展晓日,曾昭武,孟凡莉,王淑玲,谢 恬
(1.杭州师范大学生物医药与健康研究中心,浙江杭州 311121;2.杭州师范大学医药卫生管理学院,浙江杭州 310036)
莪术油药学研究进展
展晓日1,曾昭武1,孟凡莉2,王淑玲1,谢 恬1
(1.杭州师范大学生物医药与健康研究中心,浙江杭州 311121;2.杭州师范大学医药卫生管理学院,浙江杭州 310036)
莪术油是一种具有发展前景的抗肿瘤、抗病毒药物.现将莪术油已取得的研究成果进行整理,为莪术油的进一步深入研究和开发提供参考.根据文献报道,主要从莪术油的提取方法、化学成分、质量控制、药理研究等方面对其进行概述.
莪术油;质量控制;药理研究
莪术为姜科植物蓬莪术CurcumaphaeocaulisVal.、广西莪术CurcumakwangsiensisS.G.Lee et C.F.Liang或温郁金CurcumawenyujinY.H.Chen et C.Ling的干燥根茎,后者习称“温莪术”.其性温,味辛、苦,归肝脾经.具有行气破血,消积止痛之功.用于癥瘕痞块,瘀血经闭,食积胀痛等症[1].莪术油是从莪术中提取得到的挥发油,为传统活血化瘀中药.研究证实,莪术油药理活性强、高效、安全,具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、增强免疫等作用.下面对莪术油的研究进展进行概述.
目前,莪术油的提取方法主要为传统的水蒸气蒸馏法和超临界萃取法.王地等[2]采用水蒸气蒸馏法提取莪术挥发油,以正交试验优化提取条件,考察药材粉碎度、加水量、蒸馏时间对挥发油提取率的影响,发现药材粉碎度、加水量、提取时间对挥发油提出率均有显著性影响.超临界流体萃取(supercritical fluid extraction,SFE)技术是一项集提取、分离、浓缩为一体的新技术,其工艺优越,质量稳定,适合工业化大生产的需要.郁红礼等[3]以莪术醇为指标对莪术的SFE工艺条件进行了优化.实验证明,SFE法对莪术油及莪术醇的提取率远远高于文献报道的水蒸气蒸馏法的提取率.比较不同提取方法——SFE法、水蒸气蒸馏法及索氏提取法对莪术油提取率的影响,并进行超临界CO2萃取法和水蒸气蒸馏法对温莪术油化学成分的影响研究.SFE法对莪术挥发油的提取效率明显高于其它两种方法,且SFE法与传统水蒸气蒸馏法制得的温莪术油的化学成分基本一致,理化性质基本相同,而其在效率、能耗、收率、所得提取物纯度方面有着独特的优势[4-5].刘小虎等[5]尝试采用近年来新兴的加速溶剂萃取法进行莪术挥发油的提取,该方法具有高效、无污染、工艺简单和高实用等优点,在挥发油提取方面有着良好的应用前景.
莪术油中主要含有多种倍半萜类物质,目前人们已经确定了莪术油中含有以下化学成分:莪术醇、莪术二酮、莪术烯醇、异莪术烯醇、去氢莪术二酮、蓬莪二醇、莪术烯酮、甜没药姜黄醇、莪术烯、α-蒎烯、β-蒎烯、樟烯、樟脑、异龙脑、龙脑、异呋吉马酮、吉马酮,新莪术二酮、(4S,5S)大牻牛儿酮4,5环氧化物、1,8-桉油素、四甲基吡嗪、榄香烯、莪术内酯、13-hydroxygermacrone、curzeone、curcumanolide A,B、bisacumol、bisacurol、bisacurone、(1S,10S),(4S,5S)-germacrone-1(10),4-diepoxide、germacrone-1,10-epoxide、epiprocurcumenol、isoprocurcumenol、neoprocurcumenol、(4S)-13-hydroxydehydrocurdione等.其中榄香烯又包括了β、γ、δ型.蓬莪术、桂莪术、温莪术3者的成分组成基本一致,其中以温莪术中所含的β-榄香烯为多,而蓬莪术中以龙脑为主.
莪术油总成分的含量常采用分光光度法测定,单体成分适宜用色谱方法进行分析,目前最常用的就是高效液相色谱(HPLC)法、气相色谱(GC)法、色谱-质谱联用法.
田书霞等[7]采用紫外-可见分光光度法测定复方益康唑凝胶中莪术油的含量.由于莪术油中含有多种能使香草醛变成红色化合物的还原性成分,采用紫外-可见分光光度法以莪术醇作为对照品测定莪术油含量时,需要先测定醇油系数,从而保证测定结果的准确性.
田颂九等[8]建立了温莪术和桂莪术挥发油中吉马酮含量的薄层扫描测定方法,其测定范围在2~6 μg间成线性关系,且重现性、稳定性和回收率等均理想.
何欢等[9]采用HPLC方法,在不同条件下测定牻牛儿酮与其他5种成分(莪术二酮、莪术醇、莪术烯、呋喃二烯及β-榄香烯)间的相对校正因子(RCF).以上述6种成分为指标,分别利用替代对照品法和常规含量测定方法对莪术油及其注射液进行含量测定.实验证明以替代对照品法测得的结果与常规含量测定方法结果一致,该方法经济实用,可以高效、准确地对莪术油及其注射液进行质量控制.
张慧等[10]采用RP-HPLC法分离分析了温莪术油中6种倍半萜类成分——莪术二酮、莪术醇、吉马酮、莪术烯、呋喃二烯和β-榄香烯,并比较了SPE和水蒸气提取法的温莪术油倍半萜类成分的种类.证实温莪术油的提取工艺更适合用超临界CO2流体萃取法替代传统的水蒸气蒸馏法.
袁文娟等[11]建立了测定莪术油中莪术醇含量的柱前衍生化气相色谱法.采用N,O-双(三甲基硅氧烷)三氟乙酰胺(BSTFA)-三甲基氯硅烷(99∶1)为柱前衍生化试剂,该试剂与莪术醇分子中的羟基定量发生反应,掩盖活性基团,衍生产物易于分离及检测,并应用GC-MS进行了结构确证.冯海红等[12]建立了以气相色谱法测定不同品种莪术中β-榄香烯含量的方法.该方法测定莪术挥发油中榄香烯的含量,不需要任何前处理,方法简便快速,测定结果准确、可靠.
目前,LC-MS联用技术主要用于莪术醇的药代动力学研究方面.王岩等[13]借助LC-MS/MS法对大鼠血浆中莪术醇的浓度进行了测定,结果表明此方法快速、简便、灵敏,并具有专属性强、分析时间短和血浆用量少的特点,适用于莪术醇的血药浓度监测和药动学研究.张蕊等[14]建立了HPLC-MS/MS方法测定生物样品中莪术油的主要有效成分莪术醇含量,计算其药代动力学参数,评价静脉推注不同剂量莪术油脂肪乳剂后莪术醇在Beagle犬体内的药代动力学特征,为临床应用提供依据.
周欣等[15]采用GC-MS法对温莪术挥发油的指纹图谱进行了研究,建立了温莪术挥发油指纹图谱的分析方法,为温莪术药材的质量控制提供参考.杜霞等[16]通过实验证明GC-MS测定方法,可用于β-榄香烯制剂的质量控制及血中药物浓度的测定.
抗肿瘤作用是莪术油的主要药理作用之一,目前研究表明其主要的抗肿瘤成分为β-榄香烯、莪术醇、莪术二酮等.大量临床实践表明莪术挥发油对许多癌症有较好的治疗作用,如肝癌、肺癌、白血病、子宫内膜癌等.研究者对于莪术挥发油的抗肿瘤作用机制进行了大量的研究.
4.1.1 肝癌 莪术醇及莪术油可能通过抑制环氧化酶-2(COX-2)和血管内皮生长因子(VEGF)的表达,导致人体肝癌细胞HepG2细胞凋亡,从而达到抗肝癌的目的[17].以免疫组化染色方法测定抗增殖细胞核抗原(PCNA)、细胞周期素D1(cyclinD1),结果表明莪术油可能通过下调cyclinD1的表达,抑制PCNA的阳性表达率,进而抑制肿瘤的生长[18].莪术油具有很好的诱导肝癌细胞凋亡的作用,其作用强度与氟尿嘧啶(5-Fu)相同,说明莪术油抑制小鼠HepA肝癌的机理不仅与其抑制PCNA的表达、降低细胞核DNA含量从而抑制癌细胞增殖有关[19],也与其诱导细胞凋亡有关[18].莪术油还可显著下调B-细胞淋巴瘤/白血病-2基因(bcl-2)诱导肿瘤细胞凋亡[20].
4.1.2 白血病 莪术油对HL-60和K562细胞有良好的生长抑制作用,且随着莪术油药物浓度和对细胞作用时间的增加,抑制率明显升高.推测莪术油治疗白血病可能在于其能够抑制白血病细胞的生长.临床使用莪术油注射液治疗白血病,既可抑杀白血病细胞,又可保护正常造血干细胞的损伤,可作为自体造血干细胞移植体外净化药物,使移植物体外净化更彻底[21].
4.1.3 宫颈癌 莪术油注射液在体外可抑制人子宫内膜癌细胞株RL-95-2增殖,可能系通过促进P16表达增加,而改变细胞周期进程,同时抑制突变型P16表达从而抑制细胞生长[22].宋利琼等[23]通过实验证明了抑制肿瘤的端粒酶活性和诱导肿瘤细胞发生凋亡可能是莪术油抗鼠宫颈癌的重要分子机制;α-2b干扰素与莪术油联合使用对抑制宫颈癌细胞增殖有协同效应.
4.1.4 乳腺癌 宋爱莉等[24]认为莪术油可改善乳腺癌癌前病变造模大鼠的血液流变学,增加乳房的微循环灌注量,从而治疗和预防乳腺癌癌前病变.不同浓度莪术油处理人乳腺癌MCF-7细胞,随着莪术油浓度的增加,MCF-7细胞的增殖抑制率逐渐增高、凋亡率逐渐增加,呈剂量依赖性.说明莪术油可抑制MCF-7细胞增殖,并诱导其凋亡[25].
4.1.5 卵巢癌 莪术油注射液作用人卵巢癌SKOV3细胞株后,可明显抑制SKOV3细胞的生长,其抑制率与药物浓度、作用时间呈量-效、时-效关系.莪术油注射液作用后,多数SKOV3细胞出现典型胀亡现象,并且细胞胀亡的程度随着药物浓度的增加而增强.说明莪术油注射液通过促使细胞胀亡来实现对卵巢癌细胞生长的抑制[26-27].
4.1.6 结肠癌 莪术油体外可明显抑制小鼠CT26结肠癌细胞生长,其浓度与细胞生长抑制率成正比;莪术油可延长荷瘤鼠寿命并促进荷瘤鼠结肠癌细胞的原位凋亡,诱导机体抗肿瘤反应[28].
4.1.7 肺癌 采用Lewis肺癌瘤小鼠腹水于小鼠右腋皮下接种造模,以5-Fu做阳性对照,观察小鼠瘤重,并用免疫组化法检测PCNA视网膜母细胞瘤蛋白(RB)的表达.证实莪术油抑制细胞增殖,上调RB蛋白表达,有效抑制Lewis肺癌细胞[29].
莪术油体外实验对呼吸道合胞病毒、腺病毒3型、柯萨奇B3病毒、甲型流感病毒H1N1亚型和流感病毒亚甲型鼠肺适应株FM1都具有明显的抑制作用[30].黄亚东等[31]研制的莪术油喷雾剂对流感病毒,副流感病毒Ⅰ、Ⅲ,呼吸道合胞病毒,3、7型腺病毒有轻微抑制作用,对副流感Ⅱ型病毒有较强的抑制作用.徐建泓等[32]对莪术油滴眼液进行了体内外抗菌和抗病毒作用的药效学研究,其体外抗菌和抗病毒作用较弱,但体内抗菌和抗病毒作用较强.另外,莪术油对轮状病毒[29]、禽流感病毒H5N1亚型[30]具有抑制作用.
莪术油具有增强谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和提高超氧化物歧化酶(SOD)的活性,有力地清除老化机体过多生成自由基的作用.通过降低小鼠血浆丙二醛(MDA)含量,减轻脂质过氧化物对组织细胞的损伤,从而具有抗氧化、防衰老、预防疾病的作用[35].莪术油在改善慢性低氧大鼠学习和记忆能力方面具有一定的功效.分析其可能的原因为:1)通过增加血清和海马组织SOD活性,减少MDA含量以及降低海马组织钙超载,继而达到减少自由基产生和保护神经元细胞膜的作用;2)通过增加海马及胞膜上p-CaMKII表达改善低氧大鼠学习和记忆[36].莪术油可能通过提高抗氧化酶含量及清除体内自由基,起到对户外紫外线(UVB)皮肤氧化损伤的治疗作用[37].
榄香烯乳注射液具有一定的抑制血小板聚集作用,可明显降低血瘀模型大鼠的全血粘度,血浆粘度、血沉、红细胞压积,纤维蛋白原,使红细胞电泳时间缩短,红细胞变形指数、聚集指数降低,有效地改善血瘀大鼠的粘、凝、滞状态.并发现榄香烯乳静脉给药能明显抑制血小板聚集及血栓素A2(TXA2)的生成,增加前列环素(PGI2)的生成[38-40].
目前,关于莪术油中化学成分及质量控制方法的研究已经相对成熟,其制剂方面的研究虽然较多,但多数仍停留于实验室研究阶段,莪术油本身是混合物,其制剂的稳定性、载药量及其毒性等均有待进一步完善,以便将其推广应用于临床.药理研究方面,已经做了大量的工作,但其深度方面还显欠缺,未能明确莪术油的相关作用机理.因而,下一步的研究工作重点应该由广度转向深度,明确莪术油的作用机制,以便更好地指导临床用药.综上所述,莪术油作为一种抗病毒、抗肿瘤作用明确的传统中药,其研究开发应用前景比较广阔.
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典:一部[S].北京:化学工业出版社,2010:257-258.
[2]王地,关怀,于萍,等.莪术挥发油提取工艺的研究[J].中国实验方剂学杂志,2007,13(10):20-21.
[3]郁红礼,张兴德,陆兔林,等.超临界CO2流体萃取莪术油的工艺研究[J].现代中药研究与实践,2007,21(1):53-55.
[4]王娟,刘汉清.不同提取方法对莪术油提取的影响[J].安徽医药,2007,11(2):114-115.
[5]李红侠,杨铁耀,杨天亮,等.超临界CO2萃取法和水蒸气蒸馏法对温莪术油化学成分的影响研究[J].中国中药杂志,2006,31(17):1445-1446.
[6]刘小虎,陆钊,崔九成,等.ASE-GC-MS分析莪术的挥发性成分[J].吉林医药学院学报,2009,30(4):192-194.
[7]田书霞,蒋晔.紫外-可见分光光度法测定复方益康唑凝胶中莪术油的含量[J].中国药房,2006,17(20):1583-1585.
[8]田颂九,梁文法.莪术挥发油的研究Ⅳ薄层扫描法测定温莪术和桂莪术挥发油中吉马酮的含量[J].中药通报,1985,10(11):29.
[9]何欢,马双成,张启明,等.HPLC替代对照品法同时测定莪术油及其注射液中6种成分的含量[J].药物分析杂志,2009,29(11):1892-1899.
[10]张慧,孙秀艳,郑艳萍.RP-HPLC法分离分析温获术油中6种倍半萜类成分[J].药物分析杂志,2008,28(12):1993-1996.
[11]袁文娟,高文分,田颂九,等.柱前衍生化气相色谱法测定莪术油中莪术醇含量[J].药物分析杂志,2009,29(10):1692-1695.
[12]冯海红,陆兔林,熊汝菊,等.气相色谱法测定不同品种莪术中β-榄香烯的含量[J].内蒙古中医药,2008,15(2):37-38.
[13]王岩,李馨,刘银燕,等.液相色谱-串联质谱法测定大鼠血浆中莪术醇的浓度[J].吉林大学学报:理学版,2007,45(3):497-500.
[14]张蕊,王本杰,赵恒利,等.HPLC-MS/MS法测定血浆中莪术醇浓度及Beagle犬体内的药代动力学研究[J].药学学报,2007,42(9):973-977.
[15]周欣,李章万,王道平,等.GC-MS法建立温莪术挥发油指纹图谱研究[J].中国中药杂志,2004,29(12):1138-1141.
[16]杜霞,吴琳华,赵红光.气相色谱-质谱联用测定莪术油中β-榄香烯的含量[J].药物分析杂志,2007,27(2):216-218.
[17]唐渊,李晓辉.莪术提取物对肝癌细胞系HepG2的抗癌作用及机制研究[J].中国药理学通报,2007,23(6):790-794.
[18]谭敏,宾小农,吴万垠,等.莪术油对小鼠肝癌细胞原位凋亡的影响[J].中西医结合肝病杂志,2002,12(5):290-291.
[19]石灵春,汪波,吴万垠,等.莪术油对小鼠肝癌细胞抑制作用的分子机理[J].中药药理与临床,2002,18(1):6-7.
[20]张维彬,谭敏,肖刚,等.莪术油诱导小鼠HepA肝癌细胞凋亡及其对bcl-2蛋白表达的影响[J].现代中西医结合杂志,2009,18(4):370-371.
[21]周红,孙海,钟毅.莪术油对白血病细胞株的体外抑制作用[J].广州中医药大学学报,2004,21(2):131-133.
[22]赵华,汤为学.莪术油对人子宫内膜癌细胞株RL-95-2抑制作用的体外研究[J].实用妇产科杂志,2006,22(3):158-160.
[23]宋利琼,张昌菊.莪术油联合干扰素对小鼠宫颈癌端粒酶活性和细胞凋亡的影响[J].上海中医药杂志,2006,40(7):68-69.
[24]宋爱莉,张敬涛,李静蔚,等.莪术油对乳腺癌癌前病变造模大鼠血液流变学及乳房微循环的影响[J].中华中医药学刊,2008,26(3):458-460.
[25]蒲磊,赵树鹏.莪术油对人乳腺癌MCF-7细胞增殖及凋亡的影响[J].中国新药与临床,2009,28(5):376-379.
[26]杨美春,方刚,张奕梅,等.莪术油注射液致人卵巢癌SKOV3细胞胀亡形态变化研究[J].实用药物与临床,2009,12(1):1-3.
[27]杨美春,方刚,钟振国,等.莪术油注射液对人卵巢癌SKOV3细胞体外生长的影响[J].时珍国医国药,2009,20(3):603-604.
[28]李传伟,徐应萍,苗芳,等.莪术油抗小鼠结肠癌效应的实验研究[J].泰山医学院学报,2005,26(2):89-91.
[29]汪伟民,汪波,刘荣玉,等.中药莪术油对小鼠Lewis肺癌抑制作用的实验研究[J].中国中医药科技,2003,10(6):353-354.
[30]闫琪,孙非,刘建伟,等.莪术油抑制呼吸道病毒感染有效浓度的研究[J].中国老年学杂志,2004,24(3):267-268.
[31]黄亚东,项琪,姚崇舜,等.莪术油喷雾剂的研制及抗病毒作用的实验研究[J].中药材,2007,30(3):342-345.
[32]徐建泓,孙爱华.莪术油滴眼液体内外抗菌和抗病毒作用的药效学研究[J].微生物学杂志,2008,28(2):77-81.
[33]郑风鸣,时锋,辛娜.莪术油治疗轮状病毒肠炎[J].河南诊断与治疗杂志,2002,16(3):193.
[34]黄亚东,李燕梅,菅永峰,等.莪术油复方口服液对禽流感病毒H5N1亚型的抑制作用和攻毒保护试验[J].中国兽医学报,2007,27(6):893-898.
[35]孙非,刘建伟,刘志屹,等.莪术油对小鼠血液SOD、GSH-Px和MDA的影响[J].中国老年学杂志,2005,25(4):445-446.
[36]孙臣友,胡伟,戚双双,等.莪术油注射液对慢性低氧大鼠学习与记忆的影响[J].生理学报,2008,60(2):228-234.
[37]王志成,杜翔,龚平生,等.莪术油对中波紫外线辐射致豚鼠皮肤损伤的治疗作用[J].吉林大学学报:医学版,2006,32(6):1012-1015.
[38]连杰,徐蕾,郑筱祥.应用光-色素法血栓生成模型研究榄香烯乳剂的抗血栓作用[J].中国微循环杂志,1998,2(2):91-92.
[39]朱路佳,肖东,陈星织,等.榄香烯对急性血瘀模型大鼠血液流变性的影响[J].中国野生植物资源,1996,15(3):6-8.
[40]肖东,朱路佳,陈星织,等.β-榄香烯对大鼠血液流变学的影响[J].苏州医学院学报,1997,17(5):833-836.
Pharmaceutical Researches on Zedoary Turmeric Oil
ZHAN Xiao-ri1,ZENG Zhao-wu1,MENG Fan-li2,WANG Shu-ling1,XIE Tian1
(1.Center of Biomedicine and Health,Hangzhou Normal University,Hangzhou 311121,China;
2.College of Medicine and Health Management,Hangzhou Normal University,Hangzhou 310036,China)
Zedoary Turmeric Oil is a kind of antitumor and antiviral drugs with a bright prospect of development.To provide a reference for its further development,some relevant researches have been sorted.According to literature,the paper summarized the extraction method,chemical composition,qulitity control and pharmacological researches of Zedoary Turmeric Oil.
Zedoary Turmeric Oil;quality control;pharmacological research
R282.71
A
1674-232X(2011)05-0454-05
10.3969/j.issn.1674-232X.2011.05.013
2010-11-05
国家自然科学基金项目(81001647);浙江省教育厅科研基金项目(Y201016990);浙江省科技厅科研基金项目(2009C33005);杭州市市属高校重点实验室科技创新项目(20100331T09).
展晓日(1980—),女,山东莱西人,助理研究员,博士,从事中药新药及质量标准研究.E-mail:cortex@163.com