蜚蠊目昆蟲的化學成分與藥理活性研究概況

姜亞玲 劉秋偉 李占靈 毛雅君 邵香敏

【摘要】蜚蠊目昆蟲具有多種生物活性，隨著對其活性成分及藥理作用研究的深入，蜚蠊目昆蟲必將具有更廣闊的應用前景?，F(xiàn)將近年來國內(nèi)外學者對其的化學成分和藥理作用的研究進行文獻綜述，以期為該昆蟲資源的進一步研究和開發(fā)利用提供較為全面的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】蜚蠊目;昆蟲;化學成分;藥理作用

中醫(yī)中藥歷史久遠，具有很大的研究價值，但是相對與西藥來講中藥的研究開發(fā)卻很少。近年來，隨著世界性范圍的傳染病如艾滋病，SARS以及禽流感大肆爆發(fā)，中藥重新引起了世界各國的關(guān)注。這40年來研究成功的不少新藥，其中絕大多數(shù)（可能70%～80%）是直接來源于天然產(chǎn)物，或者以天然產(chǎn)物為先導物衍變而來，可見以天然產(chǎn)物為重點來研究開發(fā)新藥的重要性。在中藥的研究方面，植物和海洋生物化學研究較多，昆蟲化學的研究還相對薄弱。昆蟲種類繁多，數(shù)量巨大，在研究開發(fā)方面有植物和海洋生物無可比擬的優(yōu)勢，具有很好的研究前景。本文僅對蜚蠊目昆蟲的化學成分與藥理活性的研究現(xiàn)狀進行綜述。

蜚蠊目（Blattaria）隸屬于節(jié)肢動物門昆蟲綱。最常見的藥用昆蟲有蜚蠊和地鱉（分別俗稱為蟑螂和土鱉）。蜚蠊目分為4科：蜚蠊科（Blattidae）、光蠊科（Epilampridae）、地鱉科（Polyphagidae）和折翅蠊科（Blaberidae）。蜚蠊為蜚蠊科（Bxattidae）昆蟲，在我國室內(nèi)常見的有東方蜚蠊（B.orientalis）、澳州蜚蠊（Periplaneta australasiae）、德國小蠊（Blattella germanica）、熱帶蠊（Supella Supellecti Lurn）及美洲大蠊（P.americana）5種[1]。土鱉蟲，又稱地鱉蟲，民間有多種稱謂，如土元、土鱉子、地烏龜?shù)?，在我國具有悠久的藥用歷史。常用于入藥的土鱉蟲有中華真地鱉（Eupolyphaga sinensis Walker）、冀地鱉（Polyphaga plancyi Boliver）和金邊土鱉（opisthoplatia orientalis Burmeister）。

1 化學成分

1.1 生物活性成分

近日英國諾丁漢大學發(fā)表公告說，該校研究人員在蟑螂的大腦和神經(jīng)組織中發(fā)現(xiàn)了一些特殊分子，它們可以殺死致病性大腸桿菌和具有抗藥性的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌，但卻不會傷害人類細胞。研究人員西蒙-李在英國普通微生物學會的學術(shù)會議上報告了這項成果。他說，研究小組已發(fā)現(xiàn)9種上述殺菌分子，希望能在此基礎(chǔ)上研發(fā)新的抗生素，用于替換療效不佳的藥物，同時減少某些副作用。西蒙-李指出，蟑螂經(jīng)常生活在不干凈的環(huán)境中，身上有多種細菌，據(jù)報道[2]，在蟑螂體內(nèi)有多于100種的細菌被發(fā)現(xiàn)和分離。但它們自己進化出了一套分泌抗生素對抗有害微生物的機制，因此從這類昆蟲入手尋找殺菌藥物是合情合理的。英國的這一發(fā)現(xiàn)為研制新型抗生素提供了新途徑。關(guān)于這項報道有待繼續(xù)關(guān)注。早在1975年Brown等[3]從美洲大蠊中分離得到神經(jīng)肽原肛肽（proctolin）后，至今已從美洲大蠊中分離鑒定出50多種神經(jīng)肽。昆蟲抗菌肽是昆蟲體液免疫中的一類有生物活性的短鏈多肽，具有分子量小、對熱穩(wěn)定、廣譜抗菌等特點，可以抑殺多種細菌、真菌、病毒及原蟲，還對多種癌細胞及動物實體瘤有明顯的殺傷作用，而不會損傷正常細胞[4]。藍江林[5]用不同誘導源誘導美洲大蠊，結(jié)果成功誘導了抗菌肽的生成。

土鱉蟲體內(nèi)含有纖溶活性成分。日本學者松田秀秋等最先報道土鱉蟲甲醇提取物具有溶解血栓的作用。隨后李衛(wèi)星等[6]以中華真地鱉活蟲為原料，從其水溶液中分離純化到一種相對分子質(zhì)量（M）為68000的纖溶酶原激活蛋白（EPA），證明其屬于絲氨酸蛋白酶類。王淑敏等[7]從該蟲的水浸醇沉提取物中分離純化到兩種相對分子質(zhì)量（M）分別為34600和39800的纖溶活性成分，并證明其既具有直接降解纖維蛋白的作用，又具有纖溶酶原激活劑樣作用。韓雅莉等[8]通過硫酸銨分級分離、DEAE-纖維素柱和非變性PAGE制備電泳等方法從雌性地鱉蟲活體內(nèi)分離純化得到三種纖溶活性成分：EFF-1、EFF-2和EFF-3，其中EFF-1具有纖溶酶原激活性質(zhì)，而無纖溶酶活性，而EFF-2和EFF-3則兼有纖溶酶原激活性質(zhì)和纖溶酶性質(zhì)。

1.2 營養(yǎng)化合物

美國科學家Sheila M.Sowa and Larry L.Keeley[9]從蟑螂血淋巴中得到20種氨基酸。脯氨酸、丙氨酸、甘氨酸、亮氨酸和酪氨酸等等，其中脯氨酸含量最高，含量高于10mM。關(guān)于脂類，Eliyahu D、Nojima S和Capracotta SS等人[10]在蟑螂體內(nèi)分離出2種脂質(zhì)性激素，11-Methylheptacosan-2-one和27-Oxo-11-methylheptacosan-2-one。廖吉在中國專利“蜚蠊油脂在保健食品和醫(yī)藥上的應用及制備方法”（CN1500495A）公開發(fā)明書中報道：蜚蠊的不飽和脂肪酸含量高達72%，其中含油酸、亞油酸、亞麻酸、二十碳酸、二十二碳酸、十五碳酸、十九碳酸、二十一碳酸、腦磷脂等。利用這些特殊活性成分制成油脂軟膠囊，具有多種保健、治療作用。

土鱉蟲中主要成份為氨基酸，氨基酸總量約占土鱉蟲的40%。金氏等從土鱉蟲分離出3個原體，經(jīng)鑒定為膽甾醇，棕柄酸和5，4二羥基-7-甲氧基黃酮。還有報道，以干重計，中華真地鱉蛋白質(zhì)含量高達60%以上，是典型的高蛋白食品。周彥鋼等[11]對土鱉蟲氨基酸成分分析結(jié)果表明，土鱉蟲所含的氨基酸成分種類齊全，幾乎包含了構(gòu)成蛋白質(zhì)的所有氨基酸。其中人體必需的8種氨基酸（包括嬰兒必需的組氨酸）占氨基酸總量的34.5%，含量最高的前6種氨基酸依次是甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、酪氨酸、精氨酸和賴氨酸。上述報道均未指明是何種土鱉蟲，結(jié)果有一定差異。關(guān)于脂類，許景娥等[12]研究表明地鱉及冀地鱉中含棕櫚油酸、油酸、軟脂酸、豆蔻酸、硬脂酸及少量亞油酸等脂類成分。

1.3 其他

蜚蠊體內(nèi)還含有信息素、殼聚糖、碳酸鈣、糖類（如粘多糖等）、蛋白酶、淀粉酶、酯酶等，還有維生素、細胞色素、甲殼素、輔酶A、煙酸、鈣、鎂、鐵、鋅等人體所必需的18種物質(zhì)。

土鱉蟲中還含有天然產(chǎn)物生物堿，藥效實驗表明，土鱉蟲總生物堿能夠直接擴張血管，使外周阻力下降，心臟負荷降低;能夠提高心肌和腦對缺血的耐受力或（和）降低心腦組織的耗氧量[13]。田軍鵬[14]對中華真地鱉生物堿成分做了初步研究，從中分離l4種生物堿成分，其中甾體類1種，氯基酸衍生物類3種，哌啶類2種，其他類8種。除此之外，還有脂溶性維生素和無機元素、高級醇及其衍生物等其他成分。

2 藥理活性

2.1 抗菌作用

2004年，藍江林等[15]用美洲大蠊中提取分離得到抗菌肽成分，進行抑菌效應實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大腸桿菌的數(shù)量隨時間延長而逐漸減少，結(jié)合電鏡觀察，美洲大蠊抗菌肽能使菌體崩解、死亡。說明美洲大蠊抗菌肽對大腸桿菌不是一般的抑菌作用，而是殺菌作用。自1975年Boman等首次從惜古比天蠶提取出抗菌肽至今，已有170余種昆蟲抗菌肽被發(fā)現(xiàn)，并有數(shù)十種已被分離、提純、測定了一級結(jié)構(gòu)[16，17]此外，最新發(fā)現(xiàn)，美洲大蠊提取物具有抗乙型肝炎病毒的功效[18]。近日英國諾丁漢大學發(fā)表公告說，可借鑒蟑螂抗菌能力研制新型抗生素。

索相敏等人[19]的研究表明中華真地鱉抗菌物質(zhì)對細菌有一定的抑制作用。中華真地鱉抗菌物質(zhì)對白菜軟腐菌和枯草芽孢桿菌也有一定的抑制作用。具體表現(xiàn)與大腸桿菌和金黃葡萄球菌一樣：對數(shù)生長期延遲，菌量增長速度明顯低于對照。說明中華真地鱉抗菌物質(zhì)不僅對人體致病細菌有抑制作用，對植物病原細菌也有一定的抑制作用。

2.2 ?抗腫瘤作用

已有報道證明，抗菌肽對細菌、真菌、原蟲和腫瘤細胞等均有抑制作用[20]。已有許多學者對抗菌肽的抗腫瘤細胞作用進行了研究。楊曉紅等人[21]對家蠅（Musca domestica）幼蟲、蛹及德國蜚蠊（Blattella germanica）、美洲蜚蠊（Periplaneta americana）若蟲采用針刺感染大腸桿菌誘導產(chǎn)生抗菌肽，經(jīng)研磨、層析提取其抗菌肽，并通過流式細胞儀測定各種抗菌肽對人髓樣白血病細胞（K562）的作用。家蠅幼蟲和蛹的抗菌肽對K562有一定的殺傷作用，而美洲蜚蠊和德國蜚蠊不僅不能殺傷K562，在某種程度上還有減少其死亡和促進其生長的作用。

鄒璽等[22]研究發(fā)現(xiàn)土鱉蟲醇提物對黑色毒瘤、胃癌、原發(fā)性肝癌等多種腫瘤細胞生長有明顯的抑制作用。他們認為土鱉蟲抗腫瘤有效成分為脂溶性脂肪酸，并將其制備成脂肪乳劑型，觀察其對s180簡瘤小鼠移植瘤生長的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土鱉蟲各劑量組均有抑制腫瘤生長的作用，并呈劑量相關(guān)性，說明土鱉蟲抗腫瘤有效成分在體內(nèi)也有一定的抑瘤作用。

2.3 抗肝損傷和抗乙肝病毒

高永翔等[23]通過制備肝損傷動物模型，給予蟑螂提取物后分離血清，測定血清ALT和AST活性，麻鴨給藥后分離血清，將血清加入體外培養(yǎng)的HBV-DNA克隆轉(zhuǎn)染人肝癌細胞（HepG2），檢測不同濃度藥物對HepG2細胞分泌HBsAg、HBeAg的抑制作用。試驗結(jié)果表明，蟑螂提取物同時具有抗HBV作用及抗肝損傷作用，其作用機理可能與免疫調(diào)節(jié)作用有關(guān)。

2.4 抗凝血和抗血栓

周春風等[24]按低、中、高劑量分別給大鼠灌胃土鱉蟲水浸膏，連續(xù)10天，可明顯降低大鼠實驗性血栓重量，明顯延長大鼠凝血時間，說明土鱉蟲具有抗凝血和抗血栓作用對預防和治療血栓性心腦血管疾病有重要作用。另有實驗研究給家兔灌胃土鱉蟲提取液 5天后，土鱉蟲提取液在家兔體內(nèi)、外均能使血漿白陶土部分凝血時間（KPTT）、凝血酶原時間（PT）及凝血酶時間延長，其作用隨土鱉蟲提取液濃度的增加而增強，抗凝活性不依賴于抗凝血酶（AT-Ⅲ），即其作用可能是對凝血酶的直接抑制作用。由于凝血酶在血栓形成中具有重要地位。因此，土鱉蟲提取液的直接抗凝血酶作用對于血栓性疾病和心腦血管缺血性疾病的防治將可能具有重要價值[25]。

土鱉蟲還有調(diào)血脂、抗氧自由基及保護血管內(nèi)皮細胞的作用、對血液流變性作用（有效的降低全血黏度和血漿纖維蛋白原，抑制血栓形成，抑制血小板聚集，增加紅細胞表面電荷，改善紅細胞變形能力）、抗缺血缺氧、抑制血管生成及抗腫瘤活性、抗突變作用、治療骨折創(chuàng)傷作用等等。

3. 結(jié)語

綜上所述，蜚蠊目昆蟲具有很好的生物活性和藥用價值，目前國內(nèi)外對蜚蠊的研究主要集中在種群調(diào)查、生長繁殖及情況[26]、防治、藥用價值開發(fā)的研究[27]、化學成分及其提取、分離純化、鑒定、生理功能[10]、蜚蠊基因表達及過敏作用方面等等。對土鱉的研究僅限于其廣泛的藥理活性，得到鑒定的有效活性成分也是極為罕見。因此，對于蜚蠊目昆蟲體內(nèi)活性成分的研究還存在很大的空間。從昆蟲化學方面來說，關(guān)于昆蟲次生代謝物的研究鳳毛麟角，蜚蠊目昆蟲次生代謝產(chǎn)物的研究也鮮有報道，研究證明，相對于植物化學和海洋生物化學，昆蟲小分子化合物同樣是尋找天然藥物來源的一個更為珍惜的資源。昆蟲活性化學成分對天然有機化學研究領(lǐng)域中拓展昆蟲化學是天然產(chǎn)物研究方向提供了科學依據(jù)，因此蜚蠊目昆蟲有著廣闊的研究空間。

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