紅景天苷的提取工藝和抗腫瘤藥理作用研究進(jìn)展Δ

張麗娜，周暢玓，胡立玫，任小賓，尹麗梅，毛 敏，赫 軍

(中日友好醫(yī)院藥學(xué)部，北京 100029)

紅景天為景天科植物大花紅景天Rhodiolacrenulata(Hook.f.et Thoms.)H.Ohba的干燥根和根莖，在《神農(nóng)本草經(jīng)》中被列為上品，主要分布于四川、西藏和新疆等地。紅景天具有健脾益氣、清肺止咳和活血化瘀的功效，現(xiàn)代藥理學(xué)研究結(jié)果顯示，其具有抗腫瘤、抗缺氧、抗疲勞和抗炎等藥理作用，在臨床被廣泛用于氣虛血瘀、胸痹心痛、中風(fēng)偏癱和倦怠氣喘等[1]。紅景天屬于高原珍稀藥用植物，主要化學(xué)成分有黃酮類、多酚酸類、苯丙素類、苯乙醇苷類及多糖類等[2]。紅景天苷是紅景天中的特征性成分，也是《中華人民共和國(guó)藥典：一部》(2015年版)中紅景天的質(zhì)量控制指標(biāo)成分[3]。檢索文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，近10年來，國(guó)內(nèi)外針對(duì)紅景天苷開展了廣泛且深入的研究，其中紅景天苷的提取工藝及其抗腫瘤藥理作用是目前研究的熱點(diǎn)。紅景天苷是一種前景較好的抗腫瘤候選化合物及化療增敏劑，目前已證明其對(duì)10余種腫瘤細(xì)胞均有明確的抑制作用。本文綜述了近10年來關(guān)于紅景天苷的提取工藝和抗腫瘤藥理作用研究進(jìn)展，以期為紅景天苷的抗腫瘤藥研發(fā)及紅景天的資源利用提供一定的參考。

1 紅景天苷的提取工藝

1.1 熱回流提取

蒲忠慧等[4]通過均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)選紅景天苷的熱回流提取工藝，發(fā)現(xiàn)乙醇濃度、液料比和提取時(shí)間對(duì)紅景天苷得率的影響顯著(P<0.05)，而浸漬時(shí)間對(duì)得率影響較小(P>0.05)，最佳工藝為乙醇濃度60%，液料比5∶1(ml∶g)，提取時(shí)間3 h。劉桂艷[5]通過單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的紅景天苷最佳提取工藝為乙醇濃度61%，提取時(shí)間45.11 min，提取溫度63 ℃。

1.2 超聲提取

董彥莉[6]通過單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化紅景天苷的超聲提取工藝，發(fā)現(xiàn)最佳工藝參數(shù)為乙醇濃度60%，液料比20∶1(ml∶g)，提取溫度40 ℃，提取時(shí)間75 min，各因素對(duì)提取率的影響依次為溫度>液料比>提取時(shí)間>乙醇濃度。

1.3 微波提取

閔建華等[7]采用正交試驗(yàn)優(yōu)選紅景天苷的最佳微波提取工藝，并與熱回流及超聲提取比較，得到的最佳工藝參數(shù)為微波功率462 W，液料比10∶1(ml∶g)，提取3次，每次90 s，紅景天苷的轉(zhuǎn)移率達(dá)到99.86%，優(yōu)于熱回流提取及超聲提取。

1.4 酶解法提取

岳顯文等[8]通過正交試驗(yàn)優(yōu)選的酶解法提取工藝，發(fā)現(xiàn)紅景天苷最佳工藝參數(shù)為纖維素酶用量1.75%，酶解溫度65 ℃，酶解時(shí)間60 min，各因素對(duì)提取率的影響依次為酶用量>酶解溫度>酶解時(shí)間，該法的提取量比水提法提高了74.16%。

1.5 閃式提取

范桂強(qiáng)等[9]以95%乙醇作為提取溶劑，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了正交試驗(yàn)優(yōu)化紅景天苷的閃式提取工藝，發(fā)現(xiàn)液料比是最顯著影響因素(P<0.01)，而提取電壓、時(shí)間及次數(shù)的影響不顯著，得到的最佳工藝為液料比20∶1(ml∶g)，提取電壓140 V，提取時(shí)間40 s，提取次數(shù)2次，該工藝下紅景天苷的提取率高達(dá)(3.83±0.12)%；與其他提取方式比較，提取率依次為閃式提取>超聲提取>普通提取，其中閃式提取的提取率較普通提取提高165.37%，較超聲提取提高58.26%。

1.6 超高壓提取

陳健等[10]利用星點(diǎn)設(shè)計(jì)結(jié)合效應(yīng)面法優(yōu)選紅景天中紅景天苷的超高壓提取工藝，得到最佳工藝參數(shù)為提取溶劑73.3%乙醇，壓力255.5 MPa，液料比29.5∶1(ml∶g)，提取時(shí)間2 min，提取次數(shù)1次，該工藝下紅景天苷的提取率為9.29 mg/g，比回流法的提取率高31.6%，比超聲法的提取率高20.3%，比微波法的提取率高9.7%。

1.7 深共熔溶劑(deep eutectic solvent，DES)提取

DES法目前已在紅景天[11]、山楂[12]的有效成分提取中得到了應(yīng)用。吳蓉等[11，13]采用DES法同步提取紅景天中紅景天苷和酪醇，通過優(yōu)化氫鍵供體、氫鍵受體、氫鍵供體與氫鍵受體摩爾比和DES含水量等因素，獲得了同步提取的最佳DES為乙二醇-乙酰丙酸(摩爾比為1∶1)，含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，以優(yōu)化出的DES作為提取溶劑，對(duì)提取方法、液料比、提取溫度和時(shí)間等因素進(jìn)行優(yōu)化，獲得了DES法的最佳提取工藝為攪拌速度150 r/min，液料比12.5∶1(ml∶g)，提取溫度60 ℃，提取時(shí)間65 min，上述條件下紅景天苷的提取率可達(dá)(18.126 8±0.166 7)mg/g，高于以水和乙醇等傳統(tǒng)溶劑進(jìn)行提取。

1.8 多技術(shù)耦合提取

曾慶華等[14]以乙醇為溶劑，在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用中心組合設(shè)計(jì)優(yōu)化出紅景天苷的超聲-微波耦合提取最佳工藝為乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，液料比20∶1(ml∶g)，超聲時(shí)間20 min，微波功率400 W，微波時(shí)間10 min，提取次數(shù)3次，最佳工藝下紅景天苷的平均得率為2.21%。王丹等[15]以單因素實(shí)驗(yàn)篩選超臨界CO2流體萃取(supercritical carbon dioxide extraction，SFE-CO2)-微波耦合提取紅景天中紅景天苷的最佳工藝，結(jié)果表明，最優(yōu)工藝參數(shù)為夾帶劑無水乙醇，萃取壓力40 MPa，溫度55 ℃，萃取時(shí)間5 h，萃取后加入30 ml超純水浸泡2 h，功率180 W下微波處理2 min，上述工藝下紅景天苷的提取率為95.3%。

2 紅景天苷的抗腫瘤藥理活性

大量國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果表明，紅景天苷對(duì)消化道腫瘤、婦科腫瘤等均具有較好的抑制作用，可提高機(jī)體免疫功能，不良反應(yīng)小，不易產(chǎn)生耐藥性，并且是一種較好的多種化療藥增敏劑，與化療藥協(xié)同給藥能夠明顯提高化療效果。紅景天苷的抗腫瘤作用機(jī)制和轉(zhuǎn)導(dǎo)通路或作用靶點(diǎn)目前尚未完全闡明，研究結(jié)果表明，其作用機(jī)制包括抑制腫瘤細(xì)胞增殖、影響腫瘤細(xì)胞周期、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞向正常分化、抗血管生成和侵襲以及聯(lián)合使用作用機(jī)制不同的化療藥等多方面。

2.1 呼吸系統(tǒng)腫瘤

肺癌：Ren等[16]采用不同劑量的紅景天苷對(duì)肺癌A549細(xì)胞株進(jìn)行治療，發(fā)現(xiàn)紅景天苷可顯著降低細(xì)胞存活率、集落形成及細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)，研究結(jié)果證實(shí)，紅景天苷通過上調(diào)A549細(xì)胞miR-195的表達(dá)阻斷磷酸化蛋白激酶(AKT)和分裂原活化抑制劑/蛋白激酶(MEK/ERK)信號(hào)通路，從而起到抗肺癌作用。Wang等[17]研究了紅景天苷對(duì)A549肺癌細(xì)胞增殖、凋亡、細(xì)胞周期、侵襲及上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的作用，發(fā)現(xiàn)紅景天苷能夠顯著抑制轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β誘導(dǎo)的腫瘤入侵和G0/G1期細(xì)胞周期阻滯，顯著降低腫瘤細(xì)胞增殖，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，其機(jī)制可能是通過干擾肺癌細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)生成，從而下調(diào)ROS-phospho-p38信號(hào)通路來實(shí)現(xiàn)的。

2.2 消化系統(tǒng)腫瘤

2.2.1 胃癌：Yang等[18]采用紅景天苷處理胃癌細(xì)胞系(SNU-216和MGC803)和胃上皮細(xì)胞系GES-1，發(fā)現(xiàn)紅景天苷能夠顯著降低胃癌細(xì)胞SNU-216和MGC803的活力，而對(duì)GES-1無影響；紅景天苷能夠抑制胃癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲并促進(jìn)細(xì)胞凋亡，其機(jī)制與p21、Bcl-2、MMP2、RhoA、p-ROCK1和Vimentin的表述下調(diào)，Cyclin D1、Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)的表述上調(diào)有關(guān)；該研究在胃癌小鼠模型中也得到了同樣結(jié)果，即紅景天苷抗胃癌是通過調(diào)控miR-99a/IGF1R軸，抑制MAPK/ERK和PI3K/AKT通路來實(shí)現(xiàn)的。Qi等[19]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅景天苷對(duì)胃癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的抑制作用及分子機(jī)制與下調(diào)ROS介導(dǎo)的血清肌酐相關(guān)信號(hào)通路激活有關(guān)。

2.2.2 肝癌：Qin等[20]通過抑制耐藥性來研究紅景天苷的抗腫瘤作用，發(fā)現(xiàn)紅景天苷與鉑類藥物協(xié)同給藥可逆轉(zhuǎn)鉑類藥物的耐藥性，并抑制缺氧肝腫瘤微環(huán)境引起的轉(zhuǎn)移，抑制缺氧誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞EMT，促進(jìn)HIF-1α的降解，表明紅景天苷能通過介導(dǎo)HIF-1α信號(hào)通路提高肝腫瘤缺氧環(huán)境和逆轉(zhuǎn)鉑類耐藥性。劉蓮等[21]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅景天苷與阿霉素聯(lián)合應(yīng)用可有效抑制裸鼠肝癌移植瘤生長(zhǎng)，效果優(yōu)于單獨(dú)使用阿霉素或紅景天苷。上述研究結(jié)果為紅景天苷提高肝癌患者的化療效果開辟了新的前景。

2.2.3 結(jié)直腸癌：Fan等[22]研究了紅景天苷對(duì)人結(jié)直腸癌細(xì)胞的抑制作用，發(fā)現(xiàn)紅景天苷通過抑制PI3K/Akt/mTOR通路來誘導(dǎo)人結(jié)直腸癌細(xì)胞凋亡和自噬，并顯示出較強(qiáng)的抗增殖活性，同時(shí)確定了紅景天苷對(duì)人結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖的抑制作用呈劑量依賴性。

2.3 婦科腫瘤

2.3.1 乳腺癌：Kang等[23]分析了紅景天苷影響乳腺癌的主要因素，并闡明其抑制血管生成和侵襲能力的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)是乳腺癌血管生成和遷移的標(biāo)志，STAT3能夠與基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)相互作用，而紅景天苷可下調(diào)STAT3信號(hào)通路，抑制STAT3的DNA結(jié)合活性，進(jìn)而抑制乳腺癌細(xì)胞的活性、遷移和侵襲。Zhao等[24]將人乳腺癌細(xì)胞MCF-7與不同濃度的紅景天苷進(jìn)行孵育，發(fā)現(xiàn)紅景天苷可明顯抑制乳腺癌細(xì)胞增殖、集落形成、遷移和侵襲，且可在體外誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并將細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期。

2.3.2 宮頸癌：張洋等[25]研究了不同濃度紅景天苷對(duì)宮頸癌HeLa細(xì)胞增殖的抑制作用及其作用機(jī)制，結(jié)果表明，不同濃度紅景天苷均能明顯抑制HeLa細(xì)胞增殖，增加凋亡細(xì)胞數(shù)量，增強(qiáng)Caspase-3、Caspase-9的表達(dá)，提示紅景天苷在宮頸癌的治療中具有一定作用。章麗霞等[26]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅景天苷能夠通過顯著降低小鼠宮頸癌移植瘤中Eag1的表達(dá)，抑制移植瘤生長(zhǎng)，降低移植瘤體積及質(zhì)量，且與順鉑聯(lián)合應(yīng)用的效果更為顯著。

2.3.3 卵巢癌：Yu等[27]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅景天苷能激活卵巢癌細(xì)胞SKOV3和A2780的Caspase通路，上調(diào)凋亡誘導(dǎo)因子、Bax和Bcl-2相關(guān)死亡啟動(dòng)子(Bad)蛋白水平，紅景天苷還能下調(diào)凋亡蛋白的Bcl-2、p-Bad和X連鎖凋亡抑制因子水平，據(jù)此推測(cè)p53/p21Cip1/Waf1/p16INK4a通路可能在紅景天苷介導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞凋亡中起到關(guān)鍵作用。

2.4 內(nèi)分泌系統(tǒng)腫瘤

甲狀腺癌：Shang等[28]采用創(chuàng)傷愈合實(shí)驗(yàn)、transwell遷移/侵襲實(shí)驗(yàn)和流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)紅景天苷對(duì)低分化甲狀腺癌WOR細(xì)胞和正常甲狀腺濾泡上皮Nthy-ori3-1細(xì)胞遷移、侵襲和凋亡的影響，發(fā)現(xiàn)紅景天苷能明顯抑制WRO細(xì)胞遷移和侵襲，其機(jī)制與抑制JAK2/STAT3信號(hào)通路有關(guān)。

2.5 泌尿系統(tǒng)腫瘤

膀胱癌：Li等[29]研究了紅景天苷對(duì)膀胱癌細(xì)胞活力和凋亡的影響及其作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)紅景天苷通過PI3K/Akt和MMP-9信號(hào)通路降低了膀胱癌細(xì)胞的生存能力，誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞死亡。

2.6 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)腫瘤

軟骨肉瘤：Zeng等[30]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅景天苷能夠誘導(dǎo)人類軟骨肉瘤細(xì)胞系SW1353凋亡，并在SW1353細(xì)胞中誘導(dǎo)自噬反應(yīng)，使LC3-Ⅱ表達(dá)上調(diào)、p62表達(dá)下調(diào)；紅景天苷還誘導(dǎo)了TFEB(Ser142)去磷酸化，隨后激活TFEB核易位并增加TFEB基因活性，而這有助于自噬相關(guān)基因的表達(dá)；紅景天苷還可觸發(fā)SW1353細(xì)胞中ROS的生成。該研究結(jié)果表明，阻斷ROS-TFEB依賴性自噬能夠增強(qiáng)紅景天苷的活性。上述結(jié)果為軟骨肉瘤的治療提供了一種新的策略，值得進(jìn)一步深入研究。

2.7 其他腫瘤

皮膚癌：Kong等[31]研究了紅景天苷對(duì)二羥甲基丁酸/對(duì)苯二甲酸誘導(dǎo)的小鼠皮膚癌的作用，發(fā)現(xiàn)紅景天苷能夠使Bax和caspase-3表達(dá)增加，從而誘導(dǎo)p21及p53表達(dá)上調(diào)，說明紅景天苷能夠明顯誘導(dǎo)皮膚癌細(xì)胞凋亡，預(yù)防皮膚癌發(fā)生。

3 小結(jié)與展望

熱回流提取是傳統(tǒng)提取方法，也是目前應(yīng)用最多的提取方式，但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及因素水平等的差異，導(dǎo)致不同研究者所得的最佳工藝參數(shù)差異較大，因此，應(yīng)注重加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性及對(duì)最佳工藝參數(shù)的驗(yàn)證。隨著制藥設(shè)備的快速發(fā)展，采用超聲提取、微波提取、閃式提取和超高壓提取等方法提取紅景天苷也逐漸得到普及。微波提取紅景天苷的工藝具有效率高、時(shí)間短、能耗低且環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，相關(guān)研究結(jié)果為紅景天苷的工業(yè)大生產(chǎn)和抗腫瘤新藥開發(fā)提供了一定依據(jù)。超高壓提取紅景天苷具有提取率高、溫度低、省時(shí)和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)高壓操作及有機(jī)溶劑具有一定危險(xiǎn)性。酶解法是一種新型提取方法，但提取溶劑仍為水，故其是水提法提取紅景天苷的輔助提取方式。DES綠色、高效，有望作為傳統(tǒng)溶劑的替代，但目前研究報(bào)道較少，用于中藥提取的范圍較窄，有待進(jìn)一步對(duì)DES的組成及其工藝、適用的中藥等開展更為深入的研究。目前，采用多技術(shù)耦合提取紅景天苷所納入的單一提取方法較為簡(jiǎn)單，僅涉及SFE-CO2、超聲提取及微波提取3種，耦合方式也較為簡(jiǎn)單低效，因此，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)更為先進(jìn)、高效的多技術(shù)耦合方式的研究，以大幅提高提取效率。DES法及多技術(shù)耦合提取的文獻(xiàn)資料有限，有待深入研究與驗(yàn)證，并加強(qiáng)與其他提取方法的比較。紅景天苷不同提取方法各有利弊，在實(shí)際工作中需根據(jù)客觀情況進(jìn)行選擇。

目前，紅景天苷抗腫瘤方面的研究多集中于實(shí)驗(yàn)室研究，尚無紅景天苷臨床應(yīng)用或抗腫瘤制劑的報(bào)道。因此，應(yīng)繼續(xù)深入加強(qiáng)紅景天苷抗腫瘤的作用機(jī)制、作用靶點(diǎn)等相關(guān)研究，為其抗腫瘤藥研發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。