皂角刺黃酮研究進(jìn)展

魏 璐

(山西省林業(yè)和草原科學(xué)研究院， 山西 太原 030012)

皂角刺出自元·朱震亨《本草衍義補(bǔ)遺》，又名皂刺、皂針，為豆科植物皂莢(GleditsiasinensisLam.)的干燥棘刺，主產(chǎn)于山西、河北、四川、河南、江蘇、湖北等地。根據(jù)《本草綱目》記載，“皂莢刺治風(fēng)殺蟲，功與莢同，但其銳利直達(dá)病所為異[1]”。這表明我國(guó)古代先人早已認(rèn)識(shí)到皂角刺具有消腫托毒、排膿、殺蟲之功效，民間常用于癰疽初起或膿成不潰，還可治療疥癬麻風(fēng)，是我國(guó)傳統(tǒng)中藥材[2]。皂莢刺的主要化學(xué)成分為酚類、氨基酸等，其中，黃酮類化合物是皂角刺主要有效活性成分之一[9]。筆者對(duì)皂角刺黃酮類化合物的文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，進(jìn)一步探討皂角刺黃酮類化合物的提取純化方法及藥用價(jià)值，以期使皂角刺黃酮化合物更好地為人們所用。

1 皂角刺黃酮類化學(xué)成分

皂角刺化學(xué)成分復(fù)雜，有效成分難以區(qū)分。有文獻(xiàn)報(bào)道黃酮類化合物是皂角刺的主要活性成分之一。李萬(wàn)華等[10]在分離純化皂角刺黃酮類化合物的過程中，采用了溶劑萃取、反復(fù)柱層析法，將得到的2種化合物使用NMR等波譜技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其符合黃酮類化合物特征，結(jié)構(gòu)鑒定為(+)反式-2R,3R-3′,4′,5,7-四羥基黃酮醇和8-C-吡喃葡萄糖基-3,4′,7-三羥基黃酮，這2種黃酮類化合物是首次從皂角刺中分離得到。曹冉冉等[11]將干燥皂角刺粉碎后用乙醇水溶液反復(fù)提取3次，提取過程中以超聲輔助，提取物經(jīng)除色素、減壓、萃取、蒸餾、濃縮后得到浸膏。隨后用硅膠層析法進(jìn)行分離，對(duì)得到的組分采用柱色譜和半制備高效液相色譜法進(jìn)行純化，并通過NMR，圓二色譜、MS等波譜技術(shù)對(duì)提取的皂角刺純化物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，最后得到12種黃酮類化合物。其中，化合物(2R,3R)-5,3′,4′-三甲氧基-7-羥基二氫黃酮醇為新化合物，命名為皂角刺二氫黃酮醇A.同時(shí)，其它黃酮類化合物，如5-甲氧基-3′,4′,7-三羥基二氫黃酮醇、(2R,3R)-7,3′,5′-三羥基-二氫黃酮醇、(2R,3R)-5,7,3′-三羥基-4′-甲氧基-二氫黃酮醇、2,7-二甲基-氧雜蒽酮均為首次從皂角刺中分離得到。李崗等[12]采用同種方法對(duì)皂角刺中黃酮類化學(xué)成分進(jìn)行分離純化，并根據(jù)理化性質(zhì)和波譜學(xué)數(shù)據(jù)分析化合物結(jié)構(gòu)，結(jié)果從皂角刺中分離得到16種黃酮類化合物。其中，tricin，甘草素、7,4′-二羥基-5,3′-二甲氧基黃酮醇、鷹嘴豆醇、7,3′,5′-三羥基二氫黃酮、7,4′-二羥基黃酮醇、紫鉚查耳酮、7,3′,5′-三羥基-5-甲氧基黃酮醇等是首次從該屬植物中得到。

2 皂角刺黃酮類成分的提取分離

2.1 提取工藝研究進(jìn)展

目前，皂角刺提取技術(shù)應(yīng)用較多的是溶劑提取法。溶劑提取法根據(jù)相似相溶原理，利用樣品中各組分在特定溶劑中溶解度的差異性，使其完全或部分分離，是提取植物有效生物活性成分的重要方法之一，具有操作方便、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。劉愛朋等[13]研究了皂角刺中總黃酮的乙醇提取工藝并用微波加以輔助，采用Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)化的最佳提取工藝為乙醇體積分?jǐn)?shù)52%，提取溫度30 ℃，提取時(shí)間40 min，料液比(g/mL)1∶40.該工藝下皂角刺總黃酮提取率可達(dá)1.59%，并具備一定的抗氧化活性。陳海霞等[14]用粉碎機(jī)對(duì)干燥皂角刺藥材進(jìn)行預(yù)處理，充分粉碎后過20目～30目篩子進(jìn)行打粉，以一定劑量的乙醇進(jìn)行2次加熱回流提取，具體試驗(yàn)條件為料液比8(m∶v=1∶8，g/mL)，乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，提取時(shí)間2 h.將2次提取液合并后減壓濃縮，回收剩余提取物進(jìn)行減壓干燥，最后得到皂角刺干浸膏。利用紫外可見分光光度法(比色法)，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，在510 nm處測(cè)定吸光度，對(duì)粗提取和純化后的皂角刺總黃酮含量進(jìn)行測(cè)定，平均回收率為96.7%，RSD為2.02%.該方法操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性、重現(xiàn)性均良好，結(jié)果可靠。宋忠興等[15]以蘆丁為對(duì)照品，比較了紫外-可見分光光度法、回流提取法和超聲提取法得到的皂角刺醇提物和水提物中總黃酮含量，結(jié)果表明不同提取方法下同批皂角刺提取物中總黃酮含量不同，4種提取物中總黃酮含量從大到小依次為超聲醇提物(1.38%)、回流醇提物(1.35%)、回流水提物(0.76%)、超聲水提物(0.33%)。

2.2 純化方法研究進(jìn)展

皂角刺黃酮分離純化常用方法有柱層析分離純化法和高效液相色譜法。

2.2.1 柱層析分離純化法

柱層析法常用的是硅膠層析，根據(jù)物質(zhì)在硅膠上的吸附力不同而達(dá)到分離目的。一般而言，極性大的物質(zhì)易被硅膠吸附，而極性小的物質(zhì)不易被硅膠吸附。硅膠柱層析主要適用于分離二氫黃酮、二氫黃酮醇及高度甲基化、乙酰化的黃酮和黃酮醇類，且適用于較大劑量的分離，此方法經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定。徐哲等[16]首次采用體外抗腫瘤活性測(cè)定與提取分離相結(jié)合的方法從皂角刺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的乙醇提取物中追蹤分離，該過程中反復(fù)用硅膠柱色譜分離法對(duì)皂角刺的抗腫瘤活性成分進(jìn)行純化，得到8種化合物。經(jīng)鑒定，其中包括2種黃酮類化合物。

2.2.2 高效液相色譜法

高效液相色譜法(HPLC)在化學(xué)、生物、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、法檢等多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，是天然藥物有效成分分離、分析中最重要的檢測(cè)方法之一。HPLC采用高壓輸液系統(tǒng)，將具有不同單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱，由于溶液中各組分在兩相中具有不同的分配系數(shù)，在固定相中滯留時(shí)間不同，從而先后離開色譜柱，依次進(jìn)入檢測(cè)器檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣中不同物質(zhì)的分析[17]。田吉、陸松梅等[18]首次采用高效液相色譜法(HPLC)測(cè)定皂角刺中槲皮素的含量，色譜條件為色譜柱Kromasil C18柱(250.0 mm×4.6 mm， 5 μm)，流動(dòng)相乙腈-0.1%磷酸溶液(30∶70)，檢測(cè)波長(zhǎng)360 nm，柱溫30 ℃，流速1.0 mL/min，進(jìn)樣量10 μL.結(jié)果顯示，當(dāng)槲皮素在0.067 μg～0.563 μg濃度范圍內(nèi)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線與峰面積呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，并進(jìn)一步進(jìn)行回收率試驗(yàn)，測(cè)得平均加樣回收率為98.68%，RSD=2.17%，表明該試驗(yàn)具有良好的回收率。于金倩等[19]通過HPLC分析13批皂角刺藥材，首次建立其指紋圖譜，并同時(shí)測(cè)定藥材中7,3′，5′-三羥基-5-甲氧基二氫黃酮醇、3,3′，5,5′，-7五羥基二氫黃酮醇和槲皮素3種黃酮類化學(xué)成分的量(其中，7,3′,5′-三羥基-5-甲氧基二氫黃酮醇是首次從皂角屬植物中分離得到)。具體測(cè)試參數(shù)如下：C18(250.0 mm×4.6 mm，5 μm)色譜柱，流動(dòng)相乙腈(A)-0.1%甲酸水(B)溶液，梯度洗脫(0 min～5 min，5%～13% A；5 min～20 min，13%～16% A；20 min～45 min，16%～20% A；45 min～50 min，20%～25% A；50 min～65 min，25% A；65 min～80 min，25%～40% A)，體積流量0.9 mL/min，柱溫25 ℃，檢測(cè)波長(zhǎng)338 nm.

3 皂角刺中黃酮類的藥理作用

3.1 抗氧化作用

3.2 抗癌作用

有研究表明，皂角刺黃酮能夠顯著抑制多種腫瘤細(xì)胞的增殖。劉偉杰等[20]研究了皂角刺總黃酮對(duì)小鼠肺癌的防治作用及其機(jī)制。用不同質(zhì)量濃度的皂角刺總黃酮處理體外培養(yǎng)的小鼠Lewis肺癌細(xì)胞，用四甲基偶氮唑鹽(MTT)法檢測(cè)細(xì)胞增殖與黏附情況，用劃痕標(biāo)記染料示蹤技術(shù)觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的Lewis肺癌細(xì)胞增殖很容易受到皂角刺總黃酮的抑制，且Lewis肺癌細(xì)胞之間的粘附能力也被降低(此時(shí)皂角刺總黃酮?jiǎng)┝枯^小)。這表明皂角刺總黃酮能選擇性預(yù)防和治療肺癌，是潛在的抗腫瘤藥物。劉明華[21]、李榮[22]等應(yīng)用CCK-8試劑盒檢測(cè)皂角刺總黃酮對(duì)結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞增殖的影響，用Hoechst33258熒光染色、透射電鏡觀察細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)變化。發(fā)現(xiàn)皂角刺總黃酮能夠顯著抑制HCT116細(xì)胞的增殖，隨著藥物濃度的增加，抑制作用明顯增強(qiáng)；皂角刺總黃酮作用48 h后，形態(tài)學(xué)觀察可見HCT116細(xì)胞核固縮、碎裂和凋亡小體等凋亡特征。肖順漢等[23]分別研究了皂角黃酮對(duì)人腫瘤細(xì)胞增殖和小鼠移植性腫瘤生長(zhǎng)的作用，結(jié)果表明，皂角黃酮對(duì)2種腫瘤均具有明顯的抑制作用，并呈現(xiàn)出較好的量效關(guān)系。何光志等[24]采用WST-1比色法研究發(fā)現(xiàn)，皂角刺總黃酮對(duì)人體肝癌細(xì)胞HepG2增殖具有明顯的抑制作用，且抑制作用具有時(shí)間和劑量依賴性。曹冉冉等[11]在鑒定出皂角刺中12種黃酮類化合物后，進(jìn)一步進(jìn)行了細(xì)胞毒性測(cè)試。通過MTT法測(cè)試發(fā)現(xiàn)，肝癌HepG2，肺癌A549，食道癌EC109細(xì)胞在二氫黃酮醇類化合物存在條件下，增殖活性明顯降低，尤其是肝癌HepG2和食管癌EC109細(xì)胞，同時(shí)黃酮類化合物的IC50值遠(yuǎn)小于50 μg/mL，這表明皂角刺黃酮化合物對(duì)3種癌細(xì)胞有較為明顯的抑制作用。楊櫹等[25]使用MTT法進(jìn)一步確認(rèn)了由皂角刺獲得的黃酮以及香豆素類化合物的體外抗癌活性，發(fā)現(xiàn)5-甲基氧-3,’4’,7-三羥基二氫黃酮醇對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)具有良好的抑制作用，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得其IC50約為100 μg/mL，表明該黃酮化合物是皂角刺抗癌的基礎(chǔ)成分之一。王瑩瑩等[26]用MTT法測(cè)定皂角刺對(duì)小鼠Lewis肺癌細(xì)胞的影響，體內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，在該試驗(yàn)劑量下(0.3 mg/mL)，與模型對(duì)照組比較，皂角刺組腫瘤生長(zhǎng)減緩，抑瘤率為38.37%，胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)均增高；體外試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)所用濃度的皂角刺水煎液呈劑量依賴性抑制小鼠Lewis肺癌細(xì)胞生長(zhǎng)，并提出了皂角刺總黃酮的抗腫瘤特點(diǎn)和潛在作用機(jī)制，對(duì)于理解皂角刺抗癌作用具有重要意義。

3.3 免疫調(diào)節(jié)作用

現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，黃酮類化合物能增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，調(diào)節(jié)機(jī)體新陳代謝[27]。王占彬等[4,28]對(duì)產(chǎn)自伏牛山區(qū)野生皂角刺采用醇提法提取黃酮類化合物等生物活性物質(zhì)，探討其對(duì)肉仔雞免疫功能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每日糧中的皂角刺提取物含量為500 mg/kg和1 000 mg/kg時(shí)，肉仔雞T，B淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率大為增加。其中，T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率在500 mg/kg時(shí)最高，達(dá)到78.10%；B淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率在1 000 mg/kg時(shí)達(dá)到最高，為75.47%.這表明皂角刺提取物中的黃酮成分對(duì)細(xì)胞免疫功能有明顯的促進(jìn)作用。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者陸續(xù)對(duì)皂角刺的化學(xué)成分和藥理活性進(jìn)行報(bào)道，黃酮類化合物因具有抗菌、抗氧化、抗癌等作用，是皂角刺有效成分的研究重點(diǎn)。目前，已報(bào)道的皂角刺中黃酮類成分主要有槲皮素等，提取方法主要是溶劑提取法，輔以超聲波、微波等輔助法。由于皂角刺中黃酮類成分復(fù)雜，提取物是復(fù)合物，需要進(jìn)一步進(jìn)行分離純化，主要以柱層析和高效液相色譜法為主。這些結(jié)果可為皂角刺的開發(fā)利用提供參考，但皂角刺加工工藝、黃酮成分治病防病的原理及開發(fā)利用仍有待深入研究。