明日葉及其活性成分查爾酮研究進展

李子超，王力平，鐘進義，郭培志

(1青島大學材料科學與工程學院，山東青島 266071；2中國海洋大學校醫(yī)院，山東青島 266100；3青島大學醫(yī)學院，山東青島 266071)

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明日葉及其活性成分查爾酮研究進展

李子超1，王力平2，鐘進義3，郭培志1

(1青島大學材料科學與工程學院，山東青島 266071；2中國海洋大學校醫(yī)院，山東青島 266100；3青島大學醫(yī)學院，山東青島 266071)

介紹了明日葉查爾酮類活性物質(zhì)的提取分離與鑒定方法，及其在植物中的分布、穩(wěn)定性、毒性、吸收代謝，綜述了目前國內(nèi)外明日葉查爾酮類活性物質(zhì)抗菌、抗炎、抗氧化、抗病毒、降血脂、降血壓、預防心血管疾病、預防糖尿病、抗腫瘤等生理活性研究進展，對我國明日葉今后研究的重點和方向提出了具體建議，以期為明日葉及其查爾酮類活性物質(zhì)的進一步開發(fā)利用提供參考。

明日葉；查爾酮；生理活性；天然產(chǎn)物

明日葉(Angelicakeiskei)為傘形目繖形花科當歸屬宿根多年生長常綠直立草本植物[1]，原產(chǎn)于日本太平洋沿海地區(qū)的伊豆、八丈諸島[2]，因其生長快、生命力強，大有“今日摘葉，明日又長新芽”之勢而得名[3]。我國《本草綱目》明確其味甘、莘，性溫，歸肝、心、大腸經(jīng)[4]，在日本著《大和本草》和《重訂本草綱目啟蒙》中則有明日葉可強壯身體、保健益壽之功效[5，6]的記載。明日葉當代研究始于20世紀60年代日本[7]，于20世紀90年代引入國內(nèi)[8]，目前已被引種至廣東、海南、山東等地[8，9]，近年來國內(nèi)已有生產(chǎn)明日葉茶[10]、膠囊、飲片等保健品[11]，以及面條、甜點等食品[12]的宣傳報道。明日葉自日本學者開始研究至今50余年來，經(jīng)大量國內(nèi)外研究證實，其富含特有活性成分查爾酮與人體所需的多種礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素、葉綠素、食物纖維、胡蘿卜素和氨基酸[13]，并對風濕痛、糖尿病、脂肪肝、肝硬化、高血壓等多種疾病[14]有一定預防和治療作用，極具開發(fā)價值[15]，因此被譽為21世紀的健康食品[16]，近年來尤其對其主要活性成分查爾酮的生理活性研究十分活躍[17]。

1 明日葉查爾酮概述

近年來有關明日葉各種成分檢測及探索的研究十分活躍[18-22]。明日葉中主要活性成分為查爾酮類及香豆素類化合物，其中以查爾酮類黃色素化合物的含量居多[20]。明日葉還含有在植物中不多見的維生素B12，且富含有機鍺、葉綠素、10余種礦物元素，以及16種人體所需的氨基酸及類黃酮、泛酸、膽堿等物質(zhì)[13]。

1.1 明日葉中已分離鑒定的查爾酮類化合物

查爾酮是指具有1，3-二苯基丙烯酮結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，為黃酮類化合物的一種，至今已報道有20種查爾酮類化合物從明日葉中分離鑒定出來。Baba等[23]從新鮮明日葉根部的乙酸乙酯提取物中經(jīng)分離鑒定出6種查爾酮類化合物：黃當歸醇、4-羥基德里莘、黃當歸醇B、黃當歸醇C、黃當歸醇D、黃當歸醇E。Toshihiro等[24]用正己烷，甲醇和水提取明日葉莖葉的分泌物，將其制成凍干粉末后經(jīng)硅膠、中壓液相色譜、高效液相色譜分離，得到3種新查爾酮類化合物[24]：黃當歸醇F、異補骨脂查爾酮、黃當歸醇H。該研究小組后又從明日葉莖流出物的乙酸乙酯溶液中分離鑒定出3種新查爾酮[25]，為黃當歸醇I、黃當歸醇J、脫氧二氫黃當歸醇H。Li等[26]從新鮮明日葉莖的95%乙醇粗提物中分離鑒定得到3種新查爾酮衍生物，為黃當歸醇K、黃當歸醇L、黃當歸醇M。在最新研究中Kil等[27]則從明日葉地上部分的乙酸乙酯萃取物中分離鑒定得到5種新的明日葉查爾酮類活性物質(zhì)：黃當歸醇N、黃當歸醇O、黃當歸醇P、黃當歸醇Q、黃當歸醇R。

1.2 明日葉中查爾酮的分布

Kim等[28]對查爾酮在明日葉各部分的含量進行了分析檢測結(jié)果顯示，其在各部分的含量差異較明顯。查爾酮的含量隨著以下各部分遞減：根皮(10.51 mg/g) > 莖(8.52 mg/g) > 葉(2.63 mg/g) > 根(1.44 mg/g)。

1.3 明日葉查爾酮的吸收與代謝

明日葉查爾酮在血漿中被快速吸收，2 h左右達到最大血漿濃度，并在進食約2 h后多以糖苷及其相關代謝物(葡萄糖醛酸酯、硫酸鹽等)的形式排泄[29]。該研究還發(fā)現(xiàn)，在喂食明日葉查爾酮的受試小鼠的肝、腎、脾、肌肉以及白色脂肪組織中均檢測到明日葉查爾酮的存在，提示其在小鼠體內(nèi)可快速吸收并代謝。

1.4 明日葉查爾酮的穩(wěn)定性

明日葉中總查爾酮類化合物在室溫、4℃以及-80℃下條件下存放12個月后其含量無明顯降低，表明明日葉查爾酮類物質(zhì)有良好的溫度穩(wěn)定性且易于保藏[30]。

1.5 明日葉查爾酮的毒性

Moronpot[31]研究報道，明日葉黃汁粉(含8.45%查爾酮類物質(zhì))在細菌回復突變實驗、染色體畸變實驗及體內(nèi)微核實驗中均未檢測到有遺傳毒性，并證實在連續(xù)喂食SD大鼠不同劑量明日葉黃汁粉90 d后亦未發(fā)現(xiàn)毒性，其在受試雄性與雌性大鼠中的NOAEL為300 mg/kg。

2 明日葉查爾酮的提取與分離

高效易用的查爾酮提取分離方法是應用明日葉查爾酮的關鍵因素之一，目前針對明日葉查爾酮提取純化方法的報道較多，大多集中于水相浸提輔之以其他諸如微波、超聲波等。陳欣華等[32]分別采用索氏提取法、超聲波法和微波法提取明日葉查爾酮，通過正交試驗確定最佳提取工藝，結(jié)果顯示，超聲提取法效果最佳；尹慧丹等[33]對微波輔助提取明日葉查爾酮的工藝參數(shù)進行了研究，結(jié)論是在微波功率320 W時，乙醇體積濃度70%，液料比40：1 (mL/g)，提取時間2 min，提取3次為最佳，此時提取物中查爾酮含量為1.039%；王亦敏得出采用AB-8型號大孔樹脂，蒸餾水為洗脫劑，大孔樹脂粒徑為30目，洗脫流速為15 mL/min為最佳工藝條件[34]。最新研究則先后通過甲醇、甲醇水溶液、乙酸乙酯等多級分層提取以及過Sephadex LH-20色譜柱對明日葉查爾酮進行初步提取后利用高速逆流色譜進行分離純化得到較理想結(jié)果，最終所得純品經(jīng)鑒定為黃當歸醇及4-羥基德里莘，純度分別為99.9%、98.7%[35]。

3 明日葉查爾酮的生理活性

大量研究報道，明日葉查爾酮主要具有抗菌、抗炎、抗病毒、降血壓、降血糖、降血脂、抗腫瘤等多重生理活性，有著巨大的藥物及保健品開發(fā)前景[36]。

(1)抗菌作用。Inamori等[37]首次報道了從明日葉根中分離的查爾酮類物質(zhì)黃當歸醇和4-羥基德里莘對革蘭氏陽性致病菌有明顯的抑制作用。Battenberg等[38]則進一步發(fā)現(xiàn)，明日葉查爾酮的抑菌機理可能是抑制了由金黃色葡萄球菌絲胺酰tRNA合成酶催化的tRNA氨基酰化途徑。(2)抗炎作用。Shin等[39]研究了明日葉中異補骨脂查爾酮對炎癥的作用，發(fā)現(xiàn)其可抑制誘生型一氧化氮合酶(iNOS)的表達，顯示出較好的抗炎癥效果。Lee等[40]則發(fā)現(xiàn)，明日葉查爾酮的抗炎活性可能通過抑制MAPKs和NF-kappaB通路來作用。(3)抗氧化作用。有研究報道，明日葉查爾酮及其衍生物對DPPH自由基具有清除作用[41]。明日葉查爾酮還能清除活性氧，有較強的抗氧化能力[42]。(4)抗病毒作用。Kazuhiro等[43]對從明日葉中獲得的含有異戊烯基和香葉基基團的查爾酮進行了抗病毒活性評價，結(jié)果顯示，明日葉查爾酮衍生物能夠抑制病毒的生長繁殖。Park等[44]檢測了從明日葉中分離的烷基化查耳酮對流感病毒的水解能力，發(fā)現(xiàn)其對流感病毒有抑制作用。(5)抑制肥胖作用。Ogawa等[45]發(fā)現(xiàn)，喂食明日葉查爾酮可提升小鼠血漿中高密度脂蛋白水平并可降低其肝臟中甘油三酸脂水平，進而起到控制體重的作用，并研究發(fā)現(xiàn)，明日葉查爾酮類化合物可顯著提高肝臟中PPARα mRNA的表達水平，進而促進?；o酶CoA的合成以及CoA氧化酶mRNA的表達，在上述共同作用下維持肝臟中正常的脂肪水平[46]。除此之外，Ogawa等[47]研究還發(fā)現(xiàn)，明日葉查爾酮類化合物還能提高小鼠肝臟中低密度脂蛋白受體mRNA的表達水平，在一定程度上降低了血漿中低密度脂蛋白以及肝臟中甘油三酯的水平，對其開發(fā)為減肥類藥物及保健品有較強指導意義。最新研究表明，明日葉查爾酮可能在脂肪組織及肝臟中通過激活AMPK通路來調(diào)控脂肪代謝進而預防肥胖的發(fā)生[48，49]。(6)降血壓作用。Shimizu等[50]通過長期(10w)每日向自發(fā)性高血壓鼠喂食明日葉查爾酮提取物，發(fā)現(xiàn)其含有較顯著的降血壓作用[50]。Matsuura等[51]從明日葉根部的乙酸乙酯萃取液中分離鑒定出5種活性查爾酮成分，分別是黃當歸醇、4-羥基德里莘、黃當歸醇B、E與F，并發(fā)現(xiàn)該5種明日葉查爾酮衍生物對苯腎上腺素誘導的主動脈環(huán)血管收縮有較強的抑制作用，該抑制作用在內(nèi)種皮以及一種NO合成酶抑制劑(L-NMMA)存在與否的情況下均可發(fā)生，表明明日葉查爾酮類化合物在高血壓和冠心病治療領域有較好應用前景。(7)預防心腦血管疾病作用。Fujita等[52]發(fā)現(xiàn)，明日葉查爾酮類衍生物黃當歸醇E能抑制兔血小板中外源性花生四烯酸的代謝，有抗血小板凝集作用，進而減緩腦血栓的形成。Sugii等[53]則發(fā)現(xiàn)，從明日葉根分離的黃當歸醇D有著血管疾病治療應用的前景，其作用機理可能通過抑制NF-kB因子的激活。(8)預防糖尿病作用：明日葉查爾酮能有效改善2型糖尿病的一般情況和高血糖癥狀，降低氧化應激對機體的損傷，并能有效清除體內(nèi)自由基[54，55]。血管內(nèi)皮損傷是導致糖尿病血管病變機制之一，明日葉查爾酮能夠降低機體血清中維生素E-ca水平，對血管內(nèi)皮起到保護作用[56]。明日葉查爾酮還能保護胰島β細胞免受損傷，保持細胞膜的完整性，使細胞膜上的胰島素受體敏感性、親和力增加，提高胰島素受體的生物學活性，降低2型糖尿病的發(fā)生率[57，58]。(9)抗腫瘤作用。據(jù)報道，明日葉查爾酮類化合物能夠降低瘤組織脂質(zhì)過氧化物(MDA)水平[54]、抑制腫瘤細胞增殖活性[59]、促進腫瘤細胞凋亡[60]、抑制腫瘤新血管生成并提高腫瘤患者免疫力[61]。1991年Okuyama等[62]首次報道了從明日葉中分離的的查爾酮類物質(zhì)黃當歸醇和4-羥基德里莘對致癌促進因子有抑制作用并推斷其可能是作用于鈣調(diào)蛋白系統(tǒng)來發(fā)揮抑癌作用。其后，有研究報道，黃當歸醇和4-羥基德里莘可在人類神經(jīng)母細胞瘤[63]、胃癌[64]以及白血病[65]中引起腫瘤細胞凋亡，其作用機制可能通過激活caspase-3[63]、死亡受體介導與線粒體等通路[65]。Kimura等證實[61]，黃當歸醇和4-羥基德里莘能在路易斯肺癌細胞中抑制DNA合成并能通過抑制血管表皮細胞中類毛細血管的形成以及阻止血管內(nèi)皮生長因子與血管表皮細胞的結(jié)合來抑制腫瘤新血管的生成。最新研究表明，明日葉查爾酮的抗腫瘤作用可能與腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)有關，其機制可能通過在腫瘤組織微環(huán)境中抑制M2巨噬細胞的激活與分化[66]。(10)對急性輻射損傷的保護作用。翟苗苗等[67]對以X射線照射引起損傷的小鼠為實驗對象，對明日葉查爾酮電離輻射引起的急性輻射損傷的保護作用進行了研究，結(jié)果顯示，明日葉查爾酮對小鼠急性輻射損傷有一定的防護作用，能夠增強小鼠的抗氧化能力，并有提高細胞增殖與降低細胞的凋亡率的作用。

4 結(jié)論與建議

明日葉作為一種藥食兼?zhèn)涞奶烊凰幉荩缓梭w所需的多種礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素、葉綠素、膳食纖維、胡蘿卜素和氨基酸，尤其是其特有的查爾酮類活性物質(zhì)對人類的營養(yǎng)、保健、疾病防治等方面有著重要作用，可以預見，明日葉及其查爾酮在保健食品、化妝品乃至天然藥物等領域?qū)⒂兄己玫膽瞄_發(fā)前景。對此，作者提出如下建議：(1)目前我國明日葉種植企業(yè)缺乏科技支撐，僅是開發(fā)了菜、茶、粉等最低端食用產(chǎn)品，應積極倡導產(chǎn)學研結(jié)合，組成協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟，引導企業(yè)向?qū)Ｓ帽＝∑泛途珳仕幬锏雀叨?、高附加值產(chǎn)品加大投資，積極申報新藥；(2)查爾酮等藥效成分含量很低，要形成規(guī)?；＝∑贰⑿滤幧a(chǎn)需要大量的明日葉供應，盡管我國海南、青島、日照、云南等地已有十幾家農(nóng)場種植，但種植面積仍然十分有限，故需要引導農(nóng)場進行規(guī)?；a(chǎn)以及藥用原料初級加工和倉儲方法研究；(3)保健品和藥物產(chǎn)品開發(fā)離不開高純度活性成分的提取技術以及毒理、藥理、構(gòu)效關系的基礎研究成果的支撐，現(xiàn)有的多是零碎的階段性研究成果，所以需要進一步開展系統(tǒng)基礎理論和成熟的高新技術研究；(4)作為一種新的藥食天然資源，應該借鑒我國開發(fā)靈芝、人參等的成熟研究、開發(fā)經(jīng)驗，早日實現(xiàn)其各過程和產(chǎn)品的規(guī)范化、標準化?！?/p>

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(責任編輯 李婷婷)

Research Advancement of Biological Activities of Angelica keiskei Koidzumi and Its Active Compound——Chalcone

LI Zi-chao1，WANG Li-ping2，ZHONG Jin-yi3，GUO Pei-zhi1

(1College of Material Science and Engineering，Qingdao University，Qingdao 266071，China；2University Hospital，Ocean University of China，Qingdao 266100，China；3College of Medicine，Qingdao University，Qingdao 266071，China)

The basic properties of chalcone (AC) and its content distribution in the plant，stability，toxicity，and absorption and metabolism，and the extraction and separation methods were introduced.Particularly，the research advancements of physiological activities worldwide of AC was reviewed，including activities of antibacterial，anti-inflammatory，anti-oxidative，anti-virus，hypolipidemic，antihypertensive，cardiovascular preventive，diabetes preventive and antitumor.Lastly，the research priorities and directions ofA.keiskeiwere proposed to provide reference for the exploitation and utilization ofA.keiskeiand AC.

Angelicakeiskei；chalcone；biological activity；natural resource

中國博士后科學基金面上項目(項目編號：2016M602103)；青島市博士后應用研究項目(項目編號：2015134)。

李子超(1984— )，男，博士，講師，研究方向：食品新資源及天然藥物開發(fā)。