海草生物活性成分的研究进展

黄丽丝，贺 飞，王 萍，漆淑华，*

1中国科学院南海海洋研究所，广州510301;2中国科学院研究生院，北京100049

海草属于沼生目(Helobiae)，是唯一淹没在浅海水下的被子植物，它与海藻不同，属于较进化的维管束植物，其花在水下结果，然后再发芽。海草广泛分布于温带和热带的海岸带水域，我国海草分布基本位于西太平洋区系，南中国海的海草分布则处于温带西太平洋区系和印度-太平洋区系的重迭区［1］。目前全球海草共有12属51种，其中9属为眼子菜科(Potamogetonaceae)，3属为水鼈科(Hydrocharitaceae)，我国共有9属，其中海南有4属。据调查，海南的海草床中海草的主要种类有喜盐草、海菖蒲、泰莱藻和二药藻4种。

在热带和亚热带地区，海草场、与红树林和珊瑚礁一样，是三大典型海洋生态系统。海草在海洋生态环境中的作用非常重要，其生态功能包括:改善了水的透明度，控制浅水水质;许多动物的直接食物来源;为许多动物种类提供了重要的栖息地和隐蔽保护场所;栖息着许多重要的底栖生物;抗波浪与潮的能力，是保护海岸的天然屏障。据国际上研究结果，海草的经济价值远高于红树林和珊瑚礁的经济价值，其直接经济价值体现在海草是饲料、化妆品、工艺品的很好的生产原料［2］。

近二十多年来，海草在帮助人类评价各种生态系统的生态和经济价值中起到重要作用，国内外学者对海草的资源分布、生产力与生物多样性以及生境特征方面的研究逐年增加，但有关海草中次生代谢产物的化学与生物活性的研究报道却不多，我国在这方面的研究更是寥寥无几。据文献报道一些海草的粗提物具有抗菌、抗氧化、抗病毒、细胞病毒、抑制海藻生长等活性，并从中发现一些活性化合物。本文将着重对海草中生物活性成分的研究情况进行综述，以利于对海草植物资源的进一步研究开发。

1 海草的生物活性及其活性成分

海草的生物活性显示多样性，有抗菌、抗氧化、细胞病毒、抗病毒、抗炎、抗糖尿病、抑制海藻生长、抗污损、昆虫拒食性等活性。海草中普遍富含脂肪酸和甾醇类次生代谢产物［3］，此外，已研究的不同物种中活性成分主要有苯酚类、黄酮类和二萜类化合物。由于只有几篇有关海草中新化合物的报道，故整理在活性成分中概述。

1.1 抗菌

对海草生物活性研究最多的是其抗菌活性。许多研究发现一些海草的粗提物有抑制细菌和真菌生长的作用。比如，从加拿大温哥华南部的罗伯茨海岸采集到的大叶藻Zostera marina L.的粗提物对金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus、黄杆菌 Flavobacterium sp.、假单胞菌Pseudomonas sp.的生长有抑制作用［4，5］。从地中海西部采集到的三种海草聚繖藻(Posidonia oceanica)、大叶藻(Zostera noltii)和海神草(Cymodocea nodosa)的粗提物对真菌Candida albicans和Aspergillus niger的生长有很强的抑制作用［6］。在对热带大西洋的海洋植物抗微生物的研究中，发现海草Halodule beaudettei的粗提物能显著抑制细菌Heosemys spinosa、Schizochytrium aggregatum和Pseudoalteromonas bacteriolytica的生长，海草Syringodium filiforme的粗提物对 S.aggregatum和P.bacteriolytica的生长有一定抑制作用，而海草Thalassia testudinum的粗提物只对H.spinosa的生长有抑制作用［7］。从坦米尔纳德采集的海草Cymodocea serrulata、Halophila ovalis和Zostera capensis的粗提物对人体病原体Staphylococcus aureus、Bacillus cereus、B.subtilid、Escherichia coli、Salmonella paratyphi、Salmonella typhimurium和Micrococcus luteus的生长有不同程度的抑制作用［8］。

此外，海草可通过体内代谢产物阻断细菌或真菌的附着从而达到抗污损的作用。S.H.Bhosale等人在研究抗海洋生物污损中发现，海草Cymodocea rotundata的粗提物有阻止海洋细菌杆菌Bacillus cereus、B.circulans、B.pumilus和假单胞菌Pseudomonas vesicularis、P.putida附着的作用［9］。

在对采自希腊阿提卡的海草Cymodocea nodosa的生物活性成分研究中，分离到四个苯酚类衍生物(1-4)和一个二萜(5)，它们对细菌 Staphylococcus aureus、Mycobacterium phlei、Mycobacterium smegmatis和Mycobacterium fortuitum的生长有不同程度的抑制作用，其中化合物3活性最强，对M.fortuitum、M.phlei和M.smegmatis的最小有效抑制浓度MIC值为16 μg/mL［10］。在对中国南海海菖蒲 Enhalus acoroides的化学成分研究中，发现其主要化学成分是甾醇和黄酮类化合物，其中化合物apigenin(6)、luteolin 4’-glucuronide(7)对海洋细菌 Loktanella hongkongensis的生长有一定抑制作用［11］。P.R. Jensen等人在对海草 Thalassia testudinum的研究中，发现其粗提物可抑制细菌 Schizochytrium aggregatum的生长，并阻断S.aggregatum的附着，采用活性追踪的方法，从T.testudinum中找到其抗菌活性成分黄酮糖苷硫酸盐Thalassiolin A(8)［12］。

1.2 抗病毒

D.C.Rowley等人采用活性追踪法从海草Thalassia testudinum的水提取物中分离到三个黄酮糖苷硫酸盐Thalassiolins A-C(8-10)，它们都是HIV cDNA整合酶抑制剂，有抗 HIV病毒活性，其中Thalassiolin A活性最强，在抑制HIV cDNA整合酶催化链转移反应中IC50值为0.4 μM，抗HIV的IC50值为30 μM［13］。

1.3 抗氧化

由于海草富含黄酮和苯酚类化合物，故海草的抗氧化活性也是研究者关注的重点。A.Sureda等发现海草Posidonia oceanica在受到大型海藻Lophocladia lallemandii入侵时，会引起氧化应激反应，表现在氧化应激水平的提高和抗氧化性防御系统的增强［14］。E.I.Khasina等从海草Zostera marina中提取到一种有抗氧化活性的低醚化胶质，它可使肝脏中的丙二酸二醛和谷胱甘肽还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶恢复到正常水平［15］。L.N.Sonina等发现Z.marina中胶质有对铅中毒致细胞脂质过氧化损伤的拮抗作用，可减少肝中铅浓度，降低肝脏中脂质过氧化作用，使血清和肝中胆固醇和甘油三酸酯水平恢复正常［16］。

在对采自拉孔查海滩的海草Thalassia testudinum的研究中发现，其粗提物对受UVB照射而受损的小鼠皮肤有很好的修复作用［17］，并采用活性追踪的方法，从中分离到有抗氧化活性的黄酮糖苷硫酸盐Thalassiolin B(9)，在小鼠试验中使用240 μg/ cm2的Thalassiolin B能显著减少因UVB照射而受损的小鼠皮肤。从韩国西海岸采集的海草Zostera marina L.中分离得到 apigenin-7-O-β-D-glucoside (11)、chrysoeriol(12)和luteolin(13)，它们可清除放射性物质1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)和过氧化物，抑制基质金属蛋白酶-1的表达［18］。

1.4 细胞毒性

从海草Cymodocea nodosa中分离得到的两个苯酚类衍生物cymodienol 1(4)和cymodiene 2(14)对肺癌细胞株NSCL-N6和A549有不同程度的细胞毒性，其中cymodienol 1的活性较强，对NSCL-N6和A549的IC50分别为84.0 μM和114.6 μM［19］。从采自波罗的海的海草Zostera marina L.中分离到富含芹菜糖的果胶多聚糖zosterin(15)，它可抑制人体表皮状癌细胞的增值，其IC50值为3 μg/mL，还可以抑制此癌细胞迁移和侵入［20］。从海草Halophila stipulacea中分离得到的结构新颖的大环化合物syphonoside1(16)可抑制多种人和鼠癌细胞株中高密度诱导的细胞凋亡。

1.5 抑制海藻生长

海草可以通过抑制海洋微藻的生长，调整整个海洋生态系统的动力学。P.G.Harrison和T.Chan发现从海草Zostera marina叶子中提取出的粗提物可以抑制微藻Platymonas sp.的生长［4，5］。从那不勒斯附近沃尔彻诺 河采集的海草Ruppia maritima中分离得到七个半日花烷型二萜(17～23)，它们对绿藻Raphidocelis subcapitata有不同程度的抑制活性，其中化合物17的抑制活性最强，IC50值为0.8 μM，化合物21抑制活性也很强，IC50值为1.45 μM［23］。

1.6 其他活性

从中国南海海菖蒲E.acoroides中分离得到的三个黄酮apigenin，luteolin 4’-glucuronide和luteolin 3’-glucuronide能使斜纹夜蛾三龄幼虫产生拒食［11］，且其黄酮苷有效部位有抗海洋污损生物藤壶幼虫附着的活性，这说明海草确实能产生化学防御物质来抵御外界的侵蚀。此外，海草还具有抗炎［24］和抗糖尿病［25］等活性。

2 结语

综上所述，海草有抗菌、抗氧化、抗病毒、细胞病毒、抗炎、抗糖尿病、抑制海藻生长、抗污损、昆虫拒食性等多种生物活性，苯酚类、黄酮类和二萜类这与其特殊的海洋生存环境密切相关，这也为我们寻找药物先导化合物提供了新源泉。目前对海草化学成分的研究还较少，有待我们加快对海草中活性物质的研究，从而促进海草植物资源的开发利用。

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