萜類(lèi)是天然有機化合物中的重要組成部分,已報道的萜類(lèi)化合物結構目前有50000余種。研究發(fā)現,某些天然萜類(lèi)化合物具有較強的抗腫瘤、抗炎和抗菌活性,這些具有生物學(xué)活性的天然萜類(lèi)化合物包括倍半萜類(lèi)、二萜類(lèi),單萜類(lèi)、二倍半萜類(lèi)和三萜類(lèi),其中倍半萜類(lèi)化合物是數目和結構骨架類(lèi)型最多的萜類(lèi)化合物,其結構含有一個(gè)或多個(gè)碳原子的雙鍵碳原子或三鍵碳原子,根據碳環(huán)數不同可分為單環(huán)型、雙環(huán)型、三環(huán)型和四環(huán)型,根據構成環(huán)的碳原子數不同可分為五元環(huán)、六元環(huán)和七元環(huán)倍半萜,還可以根據含氧基團不同分為倍半萜醇、倍半萜酮、倍半萜內酯等。
倍半萜廣泛存在于植物、微生物、海洋生物及某些昆蟲(chóng)體內。倍半萜含量最高的植物為樺木科樺木屬的白樺樹(shù)和白樺樹(shù)脂,傳統藥材中倍半萜含量較高的有菊科植物蒼耳屬中的蒼耳子、菊科蒼術(shù)屬中的蒼術(shù)、菊科旋復花屬中的旋覆花;唇形科薄荷屬中的薄荷、唇形科地筍屬中的澤蘭;馬鞭草科馬鞭草屬中的馬鞭草和龍膽科龍膽屬中的龍膽等?,F代研究發(fā)現,倍半萜類(lèi)化合物具有抗腫瘤、抗菌、抗炎、抗神經(jīng)毒性、抗病毒、免疫抑制活性、保肝、強心等廣泛的生物活性。
1、倍半萜醇
倍半萜醇含有醇羥基組成的結構,都有1個(gè)共同的基團單位(-OH),倍半萜醇的官能團具有15個(gè)碳原子結構。其中最常見(jiàn)的六大倍半萜醇為金合歡醇、橙花叔醇、巖蘭草醇、廣藿香醇、檀香醇和桉葉醇。倍半萜醇有多種生物學(xué)活性,研究表明從橙花叔醇中分離出來(lái)的倍半萜醇具有殺蟲(chóng)活性和抗腫瘤活性。從沉香屬白木香含有樹(shù)脂的木材沉香中提取出來(lái)的白木香醇等一些倍半萜醇類(lèi)單體化合物對RAW264.7 巨噬細胞中脂多糖(LPS)誘導的一氧化氮(NO)釋放有抑制作用,說(shuō)明該化合物有較好的抗炎活性。從蒼術(shù)屬蒼術(shù)中提取出來(lái)的倍半萜醇茅術(shù)醇、β-桉葉醇、γ-桉葉醇、欖香醇等具有抑制胃酸分泌、幽門(mén)螺旋桿菌的活性及促進(jìn)消化性潰瘍愈合的作用。
2、倍半萜酮
酮基是組成倍半萜酮的含氧基團,酮的官能團基是羰基,CO的兩端都接有原子團,即所有酮類(lèi)的化學(xué)結構都具有1個(gè)共同的單位(C=O)。常見(jiàn)的倍半萜酮包括素馨酮、大馬士革酮、紫羅蘭酮、印蒿酮、大西洋酮和纈草酮等。研究表明,倍半萜酮結構中的α、β不飽和酮有較強的抗腫瘤作用。中藥莪術(shù)是姜黃屬植物莪術(shù)、廣西莪術(shù)和溫郁金的根莖,研究結果顯示莪術(shù)提取物中倍半萜酮吉馬酮對肝癌細胞Hep G2有呈時(shí)間劑量依賴(lài)性的抑制作用。除抗腫瘤外,從莪術(shù)中提取的吉馬酮還可以顯著(zhù)減輕 LPS 誘導的急性肺損傷小鼠的損傷程度,作用機制與促進(jìn)M1 型巨噬細胞向M2型極化和抑制 NOD樣受體蛋白 3(NLRP3)炎性體激活有關(guān),表明吉馬酮有較強抗炎作用。從傘形科當歸屬植物拐芹(Angelica poly-morha Maxim.)的根中得到的沒(méi)藥烷吉酮倍,具有良好的抑制H+,K+-ATP 酶,抗胃潰瘍作用,另外還具有抑制子宮平滑肌收縮和鎮痛作用,其治療痛經(jīng)的作用機制可能與鈣離子拮抗有關(guān)。
3、倍半萜內酯
倍半萜內酯是目前研究最多的倍半萜類(lèi)化合物,倍半萜環(huán)是由15 個(gè)碳原子組成的環(huán)狀結構,而內酯環(huán)則是由5 個(gè)碳原子和1個(gè)氧原子組成的環(huán)狀結構,這種結構的獨特性使得倍半萜內酯具有多種生物學(xué)活性。已有研究表明該類(lèi)化合物的α-亞甲基-γ-內酯具有抗腫瘤活性、而α、β 不飽和γ-內酯具有較強的抗炎活性。研究發(fā)現,雪蓮果葉中的9個(gè)倍半萜內酯具有抗腫瘤活性,其中3個(gè)倍半萜內酯enhydrin、uvedalin和sonchifolin可通過(guò)誘導細胞凋亡而抑制人宮頸癌細胞株(HeLa 細胞)的增殖;6 個(gè)倍半萜內酯uvedafolin、enhydrofolin、polymatin B、enhydrin、uvedalin、sonchifolin,對HeLa、人早幼粒急性白血病細胞(HL-60)和小鼠黑色素瘤細胞(B16-F10)等3 種細胞系均有不同程度的細胞增殖抑制作用。從菊科云木香屬云木香中分離鑒定出的 1 個(gè)新倍半萜內酯-云木香素A,研究表明該化合物對細菌LPS 誘導RAW264.7細胞釋放NO顯示出抑制作用。從菊科地膽草屬地膽草中提取出的4種倍半萜內酯氧地膽草素、異去氧苦地膽素、異地膽草種內酯和地膽草種內酯能夠顯著(zhù)抑制人非小細胞肺癌增殖活性。從菊科兔兒風(fēng)屬植物槭葉兔兒風(fēng)(Ainsliaea acerifolia)中分離出來(lái)的2種倍半萜內酯zaluzanin-C和estafiatone均可減少LPS/IFN-γ 誘導RAW264.7巨噬細胞中NO的產(chǎn)生,抑制 PGE2的合成,同時(shí)也能抑制LPS/IFN-γ 誘導RAW264. 7巨噬細胞中iNOS,COX-2蛋白和m-RNA 表達,并且還可以抑制 NF-κB 的活化及 IκB 的磷酸化,從而減少 IκB 的降解,表明 zaluzanin-C和 estafiatone可通過(guò)阻止IκB 的降解,抑制NF-κB 核轉錄,進(jìn)而抑制iNOS,COX-2 的表達以及 PGE2的釋放而發(fā)揮抗炎作用。木香烴內酯(costuno-lide)可通過(guò)抑制p38MAPK以及ERK的活性,進(jìn)而抑制CD4+T 細胞的分化而發(fā)揮抗炎作用。小白菊內酯是從菊科植物中提取到的倍半萜內酯,其生物活性位點(diǎn)主要集中在其α-甲基-γ-內酯環(huán)上,這種特殊的內酯環(huán)結構可以與細胞中的多功能性蛋白特異性結合,進(jìn)而調控信號通路中下游蛋白的表達。研究表明,小白菊內酯對結腸癌細胞HCT116 和 RKO、肺癌細胞NCI-H1299、成髓細胞瘤HL604等細胞系具有抗腫瘤作用,其作用機制主要是激活p53和MDM2 調控的腫瘤抑制蛋白,另外,還可以通過(guò)降低p-AKT和pS166-Mdm2 的水平,增強 p53 的表達來(lái)促進(jìn)癌細胞凋亡。
4、其他類(lèi)型
此外,還有其他含氧官能團的倍半萜分類(lèi),如倍半萜醛、倍半萜羧酸等。除按照含氧基團分類(lèi)之外,還有一類(lèi)倍半萜被稱(chēng)為倍半萜烯,根據其結構又可分為愈創(chuàng )木烷型、桉烷型倍半萜、杜松烷型和其他類(lèi)型的倍半萜。該類(lèi)半萜主要存在于藥用植物中,如木賊科、五加科、豆科和菊科等植物中。愈創(chuàng )木烷型倍半萜是從愈創(chuàng )木屬植物的葉和莖中分離得到的一類(lèi)倍半萜烯化合物,具有五元和七元環(huán)偶聯(lián)結構,其中大部分包含4,10-二甲基-7-異丙烯基,具有抗病毒、抗腫瘤和抗炎等多種生物活性。桉烷型倍半萜是一類(lèi)具有十氫化萘骨架的雙環(huán)倍半萜,是沉香中分離的單體化合物中最為豐富的一種,具有重要的生物活性,國內外已從沉香中分離鑒定出54 個(gè)桉烷型倍半萜類(lèi)化合物。杜松烷型倍半萜與桉烷型結構類(lèi)似,區別在于異丙基取代基和2 個(gè)甲基取代基的位置不同,目前,已從杜松屬植物中分離得到多個(gè)杜松烷型倍半萜。此外,倍半萜烯還分為呋喃型、螺旋烷型、艾里莫酚烷型、前香草烷型、和蛇麻烷型。
近年來(lái)新發(fā)現的單環(huán)倍半萜類(lèi)化合物結構多樣,藥理活性豐富,但是對于其作用機制以及成藥性的研究較少,通過(guò)現已上市應用的單環(huán)倍半萜類(lèi)藥物來(lái)看,單環(huán)倍半萜具有豐富的藥理活性,其潛在成藥性較好。相信隨著(zhù)研究的深入,倍半萜類(lèi)化合物生物活性的作用機制會(huì )越來(lái)越明確,有望從中發(fā)現新型高效的抗腫瘤、抗炎等藥物。
參考資料
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作者簡(jiǎn)介:小米蟲(chóng),藥品質(zhì)量研究工作者,長(cháng)期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作,現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司,從事藥品檢驗分析及分析方法驗證
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