甜菊苷及其衍生物的生物活性研究進展

余雙雙，張大永

(中國藥科大學(xué)新藥研究中心，江蘇 南京 210009）

·綜述與專論·
REVIEW AND MONOGRAPH

甜菊苷及其衍生物的生物活性研究進展

余雙雙，張大永*

(中國藥科大學(xué)新藥研究中心，江蘇 南京 210009）

甜菊苷是一種常用天然甜味劑，屬于四環(huán)二萜糖苷類。藥理學(xué)研究表明，甜菊苷及其水解產(chǎn)物甜菊醇、異甜菊醇和甜菊雙糖苷等具有降血糖、降血壓、抗炎、抗腫瘤、止瀉、抗菌和免疫調(diào)節(jié)等多種生物活性。綜述甜菊苷、甜菊醇、異甜菊醇、甜菊雙糖苷及相關(guān)衍生物的生物活性研究進展。

甜菊苷；甜菊醇；異甜菊醇；甜菊雙糖苷；衍生物；生物活性

甜菊苷（1）是從甜葉菊(Stevia rebaudiana)中提取的一種天然甜味劑，其甜度為蔗糖的300倍，長期的臨床實踐表明其安全性較高，在我國、日本及南美其作為一種低熱量甜味劑廣泛應(yīng)用于食品和飲料中[1]。甜菊苷以不同方式水解后可得到不同產(chǎn)物：其先經(jīng)高碘酸鈉或四醋酸鉛氧化，再經(jīng)堿性溶液水解，能得到甜菊醇（2）；而經(jīng)48%氫溴酸直接水解，則得到異甜菊醇（3）[2]；若在10%氫氧化鉀溶液中加熱回流1 h，可得到甜菊雙糖苷（4）（Wood等，J Org Chem，1955年）（見圖1）。目前的研究已表明甜菊苷及其水解產(chǎn)物甜菊醇、異甜菊醇、甜菊雙糖苷等具有多種生物活性，為了進一步提高甜菊苷的生物活性，對其結(jié)構(gòu)的改造主要圍繞糖配基和苷元的修飾，針對糖配基的修飾是為了提高其甜味，而對苷元的修飾則是為了改善其抗菌、抗腫瘤、抗高血壓以及調(diào)節(jié)植物生長等活性[3]。本文概述甜菊苷、甜菊醇、異甜菊醇、甜菊雙糖苷及相關(guān)衍生物的生物活性研究進展。

圖1 甜菊苷的不同水解方式Figure 1 Different ways to hydrolyze stevioside

1 降血糖作用

最新的研究表明，甜葉菊提取物對糖尿病有一定治療作用，可用于糖尿病的輔助治療，其中主要成分甜菊苷是通過促進胰島素釋放而發(fā)揮降血糖作用[4]；甜菊苷與納米材料形成復(fù)合物后，可增強其在腸道上皮細胞的吸附，延長吸收時間，進而提高其生物利用度，改善降血糖效果[5]。

Wang等[6]以高脂肪飲食小鼠為研究對象，經(jīng)口給予甜菊苷，持續(xù)1個月。結(jié)果，小鼠的空腹血糖和基礎(chǔ)胰島素水平、葡萄糖耐受性以及胰島素敏感性均顯著改善；脂肪組織中，巨噬細胞浸潤現(xiàn)象得以緩解，核因子-κB（NF-κB）信號通路活性顯著抑制，腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-6（IL-6）、IL-10、IL-1β、巨噬細胞炎性蛋白-1α（MIP-1α）、細胞黏附因子CD11b和CD-14等促炎性細胞因子水平降低。由于脂肪組織中的促炎性細胞因子往往是導(dǎo)致個體產(chǎn)生胰島素抵抗的主要原因，因此，甜菊苷可改善高脂飲食小鼠的胰島素抵抗現(xiàn)象。

甜菊苷在酸性條件下的水解產(chǎn)物異甜菊醇也有降血糖作用。Xu 等[7]把高糖高脂飲食小鼠隨機分成4 組，其中3 組小鼠分別連續(xù)7 d 經(jīng)口給予異甜菊醇0.2、1.0 、5.0 mg·kg-1·d-1，而另設(shè)的空白對照組小鼠同時經(jīng)口給予生理鹽水10 mL·kg-1·d-1。結(jié)果，異甜菊醇3 個劑量組小鼠的空腹血糖和血清胰島素、總膽固醇、三酰甘油、低密度蛋白水平以及胰島素抵抗指數(shù)都明顯低于對照組，且各組小鼠靜脈葡萄糖耐量實驗結(jié)果對比顯示，異甜菊醇可通過提高外周組織對葡萄糖的攝取和利用以及減少由血脂異常引起的β 細胞損傷而發(fā)揮降血糖作用。

2 對心血管系統(tǒng)的作用

Hsieh等（Clin Ther，2003年）采用隨機分組、安慰劑對照的方法，在輕度原發(fā)性高血壓病人中進行了一項長期的甜菊苷臨床試驗，并對174名受試者進行了持續(xù)2年的跟蹤研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與安慰劑對照組相比，甜菊苷膠囊（500 mg，tid，po）治療組受試者的收縮壓和舒張壓都顯著降低，且無明顯不良反應(yīng)。提示，甜菊苷可用于高血壓的輔助治療。

而且，異甜菊醇也有降血壓作用。Wong等[8]在離體Wistar鼠大動脈中進行的實驗研究顯示，異甜菊醇可有效致使由加壓素誘導(dǎo)收縮的無內(nèi)皮細胞的主動脈環(huán)舒張，表明其具有降血壓活性；異甜菊醇的舒血管作用是通過降低細胞內(nèi)游離鈣離子濃度而實現(xiàn)，其對細胞內(nèi)鈣離子濃度的調(diào)節(jié)作用不僅依賴于ATP敏感性鉀通道（KATP），還依賴于小電導(dǎo)鈣激活鉀通道（SKCa）和電壓依賴性鉀通道（Kv），即通過激活KATP、SKCa和Kv，再通過一系列的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終引起細胞內(nèi)鈣離子濃度降低及血管舒張，從而發(fā)揮降血壓作用。

Wonganan 等[9]以異甜菊醇為原料，通過生物轉(zhuǎn)化和化學(xué)修飾的方法得到一系列衍生物（5～12），并測試了其對大鼠主動脈的舒張作用，與碘化乙酰膽堿進行比較，結(jié)果顯示，除化合物10（EC50=303.40 nmol·L-1）外，該系列衍生物的舒血管活性均強于碘化乙酰膽堿（EC50=65.00 nmol·L-1）。構(gòu)效關(guān)系研究表明，把異甜菊醇的C16 羰基還原為羥甲基所得化合物5（二氫異甜菊醇）及化合物6，其舒血管活性增強，特別是化合物6 的活性（EC50=4.88 nmol·L-1）顯著提高，為先導(dǎo)化合物異甜菊醇（EC50=57.41 nmol·L-1）的12 倍；而在異甜菊醇的C7 位直接引入羥基所得化合物7，其舒血管活性更好，EC50達3.46 nmol·L-1，故可作為抗高血壓候選藥物加以深入研究。

異甜菊醇不僅具有舒血管活性，對缺血心臟也有一定的保護作用。Xu等[10]進行的實驗研究發(fā)現(xiàn)，使用異甜菊醇（1～10 μmol·L-1）進行預(yù)灌注，可有效緩解豚鼠離體心肌缺血復(fù)灌引起的左心室收縮功能下降, 降低冠脈流出液中乳酸脫氫酶和肌酸激酶含量，減輕缺血復(fù)灌引起的心肌纖維和線粒體損傷，推遲停灌后心臟發(fā)生攣縮的時間，從而保護缺血心臟。該研究小組還證實，異甜菊醇保護缺血心臟的作用機制與川芎嗪相似，即通過開放線粒體KATP（mito-KATP）而發(fā)揮作用[11]。但是，在之前的2004年，Wong等[8]曾報道，異甜菊醇可有效降低離體主動脈平滑肌細胞內(nèi)鈣離子濃度，膜片鉗實驗顯示異甜菊醇可阻斷心肌細胞鈣通道[8]。因此，關(guān)于心肌細胞鈣通道是否參與異甜菊醇的心臟保護作用以及異甜菊醇對mito-KATP和鈣通道作用之間的關(guān)系，還有待進一步探討。

3 抗炎作用

Li等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在脂多糖刺激的RAW264.7細胞中，甜菊苷能通過抑制NF-κB通路和絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路而抑制促炎性細胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β等的釋放，進而發(fā)揮抗炎作用；此外，甜菊苷水解產(chǎn)物甜菊醇對結(jié)腸上皮細胞也有抗炎作用，它通過抑制TNF-α誘導(dǎo)的IL-8釋放而呈現(xiàn)抗炎活性。

有研究表明，甜菊苷對脂多糖誘導(dǎo)的小鼠急性肺損傷有一定治療作用，這是因為其不僅可抑制環(huán)氧合酶-2（COX-2）、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）和一些促炎性細胞因子的產(chǎn)生，而且可顯著降低小鼠肺組織濕干比重，小鼠支氣管肺泡灌洗液中的細胞總數(shù)、中性粒細胞、巨噬細胞數(shù)量也隨之減少；進一步的蛋白免疫印跡實驗顯示，甜菊苷可抑制脂多糖誘導(dǎo)的NF-κB抑制蛋白IκBα降解，進而影響NF-κB通路活性?？梢姡鹁哲盏目寡鬃饔檬峭ㄟ^抑制NF-κB信號通路而實現(xiàn)[13]。

4 抗腫瘤作用

Paul等[14]在實驗研究中發(fā)現(xiàn)，甜菊苷可經(jīng)線粒體途徑誘導(dǎo)由活性氧簇（ROS）介導(dǎo)的人乳腺癌細胞MCF-7凋亡，即甜菊苷作為細胞凋亡誘導(dǎo)劑，通過細胞間產(chǎn)生的ROS作為啟動分子，經(jīng)歷一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，引起線粒體膜電位變化，導(dǎo)致膜通透性發(fā)生改變，最終致使凋亡蛋白Bax、Bcl-2和Caspase-9的表達上調(diào)，從而引發(fā)細胞凋亡。這是首次闡明甜菊苷通過ROS誘導(dǎo)MCF-7細胞凋亡的機制，也為研究甜菊苷抗腫瘤作用機制開拓了新方向。

筆者所在課題組先以甜菊苷為原料，水解得到苷元甜菊醇和異甜菊醇，然后對其進行一系列結(jié)構(gòu)改造，包括在D環(huán)引入exo-亞甲基環(huán)戊酮結(jié)構(gòu)或α-亞甲基內(nèi)酯藥效團以及C19位羧基還原、酯化和糖基化修飾等，獲得系列衍生物（13～23），同時通過MTT實驗考察了這些化合物對人類不同腫瘤細胞系（如HepG2、MGC-803、MDA-MB-231等）的抑制作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中化合物13、14、15、17、18、20和22的抗腫瘤活性較強，與陽性對照藥阿霉素相當(dāng)（見表1）。構(gòu)效關(guān)系分析表明，以甜菊醇為母體合成的衍生物在D環(huán)構(gòu)建的exo-亞甲基環(huán)戊酮結(jié)構(gòu)為關(guān)鍵藥效團，其無論為15-亞甲基-16-環(huán)戊酮還是16-亞甲基-15-環(huán)戊酮，均可使化合物具有較好的細胞毒活性；同樣，以甜菊醇為起始物，在D環(huán)引入α-亞甲基內(nèi)酯藥效團所得衍生物的細胞毒活性也相對較好；而以異甜菊醇為母核，無論是在D環(huán)構(gòu)建exo-亞甲基環(huán)戊酮還是α-亞甲基內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，得到的化合物19、21、23活性都不理想。因此，可以初步推斷甜菊醇衍生物的細胞毒活性相對高于異甜菊醇衍生物[15-18]。

表1 甜菊醇和異甜菊醇衍生物對人類不同腫瘤細胞系的細胞毒活性比較Table 1 Comparison of cytotoxic activities of the steviol and isosteviol derivatives on human tumor cell lines

此類甜菊醇和異甜菊醇衍生物屬于ent-貝殼杉烷類化合物，其作用機制主要是經(jīng)Ras/Raf/ERK、Akt或NF-κB等信號通路，誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡[19]。對這類化合物的結(jié)構(gòu)分析可見，它們都含有exo-亞甲基環(huán)戊酮或α-亞甲基內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，這些藥效團能與生物體內(nèi)酶的活性巰基結(jié)合，發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)，使巰基失活，從而發(fā)揮細胞毒活性[20]。早在20世紀(jì)80年代，我國學(xué)者陳元柱等（有機化學(xué)，1987年）便研究了α-亞甲基環(huán)戊酮、α-亞甲基五元內(nèi)酯環(huán)、α-亞甲基六元內(nèi)酯環(huán)以及含有2個sp2雜化碳原子的五元環(huán)等結(jié)構(gòu)，認(rèn)為由于這些藥效團具有一定的內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致化合物的化學(xué)活性提高，并證實這與化合物的抗腫瘤活性具有一定關(guān)聯(lián)。

5 止瀉作用

Shiozaki等[21]研究發(fā)現(xiàn)，甜菊苷可抑制腸道平滑肌收縮：其不僅可對抗由組胺引起的平滑肌收縮，還可緩解由乙酰膽堿引起的組織收縮；雖然組胺和乙酰膽堿在不同平滑肌上的受體不同，但它們引起組織收縮的途徑是相同的，即激活磷脂酶C，提高三磷酸肌醇濃度，致使細胞外鈣離子回流至細胞內(nèi)，引起組織收縮，而甜菊苷則能充當(dāng)鈣通道阻滯劑，阻止鈣離子回流，從而舒張收縮的平滑肌。提示，甜菊苷可緩解腸道運動過強而引起的腹瀉。

囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子（CFTR）存在于哺乳動物呼吸道、腸、胰臟和睪丸上皮細胞中環(huán)磷酸腺苷（cAMP）激活的氯通道上，負責(zé)cAMP介導(dǎo)的氯離子分泌。當(dāng)細胞中cAMP水平升高，激活cAMP依賴的蛋白激酶，即可開放氯通道，從而通過促進水鹽轉(zhuǎn)運而控制上皮細胞分泌物的量與組成。因此，CFTR抑制劑可有效治療分泌性腹瀉[22]。已有研究表明，二氫異甜菊醇對腸道上皮細胞中CFTR有較強的抑制作用，很有希望開發(fā)成為一類新型CFTR抑制劑。而且，其作用機制也引起更多學(xué)者的關(guān)注，最近Muanprasat等[23]研究發(fā)現(xiàn)，二氫異甜菊醇能抑制人結(jié)腸上皮細胞T84中CFTR介導(dǎo)的氯離子分泌，并能減少由霍亂毒素引起的小腸液體分泌；且蛋白免疫印跡分析結(jié)果表明，二氫異甜菊醇的作用靶點是AMP活化蛋白激酶（AMPK），用AMPK抑制劑預(yù)處理上皮細胞T84，可顯著減弱二氫異甜菊醇對AMPK的激活作用以及對CFTR的抑制作用?？梢姡洚愄鹁沾疾⒉恢苯幼饔糜贑FTR，而是通過激活A(yù)MPK，進而對CFTR產(chǎn)生間接調(diào)節(jié)作用，因此，可將二氫異甜菊醇作為一類新型AMPK激活劑進行深入研究。

6 對腎臟的作用

人有機陰離子轉(zhuǎn)運蛋白1（hOAT1）和hOAT3分布在腎小管上皮細胞基底膜側(cè)，主要負責(zé)將血液中的有機陰離子轉(zhuǎn)運到近端小管上皮細胞內(nèi)，而許多藥物都是有機陰離子，并通過hOAT1和hOAT3在腎臟進行轉(zhuǎn)運，因此hOAT1和hOAT3在腎臟藥物消除的過程中擔(dān)任重要角色[24]。Srimaroeng等[25]研究發(fā)現(xiàn)，甜菊醇可有效抑制hOAT1標(biāo)準(zhǔn)底物對氨基馬尿酸（PAH）的跨上皮轉(zhuǎn)運，其作用強弱主要與Na+-K+ ATP酶活性和ATP含量有關(guān)；且動力學(xué)分析表明，甜菊醇可競爭性和劑量依賴性抑制PAH和hOAT3標(biāo)準(zhǔn)底物雌激素硫酸鹽（ES）的轉(zhuǎn)運，對PAH和ES轉(zhuǎn)運的IC50分別為11.1和62.6 μmol·L-1。由此推測，甜菊醇在藥物的腎臟轉(zhuǎn)運和清除過程中起重要作用。最新的研究顯示，甜菊醇不僅可影響腎臟功能，還對某些腎臟疾病有一定的治療作用。Yuajit等[26]在人常染色體顯性遺傳型多囊腎?。ˋDPKD）模型小鼠實驗中發(fā)現(xiàn)，與空白對照組模型小鼠相比，攝取200 mg·kg-1·d-1甜菊醇的實驗組小鼠其腎臟質(zhì)量和囊性指數(shù)都明顯下降，血液尿素氮和肌酐含量也明顯下降；而且，甜菊醇可通過減少CFTR和mTOR/S6K在腎上皮細胞中的表達和抑制上皮細胞增殖而有效阻抑腎臟囊腫的生長；更重要的是，甜菊醇還可激活A(yù)MPK。提示，甜菊醇既可通過激活A(yù)MPK來抑制CFTR的表達，還能通過mTOR/S6K途徑抑制腎上皮細胞增殖，從而減緩ADPKD模型小鼠腎臟囊腫化進程。因此，甜菊醇有望成為治療多囊性腎病的候選藥物。

7 抗菌作用

甜葉菊提取物具有抗菌活性，已為眾人所知，但甜菊苷能否抗菌一直沒有定論。2011年P(guān)uri等[27]報道稱，在考察甜菊苷對食源性致病菌的抑制活性時發(fā)現(xiàn)，甜菊苷對常見致病菌B.subtilis、K.pneumoniaeand和S.typhimurium均有較強的抑制作用，因此推測甜菊苷可用于食品防腐。但對于甜菊苷抗菌的具體作用機制，目前尚未見報道。

也有學(xué)者以異甜菊醇為原料，通過對其D環(huán)的結(jié)構(gòu)改造，合成了一系列衍生物（24～36），并測試了這些化合物對Bacillus subtilis 、Staphylococcus aureus 和Shigella flexneri 等3 種細菌的抑制活性。結(jié)果表明，這些化合物對革蘭陽性菌的抑制作用強于對革蘭陰性菌，但對Shigella flexneri 均無抑制作用，而多數(shù)化合物對Bacillus subtilis 表現(xiàn)出較強的抑菌活性，其中化合物31對Bacillus subtilis 表現(xiàn)出最強的抑制作用，可作為抗菌候選藥物加以深入研究（見表2）[28]。

表2 異甜菊醇衍生物的抗菌活性比較Table 2 Comparison of antibacterial activities of isosteviol derivatives

甜菊苷及其水解產(chǎn)物甜菊醇和甜菊雙糖苷對結(jié)核分枝桿菌H37RV的生長都有一定的抑制活性，MIC分別為7.5、50和3.8 mg·L-1，其中甜菊醇的活性最弱，而甜菊雙糖苷活性最強。Kataev等[29]以甜菊雙糖苷為原料，首先將C13位葡萄糖羥基全部用乙?；Ｗo，然后把C19位羧基制成相應(yīng)的酰氯，再分別與煙肼和異煙肼發(fā)生縮合反應(yīng)，得到化合物37和38，并以吡嗪酰胺為陽性對照藥，考察了它們對H37RV菌株生長的抑制作用。結(jié)果顯示，化合物37和38對H37RV的MIC分別為10和5 mg·L-1，抑菌活性均強于臨床常用藥吡嗪酰胺（MIC=20 mg·L-1）。

Khaybullin等[30]則以異甜菊醇為先導(dǎo)化合物，設(shè)計并合成了2個衍生物（39～40），即把兩分子異甜菊醇通過雙酯鍵連接，其中化合物40對H37RV的抑制活性最好，MIC達1 mg·L-1，活性強于陽性對照藥吡嗪酰胺，而化合物39對H37RV的MIC為12.5 mg·L-1，活性也略強于吡嗪酰胺。與目前臨床使用的抗結(jié)核藥物相比，這2個衍生物并不含有氮原子，但抗結(jié)核活性卻更強。不過，此類化合物的作用機制是否與臨床常用抗結(jié)核藥物相同，還有待進一步研究與驗證。

8 其他

Daneshyar等[31]報道稱，在肉用仔雞的飼料中添加一定量的甜菊苷，可增強仔雞的免疫力，因為甜菊苷能激發(fā)機體先天免疫應(yīng)答反應(yīng)，從而抑制促炎性細胞因子釋放。后來，Boonkaewwan等[32]研究發(fā)現(xiàn)，甜菊苷是通過抑制IκBα降解而抑制NF-κB通路活性，進而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。Timofeeva等[33]則報道稱，甜菊醇對植物生長具有調(diào)節(jié)作用，還可提高小麥抗霜凍能力。有潛力的先導(dǎo)化合物，已成為新藥研究與開發(fā)的一個熱門領(lǐng)域。甜菊苷，作為一種天然甜味劑，具有原料易得、成本低、毒副作用小等優(yōu)點，其水解產(chǎn)物甜菊醇、異甜菊醇及甜菊雙糖苷在降血糖、降血壓、抗炎、抗腫瘤、抗腹瀉、抗菌和免疫調(diào)節(jié)等方面均具有良好活性。因此，以甜菊醇、異甜菊醇和甜菊雙糖苷為先導(dǎo)化合物，通過藥理毒理學(xué)和構(gòu)效關(guān)系研究，設(shè)計與開發(fā)更具生物活性的相關(guān)衍生物，可為新藥發(fā)現(xiàn)開辟新途徑。

9 展望

目前來說，從天然產(chǎn)物中尋找有效成分，進而發(fā)現(xiàn)

[1]Goyal S K, Goyal R K. Stevia (Stevia rebaudiana) a bio-sweetener: a review[J]. Int J Food Sci Nurt, 2010, 61(1): 1-10.

[2]張大永, 湯湧, 王可, 等. ent-貝殼杉烯類化合物的合成及其抗腫瘤活性[J]. 中國藥科大學(xué)學(xué)報, 2010, 41(1): 20-25.

[3]毛近隆. 天然活性成分甜菊苷化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾的研究進展[J]. 北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報, 2011, 25(1): 70-74.

[4]Suanarunsawat T, Klongpanichapak S, Rungseesantivanon S, et al. Glycemic effect of stevioside and Stevia rebaudiana in streptozotocininduced diabetic rats[J]. Eastern J Med, 2013, 9(2): 51-56.

[5]Barwal I, Sood A, Sharma M, et al. Development of stevioside Pluronic-F-68 copolymer based PLA-nanoparticles as an antidiabetic nanomedicine[J]. Colloids Surf B Biointerfaces, 2013, 101: 510-516.

[6]Wang Z, Xue L, Guo C, et al. Stevioside ameliorates high-fat dietinduced insulin resistance and adipose tissue inflammation by downregulating the NF-κB pathway[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2012, 417(4): 1280-1285.

[7]Xu D Y, Xu M, Lin L, et al. The effect of isosteviol on hyperglycemia and dyslipidemia induced by lipotoxicity in rats fed with high-fat emulsion[J]. Life Sci, 2012, 90(1): 30-38.

[8]Wong K L, Yang H Y, Chan P, et al. Isosteviol as a potassium channel opener to lower intracellular calcium concentrations in cultured aortic smooth muscle cells[J]. Planta Med, 2004, 70(2): 108-112.

[9]Wonganan O, Tocharus C, Puedsing C, et al. Potent vasorelaxant analogs from chemical modifcation and biotransformation of isosteviol[J]. Eur J Med Chem, 2013, 62: 771-776.

[10]Xu D Y, Li Y F, Wang J P, et al. The cardioprotective effect of isosteviol on rats with heart ischemia-reperfusion injury[J]. Life Sci, 2007, 80(4): 269-274.

[11]Xu D, Du W, Zhao L, et al. The neuroprotective effects of isosteviol against focal cerebral ischemia injury induced by middle cerebral artery occlusion in rats[J]. Planta Med, 2008, 74(8): 816-821.

[12]Li F Y, Fu Y H, Liu B, et al. Stevioside suppressed inflammatory cytokine secretionby downregulation of NF-κB and MAPK signaling pathways in LPS-stimulated RAW264.7 cells[J]. Inflammation, 2012, 35(5): 1669-1675.

[13]Nie Y, Wang Z, Lin J, et al. Stevioside protects LPS-induced acute lung injury in mice[J]. Infammation, 2013, 36(1): 242-250.

[14]Paul S, Sengupta S, Bandyopadhyay T K, et al. Stevioside induced ROS-mediated apoptosis through mitochondrial pathway in human breast cancer cell line MCF-7[J]. Nutr Cancer, 2012, 64(7): 1087-1094.

[15]Li J, Zhang D Y, Wu X M. Synthesis and biological evaluation of novel exo-methylene cyclopentanone tetracyclic diterpenoids as antitumor agents[J]. Bioorg Med Chem Lett, 2011, 21(1): 130-132.

[16]Li Y, Wang K, Zhang D Y, et al. A new ent-kaurenoid derivative CPUK02 notably inhibits tumor growth through induction of apoptosis[J]. 中國天然藥物, 2012, 10(6): 429-435.

[17]Zeng Y F, Wu J Q, Shi L Y, et al. Synthesis and evaluation of cytotoxic effects of novel α-methylenelactone tetracyclic diterpenoids[J]. BioorgMed Chem Lett, 2012, 22(5): 1922-1925.

[18]Zou M, Yu S S, Wang K, et al. Glycosylation of ent-kaurene derivatives and an evaluation of their cytotoxic activities[J] . 中國天然藥物, 2013, 11(3): 289-295.

[19]Wang L, Li D, Wang C, et al. Recent progress in the development of natural ent-kaurane diterpenoids with anti-tumor activity[J]. Mini Rev Med Chem, 2011, 11(10): 910-919.

[20]Kondoh M, Suzuki I, Harada M, et al. Activation of p38 mitogenactivated protein kinase during ent-11α-hydroxy-16-kauren-15-oneinduced apoptosis in human leukemia HL-60 cells[J]. Planta Med, 2005, 71(3): 275-277.

[21]Shiozaki K, Fujii A, Nakano T, et al. Inhibitory effects of hot water extract of the Stevia stem on the contractile response of the smooth muscle of the guinea pig ileum[J]. Biosci Biotechnol Biochem, 2006, 70(2): 489-494.

[22]Thiagarajah J R, Verkman A S. CFTR inhibitors for treating diarrheal disease[J]. Clin Pharmacol Ther, 2012, 92(3): 287-290.

[23]Muanprasat C, Sirianant L, Sawasvirojwong S, et al. Activation of AMP-activated protein kinase by a plant-derived dihydroisosteviol in human intestinal epithelial cell[J]. Biol Pharm Bull, 2012, 36(4): 522-528.

[24]Wei Y, Xi L, Yao X, et al. Quantitative structure-activity relationship analysis of a series of human renal organic anion transporter inhibitors[J]. Arch Pharm, 2012, 345(10): 759-766.

[25]Srimaroeng C, Chatsudthipong V, Aslamkhan A G, et al. Transport of the natural sweetener stevioside and its aglycone steviol by human organic anion transporter (hOAT1; SLC22A6) and hOAT3 (SLC22A8) [J]. J Pharmacol Exp Ther, 2005, 313(2): 621-628.

[26]Yuajit C, Muanprasat C, Gallagher A R, et al. Steviol retards renal cyst growth through reduction of CFTR expression and inhibition of epithelial cell proliferation in a mouse model of polycystic kidney disease[J]. Biochem Pharmacol, 2014, 88(3): 412-421.

[27]Puri M, Sharma D. Antibacterial activity of stevioside towards foodborne pathogenic bacteria[J]. Eng Life Sci, 2011, 11(3): 326-329.

[28]Wu Y, Liu C J, Liu X, et al. Stereoselective synthesis, characterization, and antibacterial activities of novel isosteviol derivatives with D-ring modifcation[J]. Helv Chim Acta, 2010, 93(10): 2052-2069.

[29]Kataev V E, Strobykina I Y, Andreeva O V, et al. Synthesis and antituberculosis activity of derivatives of Stevia rebaudiana glycoside steviolbioside and diterpenoid isosteviol containing hydrazone, hydrazide, and pyridinoyl moieties[J]. Russ J Bioorg Chem, 2011, 37(4): 483-491.

[30]Khaybullin R N, Strobykina I Y, Gubskaya V P, et al. New maloate macrocycle bearing two isosteviol moieties and its adduct with fullerene C60[J]. Mendeleev Commun, 2011, 21(3): 134-136.

[31]Daneshyar M, Geuns J M C, Willemsen H, et al. Evaluation of dietary stevioside supplementation on anti-human serum albumin immunoglobulin G, alpha-1-glycoprotein, body weight and thyroid hormones in broiler chickens[J]. J Anim Physiol Anim Nutr, 2012, 96(4): 627-633.

[32]Boonkaewwan C, Burodom A. Anti-inflammatory and immunomodulatory activities of stevioside and steviol on colonic epithelial cells[J]. J Sci Food Agric, 2013, 93(15): 3820-3825.

[33]Timofeeva O A, Nevmerzhitskaya Y Y, Miftakhova I G, et al. Diterpenoid steviol derivatives regulate the growth of winter wheat and improve its frost resistance[J]. Dokl Biol Sci, 2010, 435(1): 411-414.

Research Progress in Biological Activities of Stevioside and Its Derivatives

YU Shuangshuang, ZHANG Dayong
( Center of Drug Discovery, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China)

Stevioside, a common natural sweetener, belongs to tetracyclic diterpene glycosides. The pharmacology researches have suggested that stevioside and its hydrolysis products, steviol, isosteviol and steviolbioside, have many biological activities, such as reducing blood glucose, lowering blood pressure, anti-inflammation, anti-tumor, anti-diarrhea, antibacterium, immunoregulation, etc. The progress in biological activities of stevioside, steviol, isosteviol, steviolbioside and their related derivatives was summarized.

stevioside; steviol; isosteviol; steviolbioside; derivative; biological activity

R284

A

1001-5094（2014）08-0577-08

接受日期：2014-03-03

項目資助：國家自然科學(xué)基金資助項目（No. 30973607；No. 81172934）

* 通訊作者：張大永，教授；

研究方向：抗腫瘤藥物、心血管藥物及農(nóng)藥研究；

Tel：025-83271315 ； E-mail：zhangdayong@cpu.edu.cn