咖啡酰奎寧酸類化合物研究進(jìn)展

吳琪珍

(1. 贛南衛(wèi)生健康職業(yè)學(xué)院，江西 贛州341000； 2. 贛州衛(wèi)生學(xué)校，江西 贛州 341000)

咖啡?？鼘幩犷惢衔?，是一種常見的天然酚酸類化合物，其?；煽Х人?3,4-二羥基肉桂酸)和奎寧酸(1-羥基六氫沒食子酸)酯化而成。該類化合物主要有單咖啡?？鼘幩?Mono-caffeoylquinic acids，MCQA)、雙咖啡酰奎寧酸(Dicaffeoylquinic acids，DCQA)和三咖啡?？鼘幩?Tricaffeoylquinic acids，TCQA)及各種衍生物?？Х弱？鼘幩犷惢衔锎嬖谟诤芏嘀胁菟幖八卟酥?，比較有代表性的有金銀花、款冬花、茵陳、菜薊、咖啡豆、紅薯等。本文將從咖啡酰奎寧酸類化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，檢測(cè)分析及藥理活性等方面做一簡(jiǎn)要概述。

1 化學(xué)結(jié)構(gòu)

根據(jù)咖啡?；鶄€(gè)數(shù)，該類化合物可分為單咖啡酰奎寧酸、雙咖啡?？鼘幩岷腿Х弱？鼘幩帷４送?，咖啡酰和奎寧酸母核上由于各種取代，得到了許多咖啡?？鼘幩岬难苌铩?/p>

1.1 單咖啡?？鼘幩?/h3>

根據(jù)取代基位點(diǎn)不同，MCQA主要包括4種同分異構(gòu)體：1-咖啡酰奎尼酸(1-CQA)、3-咖啡酰奎尼酸(綠原酸，3-CQA)、4-咖啡?？崴?4-CQA)、5-咖啡?？崴?5-CQA)[1]。

圖1 單咖啡酰奎寧酸化合物的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structure of MCQA

1.2 雙咖啡?？鼘幩?/h3>

植物中常見的雙咖啡酰奎寧酸有6種，為奎尼酸母核上羥基二取代的同分異構(gòu)體，主要包括1,3-二咖啡?？崴?1,3-DCQA，洋薊素)、1,4-二咖啡酰奎尼酸(1,4-DCQA)、1,5-二咖啡?？崴?1,5-DCQA)、3,4-二咖啡?？崴?3,4-DCQA，異綠原酸B)、3,5-二咖啡?？崴?3,5-DCQA，異綠原酸A)、4,5-二咖啡?？崴?4,5-DCQA，異綠原酸C)。

圖2 雙咖啡酰奎寧酸化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig. 2 Structure of DCQA注：1,3-DCQA(1)、1,4-DCQA(2)、1,5-DCQA(3)3,4-DCQA(4)、3,5- DCQA(5)、4,5- DCQA(6)

1.3 三咖啡?？鼘幩?/h3>

目前植物中分離得到的三咖啡酰奎寧酸主要為3,4,5-三咖啡?？鼘幩?、1,3,5-三咖啡?？鼘幩岷?,4,5-三咖啡酰奎寧酸。

1.4 咖啡酰奎寧酸類衍生物

咖啡?？鼘幩犷惢衔镅苌镉卸喾N，主要分為3種。第一種是奎寧酸母核上1位羧基發(fā)生酯化，如5-O-咖啡?；鼘幩峒柞2]。吳琪珍[3]從菊科植物款冬花中分離得到3,4-二咖啡酰奎寧酸甲酯、3,5-二咖啡?？鼘幩峒柞?、4,5-二咖啡?？鼘幩峒柞ズ?-咖啡?？鼘幩峒柞ァ?/p>

第二種是奎寧酸母核上1位羥基上的氫被烴基取代，如Ela等[4]從植物InulacrithmoidesL.根中分離得到3,5-二咖啡?？鼘幩?1甲酯和4,5-二咖啡?？鼘幩?1甲酯。

第三種取代主要是除咖啡酰外，奎寧酸母核上羥基被其他取代基，如香草酰(vanilloyl)、阿魏酰(feruloyl)、丁香酰(syringoyl)、葡萄糖等其他取代。Liu等[5]從丁公藤中分離得到11種新的咖啡?？鼘幩嵫苌?，包括4-O-咖啡酰-3-O-香草酰奎寧酸(1)、5-O-咖啡酰-4-O-香草?？鼘幩?2)、5-O-咖啡酰-3-O-香草?？鼘幩?3)、4-O-咖啡酰-3-O-香草酰奎寧酸甲酯(4)、5-O-咖啡酰-3-O-香草?？鼘幩峒柞?5)、5-O-咖啡酰-3-O-丁香?？鼘幩?6)、4-O-咖啡酰-3-O-丁香酰奎寧酸甲酯(7)、4-O-(7"S, 8"R)-糖苷酰-5-O-咖啡酰奎寧酸(8)、4-O-(7"S, 8"R)- 糖苷酰-5-O-咖啡酰奎寧酸甲酯(9)、3-O-(7"S, 8"R)- 糖苷酰-4-O-咖啡?？鼘幩?10)、3-O-(7"S,8"R)-糖苷酰-4-O-咖啡?？鼘幩峒柞?11)。

Yang等[6]從拐軸鴉蔥中分離得到4種咖啡酰奎寧酸類衍生物：(-)-1-O-阿魏酰-3-O-二氫咖啡?？鼘幩帷?-)-1-O-阿魏酰-4-O-二氫咖啡?？鼘幩帷?-)-1-O-阿魏酰-5-O-二氫咖啡?？鼘幩帷?-)-1,4-O-二阿魏酰-3-O-二氫咖啡?？鼘幩帷?/p>

1.5 穩(wěn)定性

咖啡?？鼘幩犷惢衔镏写嬖邗ユI、不飽和雙鍵、鄰二酚羥基、羥基等，是這類化合物容易發(fā)生變化的主要因素。在提取過程中，酯基容易發(fā)生水解，異構(gòu)化，鄰二酚羥基容易發(fā)生氧化。

張倩等[7]對(duì)金銀花提取過程中，三個(gè)雙咖啡?？鼘幩岬谋壤兓?guī)律進(jìn)行了檢測(cè)。隨著提取時(shí)間的變化， 3,5-DCQA所占比例逐漸下降，3,4-DCQA和4,5-DCQA所占比例逐漸升高，作者推測(cè)提取過程中3,5-DCQA會(huì)異構(gòu)化為另外2種成分。

在藥材提取過程中，咖啡酰奎寧酸類成分發(fā)生變化不可避免。在單體分離純化及儲(chǔ)存的過程中要極力避免這種變化，嚴(yán)格控制溫度，避免過長(zhǎng)時(shí)間加熱，同時(shí)也要注意pH等條件，盡量干燥后保存。在提取分離過程中，多采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等進(jìn)行濃縮，必要時(shí)采用真空冷凍干燥，盡可能地減少咖啡?？崴犷惢衔锇l(fā)生變化。

2 檢測(cè)分析

咖啡?？鼘幩犷惢衔锍Ｓ玫臋z測(cè)分析及含量測(cè)定手段有薄層層析色譜、紫外分光光度法、高效液相色譜、液質(zhì)聯(lián)用色譜等。

薄層層析色譜(TLC)是提取分離中常用的鑒別手段。常用展開系統(tǒng)有BAW系統(tǒng)(正丁醇-醋酸-水：4:1:1)，可以鑒別綠原酸和異綠原酸類成分。藥典記載的金銀花鑒別綠原酸的展開劑是乙酸丁酯-甲酸-水(7.5:2.5:2.5)上層溶液[8]。薄層展開后置紫外燈下展示，365 nm處有熒光。薄層鑒別檢測(cè)時(shí)間短，儀器簡(jiǎn)單易得，缺點(diǎn)是靈敏度不高，尤其是不能有效鑒別同分異構(gòu)體。

紫外分光光度法常用于總咖啡?？鼘幩岷康臏y(cè)定。茍占平等[9]以綠原酸為對(duì)照品，直接采用紫外分光光度法，在327 nm處對(duì)川渝6種忍冬葉進(jìn)行了總咖啡?？鼘幩岷康臏y(cè)定。甄攀等[10]則采用絡(luò)合比色法測(cè)定吳茱萸及其炮制品中總酚酸含量，以綠原酸為對(duì)照品，1%鐵氰化鉀-1%三氯化鐵(1:1)混合液絡(luò)合顯色，于760 nm處采用分光光度法測(cè)定了總酚酸含量。

高效液相色譜法(HPLC)是常用的咖啡?？鼘幩犷惢衔锒ㄐ远胯b別的手段。通常采用的是反相色譜柱，如C18柱，洗脫溶劑為甲醇-水、乙腈-水加入少量的弱酸鹽，如甲酸、乙酸、磷酸等。劉長(zhǎng)河等[11]發(fā)現(xiàn)以0.025%磷酸、0.3%醋酸的混合酸為緩沖鹽比單一的緩沖鹽洗脫效果更好，能提高洗脫峰的分離度。李丹等[12]以綠原酸為內(nèi)標(biāo)，同時(shí)測(cè)定山銀花提取物中六個(gè)咖啡酰奎寧酸類化合物含量。這種一測(cè)多評(píng)定量分析方法以一種標(biāo)準(zhǔn)品為內(nèi)標(biāo)，同時(shí)檢測(cè)多種化合物，逐漸受到了廣泛關(guān)注。高效液相色譜法主要用于化合物的定量分析，但是在定性鑒別上面仍有缺憾。

液質(zhì)聯(lián)用色譜技術(shù)為咖啡?？鼘幩犷惢衔锏亩ㄐ院投糠治鎏峁┝吮憷?，能夠?qū)ξ⒘砍煞诌M(jìn)行定性定量分析。Gouveia等[13]采用HPLC-DAD-ESI/MSn在30 min內(nèi)分離了1,5-DCQA、3,5-DCQA和3,5-DCQA，進(jìn)行了定性鑒別與純度測(cè)定。

此外，超高效液相色譜(UHPLC)也應(yīng)用于咖啡酰奎寧酸類化合物的分析，得到了很好地分離效果。

3 藥理活性

3.1 抗菌、抗炎作用

分離得到的的咖啡酰奎寧酸類化合物小鼠肺泡灌洗試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，綠原酸、3,5-DCQA、4,5-DCQA和3,4-DCQA能有效抑制白細(xì)胞數(shù)目的增高，說明有抗炎作用[14]。HAN等[15]對(duì)3種二咖啡?？鼘幩徇M(jìn)行活性比較發(fā)現(xiàn)，3,4-DCQA、3,5-DCQA和4,5-DCQA都具有顯著的抗菌作用。此外，從金銀花中分離得到的3-DCQA對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有明顯的抗菌作用[16]。

3.2 抗氧化、清除自由基作用

咖啡?？鼘幩犷惢衔锲毡榫哂锌寡趸?，清除自由基的作用。從旋覆花中分離得到的1,3-DCQA能夠抑制各種因素引起的氧化損傷，清除羥自由基和超氧自由基，具有顯著的抗氧化作用[17]。從細(xì)裂葉蓮蒿Artemisiagmelinii中分離得的綠原酸、4-CQA、3,5-DCQA及其乙酯化物，具有抗氧化活性[18]。

菜薊頭中含有許多多酚類化合物，如1-CQA、3-CQA、1,4-DCQA、4,5-DCQA、3,5-DCQA、1,5-DCQA、3,4-DCQA等。作為一種常用的地中海食物，Garbetta等[19]研究了經(jīng)消化道消化前后多酚類化合物抗氧化能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)除1,5-DCQA外，菜薊頭水體物及其中的多酚類抗氧化能力不變。

3.3 抗病毒作用

3,4-DCQA和3,5-DCQA具有抗呼吸道合胞體病毒(RSV)的作用，但是對(duì)流感病毒A(Flu A)、柯薩奇病毒 B3(Cox B3)及1型單純性皰疹病毒(HSV-1)無效[20]。

DCQA同分異構(gòu)體具有明顯的抗HIV病毒活性，作為一種新型的整合酶抑制劑，無論是培養(yǎng)的細(xì)胞系還是體內(nèi)整合酶催化下，DCQA都能夠抑制HIV-1病毒復(fù)制[21]。 同樣，1,5-O-DCQA作為已知的一種無毒的HIV-1 整合酶抑制劑，在體內(nèi)和體外的多種動(dòng)物模型中均表現(xiàn)抗病毒活性[22]。

3.4 降血糖、降血脂作用

Renalison等[23]通過肥胖模型對(duì)綠色咖啡豆的提取物和5-CQA進(jìn)行篩選試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)5-CQA是咖啡豆的主要減肥成分。Zhang等[24]從菊科植物魁蒿葉中提取的綠原酸能顯著抑制天然蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶1B (PTP1B) 的活性，并且能選擇性地抑制PTPs同工酶的作用，說明綠原酸可能成為潛在的肥胖癥、糖尿病治療藥物。

3.5 保肝作用

咖啡?？鼘幩犷惢衔锲毡榇嬖谟诰哂斜８巫饔玫牟菟幹?，如茵陳、旋覆花等具有顯著抗肝炎，抗肝纖維化的作用。從具有保肝作用的Inula crithmoides 根中分離得到的3,5-二咖啡酰奎寧酸甲酯、4,5-二咖啡?？鼘幩峒柞ゼ?,5-二咖啡?？鼘幩崮芙档痛笫骃GOT、SGPT、ALP和膽紅素水平，說明具有保肝活性[4]。Shi等[25]發(fā)現(xiàn)綠原酸能夠抑制四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化，其機(jī)制可能為抑制TLR4/MyD51/NF-κB信號(hào)通路。

Kim等[26]發(fā)現(xiàn)從山萵苣中提取出的3,4-DCQA、3,5-di-O-caffeoyl-muco-quinic acid和5-O-(E)-p-coumaroylquinic acid能抑制乙肝病毒病毒顆粒的釋放，顯著降低細(xì)胞內(nèi)乙肝病毒 DNA水平，表明它們可能為潛在的抗乙肝病毒化療藥物。

3.6 神經(jīng)保護(hù)作用

1,5-DCQA對(duì)1-甲基-4-苯基吡啶離子(MPP+)誘導(dǎo)的大鼠腎上腺嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞(PC12細(xì)胞)氧化應(yīng)激損傷具有濃度依賴性的抑制作用，并抑制α-synuclein的過表達(dá)[27]。1,5-DCQA對(duì)缺血再灌注誘導(dǎo)的大鼠腎上腺嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞(PC12細(xì)胞)損傷具有保護(hù)作用，能夠通過減輕氧化應(yīng)激、保護(hù)線粒體功能，減輕缺血再灌注誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞損傷[28]。

3,5-DCQA能夠促進(jìn)人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞(SH-SY5Y細(xì)胞)中磷酸甘油酸酯激酶1(PGK1)的mRNA表達(dá)，提高細(xì)胞內(nèi)ATP水平，從而發(fā)揮對(duì)神經(jīng)元的神經(jīng)保護(hù)作用[29]。李春雨等[30]發(fā)現(xiàn)3,5-DCQA對(duì)大鼠試驗(yàn)性局灶性腦缺血-再灌注損傷模型具有保護(hù)作用，能降低血清中丙二醛(MDA)水平，增強(qiáng)總超氧化物歧化酶(T-SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性。此外，3,4-DCQA、3,5-DCQA和綠原酸能保護(hù)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(RGC-5)，抑制小鼠前腦勻漿的脂質(zhì)過氧化，防止氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性[31]。

3.7 抗腫瘤作用

綠原酸對(duì)肝癌、肺癌、胃癌、口腔癌、白血病、乳腺癌、鼻咽癌、結(jié)腸癌、宮頸癌、黑色素瘤、皮膚癌等發(fā)病率較高的腫瘤均表現(xiàn)出較好的防治效果[32]。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，綠原酸在缺氧條件下能降低人肝癌細(xì)胞株Hep3B中HIF-1a的水平，從而降低了HIF-1a的表達(dá)[33]。

3.8 心血管保護(hù)作用

研究表明，DCQA能夠抑制血小板聚集。治療心腦血管疾病時(shí)，含有一定量的DCQA燈盞細(xì)辛注射液等中成藥經(jīng)常與阿司匹林聯(lián)合使用，療效顯著[34]。5-CQA能夠保護(hù)1型對(duì)氧磷脂酶(PON-1)活性，防止低氧化氯引起的高密度脂蛋白(HDL)的對(duì)氧磷脂酶失活,可能具有心臟保護(hù)作用[35]。

5-CQA能夠抑制P-選擇素[36]。P-選擇素是一種1型跨膜糖蛋白，常常作為一種血小板激活的生物標(biāo)記，能夠與P-選擇素配體1(PSGL-1)結(jié)合，參與血小板-白細(xì)胞及血小板-內(nèi)皮細(xì)胞的作用中。

3.9 止咳化痰作用

吳琪珍等[14]通過小白鼠氨水引咳試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，款冬花中提取出的綠原酸、3,4-DCQA、3,5-DCQA和4,5-DCQA四種咖啡?？鼘幩犷惢衔锞苎娱L(zhǎng)小鼠咳嗽潛伏期，降小鼠咳嗽次數(shù)，其中混合物抑制率最高，為61.7%。此外，小鼠注射酚紅后，給藥組酚紅排泌濃度顯著降低，說明咖啡?？鼘幩犷惢衔锞哂幸欢ǖ幕敌Ч?。

4 小結(jié)

咖啡酰奎寧酸類成分在植物中廣泛存在，主要是由CQA、DCQA和TCQA組成。這些化合物由許多同分異構(gòu)體組成，容易發(fā)生異構(gòu)化。然而多數(shù)藥理試驗(yàn)結(jié)果表明，咖啡酰奎寧酸類的藥理活性不僅跟與奎寧酸所連接的個(gè)數(shù)有關(guān)，而且與絕對(duì)構(gòu)型密切相關(guān)，不同異構(gòu)體的藥理活性效果不同。因此，如何能得到單一的穩(wěn)定的化合物也是該類化合物的研究重點(diǎn)。咖啡?？鼘幩犷惢衔飳?duì)當(dāng)前人們所關(guān)注的病癥有極大的潛力，如降血糖、降血脂、抗腫瘤等。研究該類化合物的作用機(jī)制，結(jié)合藥理試驗(yàn)應(yīng)用于臨床中，對(duì)未來醫(yī)學(xué)的研究具有深遠(yuǎn)的意義。