薄層層析顯示皂角刺與其同屬植物在斑點數(shù)量、分布上均有區(qū)別,而紫外吸收光譜上最大吸收峰也有明顯差異。王蘭[3]采用熒光分析法、0.2﹪茚三酮反應(yīng)、1﹪FeCl3反應(yīng)對皂角刺及其同屬植物山皂角刺進行理化鑒別,預(yù)試出兩者在含黃酮、酚類、氨基酸成分上有較大的差異。王云珠[4]等采用紫外吸收光譜法及一階導(dǎo)數(shù)光譜法對皂角刺及其偽品豆科植物野皂莢刺、山皂夾及薔薇科植物插田泡,根據(jù)皂角刺與野皂角刺在吸收度上不同,與山皂角刺、插田泡的最大吸收波長及吸收度亦有差異進行了鑒別。

2 抗癌有效成分研究

2.1 黃酮類化合物-槲皮素 據(jù)文獻資料報道,對槲皮素抗腫瘤的研究較多。槲皮素是從皂角刺中分離得到的黃酮類化合物之一,也是許多植物藥中所含的主要成分,具有較強的抗腫瘤活性,可誘導(dǎo)多種腫瘤細胞凋亡,對腫瘤有化學(xué)預(yù)防和治療雙重作用。槲皮素誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡過程可能受凋亡促進基因(如野生型p53、p16)、凋亡抑制基因(如bcl-2、ras)以及雙相調(diào)節(jié)基因(如c-myc)等共同調(diào)節(jié)[5]。研究發(fā)現(xiàn)[6]槲皮素 7μ g?ml-1可顯著抑制人乳腺癌MDA-MB468細胞株的生長和突變型P53蛋白的表達,作用呈時間和劑量依賴性。李巖松[7,8]等報告了槲皮素可能通過對人早幼粒白血病細胞系 HL-60中p53、bcl-2 、c-myc、cyclin D1基因表達的抑制,來促進 HL-60細胞凋亡和抑制增殖,且呈明顯的濃度依賴關(guān)系。謝慶文[9]等用三種不同濃度的槲皮素處理呈突變型p53基因的急性早幼粒細胞白血病NB4細胞株,結(jié)果在 30-90μ mol?L-1濃度時抑制作用明顯。Ranelletti[10]等發(fā)現(xiàn)10mmol槲皮素可抑制p21-ras癌基因在結(jié)腸癌細胞系中的表達,具有時間和劑量依賴性。另有研究報道,槲皮素可抑制ras基因依賴型腫瘤細胞(鼠乳腺癌細胞、人膀胱癌細胞等)的增殖和遷移[11],認為槲皮素是對ras高表達腫瘤的有效化學(xué)預(yù)防藥。

李萬華[12]等用有機溶劑萃取、反復(fù)柱層析方法,分離純化皂角刺中黃酮類化合物,通過NMR,MS等波譜技術(shù)對其進行化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定,并對部分化合物進行體外活性篩選。結(jié)果從皂角刺中首次分離得到兩種單體黃酮類化合物,結(jié)構(gòu)鑒定為(+)trans-2R,3R-3',4',5,7-tetrahydroxyflavanonol(1)和8-C-glucopyranosyl-3,4',7-trihydroxyflavone(2)。其中化合物2顯示出明顯的組織蛋白酶B(Cathepsin B,CB)抑制活性。CB是溶酶體內(nèi)半胱氨酸蛋白水解酶,可促進腫瘤細胞向深部組織浸潤及遠處轉(zhuǎn)移,表明皂角刺在抑制腫瘤血管生成和侵襲轉(zhuǎn)移上可能有重要作用。

2.2 黃顏木素 張珉[13]等以激活的永生型大鼠肝儲脂細胞HSC-T6細胞為靶細胞,血小板衍生生長因子(PDGF)、轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGFβ1)為刺激因素,研究皂角剌中的活性成分——黃顏木素對細胞增殖和膠原合成的影響。發(fā)現(xiàn)黃顏木素(6.25-50μ mol?L-1)以劑量依賴方式顯著抑制PDGF作用的刺激,50.00μ mol?L-1時完全抑制此作用,并能抑制 TGFβ1誘導(dǎo)的肝星狀細胞膠原合成。在肝纖維化的發(fā)生、發(fā)展過程中,PDGF及TGFβ1是兩個最重要的促纖維化因子,而黃顏木素對此具有雙重抑制作用,表明黃顏木素可抑制肝星狀細胞的激活、增殖和膠原合成。

許哲[14]等從皂角刺的乙醇提取物中分離得到8種化合物,并采用四甲基偶氮唑鹽(MTT)比色法測定它們的體外抗腫瘤活性成分,其中兩種黃酮類化合物的抗腫瘤活性為皂角刺中首次發(fā)現(xiàn)。化合物33β-acetoxyolean-12-en-28-oic acid對人肝癌細胞株Bel-7402、人宮頸癌細胞株HeLa、人纖維肉瘤細胞株HT1080、人口腔表皮樣癌細胞株 KB、人肺癌細胞株 A549、人胃腺癌細胞株SGC-7901、小鼠肝癌細胞株HepG2等7種腫瘤細胞的生長均有較強的抑制作用,IC50為11.61-18.73 mg?L-1;化合物1黃顏木素除對A549之外的6種腫瘤細胞株抑制作用良好,IC50為 11.34-19.32mg?L-1。

2.3 皂角皂苷 從傳統(tǒng)藥物中提取有效成分是一個復(fù)雜的過程,人們在不斷的摸索中,發(fā)現(xiàn)皂苷是皂角刺中另一重要的抗癌化合物。有研究報道[15],皂角刺醇提出物皂苷(SSG)對前列腺癌PC-3細胞抑制率可高達97.24%,流式細胞儀檢測顯示,給藥各組與陰性對照組相比,PC-3細胞的凋亡率均升高且呈濃度依賴關(guān)系。表明皂角刺活性成分之一的皂苷對PC-3細胞有顯著抑制增殖和誘導(dǎo)凋亡的作用。另外,皂角刺醇提物對小鼠宮頸癌U14的生長亦有一定的抑制作用,其機制可能是抑制增殖細胞核抗原(PCNA)和突變型 p53蛋白的表達[16]。

自英國科學(xué)家Hickman等1992年首次提出將誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡作為腫瘤治療主要手段后,腫瘤細胞誘導(dǎo)凋亡治療已成為國際腫瘤研究的一個熱點,誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡也成為篩選抗癌藥物的新靶點。介導(dǎo)腫瘤細胞發(fā)生凋亡或提高腫瘤壞死因子(TNF)活性,通過促進機體的細胞免疫功能誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡。

香港某大學(xué)曾報道[17],從慢性白血病和急性白血病患者身上獲取癌細胞,通過RT-PCR技術(shù)及流式細胞儀檢測顯示,13-28μ g?ml-1的皂角刺浸出物就能抑制HL-60細胞的增殖,誘導(dǎo)癌細胞編程性死亡,并呈時間-劑量依賴關(guān)系。結(jié)果表明皂角刺浸出物可成為慢性和急性白血病的化療藥物。又有學(xué)者利用酶聯(lián)檢測不同濃度皂角刺總黃酮對ICR小鼠腹腔巨噬細胞釋放腫瘤壞死因子的影響,發(fā)現(xiàn)皂角刺對TNF有明顯的抑制作用[18]。

2.4 其它——三萜類 2000年,李萬華[19]等用正丁醇從皂角刺中首次分離出兩個三萜類化合物,經(jīng)鑒定為刺囊酸(Echinocystic acid)和皂莢皂甙C(Gleditsia saponin C)。但未對它們的藥理作用及抗癌效應(yīng)作進一步的研究。2007年,李萬華[20]等發(fā)現(xiàn)皂角刺中含有豐富的白樺脂酸型三萜：白樺脂酸(1),alphitolic acid(2),3β-O-trans-p-coumaroyl alphitolic acid(3),3β-O-trans-p-caffeoyl alphitolic acid(4)和zizyberanalic acid(5)。其中化合物1、2和5顯示出強烈的抗 HIV活性,EC50值均小于 0.064μ g?ml-1。這對抗HIV新藥開發(fā)和皂角刺新的藥用功效開發(fā)有重要實用價值。

據(jù)國外文獻,Lim[21]等人在皂角刺抗誘變成分的研究中,鑒定到了一個三萜類物質(zhì)和四個類固醇類物質(zhì),并通過埃姆斯試驗和SOS呈色測驗表明皂角刺甲醇提取物具有強大的抗誘變和抗毒作用。

3 小結(jié)

皂角刺作為傳統(tǒng)藥物之一,來源廣泛、作用多樣、不良反應(yīng)小,無論作為單味藥還是復(fù)方組成,在臨床應(yīng)用上都是一味十分有效的中藥材。皂角刺更多的具有抗腫瘤活性的物質(zhì)基礎(chǔ)還在不斷地被分離純化,目前研究局限在醇提取部分的分離,尚未找到完全單一的活性成分,對很多有效成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)還不清楚。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展和利用,今后可望在皂角刺活性成分的分離純化、結(jié)構(gòu)修飾等方面進一步研究,從分子水平研究其有效成分的抗腫瘤作用,找到安全有效的抗癌新藥,為腫瘤患者的治療帶來福音!

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