马青琳,姜 珊,徐 桐,李浩然,丛竹凤,高 鹏*
(1.山东中医药大学 药学院,山东 济南 250355;2.山东省肿瘤医院,山东 济南 250117)
白花蛇舌草是茜草科耳草属植物白花蛇舌草Hedyotis diffusa Willd. 的干燥全草,具有清热、解毒、消肿、止痛的功效[1]。现代研究表明,本品含有黄酮、多糖、蒽醌、萜类、甾体类、有机酸等多类成分,其中黄酮类成分含量高,活性强,是目前研究的热点。文献报道的药理作用主要有抗肿瘤、肝保护、抗氧化和保护神经系统等,本文综述了白花蛇舌草黄酮类成分的种类、药效学和药动学等研究进展,以期为白花蛇舌草黄酮类成分深入药效及机理研究提供参考。
黄酮类化合物是一类广泛存在于自然界中的化合物,是白花蛇舌草中含量较高的化学成分,其中山奈酚和槲皮素黄酮的衍生物是白花蛇舌草总黄酮提取物的主要成分。迄今为止,通过超高效液相色谱-二极管阵列检测器/四极杆飞行时间质谱 (UPLC-DAD/Q-TOF-MS)等检测技术已鉴定出二十六个具有不同取代基的黄酮类化合物(1-26),其化学名称和化学结构见表1和图1。
表1 白花蛇舌草中的黄酮类成分
表1(续)
图1 白花蛇舌草中的黄酮类成分
Fig.1 Flavonoids in Hedyotis diffusa Willd.
2.1.1 抗肝癌活性
王宇翎[18]等实验结果显示不同剂量的白花蛇舌草总黄酮对S180荷瘤小鼠和肝癌HepA小鼠的肿瘤细胞都有明显的抑制作用。吴杨[19]等用加热回流的方法提取出含量约为15%的白花蛇舌草总黄酮能有效抑制人肝癌细胞HepG-2。周忆新[20]等利用流式细胞仪进一步研究发现白花蛇舌草总黄酮对HepG-2肿瘤细胞形态有影响,能抑制其生长并诱导调亡。张彦兵[21]等将纯度为59.19%的白花蛇舌草总黄酮作用于肝MHCC97-H细胞,发现白花蛇舌草总黄酮能够通过抑制肿瘤细胞生长和促进肿瘤细胞凋亡这两种方式抑制肝MHCC97-H细胞的增殖。进一步的研究表示[22]其机制可能与其抑制TGF-β1诱导的E-cadherin蛋白下调及上皮细胞间质转化相关。
张硕[23]等实验发现白花蛇舌草总黄酮对SMMC-7721,BEL-7402细胞具有体外抑制作用,且剂量和时间均呈依赖性。25,50,100 mg/kg 白花蛇舌草总黄酮显著抑制小鼠移植性H22肿瘤,使G0/G1期H22细胞比例逐渐增加,G2/M期细胞比例逐渐下降,促进肿瘤细胞凋亡,降低荷瘤小鼠脾脏指数,升高胸腺指数和脾琳巴细胞转化率并提高血清TNF-a和IFN-y水平。在其后续实验中找到了20条白花蛇舌草总黄酮抑制肝癌SMMC-7721细胞的有效靶基因,即在给予白花蛇舌草总黄酮后通过上调或下调将异常表达的基因恢复至正常水平[24]。
2.1.2 抗胃癌活性
王秋兰[25]等研究发现白花蛇舌草总黄酮能明显抑制BGC-823胃癌细胞的生长增殖,作用机制可能与抑制DNA的合成、诱导细胞凋亡有关。高小民[26]进一步研究表明白花蛇舌草总黄酮诱导BGC-823 细胞凋亡的机制可能与下调Ezrin和上调 ICAM-1的表达有关。王秋兰[27]等试验发现白花蛇舌草总黄酮可能对胃癌组织中CLIC4的表达有一定的抑制作用。
2.1.3 抗鼻咽癌活性
邓雪清[28]等研究发现白花蛇舌草总黄酮对鼻咽癌细胞株CNE1具有抑制增殖作用,24 h的半数抑制量(IC50)为(27.0±2.5) mg/L,48h的IC50为( 12.1±1.3) mg/L。白花蛇舌草总黄酮诱导CNE1细胞凋亡存在剂量-效应关系和时间-效应关系。
2.1.4 抗宫颈癌活性
李美[29]等对宫颈癌U14荷瘤小鼠用不同剂量的白花蛇舌草总黄酮灌胃14天后,发现白花蛇舌草总黄酮能改善模型小鼠一般状态,与模型组比较,白花蛇舌草总黄酮高、中剂量组小鼠终体质量显著升高,白花蛇舌草总黄酮各剂量组小鼠瘤质量及血清MDA、LDH水平均显著降低,各胸腺指数、脾脏指数、NK细胞杀伤功能、脾淋巴细胞增殖活性及血清TNF-α、IFN-γ、IL-2含量和CAT、SOD活性显著升高。
2.1.5 抗肺癌活性
孙晓春[30]等研究结果表明0.3 mg/mL的白花蛇舌草总黄酮对肺癌细胞A549抑制率为24.33%。李佳林[31]发现白花蛇舌草总黄酮联合顺铂使肺癌A549细胞凋亡的机制可能是通过降低p-AKT的表达程度,使Caspase-9的表达程度增强、Bcl-2的表达程度降低、Bax的表达程度增强,Bax/Bcl-2的比值升高。
Kim Youngleem[15]等发现5种黄酮苷类成分山奈酚-3-O-[2-O-(6-O-E-阿魏酰)-β-D-吡喃葡糖基]-β-D-半乳糖苷,槲皮素-3-O-[2-O-(6-O-E-阿魏酰)-β-D-吡喃葡糖基]-β-D-半乳糖苷,槲皮素-3-O-[2-O-(6-O-E-阿魏酰)-β-D-吡喃葡糖基]-β-D-吡喃葡糖苷,山奈酚-3-O-(2-O-β-D-吡喃葡糖基)-β-D-半乳糖苷和槲皮素-3-O-(2-O-β-D-吡喃葡糖基)-β-D-半乳糖苷都具有较强保护由L-谷氨酸致损的大鼠大脑皮层原代培养神经细胞的活性。黄酮苷类成分中B 环上邻二酚羟基和糖基中的酰基是活性的关键,关键基团的缺失将导致活性的降低。
王宇翎[32]等研究表明白花蛇舌草总黄酮能促进免疫功能低下小鼠由ConA或LPS诱导的脾淋巴细胞的增殖反应并使血清中IL-2和IFN-γ的含量提高;白花蛇舌草总黄酮能促进免疫功能低下小鼠脾脏IgM抗体形成,并增加由环磷酰胺或阿糖胞苷所致的白细胞减少。陈浩[33]等通过考察小鼠免疫器官的变化,观察溶血素形成以及检测巨噬细胞的吞噬功能,发现白花蛇舌草多糖与黄酮类成分都有增强机体免疫功能的作用,其中多糖类成分最为显著而白花蛇舌草黄酮类成分有效果但效果并不显著。
张俊霞[34]等研究发现乙醇提的白花蛇舌草总黄酮具有较强的总还原力,Fe2+螯合率最高为90%,羟自由基和超氧阴离子的清除率分别为79%、77%。孙晓春[35]等检测1 mL白花蛇舌草甲醇提取物清除·OH 和DPPH·的清除率分别为73.89%和91.27%。杨新周[36]等利用清除DPPH·自由基的方法比较了白花蛇舌草里黄酮、多酚和多糖三类物质的抗氧化性,结果显示黄酮、多酚含量和IC50值之间呈极显著负相关,多糖含量与IC50无显著相关性。
王宇翎[37]等采用二甲苯诱导小鼠耳肿胀法、大鼠松节油气囊肉芽增生法、新鲜蛋清诱导大鼠足爪肿胀模型、醋酸所致小鼠毛细血管通透性增高试验和体外抗菌试验这5个体内外试验发现白花蛇舌草总黄酮能在一定程度上抑制炎症的急性时相和慢性增殖并且还有抑菌作用。
杨娴[38]等发现白花蛇舌草总黄酮有抑制黑色素瘤A375和B16细胞增殖和诱导其凋亡的作用,且呈明显的浓度和时间依赖性。罗世英[39]等发现白花蛇舌草总黄酮有明显的抗小鼠溃疡性结肠炎的作用,其机制可能与抑制NF-κBp65激活,从而减少促炎因子IL-8,TNF-α的表达,增加抗炎因子IL-10表达有关。王秋兰[40]等发现白花蛇舌草总黄酮可能通过调节T细胞功能,从而发挥一定细胞免疫调节的功能。李方丽[41]从白花蛇舌草水提取物中分离得到的山奈酚、山奈酚-3-O-β-D-槐糖苷和山奈酚-3-O-[2-O-(6-O-阿魏酰基)-β-D-吡喃葡糖基]-β-D-半乳糖苷能有效抑制四种肿瘤细胞(肺癌A549、乳腺癌MCF-7、肝癌PLC和子宫颈癌Hela细胞)增殖;这三种成分对同种肿瘤细胞的不同抑制程度表明:其体外抗癌活性会因其C3位的糖取代而有所增强。
白花蛇舌草总黄酮的含量测定通常采用分光光度法[34-36],白花蛇舌草黄酮成分如槲皮素,芦丁和山奈酚等通常采用高效液相色谱法[42-43]。曹广尚[42]等采用HPLC-DAD同时测定了白花蛇舌草中6个活性黄酮成分(槲皮素-3-O-桑布双糖苷、芦丁、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、山柰酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、槲皮素、山柰酚)的含量;王勇[43]等采用HPLC-UV同时测定了白花蛇舌草中槲皮素和东莨菪内酯的含量。高效液相法同时测定白花蛇舌草的多种成分为其在体内药动学的研究打下基础。
1)高志敏[44]研究表明在离体的条件下,白花蛇舌草中的芦丁和槲皮苷都可以被人与大鼠的肠道菌群转化为苷元,但人肠道菌群比大鼠肠道菌群转化较快;白花蛇舌草黄酮苷被肠道菌群转化成高活性或高生物利用度的苷元或次生苷从而发挥疗效。
2)李芳[45]采用离体粪便温孵法和HPLC-DAD法定性分析,发现肠道菌群(人/正常大鼠)能较快的代谢白花蛇舌草总黄酮提取物中芦丁、异槲皮苷和槲皮苷这3个指标成分及相应单体化合物,且槲皮素是主要的代谢产物;提取物中的3个组分被肠道菌群代谢比相应的单体较弱。大鼠灌胃白花蛇舌草总黄酮提取物后,血浆中3个指标成分芦丁、异槲皮苷和槲皮苷体内血药浓度较低,达峰时间分别是1.17,0.67,0.85 h,24 h后在血浆中3个指标成分几乎不被检测到,表明黄酮总体肠道吸收较快,此后快速消除;其中芦丁吸收比其他两个成分慢;3种化合物的血药浓度-时间曲线的形状有一定程度的相似性是因为其化学结构相似。大鼠分别灌胃相同剂量单体后血浆中芦丁、异槲皮苷和槲皮苷主要药动学参数(T1/2、AUC0-t和AUC0-∞)与总黄酮提取物参数的差异具有统计学意义,以此推测总黄酮提取物中可能存在其他化学成分从而提高其生物利用度。对伪无菌大鼠一次性灌胃给药白花蛇舌草总黄酮提取物后,比较3个指标成分在正常和伪无菌大鼠主要药代动力学参数,正常大鼠的 AUC0-∞和 Cmax显著高于伪无菌大鼠。
3)李芳[46]等采用大鼠在体单向肠灌流模型和HPLC-DAD法发现白花蛇舌草中的芦丁、异槲皮苷、槲皮苷、槲皮素和山柰酚这五种黄酮类成分吸收都是一级动力学过程,应该是被动扩散吸收;各黄酮成分肠内吸收的差异性表明黄酮苷类比黄酮苷元更不易被吸收;在不同肠段中各黄酮成分都有一定的吸收,回肠和空肠分别是芦丁和异槲皮苷的最佳吸收部位。
4)孟莹[47]等以白花蛇舌草中黄酮苷类成分芦丁、槲皮苷、异槲皮苷为研究对象,基于SD大鼠Walker-256皮下肿瘤模型,采用HPLC-MS/MS方法,发现与正常大鼠黄酮苷药动学参数比较,荷瘤大鼠体内黄酮苷类成分芦丁、槲皮苷、异槲皮苷的最大浓度(Cmax)、曲线下面积(AUC0~∞)都明显减小,半衰期(t1/2z)延长,且3 种成分在24 h后仍能检测到,代谢时间延长,说明病理状态会对黄酮苷药动学特征造成影响。
(1)白花蛇舌草是目前临床最常用的抗肿瘤中药之一,其黄酮类成分种类多,含量高,是研究的热点。药效学研究表明,白花蛇舌草黄酮具有多种药理作用,其中最主要的其抗各种肿瘤的作用,与其在临床抗肿瘤方剂的广泛应用相一致。
(2)中药的临床功效是多成分综合作用的结果,白花蛇舌草黄酮具有明确的抗肿瘤活性,但是各种黄酮类成分发挥的抗肿瘤作用各不相同,需要进一步通过谱-效等手段研究确定,同时,多种黄酮类成分协同起效的过程及机理尚不明确,本文通过黄酮类化学成分和药效学的综述为上述研究提供了一定了基础和借鉴。
(3)白花蛇舌草黄酮抗肿瘤作用的体内过程及药动学研究表明,虽然已有相关白花蛇舌草总黄酮提取物在大鼠体内、体外药动学研究的报道,但该研究较少,也不够深入,对黄酮类成分抗肿瘤作用机理的研究更是凤毛麟角,本研究对已有研究进行了总结,以期为后续研究提供基础和借鉴。