延龄草属甾体皂苷类化合物的研究进展

杨槐，戴鸥

·综述进展·

延龄草属甾体皂苷类化合物的研究进展

杨槐，戴鸥*

总结国内外有关延龄草属植物的报道，发现目前对延龄草（Trillium tschonoskii Maxim.）、吉林延龄草（Trillium camschatcense Ker Gawl.）、直立延龄草（Trillium erectum L.）3个种进行了化学成分报道，主要是甾体皂苷类化合物。此类成分活性明确、结构多样、含量丰富，具有很好的研究价值和应用前景。本文对延龄草属甾体皂苷类的结构特征和生物活性进行综述，以期为该类成分的开发利用提供依据，为临床用药提供理论基础，使延龄草属植物的研究更有意义。

延龄草属；甾体皂苷；生物活性

百合科（Liliaceae）延龄草属（Trillium）植物是多年生草本植物，全世界大约有50多种，我国仅3种，依次为延龄草（T. tschonoskii Maxim.）、吉林延龄草（T. camschatcense Ker Gawl.）和西藏延龄草（T. govanianum Wall. ex D.Don）[1,2],主要分布于西南、西北和东北等地。该属植物具有镇痛、止血、解毒等传统功效[3]。其中，延龄草是土家族四大神药之一，是我国三级保护植物[4]。国内外学者主要对延龄草、吉林延龄草和直立延龄草（T. erectum L.）进行了化学成分研究，结果表明：该属植物主要含有甾体皂苷、倍半萜苷和黄酮苷等化合物。甾体皂苷是目前分离得到最多的化合物类型，其中延龄草皂苷和偏诺皂苷有一定的生物活性。笔者在本研究中将对延龄草属甾体皂苷类化合物进行总结阐述，以期为甾体皂苷的开发利用提供依据。

1 甾体皂苷类化合物

来源于延龄草属植物的甾体皂苷类由六个环（A、B、C、D、E、F）组成，C-25位多为R构型，这属于典型的异螺甾烷醇型皂苷类化合物，目前只有一个化合物（22）[22]为S构型，这是螺甾烷醇型皂苷类化合物的结构特征，其中F环可能会裂环。根据C-1位是否有含氧取代、C-17位是否有取代、E环是否裂环，可分为薯蓣皂苷、延龄草皂苷、偏诺皂苷和克里托皂苷四类。其中，延龄草皂苷的C-1位均有含氧取代，这是区别于其它三类皂苷的结构特征；偏诺皂苷的C-17位有含氧取代；克里托皂苷的E环裂环，C-16和C-22被氧化成两个羰基。甾体皂苷具有多种生物活性，一直以来都是天然产物化学的研究重点之一。延龄草属甾体皂苷也表现出一定的抗肿瘤活性[5]。

1.1 薯蓣皂苷

关于延龄草属植物中薯蓣皂苷的提取分离类研究报道较少，多集中在以薯蓣皂苷为含量测定指标的分析类研究方面，目前仅报道了4个化合物（1-4）。苷元部分，薯蓣皂苷的C-5位有C=C双键，在母核的C-10、C-13、C-20和C-25位有四个甲基取代，分别为β,β,α,α构型。苷化位置多发生在C-3位。糖部分有双糖，如新橙皮糖（1分子α-L-鼠李糖通过1→2糖苷键与一分子β-D-葡萄糖连接）（1）[6]、三糖（在新橙皮糖基础上，1分子α-L-吡喃阿拉伯糖通过1→4糖苷键与内侧的β-D-葡萄糖连接）（2）[6]和四糖，（在新橙皮糖基础上，多两个α-L-鼠李糖，如S7所示）（3）[7]。

如果薯蓣皂苷母核中的F环裂环，则螺环被破坏，C-22位可能被ΟCH3（4）取代[7]；同时C-26位羟基通常与β-D-葡萄糖成苷。

1.2 延龄草皂苷

目前从延龄草属植物中分离得到了15个延龄草皂苷（5-19），其中从延龄草中分离得到10个（5、7 10、13 17）、吉林延龄草中分离得到4个（11、12、18、19）、直立延龄草中分离得到1个（6）。在20世纪80年代，日本学者Masateru Οno、Kimiko Nakano和Fukuda Nao等对该类成分的研究取得了丰富的成果。延龄草总皂苷对人肺癌细胞A549[8]、肝癌细胞H22[8]、结肠细胞HT-29[9]和结肠细胞SW-620[9]的细胞增殖有一定的抑制作用。此外，延龄草皂苷还可以抑制环氧化酶（CΟX-2）的表达[10]，而CΟX-2通常是在病理情况下被其他介质诱导而表达的，在肿瘤的发生发展、浸润转移以及新生血管生成中发挥作用，这也是肿瘤药物的靶点之一[11]。

延龄草皂苷的主要结构特征在于C-1位有ΟH取代或进一步苷化， C-25为R构型。此外，C-3位多为ΟH，也可以被ΟAc取代（19）[19]；C-5位有不饱和双键；C-15位多含有羰基；C-20位取代的甲基通常被氧化为CH2ΟH或CH2ΟAc（13、18）[16,19]，故在此类苷元中只能观察到3个甲基，分别取代在C-10、C-13和C-25位（5）[12]，而且C-13位还可能发生去甲基情况，形成Δ13,14双键；F环上的取代基多为ΟH（16）[17]或ΟAc取代（14、15）[17]。苷化多发生在C-1位，所连糖可能为双糖，如S8，S11，S12，S13，S14和S15，其中后4种糖在植物生长发育过程中，被酶催化而发生部分羟基的乙酰化（18）[17]；还可能为三糖（S9和S17）或四糖（S10）。组成这些低聚糖的单元主要为β-D-葡萄糖、α-L-鼠李糖和β-D-木糖（11、12）[15]，此外，还有β-D-呋喃芹糖（9、10、17）[10,18]、α-L-吡喃阿拉伯糖（7、8）[14]和6-去氧古洛糖（6）[13]。

1.3 偏诺皂苷

对于延龄草属植物中偏诺皂苷的研究，目前文献报道了13个化合物（20-32），主要来源于吉林延龄草，其中11个来自于日本学者的报道。近几年中国学者也开展了对延龄草的研究，分离得到了1个偏诺皂苷。澳大利亚学者分离得到了1个此类化合物。进一步的药理研究发现偏诺皂苷对人乳腺癌细胞和耐药的人乳腺癌细胞有抑制作用[20]；同时，偏诺皂苷还可以明显抑制结肠癌细胞（SW620、LoVo）的转移[21]。

偏诺皂苷主要特征为C-17位有含氧取代，通常为ΟH取代，少数发生苷化，如化合物27连接一分子槐糖[13]。C-5位有不饱和双键；在C-10、C-13、C-20、C-25位均有取代基存在，多数为甲基，少数为R构型的-CH2ΟH（21）或S构型的-CH2ΟH的（22）[22]。糖基的取代多发生在C-3位，常由一个β-D-葡萄糖（24）[22]、一个β-D-葡萄糖和一个α-L-鼠李糖（20 22）[6,22]、一个β-D-葡萄糖和两个α-L-鼠李糖(25)[7]、一个β-D-葡萄糖和三个α-L-鼠李糖（26）[7]、两个β-D-葡萄糖和一个α-L-鼠李糖（23）[22]。

偏诺皂苷同样也会由于F环的开裂，螺原子消失。C-22位可能取代ΟH（32）[7]或ΟCH3；C-3位多被苷化（28 31）[7,23]；C-26位则更多是被一个β-D-葡萄糖基取代。

1.4 克里托皂苷

延龄草属克里托皂苷是结构相对特殊的一类化合物，相关报道不多，仅有4个此类化合物（34-37），其母核结构的独特之处在于E环和F环同时裂环，E环上C-16和C-22被氧化成两个酮羰基；C-5位仍然含有不饱和双键。糖基的取代还是发生在C-3位；C-26位ΟH多与一个β-D-葡萄糖成苷（34、35）[6]，C-17位的双键可能被还原（36、37）[13,15]。对于克里托皂苷的研究还需要进一步深入探讨。

图1 延龄草属植物的化学成分

2 结语

目前，关于延龄草属植物的研究主要集中在延龄草、吉林延龄草和直立延龄草。延龄草作为我国三级保护植物，受气候、环境、温度、湿度等因素变化的影响，现在正面临着种群数量减少的威胁，使药材的获得变得不易。随着国内外学者对延龄草属植物化学成分的不断深入研究，得到了一系列具有生物活性的甾体皂苷类化合物。但是目前还没有文献报道证明甾体皂苷的活性与苷元的种类以及所连糖的种类、数量、位置之间是否有一定的必然联系。如果仅仅依靠苷元就能表现出明显的生物活性，那么不同结构的苷元之间活性是否存在差异，同时，葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、芹糖、古洛糖等这些不同种类的糖又会不会影响甾体皂苷的生物活性。关于以上问题，有待进一步研究，还需要国内外学者的共同努力。本研究对国内外研究现状进行了总结归纳，为延龄草属甾体皂苷的进一步研究提供了依据。

[1] 全国中草药汇编编写组. 全国中草药汇编[M]. 第2版. 北京:人民卫生出版社, 1998.

[2] 喻玲玲, 邹 坤. 延龄草属植物的化学成分及药理活性研究进展[J]. 中成药, 2008, 9: 1350-1354.

[3] 宋立人, 洪 恂, 丁绪亮, 等. 现代中药学大词典[M]. 第2版.北京: 人民卫生出版社, 2001: 787-788.

[4] 赵敬华. 土家族医药学概论[M]. 北京: 中医古籍出版社, 2005:150.

[5] 孙麒, 巨 勇, 赵玉芬. 具有生物活性的甾体皂苷[J]. 中草药, 2002, 33: 276-280.

[6] Wei JC, Man SL, Gao WY, et al. Steroidal saponins from the rhizomes of Trillium tschonoskii Maxim.[J]. Biochem. Syst. Ecol., 2012, 44: 112-116.

[7] Toshihiro N, Kazumoto M, Toshio Kawasaki. Steroid saponins and sapogenins of underground parts of Trillium kamtschatieum Pall. Ⅱ. pennogenin and kryptogenin 3-o-glycosides and related compounds[J]. Chem. Pharm. Bull., 1975, 23(4): 872-885.

[8] 喻玲玲, 邹坤, 汪 植, 等. 延龄草总皂苷体内外抗肿瘤作用研究[J]. 中药材, 2008, 31(5): 733-736.

[9] 周慧萍, 岳正刚, 李志泉, 等. 延龄草总皂苷抑制结肠癌细胞增殖作用及机制研究[J]. 华南国防医学杂志, 2013, (5): 310-312.

[10] Wang JZ, Zou K, Zhang Y, et al. An 18-norspirostanol saponin with inhibitory action against CΟX-2 production from the underground part of Trillium tschonoskii[J]. Chem. Pharm. Bull., 2007, 55(4): 679-681.

[11] 向阳, 孙敏, 王和勇. CΟX-2及其抑制剂在肿瘤防治中的作用[J]. 生命科学, 2008, 20(1): 81-85.

[12] Jiang C, Song XM, Wang X, et al. Two new compounds from the roots and rhizomes of Trillium tschonoskii[J]. Phytochem. Lett., 2014, 10: 113-117.

[13] Hayes PY, Lehmann R, Penman K, et al. Steroidal saponins from the roots of Trillium erectum (Beth root)[J]. Phytochemistry, 2009, 70(1): 105-113.

[14] 张忠立, 左月明, 王彦彦, 等. 延龄草根及根茎的化学成分研究(Ⅲ)[J]. 中草药, 2013, (11): 1779-1782.

[15] Masateru Ο, Yoshihiro Y, Tsuyoshi I, et al. Steroids from the underground parts of Trillium kamtschaticum[J]. Chem. Pharm. Bull. 2003, 51(11): 1328-1331.

[16] Masateru Ο, Toshiyuki H, Toshihiro N. An 18-norspirostanol glycoside from Trillium tschonoskii[J]. Phytochemistry, 1986, 25(2): 544-545.

[17] Kimiko N, Toshihiro N, Toshiaka T, et al. 18-norspirostanol derivatives from Trillium tschonoskii[J]. Phytochemistry, 1983, 22(4): 1047-1049.

[18] Kimiko N, Toshihiro N, Toshiaki T, et al. A novel 18-norspirostanol bisdesmoside from Trillium tschonoskii[J]. J. Chem. Soc., Chem. Commu., 1982, 14: 789-790.

[19] Naomichi F, Nariko I, Eiko S, et a1. Steroid saponins and sapogenins of underground parts of Trillium kamtschaticum Pall.IV. additional oligoglyeosides of 18-norspirostane derivatives and other steroidal constituents[J]. Chem. Pharm. Bull., 1981, 29(2): 325-335.

[20] Li YH, Fan L, Sun Y, et al. Paris saponin VII from Trillium tschonoskii reverses multidrug resistance of adriamycinresistant MCF-7/ADR cells via p-glycoprotein inhibition and apoptosis augmentation[J]. J. Ethnopharmacol., 2014, 154(3): 728-734.

[21] Fan L, Li YH, Sun Y, et al. Paris saponin Ⅶ inhibits metastasis by modulating matrix metalloproteinases in colorectal cancer cells[J]. Mol. Med. Rep., 2015, 11(1): 705-711.

[22] Masateru Ο, Chika T, Fumie S, et a1. Two new steroid glycosides and a new sesquiterponoid glycoside from the underground parts of Trillium kamtschaticum[J]. Chem. Pharm. Bull., 2007, 55(4): 55l-556.

[23] Kimko N, Yoshihi K, Toshihiro N, et a1. Steroid saponins and sapogenins of underground parts of Trillium kamtschatticum Pall.V[J]. Yakugaku Zasshi, 1982, 102(11): 1031-1035.

(责任编辑：傅舒)

Advance in studies on the steroidal saponins from Trillium/

YANG Huai, DAI Ou//(School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine; Key Laboratory of Standardization for Chinese Herbal Medicine, Ministry of Education; National Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources, Chengdu 611137, Sichuan)

According to the previous reports on the genus Trillium, chemical reports can only be found in three species including T. tschonoskii Maxim., T. camschatcense Ker Gawl., and T. erectum L . The main reported components are steroidal saponins with enormous structural diversity of high content, which exhibit good activity. Thus, these secondary metabolites in Trillium have excellent research value and broad applications. In this review, the advances in the structure characteristics and notable bioactivities of steroidal saponins in Trillium are reviewed to provide basis for development and utilization of these components and clinical medication of the traditional Chinese medicine.

Trillium; steroidal saponins; biological activities

R282.6

A

1674-926X(2016)03-015-03

成都中医药大学 中药材标准化教育部重点实验室 中药资源系统研究与开发利用省部共建国家重点实验室培育基地，四川 成都 611137

杨槐（1989-），硕士研究生，主要从事天然药物化学研究 Tel:15881041231

Email:yanghuaichengdu@126.com

戴鸥，讲师，主要从事中药学研究。

Tel:028-61800045 Email: haiou0505@126.com

2015-5-15