土圞兒屬植物化學(xué)成分及藥理活性研究進(jìn)展

鄒篤準(zhǔn) 成 飛 黃小龍 舒 駿趙 河鄭欽方沈冰冰張水寒*

（1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙410208； 2.湖南省中醫(yī)藥研究院中藥研究所，湖南 長(zhǎng)沙410013）

土圞兒屬隸屬雙子葉植物綱薔薇目原始花被亞綱豆科，共有8種，分別為貴州土圞兒Apios bodinieriLévl、云南土圞兒Apios delavayiFranch、纖細(xì)土圞兒Apios gracillimaDunn、美洲土圞兒Apios AmericanaMedik、臺(tái)灣土圞 兒Apios taiwanianaHosokawa、土圞兒Apios fortuneiMaxim、肉色土圞兒Apios carnea（Wall.）Benth、大花土圞兒Apios macranthaOliv［1］。土圞兒屬植物于東亞?北美地區(qū)間斷分布，我國(guó)山東、江蘇、浙江、福建、江西、湖北、湖南、廣東、廣西、貴州、四川、臺(tái)灣等地都有分布，資源極其豐富。該屬多種植物富含淀粉，且含有人體不可缺少的多種維生素和礦物質(zhì)，是東亞?北美部分地區(qū)藥食兩用的傳統(tǒng)作物，食用部位為塊根，可用于制作口服液、保健品、沖劑、飲料、方便食品，高檔賓館飯店菜肴，食品添加劑，高檔糕點(diǎn)、面食等，花也可開發(fā)為保健品［2?7］。此外，該屬植物也具有極高的藥用價(jià)值，據(jù)《本草綱目》 和《農(nóng)政全書》 記載，該屬植物土圞兒的葉和種子均可入藥，可用于治療咽喉腫痛、百日咳等?，F(xiàn)代研究表明，該屬植物含有多種藥理活性極好的化學(xué)成分，具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤等藥理活性，開發(fā)潛力巨大，但目前極少用于臨床治療［2?3］。此前，陳偉等［8］對(duì)美洲土圞兒的化學(xué)成分和藥理活性進(jìn)行了綜述，但對(duì)美洲土圞兒的化學(xué)成分的總結(jié)不夠深入，且沒有包括美洲土圞兒近來的研究成果，土圞兒屬其他植物的綜述也未見報(bào)道。為了系統(tǒng)地了解和更深入地開發(fā)利用土圞兒屬植物，本文主要對(duì)土圞兒屬的化學(xué)成分和藥理活性兩方面進(jìn)行綜述。

1 化學(xué)成分

1.1 黃酮類 目前為止，研究者共從土圞兒屬植物中鑒定黃酮類化合物40個(gè)，黃酮類為土圞兒屬植物的主要成分。Kim 等［9］從美洲土圞兒中分離得到3個(gè)黃酮類化合物（1～3）；Asebi 等［10］合成了美洲土圞兒中的2個(gè)化合物（4～5）；Chu 等［11］從美洲土圞兒中分離得到9個(gè)黃酮類化合物（6～14）；Ichige 等［12］從美洲土圞兒中分離得到7個(gè)黃酮類化合物（4、16～21）；Lin 等［13］從臺(tái)灣土圞兒中分離得到19個(gè)黃酮類化合物（21～36、1、3～4）；Kim 等［14］從美洲土圞兒中分離得到7個(gè)黃酮類化合物（37～38、2、4、15、17、19）；Kaneta 等［15］從美洲土圞兒中分離得到6個(gè)黃酮類化合物（1、15、38～41）。其中，化合物3、22、24、30、35、38為土圞兒屬植物中結(jié)構(gòu)獨(dú)特的異黃酮，其2?C與2′?C 相連形成一個(gè)五元氧環(huán)，在其他植物中較為少見。見表1、圖1。

圖1 土圞兒屬中黃酮類化合物結(jié)構(gòu)

表1 土圞兒屬中黃酮類化合物

1.2 苯丙素類 Chu 等［11］從美洲土圞兒中分離得到化合物 （42）；王冉冉［2］從土圞兒根中分離得到西瑞香素（43）；黃陸軍［16］等通過高效液相色譜測(cè)定了土圞兒根皮和塊根中西瑞香素（43）的含量；陳冰冰等［17］通過HPLC分析了不同產(chǎn)地土圞兒中綠原酸（44）、異綠原酸B（45）含量的變異規(guī)律；Lin 等［13］從臺(tái)灣土圞兒中分離得到daphnoretin（46）。見表2、圖2。

圖2 土圞兒屬中苯丙素類化合物結(jié)構(gòu)

表2 土圞兒屬中苯丙素類化合物

1.3 糖苷類 王冉冉［2］從土圞兒根中分離得到胡蘿卜苷（47）；Chu 等［11］從美洲土圞兒中分離得到3個(gè)糖苷類化合物（48～50）；Okubo 等［18］從美洲土圞兒中分離得到化合物（51）。見表3、圖3。

圖3 土圞兒屬中糖苷類化合物結(jié)構(gòu)

1.4 揮發(fā)油 胡軼娟等［19］通過GC?MS分析表明土圞兒石油醚萃取物中的主要成分為脂肪酸類成分，并鑒定了11個(gè)化合物（52～62）；Nakahashi 等［20］通過GC?MS 鑒定了美洲土圞兒揮發(fā)油的組成成分，共79個(gè)化合物（63～141），其主要為棕櫚酸（36.5%），亞油酸（10.5%）和十九烷醇（5.7%）；見表4。

表4 土圞兒屬植物揮發(fā)油中化合物

續(xù)表4

1.5 其他 王冉冉［2］從土圞兒根中分離得到β?谷甾醇（142）、14?甲基?15 酸甲酯（143）、9，11?二烯十八酸甲酯（144）、benzene，1，1′?（3?methyl?1?propene?1，3?diyl）bis（145）、arjunic acid（146）、二十七烷酸甘油酯（147）。此外，土圞兒屬植物中含有大量的淀粉、蛋白質(zhì)、多種維生素和礦物質(zhì)［21?24］。

2 藥理活性

2.1 抗炎 Chu 等［25］研究發(fā)現(xiàn)，從美洲土圞兒中分離得到的多糖通過NF?κB、MAPK 和Nrf2?Keap1 途徑抑制NO 和促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生；Kim 等［26］研究表明從美洲土圞兒中分離得到的lupinalbin A（3）可以抑制脂多糖（LPS）處理的RAW264.7細(xì)胞中NO 和促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，以及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）mRNA 和蛋白表達(dá)，且呈濃度依賴性。此外，lupinalbin A 還可以降低細(xì)胞中STAT1的表達(dá)和IFN?β 的產(chǎn)生；Sohn 等［27］研究發(fā)現(xiàn)在LPS 或流感病毒H1N1 誘導(dǎo)的急性肺損傷動(dòng)物模型中，美洲土圞兒治療組的中性粒細(xì)胞和總細(xì)胞數(shù)量低于LPS 和H1N1組；治療組的支氣管肺泡灌洗液中腫瘤壞死因子?α 和白介素?6 水平較低，表明美洲土圞兒可抑制LPS 和H1N1 誘導(dǎo)的肺部炎癥。

2.2 抗氧化 安家煒等［3］研究發(fā)現(xiàn)美洲土圞兒不同地上部位均有不同程度的自由基清除能力，且發(fā)現(xiàn)不同部位的自由基清除能力與黃酮的含量呈正相關(guān)；Chu 等［25］研究發(fā)現(xiàn)，從美洲土圞兒中分離純化的多糖可以抑制LPS 誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞中的氧化應(yīng)激；Chu 等［28］研究表明美洲土圞兒花中的多糖能減少過氧化氫誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞損傷模型中的活性氧（ROS）產(chǎn)生和線粒體損傷。此外，通過透射電子顯微鏡和western blot 實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)顯示，其通過Akt?mTOR 途徑顯著激活PC12細(xì)胞的自噬；楊蕓蕓［29］研究表明美洲土圞兒塊莖提取物對(duì)氧化損傷細(xì)胞模型中ROS 和O2－的產(chǎn)生有抑制作用；劉萌萌等［30］研究表明美洲土圞兒塊根醇取物的乙酸乙酯萃取部位對(duì)DPPH 及ABTS＋自由基的IC50值分別為80.12、25.42 μg／mL，且對(duì)亞鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力；Yan 等［31］研究表明美洲土圞兒葉提取物可使高濃度葡萄糖溶液處理的HepG2細(xì)胞中的ROS 和O2－水平分別降低（47±0.68）%、（68±0.74）%；張蕾等［32］研究表明美洲土圞兒花的乙酸乙酯萃取部位的抗氧化活性優(yōu)于石油醚萃取部位、正丁醇萃取部位、水部位、醇提物，對(duì)DPPH 及 ABTS＋自由基的 IC50值分別為77.54、14.42mg／L，F(xiàn)RAP值為6.68 mmol／L；Takashima 等［33］研究發(fā)現(xiàn)美洲土圞兒提取物本身不顯示抗氧化活性，但其可以激活細(xì)胞中的抗氧化系統(tǒng)。其提取物預(yù)處理人乳腺癌MCF?7細(xì)胞24 h 后，可以使主要的抗氧化應(yīng)激酶血紅素加氧酶?1（HO?1）的基因表達(dá)增加。其提取物處理對(duì)細(xì)胞中由自由基引發(fā)劑衍生的自由基具有抑制作用；Kaneta 等［15］研究發(fā)現(xiàn)在大鼠腦勻漿試驗(yàn)中，從美洲土圞兒中分離得到的化合物（38、1）表現(xiàn)出一定的脂質(zhì)過氧化抑制活性，IC50分別為30、53 μmol／L，表明其具有一定的抗氧化活性。

2.3 降血壓、降血脂 陳龍等［34］研究發(fā)現(xiàn)以美洲土圞兒為原料制備的低聚肽對(duì)ACE 具有較強(qiáng)的抑制活性，抑制率達(dá)66.65%，表明其具有降血壓的活性；Iwai 等［35］研究表明用含5%美洲土圞兒粉的飲食喂養(yǎng)自發(fā)性高血壓大鼠3周，能使其血壓下降10%，可能是通過美洲土圞兒塊莖消化產(chǎn)生的富含脯氨酸多肽來抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（ACE），從而降低血壓。且能使血漿三酰甘油和肝臟總膽固醇水平降低，即使飲食中額外增加1%的膽固醇，血漿總膽固醇水平也可降低。

2.4 抗腫瘤 王冉冉［2］研究表明高、中劑量的土圞兒根乙醇提取物對(duì)小鼠S180 肉瘤均具有較好的抑制作用，抑制率分別為41.04%、34.10%，從土圞兒中分離得到的西瑞香素對(duì)人腸癌細(xì)胞HT?2、人胃癌細(xì)胞SGC?7901、白血病細(xì)胞HL?60 均具有較好的抑制活性，且成濃度依賴性，其抑制率分別為35.3%、36.8%、37.5%，但是對(duì)于人宮頸癌細(xì)胞HELA 及人乳腺癌細(xì)胞MCF?7 無明顯的抑制活性；Zhang等［36］研究表明，美洲土圞兒中的一種胰蛋白酶抑制劑對(duì)U937、K562、J774.1 和HeLa 4種癌細(xì)胞系的增殖速率具有與大豆的Bowman?Birk 抑制劑（SBBI）同等甚至更強(qiáng)的抑制作用。

2.5 降血糖 安家煒等［3］研究發(fā)現(xiàn)，美洲土圞兒的不同萃取部位均能不同程度地抑制α?葡萄糖苷酶活性，且發(fā)現(xiàn)其活性與皂苷含量呈正相關(guān)；譚嬌等［37］研究表明美洲土圞兒花總皂苷具有明顯的抑制α?葡萄糖苷酶活性，且為競(jìng)爭(zhēng)型抑制，抑制常數(shù)為49.68 μg／mL；Yan 等［31］研究發(fā)現(xiàn)美洲土圞兒中皂苷類成分可通過抑制β?葡萄糖苷酶的活性，從而降低血糖生成量；韓文婷等［38］研究發(fā)現(xiàn)土圞兒對(duì)給予四氧嘧啶造模的糖尿病小鼠起到降低其空腹血糖的功效；韓文婷等［39］通過交叉實(shí)驗(yàn)分別對(duì)比食用葡萄糖粉、土圞兒和南瓜的健康志愿者2 h 內(nèi)血糖值及血糖應(yīng)答曲線，結(jié)果表明土圞兒為低血糖指數(shù)食物；張蕾等［32］研究表明，美洲土圞兒花的乙酸乙酯萃取部位對(duì)α?葡萄糖苷酶的抑制活性大于醇提物、石油醚萃取部位、正丁醇萃取部位和水部位，其IC50值為137.12 mg／L；Kaneta 等［15］研究發(fā)現(xiàn)從美洲土圞兒中分離得到的化合物（1、39）均具有一定的α?葡萄糖苷酶抑制活性。

2.6 其他活性 Kim 等［9］從美洲土圞兒中分離得到的化合物（1～3）對(duì)黃嘌呤氧化酶具有較好的抑制作用，其IC50值分別為（27.8±0.7）、（31.6±1.1）和（38.8±3.5）μg／mL；Zheng 等［40］研究發(fā)現(xiàn)，喂食美洲土圞兒減少了大鼠產(chǎn)后子宮指數(shù)并調(diào)節(jié)了激素濃度，加速了子宮形態(tài)復(fù)舊的過程，減輕了分娩引起的炎癥反應(yīng)。且發(fā)現(xiàn)美洲土圞兒可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β 的生成。此外，喂食美洲土圞兒可顯著下調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶并顯著上調(diào)其抑制劑的表達(dá)；楊蕓蕓［29］研究發(fā)現(xiàn)用中、高劑量的美洲土圞兒塊莖提取物對(duì)肝硬化肝切除小鼠干預(yù)后，其相對(duì)肝質(zhì)量和肝再生率顯著增加，小鼠的總體生存時(shí)間延長(zhǎng)，且能使小鼠血清AST、ALT、TBiL、TBA 和AKP 水平下降，表明美洲土圞兒對(duì)肝臟功能的恢復(fù)具有促進(jìn)作用；劉萌萌［41］研究發(fā)現(xiàn)美洲土圞兒中的多糖能促進(jìn)巨噬細(xì)胞的增殖、吞噬中性紅和分泌NO，且在一定濃度范圍內(nèi)呈明顯的劑量和時(shí)間依賴性；劉彬等［42］研究發(fā)現(xiàn)在小腸運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)和排便實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，將混有土圞兒粉的小鼠飼料給予復(fù)方地芬諾酯所致的便秘小鼠模型，可改善小腸墨汁推進(jìn)率，且能使首粒黑便時(shí)間縮短，表明土圞兒對(duì)便秘模型小鼠有潤(rùn)腸通便作用；Kim 等［14］研究發(fā)現(xiàn)從美洲土圞兒中分離得到的化合物（36、15）對(duì)濃度低于50 μmol／L 的可溶性環(huán)氧化物水解酶（sHE）均具有抑制活性。其Ki值分別為（27.0±0.8）、（14.5±1.5）μmol／L；Kaneta 等［15］研究發(fā)現(xiàn)從美洲土圞兒中分離得到的化合物（37～39、1）具有不同程度的雌激素激動(dòng)活性。

3 結(jié)語

本文總結(jié)了土圞兒屬植物中147個(gè)化合物及該屬植物的提取物或單體的藥理活性。該屬植物中含有一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特的異黃酮類化合物（2?C 與2′?C 相連形成五元氧環(huán)），在其他植物中較為罕見，且研究表明該類化合物具有極好的抗炎、抗氧化、抗腫瘤等活性。土圞兒屬植物的提取物或單體表現(xiàn)出極好的藥理活性，但目前對(duì)其藥理活性的研究?jī)H限于基礎(chǔ)研究，且只對(duì)其提取物和黃酮類化合物的藥理活性作了研究，臨床應(yīng)用研究極少，藥理活性的物質(zhì)基礎(chǔ)也有待進(jìn)一步的研究。今后應(yīng)在藥理活性指導(dǎo)下對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行系統(tǒng)分離，并對(duì)活性成分進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系研究，進(jìn)而進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，以期得到易合成、高活性、低毒性的結(jié)構(gòu)，為臨床應(yīng)用奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。此外，該屬中的一些植物為藥食兩用的植物，淀粉含量很高，可開發(fā)為健康食品，如將其制作成粉劑，添加到奶粉、糕點(diǎn)、麥片等食物中，也可將其制作成面包、饅頭、面條等主食，即可為人體提供營(yíng)養(yǎng)，又可起到降血糖、降血壓、降血脂等功效，可作為食品開發(fā)的理想原料或添加劑。