張 坤,仇 峰,覃 禹,3,羅祖良,3,楊美華,羅永明
(1.北京協(xié)和醫(yī)學院藥用植研究所·中草藥物質基礎與資源利用教育部重點實驗室,北京 100193;2.江西中醫(yī)學院,江西 南昌 330004; 3.廣西中醫(yī)學院,廣西 南寧 530001)
大戟屬(EuphorbiaL.)隸屬于被子植物門雙子葉植物綱大戟目大戟科、草質、木質或無葉的肉質植物,灌木或喬木,種類繁多,顯著特征是具有白色或黃白色乳汁,對皮膚有刺激性,民間主要用于除疣、抗腫瘤等。該屬植物具有重要的應用價值,有的作為傳統(tǒng)中藥在國內外都有悠久的應用歷史,如柏大戟作為藥用植物可以追溯到兩千年以前,《中藥大辭典》也有狼毒大戟抗腫瘤的記載[1]。筆者著重對近10年來(2001年至2011年)大戟屬植物的生藥鑒定、資源調查與種植加工、化學成分與質量控制、藥理作用等方面的研究進展進行了綜述,為更好地開發(fā)利用該屬植物提供參考。
該屬植物為1年生或2年生草本或亞灌木、木質或無葉的肉質植物,有乳狀汁。花序為杯狀的聚傘花序,外觀似一朵花,外面圍以綠色杯狀的總苞,有4~5個萼狀裂片,裂片和肥厚肉質的腺體互生;內面含有多數(shù)或少數(shù)雄花和1雌花;雄花僅具1個雄蕊,花絲和花柄間有關節(jié);雌花單生于杯狀花序的中央而突出于外,由1個3心皮雌蕊組成,子房3室,每室有1胚珠,花柱3,上部每個再分為3叉;蒴果。趙奎君等[2]曾報道過狼毒大戟根的生藥性狀、橫切面組織構造和粉末特征、薄層色譜鑒別研究結果,發(fā)現(xiàn)狼毒大戟中存在異常結構,即在木質部內側具多環(huán)維管組織。翟延君等[3]應用藥材性狀鑒別、顯微鑒別和薄層色譜鑒別法,判定狼毒大戟根的斷面異常構造及薄層方法均可為其鑒定提供依據(jù),也可為其開發(fā)利用提供參考。趙奎君等[4]報道了高山大戟的生藥性狀、根橫切面組織構造和粉末特征、薄層色譜鑒別研究結果,高山大戟根橫切面的異常結構、粉末中木纖維和后壁細胞的形態(tài)可作為生藥的主要顯微鑒別特征,薄層色譜也可為其鑒別作參考。
2.1 資源調查
大戟屬是大戟科中最大的一個屬,也是被子植物門中的特大屬之一,全世界有2 000余種,遍布世界各地,以非洲和中南美洲居多;我國約有1 000種,南北均產,但以西南的橫斷山區(qū)和西北的干旱地區(qū)較多[5]。最常見的大戟屬藥用植物見表1。
表1 常見大戟屬藥用植物資源調查
大戟屬植物種類多,但屬內一些植物種內變異較大,系統(tǒng)位置尚存在爭議。為此,李惠等[6]在浙江、江蘇、上海地區(qū)進行了廣泛的野外考察,并查閱了中國科學院植物研究所、復旦大學生物系等單位標本館的館藏標本,以及《中國植物志》和江蘇、浙江、山東、江西、安徽和上海地區(qū)的植物志,整理了分別隸屬于5亞屬10組的26種植物,為深入研究、合理開發(fā)該屬藥用植物提供了基礎研究資料。趙志禮等[7]通過野外考察及植物分類學研究的方法,整理發(fā)現(xiàn)甘肅大戟屬藥用植物包括3亞屬7組16種,另外還包括1個新種(甘肅特有種)。
2.2 種植加工
大戟屬植物主產于非洲南部,種類繁多,形態(tài)各異。莖的形態(tài)有球形、圓筒形、柱形、塊根形、章魚形等。所有植株的損傷處均會流出白色乳液,該乳液或多或少具有毒性。該屬植物對土壤的適應性較廣,但以排水良好的肥沃沙質土為佳。除少數(shù)種類外,大多數(shù)有夏眠習性,栽培簡易,通??砂雌胀ɑɑ艿脑耘喾椒B(yǎng)護,冬季維持5℃以上可安全越冬。
戴傳超等[8]以野生大戟為材料,探討了大戟莖尖扦插繁殖和組織培養(yǎng)等快速繁殖技術的條件。張萍等[9]對狼毒大戟的生物學、生態(tài)學特征和人工栽培技術進行了充分研究并獲得了成功,同時采用二氧化碳超臨界提取和溶劑處理、離心噴霧2種方法提取了能有效殺蟲的成分。勇應輝等[10]通過研究3種內生真菌、不同濃度的瓊脂和活性炭對藥用植物大戟組織培養(yǎng)苗生長和煉苗成活率的影響,結果發(fā)現(xiàn)植物自身的內生真菌有利于進一步提高組織培養(yǎng)苗的成活率,這對于大戟的大規(guī)模種植具有積極的意義。殷桂濤等[11]應用化學除草劑對毒草大戟進行了防除試驗,結果表明,在大戟營養(yǎng)生長期用 72%的 2,4-D丁酯乳油進行噴霧,防除率可達96.23%,這種方法能有效地滅除毒草大戟,達到改良退化草地、提高草地產量和質量的目的。黃浩等[12]為研究激素對紅芽大戟組織培養(yǎng)苗生根誘導的影響,以紅芽大戟組培織培養(yǎng)繼代苗為試驗材料、1/2MS為基本培養(yǎng)基,研究了不同濃度的生長素、甲硫氨酸、生根粉對紅芽大戟組織培養(yǎng)苗生根誘導的影響。
大戟屬植物雖藥用價值較高,但也具有較大的毒性。徐麗等[13]利用大鼠在體小腸灌流技術,以超高效液相色譜-質譜聯(lián)用(UPLC-MS)測定大戟95%醇提物、大戟95%醇提物與大棗水提物混合溶液隨灌流時間的變化,初步探討了大戟毒副作用的物質基礎和配伍大棗解毒減毒作用的機制。竇勤等[14]將多脂大戟的樹脂狀分泌物大戟脂用3種不同的方法進行炮制,研究不同炮制方法對大戟脂毒性的影響,結果以烤制法效果最佳。
3.1 化學成分
大戟屬植物化學成分的研究始于19世紀末。大戟屬藥用植物所含化學成分復雜,骨架繁多且普遍具有較強的生物活性,如萜類、鞣質、黃酮、甾體及苷、香豆素(包括異香豆素)、有機酸、甘油酯、長鏈醇等酚酸類化合物[15]。
大戟屬植物含有大量的二萜類成分,尤其是二萜酯類為其特色成分,且顯示出了良好的生物活性,如巨大戟、瑞香烷、巴豆烷、大環(huán)大戟醇等,多具有很好的抗癌活性。大戟二萜酯類不僅結構獨特、新穎、分布規(guī)律性強,而且還是主要的生物活性成分,具有抗癌和抗白血病的作用。國內外對二萜酯類化合物的研究不少,迄今已有16種二萜碳骨架類型的300多種大戟二萜酯被分離鑒定[16-18],且新化合物和新碳骨架仍在被發(fā)現(xiàn)。我國近年在這方面的研究也有了較大進展,最新的5種碳骨架二萜均由我國學者報道[19]。
巨大戟烷型二萜酯類是本屬植物中發(fā)現(xiàn)最早、數(shù)量較多并有刺激致炎和輔助致癌的活性成分。其基本母核是由5,7,7,3共4個環(huán)稠合而成,C-8和C-10間存在1個酮橋。研究表明,C-20位羥基的存在是其刺激性的先決條件[19]。近年來,師彥平等[19]分別從3種大戟屬植物中分離鑒定了6個新巨大戟醇的酯,此類化合物被認為是大戟屬植物中普遍存在的代表活性成分。2005年,李玉林等[20]從藏藥大果大戟中分離得到新化合物巨大戟烷型二萜酯類成分,即巨大戟二萜-3-肉豆蔻酸酯、巨大戟二萜-20-肉豆蔻酸酯。潘勤等[21]對山西產甘遂藥材進行了系統(tǒng)研究,從中分離得到6個巨大戟萜醇型二萜酯確定了其中2個主要化合物的結構。
除了巨大戟烷型二萜酯類,國內外學者報道的重要的二萜酯類化合物還有松香烷型二萜酯類、巴豆烷型二萜酯、假白欖烷型二萜酯類、千金二萜烷型酯類、曼西醇型二萜酯類[22]。
各國學者在對大戟屬植物的化學成分進行研究時,多以二萜酯類化合物為主要研究目標,卻忽視了同樣普遍存在的鞣質。鞣質是存在于自然界的一類比較復雜的多元酚類化合物,極性很大且不穩(wěn)定,容易發(fā)生水解、聚合等反應。在以往的研究中,多將鞣質作為雜質去除。然而,隨著現(xiàn)代分離水平及檢測手段的不斷提高,近年來對單體鞣質的分離和結構鑒定有了較大的進步。20世紀60年代,對大戟屬植物中鞣質的研究僅限于將鞣質水解后得到的酚酸,如沒食子酸、逆沒食子酸、鞣花酸等,由此推斷所含鞣質的類型及其含量。20世紀90年代以來,日本岡山大學的奧田托南、吉田隆志等對大戟科植物中的鞣質進行了深入研究,他們從8種大戟屬植物中分離得到110多個鞣質單體化合物,其中21個新化合物[23]。
3.2 質量控制
藥品的質量控制是藥品生產的中心環(huán)節(jié),是建立質量保證體系、實現(xiàn)全面質量管理的必要條件。關于大戟屬的質量控制,其前處理方法有直接測定法、酸水解測定法、氧化還原后測定法等。地錦草隸屬于大戟屬,其中的黃酮類化合物大多以糖苷的形式存在,主要為槲皮素及其苷、山柰素及其苷等。直接測定地錦草藥材中槲皮素、山柰素的含量,發(fā)現(xiàn)其含量很低,均不到0.01%,并且直接測定可能難以準確反映其中黃酮的實際含量。雷鵬等[24]采取酸水解后,利用高效液相色譜法測定其槲皮素、山柰素的含量,結果準確,效果滿意。大戟屬植物成分的分離手段有高效液色相譜(HPLC)、液相色譜-質譜聯(lián)用(LC-MS)、氣相色譜(GC)等,其普遍應用的檢測手段有紫外檢測、熒光檢測、核磁共振等。狼毒乙素是狼毒大戟的有效成分,具有毒性。李兵等[25]利用高效液色相譜(HPLC)法測定狼毒大戟中狼毒乙素的含量,確認該法測定含量能有效控制藥材的質量,對于中藥提取工藝具有積極的意義。粟曉黎等[26]進行了狼毒質量標準的研究,采用液相色譜-質譜法進行定性鑒別的同時,還建立了狼毒中抗腫瘤成分月腺大戟乙素的液相色譜-質譜含量測定方法,測得4批不同來源的狼毒藥材中月腺大戟乙素含量范圍為0.01% ~0.02%。喬春峰等[27]利用反相高效液相色譜法測定了狼毒中巖大戟內酯A和B的含量。丁立軍等[28]采用分光光度法測定了狼毒大戟水提取液中的總黃酮含量,并考察了氫氧化鈉溶液濃度對總黃酮提取量的影響,結果表明,用1.0%的氫氧化鈉溶液提取的黃酮含量最高。熊爽等[29]采用反相高效液相色譜法準確測定了月戟大戟根中兩種主要三萜成分β-香樹脂醇乙酸酯(化合物Ⅰ)和24-亞甲基環(huán)阿爾廷醇(化合物Ⅱ)的含量。
大戟屬植物含有萜類、鞣質、黃酮等成分,但一般來說,萜類是大戟屬藥用植物的主要活性成分。大戟屬植物二萜類成分普遍具有抗癌、抗菌、抗病毒等功效。此外,大戟屬植物中的鞣質如今也越來越被廣大研究者所重視,其分離及結構鑒定研究的不斷發(fā)展為生理活性研究奠定基礎。鞣質亦具有廣泛活性,如抗菌、抗病毒、治療潰瘍及燒傷等。關于大戟屬植物鞣質生理活性和藥理作用報道較少,僅韓國學者對此作了一些研究?,F(xiàn)將大戟屬植物的藥理作用研究報道介紹如下。
抗腫瘤:二萜化合物具有多種生物活性,是天然藥物化學中研究較活躍的領域。美國腫瘤研究所的國立腫瘤化療服務中心通過對大量植物的篩選后認為,二萜是5類最有希望的抗癌活性成分之一。尤其是美國推出治療晚期腫瘤藥物—— 二萜類化合物紫杉醇以來,從天然產物中尋找具有抗癌活性的二萜成分在世界上掀起了高潮。李忌等[30]選取了5個大戟屬植物中的二萜,進行了對肝癌SMMC-7221、肺腺癌L342和胃腺癌MCc80-3細胞生長的抑制活性研究,結果顯示有3個化合物的抗腫瘤活性強于長春堿,酯?;〈怯绊懫淇拱┗钚詮姸鹊闹饕倌軋F。大戟屬植物白狼毒能抑制多種癌細胞,如對 Lewis肺癌、艾氏腹水癌、肝癌、
S180細胞株、人腫瘤細胞系U937、Hela(人子宮癌細胞株)、
QRH-7701(肝癌細胞株)均有不同程度的抑制作用。Wan等[31]從大戟屬植物中提取的二萜酯類成分Euphorprolitherin A和Euphorprolitherin B,對腫瘤生長有良好的抑制作用。Yan等[32]發(fā)現(xiàn)狼毒大戟中的17-Acetoxyjolkinolide B能不可逆抑制Ikappa B激酶,從而誘導腫瘤細胞的凋亡。
抗菌:褚小蘭等[33]對江西產地錦的5個品種進行抗炎、止血、抗菌作用比較,發(fā)現(xiàn)斑地錦的抗炎和抗菌作用最明顯,其中斑地錦、大飛揚草對二甲苯所致小鼠耳殼腫脹有明顯抑制作用。另外,狼毒大戟水浸劑對許蘭氏黃癬菌、同心性毛癬菌、黃色毛癬菌、羊毛狀小芽胞癬菌、紅色表皮癬菌等皮膚真菌均有不同程度的抑制作用[34-35]。
抗氧化:曹瑞玲等[36]通過小鼠口服地錦草提取物的實驗發(fā)現(xiàn),地錦草提取物可明顯提高小鼠血液超氧化物歧化酶(SOD)活性,有效清除老化機體過多生成的自由基,抑制或減輕機體組織和細胞的過氧化過程,降低丙二醛(MDA)含量,減輕脂質過氧化物對組織細胞的損傷,表明地錦草具有較強的抗氧化作用性。
抗病毒:鄭維發(fā)[37]對甘遂醇提物中4種二萜類化合物進行體內抗病毒活性研究,結果發(fā)現(xiàn),在適量劑量下表現(xiàn)出較強的體內抗病毒活性。月腺大戟中的狼毒甲素、狼毒乙素及三萜酸也有抑制結核桿菌生長的作用,其抗病毒的機制可能主要是通過提高機體的細胞免疫來實現(xiàn)的。
免疫調節(jié)作用:陳鳴岳[38]對大戟屬植物月腺大戟進行藥理研究發(fā)現(xiàn),月腺大戟能恢復肝中超氧化物歧化酶與谷胱甘肽過氧化物酶的活性,增強機體非特異性免疫力;T淋巴細胞轉換試驗表明,月腺大戟能促進淋巴細胞轉換率,提高機體特異性免疫。
其他:大戟屬植物還有抗高血壓[39]、保肝護肝[40]、抑制腎功能損傷[41]、止血消炎[42]等作用。
綜上所述,大戟屬植物含有多類化學成分,具有廣泛的藥理活性,尤其是現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)某些成分對腫瘤及病毒有良好的抑制作用,引起了廣大科學工作者的關注,具有較好的研究和開發(fā)價值。大戟屬植物廣布于全國各地,且種類繁多、資源豐富,因此,如何有效合理開發(fā)和綜合利用大戟屬植物資源是今后研究中應該關注的問題。筆者認為,有必要對該屬植物進行深入的研究,特別是對其中具有活性的物質,如萜類和鞣質類化合物的研究,為促進該屬植物的研究開發(fā)和資源利用作準備。
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