龙脷叶的化学成分、药理活性及质量分析研究进展

周有文 ,  黄晟鸿 ,  王峰 ,  王淑美 ,  向丽敏

武汉大学学报(理学版) ›› 2024, Vol. 70 ›› Issue (2) : 201 -212.

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武汉大学学报(理学版) ›› 2024, Vol. 70 ›› Issue (2) : 201 -212. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2023.0129
药食同源植物的质量控制

龙脷叶的化学成分、药理活性及质量分析研究进展

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Progress on Chemical Constituents, Pharmacological Activities and Quality Analysis of Sauropus spatulifolius Beille

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摘要

龙脷叶为大戟科守宫木属植物,其叶片具有清热润肺、化痰止咳等功效,是一味具有岭南特色的药食两用中药。龙脷叶的化学成分主要包括黄酮类、生物碱类、萜类、糖类及糖类衍生物、苯丙素类、甾体类、脂肪酸及其他类化合物。现代药理学研究表明,龙脷叶具有止咳平喘、抗炎镇痛、抗氧化、抗过敏、抗菌等药理活性。本文系统总结了近年来龙脷叶化学成分、药理活性及质量分析的研究进展,同时对其未来研究方向进行了展望,以期为龙脷叶资源的进一步研究和开发利用提供参考。

Abstract

Sauropus spatulifolius Beille belongs to Sauropus genus, Euphorbiaceae family. As a dual-purpose traditional Chinese medicine with Lingnan characteristics, the leaves of Sauropus spatulifolius have the effects on clearing heat, moistening the lungs, resolving phlegm, and relieving cough. The main chemical constituents isolated from Sauropus spatulifolius leave include flavonoids, alkaloids, terpenoids, carbohydrates and their derivatives, phenylpropanoids, steroids, fatty acids and other types of compounds. Modern pharmacological studies have shown that it has pharmacological activities such as relieving cough and asthma, anti-inflammation and analgesia, anti-oxidation, anti-allergy and antibacterial. This paper summarizes the research progress on the chemical composition, pharmacological activity and quality analysis of Sauropus spatulifolius leave in recent years, and suggests its future research direction, in order to provide reference for further research, development and utilization of Sauropus spatulifolius resources.

Graphical abstract

关键词

中草药 / 药食 / 龙脷叶 / 化学成分 / 药理活性 / 质量分析

Key words

Chinese herbal medicine / medicine and food / Sauropus spatulifolius Beille / chemical composition / pharmacological activity / quality analysis

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周有文,黄晟鸿,王峰,王淑美,向丽敏. 龙脷叶的化学成分、药理活性及质量分析研究进展[J]. 武汉大学学报(理学版), 2024, 70(2): 201-212 DOI:10.14188/j.1671-8836.2023.0129

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0  引 言

龙脷叶(Sauropus spatulifolius Beille)为大戟科守宫木属植物,又名龙利叶、龙肝叶、龙舌叶、龙味叶和牛耳叶等,主要分布在我国广西、广东和海南地区[1],是具有岭南特色的药食两用植物(图1)。龙脷叶以成熟叶片入药,味甘、淡,性平,归肺、胃二经,具有润肺止咳、通便之功效,主治肺燥咳嗽、咽痛失音、大便秘结等症[2]。《岭南采药录》中记载:以龙脷叶猪肉汤食之,可治疗痰火咳嗽[3]。根据《家庭食疗中药》,龙脷叶可与马蹄、百合、北沙参、蜜枣、猪肺煮汤服用,用于治疗燥热伤肺症;也可与甘蔗、淮山、芦根、猪肺煮汤调服,用于治疗消渴症及肺胃燥热[4]。国内外学者对龙脷叶的根和叶进行了研究,已发现的化学成分主要为黄酮类、生物碱类、萜类、糖类及糖类衍生物、苯丙素类、甾体类和脂肪酸类等[5~8]。现代药理学研究表明,龙脷叶提取物具有抑菌、抗炎镇痛、抗过敏以及止咳平喘等作用[9]

本文对近年来龙脷叶化学成分、药理活性及质量分析的相关研究进行了全面的总结,并对其未来的研究方向进行了展望,以期为龙脷叶的深入研究以及开发应用提供参考。

1  龙脷叶的化学成分

1.1 黄酮类化合物

黄酮类化合物(flavonoids)在中草药中广泛存在,为龙脷叶的主要活性成分,具有多种药理活性,如抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化及抗肿瘤等。目前已经从龙脷叶中分离得到的黄酮类化合物有7个,包括黄酮醇及其苷类,具体化合物(1~7)名称见表1,化合物结构见图2

1.2 生物碱类化合物

生物碱类化合物(alkaloids)是指含负氧化态氮原子的化合物,广泛存在于生物有机体的非初级代谢产物中。生物碱类化合物大多具有显著的生物活性,如抗炎镇痛、抗肿瘤、降血糖、降血压、降血脂、抗菌、抗病毒等。从龙脷叶中分离得到的生物碱(8~19)主要包括吡咯烷类生物碱、苯丙胺类生物碱等,具体化合物名称见表1,化合物结构见图3

1.3 萜类化合物

萜类化合物(terpenoids)是自然界中一类由甲戊二羟酸衍生且分子骨架以异戊二烯单元为基本结构单元的化合物,结构类型复杂且生物活性显著,也是中草药中一类重要的有效成分群。萜类化合物具有多种生物活性,其中一些化合物已经被成功开发为药物,如紫杉醇、青蒿素、穿心莲内酯等。萜类化合物为龙脷叶的主要成分,目前从龙脷叶中分离得到的萜类化合物主要包括倍半萜类(20~23)、二萜类(24~37)和三萜类化合物(38),具体化合物名称见表1,化合物结构见图4

1.4 糖类及糖类衍生物

糖类化合物(carbohydrates)是构成生命的基本物质之一,参与机体绝大多数的生命活动。目前发现具有生物活性的糖类已有上百种,具有广泛的药理活性,如抗凝、抗炎、抗病毒、降血脂、降血糖、抗肿瘤等。从龙脷叶中分离得到的糖类衍生物(carbohydrate derivatives)共11个,均为己糖衍生物(39~49),具有一定的抗炎作用,具体化合物名称见表1,化合物结构见图5

1.5 苯丙素类及简单酚类化合物

苯丙素类化合物(phenylpropanoids)是指一类结构中含有一个或几个C6-C3单元的天然成分,具有抗肿瘤、抗炎、抗血小板凝结等多种生理活性。龙脷叶中苯丙素类化合物主要包括简单苯丙素类(50~54)、香豆素类(55)及木脂素类(56)化合物。

酚类(phenols)是指芳香烃苯环上氢原子被羟基取代后生成的一类含有酚羟基的化合物,多具有抗氧化、抗细菌、抗病毒等活性。从龙脷叶中还分离得到一些简单酚类化合物(57~60)。具体化合物名称见表1,化合物结构见图6

1.6 甾体类化合物

甾体类(steroids)是一类分子结构中含有环戊烷骈多氢菲碳骨架的天然产物,广泛存在于自然界,具有抗肿瘤、抗凝血、抗癫痫、抗炎镇痛等多种活性。从龙脷叶中分离得到的甾体类化合物主要包括豆甾醇(61)、β-谷甾醇醋酸酯(62)、cyclohomonervilol(63)、β-谷甾醇(64)、β-谷甾醇油酸酯(65),具体结构见图7

1.7 其他类化合物

国内外学者还从龙脷叶中分离得到蒽醌类(66)、脂肪酸类(67~72)及其他类化合物(73~75)等,具体化合物名称见表1,化合物结构见图8

2  龙脷叶的药理活性

2.1 止咳平喘作用

清热润肺、化痰止咳为龙脷叶主要功效。丁聪等[20]研究发现,龙脷叶水提取物高、中、低剂量均能抑制氨水引起的小鼠咳嗽,同时具有较好的祛痰效果,且祛痰效果与给药时辰无关。丘琴等[21]研究发现,龙脷叶75%乙醇提取物和乙酸乙酯萃取部位为龙脷叶止咳活性部位,其止咳作用与中枢系统的阿片受体和腺嘌呤核苷三磷酸敏感性钾离子通道(KATP)相关。陈素雯等[22]研究发现,龙脷叶水提物能够显著降低哮喘模型大鼠血清中的白细胞介素-5(IL‑5)、血栓素B2(TXB2)蛋白浓度水平,升高6-酮-前列腺素F1α(6‑keto‑PGF1α)浓度水平,提示其可能是通过降低炎性细胞浓度水平来减轻哮喘模型大鼠组织与支气管的炎性病理改变,从而促进大鼠肺部功能的恢复。何显科等[23]发现龙脷叶总黄酮可抑制卵蛋白诱导的哮喘模型大鼠哮喘行为,减少肺内炎性细胞浸润,缓解氧化应激水平,作用机制研究提示其可能通过抑制磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路的活化,改善哮喘引起的炎症反应。上述研究仅限于龙脷叶提取物或萃取部位的活性筛选研究,后续可进行更深入的血清化学研究,结合高效液相法和质谱分析法检测鉴定有效成分,将有助于阐明其发挥止咳平喘作用的物质基础。

2.2 抗炎镇痛作用

炎症是生物组织受到外伤、出血或病原微生物感染等刺激所激发的生理反应。红肿、发热、疼痛等炎症症状,是致炎因子对机体的损害作用所诱发的以防御为主的局部组织反应。炎症的主要表现为组织的变质、渗出和组织细胞增生[24]。甄汉深等[6]发现,龙脷叶水提物能够降低二甲苯致小鼠耳廓肿胀、角叉菜胶致大鼠足趾肿胀的程度,抑制肉芽肿的形成,其乙酸乙酯、正丁醇、95%乙醇萃取部位对急慢性炎症均有一定的抑制作用。该课题组进一步研究了不同溶剂萃取部位对去除双侧肾上腺小鼠耳廓肿胀、腹腔毛细血管通透性、小鼠棉球肉芽肿和角叉菜胶致大鼠急性胸膜炎的影响,并采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定了大鼠胸腔渗液中前列腺素E2(PGE2)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO)的含量,表明龙脷叶乙酸乙酯、正丁醇、95%乙醇萃取部位的抗炎机制与下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴无关,其抗炎机制主要与减少PGE2、TNF-α、NO的含量有关[24]。该课题组进一步研究发现,不同产地的龙脷叶75%乙醇提取物乙酸乙酯萃取部位均能抑制二甲苯致耳肿胀小鼠的肿胀程度[25]

甄汉深等[6]采用扭体法和热板法评价龙脷叶的镇痛作用,发现龙脷叶水提物能显著减少醋酸所致小鼠扭体反应次数,但是不能延长小鼠热痛反应的潜伏期也不能够提高痛阈,说明龙脷叶水提物仅有外周镇痛作用而无中枢性镇痛作用。

2.3 抗氧化作用

自由基具有强氧化性。过量的自由基可损坏机体组织和细胞,是人体衰老和各种疾病的诱导因素之一。天然抗氧化剂有助于机体清除体内多余的自由基,降低毒性物质和外界压力导致的氧化损伤程度,延缓机体衰老。研究表明[26],龙脷叶具有较好的抗氧化作用,可作为天然的抗氧化剂。龙脷叶水提物及其经过大孔树脂40%乙醇洗脱的物质LLY 40可以清除DPPH自由基(DPPH)和ABTS自由基(ABTS +),且自由基清除能力随着多酚含量的增加而增强。陆秋娜等[27]采用清除DPPH和还原Fe3+这两种体外抗氧化模型考察了龙脷叶75%乙醇提取物以及乙酸乙酯提取物的抗氧化活性,发现两种提取物均具有较强的DPPH清除活性及Fe3+还原能力。

2.4 抗过敏作用

过敏性疾病是由环境中本对人类无害的物质引起的免疫系统的过度反应。林慧等[28]研究发现,龙脷叶的高剂量水提取物能抑制卵白蛋白引起的大鼠皮肤过敏反应,同时对致敏豚鼠产生的支气管痉挛有拮抗和缓解作用,能延长豚鼠发生休克的潜伏期并降低豚鼠过敏性休克的死亡率,表明龙脷叶水提取物主要是通过抑制Ⅰ型变态反应来抑制过敏性介质的释放来实现其抗过敏作用。

2.5 抑菌作用

近年来,抗生素的滥用导致越来越多的致病菌产生耐药性,从中药中寻找新型抗菌剂一直是解决方案之一。黄燕等[29]采用连续二倍梯度稀释法考察龙脷叶对6种常见呼吸道、肠道致病菌的体外抑菌作用,发现龙脷叶50%醇提物正丁醇萃取部位对金黄色葡萄球菌、金黄色葡萄球菌耐药株、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、伤寒沙门氏菌和乙型副伤寒沙门氏菌6种菌株的最小抑菌浓度(MIC)在7.81~15.6 mg/mL之间,表明龙脷叶乙醇提取物具有一定的体外抑菌作用。何显科等[30]研究发现,龙脷叶水提物乙酸乙酯萃取物对金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、伤寒杆菌和绿脓杆菌具有显著的抑菌效果。

2.6 其他活性

除上述活性外,龙脷叶还具有抗肿瘤、抗急性肺损伤的作用。李童等[31]研究发现,龙脷叶95%乙醇提取物石油醚萃取部位和乙酸乙酯萃取部位对SGC-7901、MCF-7及BEL-7404这3种肿瘤细胞株的体外生长有抑制作用,且乙酸乙酯萃取部位抗肿瘤活性最强。李融等[1426]采用气管滴注脂多糖诱导小鼠急性肺损伤模型评价龙脷叶水提物抗急性肺损伤活性,发现龙脷叶水提物可显著降低肺湿干重比,明显改善肺水肿状况,显著降低肺泡灌洗液中总蛋白浓度,同时显著性降低促炎因子TNF-α、IL-6/IL-1β水平。

3  质量分析

目前,龙脷叶的质量分析方法主要有薄层色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)、气相色谱-质谱(GC-MS)及超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)法等。

3.1 定性分析方法

3.1.1 TLC法

TLC法具有设备经济、操作简便、检测耗时短等优点,在中药质量分析中的应用十分广泛,是目前最常用的中药鉴别技术之一。《中华人民共和国药典(2020年版)》(以下简称《中国药典》)采用TLC法对龙脷叶药材进行定性鉴别[32]。取龙脷叶药材粉末,加水饱和的正丁醇超声处理,滤过,滤液蒸干,残渣加乙醇使溶解,作为供试品溶液。另取龙脷叶对照药材同法制成对照药材溶液。照薄层色谱法(通则0502)试验,吸取上述两种溶液分别点于同一硅胶G薄层板上,以环己烷-乙酸乙酯(8∶1.5)为展开剂,展开,取出,晾干,喷以2%香草醛硫酸溶液,在105 ℃加热至斑点显色清晰,进行定性分析[32]

目前,对TLC技术在中药质量分析方面的研究主要集中在对现有中药材TLC鉴别方法的优化,如改进供试品的制备方法、优化展开剂和显色剂及建立新的化学成分的TLC鉴别方法等。李兵等[33]选用咖啡酸作为对照品,采用三氯甲烷-丙酮(体积比1∶1)为展开剂,预饱和30 min后展开,取出,晾干,置于波长365 nm下观察。该条件下斑点清晰,比移值适中,可用于龙脷叶药材的TLC鉴定。丘琴等[34]采用水饱和正丁醇超声提取制备供试液,以环己烷-乙酸乙酯(8∶3)展开系统展开,取出,晾干后,分别在紫外灯254 nm波长下检视以及喷2%香草醛-硫酸溶液,于105 ℃加热至斑点清晰后日光检视。此TLC法分离度较好,鉴别特征显著。陈珍[35]采用TLC法对龙脷叶皂苷和氨基酸类成分进行鉴别:皂苷部分展开剂为乙酸乙酯-甲醇-水(8∶1.2∶0.5),显色剂为10%硫酸乙醇溶液;氨基酸部分展开剂为正丁醇-水-冰醋酸(1.8∶2∶1),显色剂为0.2%茚三酮乙醇溶液。该研究为龙脷叶的鉴别和质量标准的制定提供了一定参考。黄慧等[36]采用TLC法对龙脷叶配方颗粒进行定性鉴别:以龙脷叶对照药材作为对照,采用正己烷-乙酸乙酯(1∶4)为展开剂展开,显色剂为10%硫酸乙醇溶液,于105 ℃加热至斑点显色清晰,进行定性分析。该研究为龙脷叶配方颗粒的质量分析提供了一定的参考。

3.1.2 HPLC法

HPLC指纹图谱技术在中药质量控制中发挥了重要作用。黄红泓等[37]采用HPLC法建立了10批次不同产地龙脷叶的指纹图谱:色谱柱为Phenomenex;流动相为乙腈-0.1%冰醋酸;采用梯度洗脱,流速为1 mL/min;检测波长为305 nm;柱温为30 ℃。结果表明,不同产地龙脷叶的成分差异不大,但成分含量差异较大。陈素雯[38]采用HPLC法对不同采收期龙脷叶的指纹图谱进行研究。色谱柱为Kromasil 100-5C18柱;流动相为甲醇-乙腈(体积比8∶2)-0.1%甲酸;采用梯度洗脱,流速为1 mL/min;检测波长为330 nm;柱温为25℃。结果显示,龙脷叶主要化学成分含量在夏秋两季较高。上述研究为龙脷叶药材的质量评价提供了科学依据。

3.1.3 UPLC和UPLC-MS法

与HPLC相比,UPLC具有高分离度、高灵敏度等优点。UPLC与MS联用可实现中药中复杂化学成分的高效分离和准确鉴定,已广泛用于中药质量控制研究。索彩仙等[39]采用UPLC法对16批次不同来源的龙脷叶药材进行指纹图谱研究,确定了8个共有峰,建立的UPLC 指纹图谱能够较好地反映龙脷叶所含的化学成分信息。何显科等[30]采用超高效液相色谱-线性离子阱-静电场轨道阱质谱(UPLC-LTQ-Orbitrap-MS)法分析龙脷叶乙酸乙酯萃取物的化学成分,初步确定了21个化学成分,主要为简单酯类化合物。陈素雯[38]采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)技术鉴定了龙脷叶50%甲醇提取物中的47个化学成分,包括氨基酸、简单酚酸、酯类等化合物。秦威等[40]采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱(UPLC-Q-Exative Orbitrap-MS)法分析龙脷叶乙酸乙酯萃取部位的化学成分,共鉴定出12个化学成分,包括苯丙素类、生物碱类及有机酸类等。蔡梦婷等[41]也采用UPLC-Q-Exative Orbitrap-MS法对龙脷叶50%甲醇提取物进行化学成分表征,从中鉴定了35个化合物,包括有机酸、酯类等成分。上述研究极大地丰富了龙脷叶的质量控制依据。

3.1.4 GC-MS法

GC-MS因其高分辨率和高灵敏度的特性而被广泛应用于复杂组分的分离与鉴定,在中药质量控制研究中也发挥着重要作用。汪小根等[42]利用水蒸气蒸馏法提取龙脷叶中的挥发油,采用GC-MS法分析其成分,从中鉴定了16个化学成分,主要为棕榈酸和金合欢基丙酮等。

3.2 定量分析

《中国药典(2010年版)》收载有龙脷叶,但是正文中无含量测定项。2014年,何鹏等[43]建立了龙脷叶中山柰酚-3-O-龙胆二糖苷含量的测定方法,为龙脷叶质量标准修订奠定了基础。《中国药典(2015版年)》和《中国药典(2020年版)》均以山柰酚-3-O-龙胆二糖苷含量为测定指标。HPLC条件为以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂,以甲醇-0.4%磷酸溶液(48∶52)作为流动相, 349 nm为检测波长 [32]。柳小春等[44]对龙脷叶中山柰酚-3-O-龙胆二糖苷含量测定方法进行了优化:采用55%甲醇超声提取制备供试液,HPLC的流动相体系调整为乙腈-0.4%磷酸溶液。

龙脷叶中所含化学成分种类繁多,少数含量较高的化学成分难以全面控制其质量。为更好地控制龙脷叶药材及其制剂的质量,研究者对龙脷叶中所含有的原儿茶酸、咖啡酸及总游离氨基酸等活性成分的含量测定方法进行了探索。李兵等[33]对龙脷叶中咖啡酸的含量进行测定。色谱柱为Phenomenex ODS Hypersil C18,流动相为乙腈-0.1%磷酸(13∶87),检测波长为323 nm。庾丽峰等[45]采用HPLC法同时测定龙脷叶乙酸乙酯部位中原儿茶酸和咖啡酸的含量。色谱柱为Feubugen XPeonyx C18;流动相为甲醇-0.1%冰乙酸,梯度洗脱;流速0.8 mL/min;采用双波长法测定(0~26 min,260 nm;27~65 min,321 nm)。谭建宁等[46]采用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)测定龙脷叶总游离氨基酸含量:精密吸取供试品溶液与谷氨酸对照品溶液各1.0 mL,分别置于10 mL试管中,再加入pH 6.0缓冲溶液2.0 mL和2.0%茚三酮溶液1.5 mL,置于沸水中加热15 min,显色,以试剂空白做参比,于568 nm处测定吸光值。结果显示,不同批次龙脷叶总游离氨基酸含量差异较大。黄慧等[36]采用HPLC法测定龙脷叶配方颗粒中山柰酚-3-O-龙胆二糖苷的含量,色谱条件与药典方法一致,该方法专属性高,结果可信。

4  结 语

龙脷叶既有药用价值,也有食疗保健之功效,是具有岭南特色的药食两用中药。龙脷叶具有清热润肺、化痰止咳的功效,可用于治疗咽喉痛、肺燥咳嗽、大便秘结等,同时,龙脷叶在岭南地区民间也常用作汤饮、凉茶的原料。龙脷叶中所含的主要化学成分黄酮类、苯丙素类、萜类、生物碱类等,具有止咳平喘、抗炎镇痛、抗菌、抗氧化等药理活性。但目前对于龙脷叶的研究仍不够深入。首先,对其化学成分的研究不透彻,其药效物质基础尚不明确;其次,对于药理活性的研究多停留在活性筛选方面,相关机制研究较薄弱;此外,关于龙脷叶体内药效物质基础的研究尚属空白。今后的研究有必要关注以下几点:

1) 在化学成分研究方面,可以以龙脷叶的药理活性为导向构建活性筛选模型,进一步挖掘龙脷叶中的活性成分,以揭示其药效物质基础;

2) 在药理研究方面,可以构建与龙脷叶传统功效一致的研究模型,并通过代谢组学、网络药理学及生物信息学等多种手段揭示其作用机制;

3) 在质量控制方面,龙脷叶化学成分多样,仅以山柰酚-3-O-龙胆二糖苷作为质量评价指标难以表征其体系质量的整体性,因此需要通过多种途径建立科学、合理的质量控制体系来保证龙脷叶的质量。

总而言之,有必要对龙脷叶化学成分、药理活性及质量评价进行进一步研究,为龙脷叶的开发利用和临床应用提供理论依据。

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基金资助

广东省中医药局中医药科研项目(20231215)

广州市科技计划项目(2023A04J1159)

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