豆甾醇的研究及開發(fā)進(jìn)展

周志遠(yuǎn) 盧 群 劉 洋 謝 哲 羅少洪

廣東藥學(xué)院，廣州 510000

豆甾醇是植物甾醇的典型代表之一，廣泛存在于各類植物及植物油精煉的脫臭餾出物中，其含量占22%左右[1]，單體是經(jīng)過物理提純而得，具有營養(yǎng)價(jià)值高、生理活性強(qiáng)等特點(diǎn)的物質(zhì)，在生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。最新研究發(fā)現(xiàn)，豆甾醇具有抗腫瘤、降低血液膽固醇、抗骨關(guān)節(jié)炎等多種藥理作用。隨著對豆甾醇生理活性研究的不斷深入，豆甾醇的精制純化及其潛在藥理活性的研究成為了熱點(diǎn)。本文就豆甾醇的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 豆甾醇分離純化

豆甾醇系植物甾醇之一，是植物的一種活性成分，存在于各種植物油、植物種子、花粉中，大豆中含量豐富，其他的如毒扁豆、可可脂、菜籽油等亦有。豆甾醇單體是一種經(jīng)過物理提純而得，具有營養(yǎng)價(jià)值高、生理活性強(qiáng)等特點(diǎn)的物質(zhì)。目前我國主要從植物油精煉脫臭工序的副產(chǎn)品——脫臭溜出物中提取混合植物甾醇，繼而進(jìn)一步提取豆甾醇，其中利用溶劑結(jié)晶法富集豆甾醇的研究最多[2]。對混合甾醇進(jìn)行精制，可以為豆甾醇等甾體藥物的生產(chǎn)提供廉價(jià)的原料。目前國內(nèi)外對豆甾醇的分離純化法主要分為以下兩種方法。

1.1 化學(xué)法

先通過制備植物甾醇衍生物增加差異性，再用物理方法分離[3]，據(jù)Holman等記載，1906年Windaus和Hauth用植物甾醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，再經(jīng)過溴化后生成了較易溶解的兩種物質(zhì)，利用溶解度不一，加入乙酸析出四溴化物[4]，分離后的產(chǎn)物分別用鋅粉還原脫溴、堿性水解，最后在丙酮酸中重結(jié)晶得到純化后的豆甾醇，這是傳統(tǒng)的分離方法。由于其成本高、操作困難且回收率低等原因，無法變成工業(yè)化生產(chǎn)。

1.2 溶劑結(jié)晶法

物理法[5]利用各個(gè)甾醇在溶劑(單一或混合系統(tǒng))中不同的溶解度進(jìn)行多級(jí)分布結(jié)晶，又稱為溶劑結(jié)晶法[6]，主要是利用合適的重結(jié)晶溶劑，通過豆甾醇的溶解度在隨著溫度的變化而改變，使豆甾醇在該溶劑中的溶解度隨溫度變化大于其他成分，較快地結(jié)晶、析出。據(jù)專利報(bào)道[7]，多級(jí)分步結(jié)晶法是通過原料的濃縮和分離精制兩個(gè)步驟，重復(fù)升溫溶解，然后緩慢降溫結(jié)晶這一步驟，提高了豆甾醇的純度和收率。極性溶劑結(jié)晶法是專利研究先利用非極性溶劑重復(fù)結(jié)晶富集豆甾醇至90%，再利用極性溶劑結(jié)晶得到98%的豆甾醇。據(jù)報(bào)道，國內(nèi)學(xué)者[2，5,8-10]利用有機(jī)溶劑結(jié)晶法獲得了純度較高的豆甾醇單體。

2 藥理活性

研究[11]表明，豆甾醇可以有效預(yù)防某些癌癥，包括卵巢癌、前列腺癌、乳腺癌和結(jié)腸癌等。研究還表明，飲食中植物甾醇可通過競爭腸道吸收抑制膽固醇和降低血清膽固醇含量的吸收，其具有強(qiáng)大的抗氧化、降血糖及甲狀腺抑制特性。

2.1 抗氧化

Panda等[11]發(fā)現(xiàn)，豆甾醇能夠通過減少甲狀腺素的釋放，增加血液中胰島素的濃度從而降低血糖濃度，同時(shí)通過降低肝脂質(zhì)過氧化，增加活動(dòng)的過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）來發(fā)揮它的抗氧化活性[12]。而在最新研究[13]中發(fā)現(xiàn)，玉郎傘中的豆甾醇在體外的鄰二氮菲-Fe2+/H2O2產(chǎn)生羥自由基（·OH）的發(fā)生體系中對產(chǎn)生的O2-·有明顯的清除作用，且能顯著降低O2-·的生成速率，也可以證明豆甾醇具有較強(qiáng)的抗氧化活性。

2.2 抗腫瘤

研究[14]發(fā)現(xiàn)，白花蛇舌草中豆甾醇有較強(qiáng)抗腫瘤活性作用。張碩等[15-16]發(fā)現(xiàn)，體外豆甾醇對于SMMC-7721的抑制作用是呈現(xiàn)劑量、時(shí)間依賴性的，且可以顯著下調(diào)fos、myc、ras等多種癌基因和上調(diào)NF-2為代表的抑癌基因及磷酸激酶Map2k6的表達(dá)；隨后對其作用機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，白花蛇舌草中豆甾醇在體外、體內(nèi)對肝癌細(xì)胞均具有一定抑制效果，通過增加G0/G1期細(xì)胞比例、降低G2/M期細(xì)胞比例、上調(diào)Map2k6的表達(dá)、下調(diào)肝癌細(xì)胞內(nèi)的Bcl-2基因的表達(dá)，而促進(jìn)肝癌H22凋亡。李慶勇等[17]通過對豆甾醇抗腫瘤活性以及活性氧（ROS）的研究，發(fā)現(xiàn)豆甾醇通過ROS的氧化，鈣離子濃度上升的級(jí)聯(lián)反應(yīng)和阻滯細(xì)胞周期的S期和G2/M期從而誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞SMMC-7721凋亡。研究[18]表明，豆甾醇能通過上調(diào)促凋亡基因表達(dá)（Bax蛋白、p53基因）、下調(diào)抗凋亡基因Bcl-2表達(dá)、激活有助細(xì)胞凋亡的caspase-8，9蛋白表達(dá)，并通過損傷細(xì)胞DNA，從而誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡，結(jié)果顯示，豆甾醇具有強(qiáng)效的細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)作用，可作為潛在的應(yīng)對肝癌治療的抗癌藥物。程杏安等[19]的研究中發(fā)現(xiàn)，豆甾醇（0.20、0.25 mmol/L）對于抑制 B16F10 黑色素瘤細(xì)胞的生長有明顯抑制作用。

2.3 抗炎癥

Gabay等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，豆甾醇能抑制多種炎癥介質(zhì)和基質(zhì)降解，從而減少骨關(guān)節(jié)炎引起的軟骨退化，且至少部分通過阻礙IL-1β誘導(dǎo)的NF-kB通路來發(fā)揮其抑制作用。Chen等[21]探究了豆甾醇對兔關(guān)節(jié)炎模型中軟骨降解的作用，對其膝關(guān)節(jié)形態(tài)、組織學(xué)和基因形態(tài)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)和正常相比，軟骨關(guān)節(jié)炎（OA）組編碼基質(zhì)金屬蛋白酶的基因表達(dá)（MMPs）明顯較高，基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑-1（TIMP-1）的顯著降低，而豆甾醇能明顯抑制MMPs表達(dá)，此結(jié)果表明，豆甾醇可作為治療骨關(guān)節(jié)炎的一個(gè)可能的治療劑。

經(jīng)臨床研究[14]證實(shí)，白花蛇舌草中的有效成分之一豆甾醇等可刺激網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)增生，加強(qiáng)巨噬細(xì)胞的能力，從而發(fā)揮其抗炎作用。Pandith等[22]研究發(fā)現(xiàn)，Siam weed提取物中的活性成分之一豆甾醇具有抗炎作用，其能明顯減少由脂多糖（LPS）刺激增多的致炎因子環(huán)氧化酶-2（COX-2）和誘生型一氧化氮合酶（iNOS）mRNA的表達(dá)，同時(shí)通過減少PGE2和NO的釋放發(fā)揮其抗炎作用。

2.4 降低血液中膽固醇

Batta等[23]在小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中研究發(fā)現(xiàn)，豆甾醇能通過抑制腸道膽固醇和植物甾醇的吸收，并通過抑制肝臟膽固醇和膽汁酸的合成，從而降低血漿膽固醇的水平，進(jìn)一步為豆甾醇在心血管疾病中潛在的利用價(jià)值提供了科學(xué)依據(jù)。

2.5 對學(xué)習(xí)記憶的改善

Park等[24]在小鼠體內(nèi)研究豆甾醇對于東莨菪堿所致小鼠記憶障礙的影響，通過被動(dòng)回避實(shí)驗(yàn)和小鼠Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）和cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（CREB）的變化，證實(shí)豆甾醇是通過增強(qiáng)膽堿能神經(jīng)傳遞系統(tǒng)介導(dǎo)的激活雌激素或NMDA受體來重新認(rèn)知的改善作用。

3 展望

本文綜述了豆甾醇的成分來源、分離精制方法及藥理活性。通過對分離精制豆甾醇的工藝比較可知，溶劑結(jié)晶法中的重結(jié)晶法工藝比較簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。研究者可通過嘗試不同的溶劑以及合適的料液比、溫度、時(shí)間以及結(jié)晶次數(shù)，或結(jié)合其他提純精制方法，以研究出更為經(jīng)濟(jì)簡單的的精制方法來實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，從而充分發(fā)揮出豆甾醇的應(yīng)用價(jià)值。

豆甾醇具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤等多種藥理活性，可見豆甾醇是通過多途徑、多靶點(diǎn)作用于機(jī)體。然而，目前對于豆甾醇藥理活性的研究還處于起步階段，其抗腫瘤、抗炎的分子機(jī)制并尚未清楚，也沒有形成完成的信號(hào)通路模型。因此，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，著重從分子水平評(píng)價(jià)其活性、探討其作用機(jī)制，建立完整、高效、準(zhǔn)確的豆甾醇發(fā)揮其藥理作用的信號(hào)通路模型及評(píng)價(jià)體系，為促進(jìn)豆甾醇的藥用新產(chǎn)品的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)，將是科研工作者努力的方向。

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