二氢杨梅素药理作用研究进展

中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第46卷第4期2015年2月·603·二氢杨梅素药理作用研究进展侯小龙，王文清，施春阳，童庆，方建国*华中科技大学同济医学院附属同济医院药学部，湖北武汉430030摘要：二氢杨梅素为藤茶中主要的黄酮类化合物，近年来其药理作用受到广泛关注。本文就10余年来二氢杨梅素抗肿瘤、抗炎、抗氧化、解酒护肝、抗病原微生物、降血糖、抗疲劳和调血脂等方面的研究进展进行综述，为二氢杨梅素的深入研究及其植物资源的进一步综合开发利用提供科学依据。关键词：二氢杨梅素；黄酮类；抗肿瘤；抗氧化；抗炎中图分类号：R285文献标志码：A文章编号：0253-2670(2015)04-0603-07DOI:10.7501/j.issn.0253-2670.2015.04.027ResearchprogressinpharmacologicaleffectsofdihydromyricelinHOUXiao-long,WANGWen-qing,SHIChun-yang,TONGQing,FANGJian-guoDepartmentofPharmacy,TongjiHospitalAffiliatedtoTongjiMedicalCollege,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430030,ChinaAbstract:AsamajorflavonoidintheleavesofAmpelopsisgrossedentata,dihydromyricelinhasattractedthewideattentioninrecentyears.Studiesshowedthatdihydromyricelinhasmultiplepharmacologicaleffects,suchasantitumor,anti-inflammation,anti-oxidation,bloodlipidregulation,anti-temulenceandliverprotection,antidiabetics,andanti-pathogenymicroorganism.Wemadeasummaryfordomesticandforeignstudyliteraturesforvariouspharmacologicaleffectsofdihydromyricelinintherecentdecade,intheexpectationofprovidingthescientificbasisforthein-depthstudies,aswellastheutilizationofdihydromyricelinanditsmedicinalresource.Keywords:dihydromyricelin;flavonoids;antitumor;anti-oxidation;anti-inflammation二氢杨梅素（dihydromyricelin，DMY或DHM）又称蛇葡萄素（ampelopsin，AMP）、白蔹素（ampelopsin）、双氢杨梅树皮素、双氢杨梅素、福建茶素等，是一种二氢黄酮醇类黄酮化合物，1940年，首先从蛇葡萄属植物楝叶玉葡萄Ampelopsismeliaefolia(Hand.–Mazz.)W.T.Wang的叶中分离得到[1]。二氢杨梅素广泛存在于蛇葡萄科蛇葡萄属植物中，在藤茶中的量可以达到30%[2]，也存在于杨梅科、杜鹃科、藤黄科、大戟科、橄榄科、豆科、山榄科及柳科等植物中。既往研究证实二氢杨梅素具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、解酒保肝、抗病原微生物及调血脂等多方面的药理作用。此外，二氢杨梅素还具有抗高血压、抑制体内血栓形成、降血糖等生物活性。通过查阅国内外文献，本文对10余年来二氢杨梅素药理作用的研究进展进行综述，为进一步开发、利用和研究二氢杨梅素提供参考。1理化性质二氢杨梅素化学名称为(2R,3R)-3,5,7-三羟基-2-(3,4,5-三羟基苯基)苯并二氢吡喃-4-酮，分子式为C15H12O8，相对分子质量为320.25；为白色针状结晶，熔点为245～246℃。常温和冷水中溶解度较低，易溶于甲醇、乙醇及丙酮，极微溶于醋酸乙酯，难溶于氯仿、石油醚。结构见图1。OHOOHOHOHOHOHO图1二氢杨梅素结构Fig.1Structureofdihydromyricelin收稿日期：2014-09-16基金项目：华中科技大学创新研究院技术创新基金（CXY13Q059）作者简介：侯小龙（1988—），男，甘肃天水人，博士，研究方向为中药药理学。Tel:[phone]Fax:[phone]E-mail:[e-mail]*通信作者方建国Tel:[phone]E-mail:[e-mail]中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第46卷第4期2015年2月·604·药物的药理作用与其化学结构特征密切相关。二氢杨梅素可发生氧化反应、脱氢反应、酯化反应，还可与金属离子发生络合反应。实验研究证实，二氢杨梅素的抗氧化活性中心是位于其分子结构B环上的3′、4′、5′位连酚羟基结构，A环上的3个OH虽具有一定的抗氧化作用，但是抗氧化作用相对较弱[3-5]。金属离子可与二氢杨梅素分子中的酸性酚羟基和成络基团羰基发生络合反应，提高二氢杨梅素的抗氧化能力[6]。另外，通过对3′、4′、5′位酚羟基和3、5、7位的羟基进行酯化、酰基化、糖苷化等结构修饰，来提高二氢杨梅素的水溶性和脂溶性，或增强二氢杨梅素的药理活性，也是二氢杨梅素研究的热点方向之一。2药理作用2.1抗肿瘤二氢杨梅素能够抑制肝癌细胞、乳腺癌细胞、前列腺癌细胞和膀胱癌细胞的增殖，促进多种肿瘤细胞凋亡，作用机制与诱导肿瘤细胞的凋亡、阻滞肿瘤细胞的细胞周期、诱导肿瘤细胞自噬以及抑制肿瘤细胞的侵袭等多种途径相关。2.1.1抑制肿瘤细胞增殖肿瘤的主要特征之一就是能够无限增殖，即具有永生化特性，二氢杨梅素可以通过细胞毒直接发挥抗肿瘤作用。在裸鼠移植瘤模型中，连续21d给药能明显抑制肿瘤的体积，延缓裸鼠移植瘤的生长；MTT分析结果显示，在12、24和48h，二氢杨梅素对人肝癌细胞HepG2的IC50分别为140、127和55μmol/L[7]；不同浓度的二氢杨梅素能够浓度和时间依赖性地抑制人肝癌细胞株Bel-7402增殖，其机制可能与下调Bcl-2表达、上调Bax表达和活化caspase3相关[8]。嵌入剂是抗肿瘤药物中作用于DNA的药物的一种[9]。紫外-可见光谱、荧光光谱、红外光谱、热重分析等结果显示，二氢杨梅素-Mn（II）的复合物能够嵌入DNA双螺旋结构，结合常数为5.64×104M，Stern-Volmer猝灭常数为1.16，表明该复合物能够与DNA牢固地结合，这在某种程度上能够解释二氢杨梅素的抗癌作用机制，也能在一定程度上为二氢杨梅素其他药理作用机制研究提供依据[10]。2.1.2诱导肿瘤细胞凋亡细胞凋亡指细胞在发育的一定阶段出现的程序性死亡，是多细胞生物的一种重要的自稳机制。各种因素导致的细胞凋亡的调节紊乱是肿瘤形成及发展的重要原因，诱导细胞凋亡是抗肿瘤的一种有效策略。目前认为细胞凋亡信号转导通路主要包括3种：内源性途径（又称线粒体途径）、外源性途径（又称死亡受体途径）和内质网途径。细胞凋亡受到多种凋亡抑制基因和凋亡促进基因如caspase家族、Bcl-2、p53、C-myc等的调节。在凋亡过程中，各种死亡信号诱导线粒体膜通透性改变孔（PTpore）开放，导致线粒体跨膜电位下降，细胞色素C从线粒体释放入胞浆，与Apaf1、ATP/dATP形成凋亡体，凋亡体活化caspase-9前体，使其自我剪切活化并启动caspase级联反应，激活下游的caspase-3和caspase-7，完成其相应底物的剪切，促进细胞凋亡。文献报道，二氢杨梅素对人乳腺癌细胞MDA-MB-231具有促凋亡作用，随二氢杨梅素浓度增加，胞内钙离子浓度逐渐增加，线粒体跨膜电位逐渐减少，二氢杨梅素浓度依赖性地活化MDA-MB-231细胞内caspase-3和caspase-9，引起细胞凋亡，凋亡作用很可能与影响线粒体途径有关[11]。TUNEL实验结果显示二氢杨梅素可以诱发肺腺癌细胞AGZY-83-a凋亡，通过升高胞内钙离子浓度，增强caspase-3活性来发挥抗肿瘤作用[12]。作为一种关键的癌症抑制基因，p53能够增加细胞对凋亡刺激的敏感性。研究发现，二氢杨梅素能够抑制HepG2细胞的生长，明显增强p53的表达，有效降低Bcl-2的表达，进而诱导肿瘤细胞凋亡，该作用呈时间和剂量依赖性[13]。另有文献报道，二氢杨梅素对肝癌细胞具有抑制作用，呈现时间和剂量依赖性，而对正常肝细胞HL7702和L02细胞的活力无明显影响；在作用12h后检测发现，p53的表达量升高，该作用可能与p53介导的凋亡信号通路的激活有关[7]。线粒体产生大量活性氧（ROS），使通透性转换孔开放，引起线粒体跨膜电位降低，导致细胞色素C等凋亡因子释放到细胞质中，激活caspase，引起细胞凋亡。二氢杨梅素可剂量依赖性地引起乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-231产生ROS，上调乳腺癌细胞GRP78中p-PERK、p-elF2α的表达，从而激活内质网应激，而ROS清除剂scavenger能够减少ROS的产生；二氢杨梅素能够抑制人乳腺癌细胞MCF-7和MDA-MB-231的增殖，并诱导其凋亡，但对人正常乳腺细胞不产生细胞毒作用。这种作用和ROS的产生以及内质网应激通路密切相关[14]。2.1.3阻滞细胞周期细胞周期的有序运转受到细胞周期蛋白（cylin）、周期蛋白激酶（CDK）等的严密调控。肿瘤的发生发展与细胞周期调控密切相关。中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第46卷第4期2015年2月·605·二氢杨梅素能够通过影响相关蛋白如cyclinA、cyclinB1、Cdk1、P53、Cdc25c、p-Cdc25cChk1和Chk使HepG2细胞阻滞于G2/M期，该作用可被Chk2siRNA阻断，而p53和Chk1基因敲除的HepG2细胞并不能引起细胞周期阻滞于G2/M期[15]。二氢杨梅素能使人前列腺癌细胞PC3阻滞于S期，剂量依赖性地抑制细胞增殖[16]。2.1.4诱导细胞自噬与凋亡（I型程序性死亡）不同，自噬性细胞死亡被称为II型程序性死亡。自噬是指一些需要降解的蛋白质和细胞器等胞浆成分被包裹，并最终运送至溶酶体降解的过程，是真核细胞维持细胞稳态、实现更新的重要机制[17]。大量的细胞自噬会引起细胞死亡。近来研究发现，二氢杨梅素可通过诱导细胞自噬进而抑制HepG2细胞的增殖。二氢杨梅素可诱导HepG2细胞产生明显的自噬体特征，透射电镜可观察到包含有降解的细胞内容物的自噬溶酶体结构。基于自噬体标记蛋白的检测发现，在二氢杨梅素作用后，微管相关蛋白1轻链3（LC3）大量弥散形成点状结构。进一步的研究显示，二氢杨梅素能够剂量和时间依赖性地促进LC3-II和自噬基因Beclin-1的表达，抑制mTOR的活性，这些作用可能与对细胞外调解蛋白激酶（ERK）1/2、腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）和PI3K/PDK-1/Akt通路的调节有关[18]。2.1.5抑制肿瘤侵袭转移癌细胞的侵袭和转移是恶性肿瘤的基本特征，也是癌症患者死亡的重要原因之一。基质金属蛋白酶（MMP）可降解细胞外基质蛋白，与肿瘤细胞的侵袭能力密切相关。二氢杨梅素能够剂量依赖性地抑制乳腺癌MDA-MB-231细胞的MMP-2/9转录和蛋白表达水平，抑制MDA-MB-231细胞的侵袭[19]。另外，二氢杨梅素能够通过诱导与bcl-2有关的细胞凋亡来抑制雄激素非依赖型人类乳腺癌细胞PC-3的增殖，但对于正常的前列腺癌细胞的活性没有影响；也能够通过下调趋化因子受体