狗牙花屬植物生物堿類成分及生物活性的研究進展△

杜思雨，方忠瑩，潘少斌，方磊，2*，張永清

1.山東中醫(yī)藥大學 藥學院，山東 濟南 250355；2.濟南大學 生物科學與技術學院，山東 濟南 250022

狗牙花屬(ErvatamiaStapf)為夾竹桃科(Apocynaceae)植物，直立灌木或喬木，主要分布在亞洲、大洋洲、北美洲、南美洲等部分地區(qū)；在全世界有約120種，在我國主要有15種和5變種；產(chǎn)于亞洲熱帶與亞熱帶地區(qū)的單瓣狗牙花，其葉可藥用，有降低血壓效能，民間常用于治眼病、瘡疥、乳瘡、咬傷等癥；根可治頭痛和骨折等[1]。狗牙花屬植物的研究開始較早，科研人員從中分離出多種化學成分，有甾體、三萜、木脂素等，最重要的就是生物堿類成分。單萜吲哚生物堿是狗牙花屬植物中的重要化學成分，而且具有多種較好的生物活性。隨著對狗牙花屬植物的深入研究，科研人員從狗牙花植物中發(fā)現(xiàn)了越來越多的具有生物活性的生物堿類化合物。雖然有研究[2-4]對狗牙花屬植物的化學成分及藥理活性進行了總結，但都局限于1種狗牙花屬植物，且介紹的不僅僅是生物堿還有很多非生物堿類成分。為了對國內(nèi)外狗牙花的生物堿類成分進行全面系統(tǒng)的了解，便于科研人員參考，更好地利用和開發(fā)狗牙花屬植物及其富有活性的生物堿類化學成分，筆者對1996—2016年國內(nèi)外科研人員從該屬植物中發(fā)現(xiàn)的149個狗牙花生物堿結構類型和生物活性進行總結，為進一步研究其藥用價值提供參考。

1 結構類型

1.1 Ibogan型

Andrade等[5]4093從Tabernaemontanaaustralis莖中分離得到ibogamine(1)、ibogaine(2)、ibogaline(3)、voacangine(4)、desethyl-voacangine(5)和voacangine hydroxyindolenine(6)。2是1的C10位的甲氧基取代物；3是1的C10位和C11位的雙甲氧基取代物。(19S)-hydroxyibogamine(7)是Kam等[6]669從MalayanT.corymbosa的莖葉中分離而來的1個生物堿，是1的C20位的羥乙基取代物；Kam等[6]670也分離得到19-epi-isovoacristine(8)、(3R/3S)-ethoxyheyneanine(9)、(3R/3S)-ethoxy-19-epi-heyneanine(10)和isovoacryptine(11)。ibogaine-5，6-dione(12)、(7S)-3-oxoibogaine hydroxyindolenine(13)和19-epi-5-oxovoacristine(14)是Tang等[7]1839從E.officinalis莖葉中分離得到的，12是2的氧化衍生物。

Nge等[8]1388-1392從MalayanT.corymbosa的樹皮中分離得到conodusine A(15)、conodusine B(16)、conodusine C(17)、(+)-conodusine E(18)和conodusine D(19)；15與1相似，15是1的C19位的羰基取代物。16是15的差向異構體；17是16的N-氧化物。Lim等[9]1129從T.corymbosa的樹皮中分離得到cononusine(20)，是第二個吡咯烷酮駢單萜吲哚生物堿化合物。Pereira等[10]172從T.catharinensis的根皮中分離而得coronaridine(21)，是1的C16位的甲酯基取代物。Zhang等[11]49從T.officinalis的地上部分分離得到taberdivarine G(22)，是21的C3位的羥甲基取代物。(3S)-3-cyanocoronaridine(23)、(3S)-3-cyanoisovoacangine(24)和(3R/3S)-3-ethoxyvoa-cangine(25)是Kam等[12]648-651從T.divaricata樹皮中提取出來的，24與23結構相似，是其C11位的甲氧基取代物；25是(3R)和(3S)2個差向異構體的混合物，兩者所占比例約為3∶1，R構型占主導地位。Heyneanine(26)是Pereira等[13]167從T.catharinensis的根皮中提取出來的。

除此之外，從狗牙花屬植物中還發(fā)現(xiàn)了一系列該類型的生物堿，包括Bao等[14]1410從T.divaricata的地上部分分離得到的tabernaricatine F(27)和tabernaricatine G(28)；Chaturvedula等[15]從馬達加斯加的熱帶雨林中的T.calcarea的葉及幼果部位提取出來的19-epi-voacristine hydroxyindolenine(29)、19-epi-3-oxovoacristine(30)和(3R/3S)-hydroxytab-ernanthine(31)以及10-hydroxycoronaridine(32)[16]、conomicidines A～B以及isoconomicidines A～B(33～36)[17]。見圖1。

1.2 Vobasan型

Pereira等[10]173-174從T.catharinensis的根皮中分離出來vobasine(37)。Monnerat等[18]從T.hystrix根皮中分離得到hystrixnine(38)。Vobasidines A～D(39～42)是Sim等[19]2504-2506從T.corymbosa的樹皮中得到的；39中在C19和C20位以一個環(huán)氧基團相連，41與39的區(qū)別是其C16位構型相反。Eleganine A(43)是Mansoor等[20]從T.elegans葉中得到。Nb-demethyltaberpsychine(44)是Lim等[21]1185從T.corymbosa樹皮及葉中分得。見圖2。

1.3 Akuammidine型

Voachalotine(45)和affinisine(46)是Andrade等[5]4093從T.australis莖中分離而得的。12-methoxy-Nb-methylvoachalotine(47)是Pereira等[13]167從T.catharinensis的根皮中提取出來的。Nb-methylvoa-chalotine(48)是Medeiros等[22]從T.laeta的根皮提取出來的，是1個新天然產(chǎn)物四環(huán)生物堿；48結構與45非常相似，是45的N4甲基取代物。Isoakua-mmiline(49)是Qu等[23]3133-3144從T.litoralis的果皮中分離出來的(見圖2)。

圖1 Ibogan型生物堿的結構

1.4 Aspidosperma型

Apocidines A～B(50～51)是Nge等[8]1392-1394從T.corymbosa的樹皮中分離，兩者區(qū)別在于羥基的取代位置不同。18-hydroxypseudovincadifformine(52)是Qu等[23]3144從T.litoralis的果實產(chǎn)物中分得。Ma等[24]1158-1160從T.corymbosa的葉子中提取出來tabercarpamines C～F(53～56)，54是53的C21位的差向異構體，而56是55的C21位的差向異構體。Jerantiphylline A(57)和B(58)是Lim等[25]從T.corymbosa葉子中提取出來的。Lim等[26]1591-1593從MalayanT.corymbosa葉中分離出jerantinines A～G(59～65)，60與59的區(qū)別在于其在C14～C15位上將雙鍵替換成了1個環(huán)氧取代，61與59、62和60是后者的C3位氧化物，63是59的C14～C15位氫化物，65是60的亞氨基醌衍生物。Kam等[27]1292-1294從T.divaricata葉中得到化合物taberhanine(66)、voafinine(67)、N-methylvoafinine(68)、voafinidine(69)和voalenine(70)。3-oxomehranine(71)和14α，15β-dihydroxy-N-methylaspidospermidine(72)是Lien等[28]從T.bovina莖葉中分離出來的。見圖3。

1.5 其他單萜吲哚型生物堿

除上述介紹的生物堿之外，科研人員從狗牙花屬植物中分離出了其他幾種生物堿。Andrade等[5]4093從T.australis莖中分得Pseudoindoxyl-ibogan型生物堿rupicoline(73)；Tang等[7]1841從E.officinalis分離得到Pseudoindoxyl-ibogan型生物堿ervaoffines A～B(74～75)；Lim等[21]1182-1184從T.corymbosa提取出corynantheine型生物堿(7R)和(7S)-geissoschizol oxindole(76、77)，(7R，16R)和(7S，16R-19E)-isositsirikine oxindole(78、79)；Ma等[24]1160從T.corymbosa的葉中分離得到Chippiine型生物堿tabercarpamines G～J(80～83)，Kam等[29]于T.corymbosa葉中分離得到Chippiine型生物堿dippinine A(84)。見圖4。

圖2 Vobasan型和Akuammidine型生物堿的結構

圖3 Aspidosperma型生物堿的結構

1.6 雙吲哚型生物堿

雙吲哚型生物堿是一類由2個單萜吲哚類生物堿單元分子間縮合而成，它們之間的區(qū)別在于結構單元、結構單元上的取代基、結合位點以及母核類型的不同。

Vobasinyl-iboga型雙吲哚生物堿，是由Vobasinyl和Iboga兩部分構成，截止到目前這一類生物堿是雙吲哚型生物堿中發(fā)現(xiàn)數(shù)量最多的。Lim等[9]1132-1135也是從MalayanT.corymbosa樹皮中分得ervatensine A(85)和B(86)；taberdivarines C～F(87～90)是Zhang等[11]47-49從T.officinalis地上部分分離出的；tabernaricatines A～E(91～95)是Bao等[14]1406-1409從T.divaricata地上部分分離出的；Kam等[27]1294從T.divaricata(重瓣花品種)葉中提取出conophyllinine(96)。Paterna等[30]2625-2626從T.elegans根中提取出了(19′S)-hydroxytabernaelegantine A(97)、3′-oxotaber-naelegantines C～D(98～99)為該類生物堿。Vobatensines A～F(100～105)是Sim等[31]1048從T.corymbosa樹皮中分得。Zhang等[32]從T.corymbosa細枝和葉中提取分離得到tabercorines A～C(106～108)以及17-acetyl-tabernaecorymbosine A(109)。Ervachinines A～D(110～113)是Guo等[33]140從E.chinensis整株植物中提取分離而得；19，20-dihydrotabernamine(114)和19，20-dihydroervahanine A(115)是Ingkaninan等[34]848從泰國藥用植物T.divaricata的根中提取而得；Kam等[35]從T.divaricata的樹皮中提取出了conodusarine(116)。Conodirinine A(117)和B(118)是Kam等[36]從Malayan物種T.corymbosa葉中提取出的。Conodiparines A～F(119～124)、conodutarine A和B(125、126)、cononitarine A和B(127、128)，是Kam等[37-38]從Malayan物種T.corymbosa葉中提取出的；Chaiyana等[39]544從T.divaricata莖中提取出了(3′R/3′S)-hydroxyvoacamine(129)。(19′S)-hydroxy-conodurine、conodurinine、(19′S)-hydroxycono-duramine以及(19′S)-hydroxyervahanine A(130～133)是Kam等[40]從T.corymbosa的樹皮和葉中分離得到的。Tabernamidines A～B(134～135)是Nge等[8]1395從T.corymbosa樹皮中分離而得。見圖5。

Vobasinyl-voaphylline型生物堿taberdivarines A～B(136～137)是Zhang等[11]47從T.officinalis的地上部分提取出來的，136和137構型基本相同，區(qū)別在于136的兩個部分是C3/C11′相連接，而137的兩個部分是C3/C10′相連接。

Vobasinyl-chippiine型生物堿tabercarpamines A～B(138～139)是Ma等[24]1156-1158從T.corymbosa的葉中分離得到的，bistabercarpamine A(140)和B(141)是Ma等[41]101從T.corymbosa的葉中分離得到的。140兩部分是C3/C12′相連，而141的兩部分是C3/C10′相連接。

Aspidosperma-aspidosperma型生物堿是2個Aspidosperma母核結合的一類雙吲哚型生物堿。Nge等[42]2713從T.corymbosa樹皮及葉中分離得到該類生物堿conofolidine(142)。Lien等[43]從T.bovina的莖葉中分離而得的tabernaebovine(143)和methylenebismehranine(144)都是這一類生物堿；Zaima等[44]1686從T.sphaerocarpa莖中分離出來biscarpamontamine B(145)。Aspidosperma-iboga型生物堿biscarpamontamine A(146)是Zaima等[44]1688從T.sphaerocarpa莖中分離得到的。Vobasine-vobasine型生物堿vobasonidine(147)和Vobasine-strychnan型生物堿vobatricine(148)是Kam等[45]從MalayanT.corymbosa樹皮及葉中分離提取得到。Hirasawa等[46]5720從T.elegans葉中提取出來alasmontamine A(149)，是從自然界發(fā)現(xiàn)的一個新穎的單萜吲哚型生物堿的四聚體，由4個Aspidosperma骨架聚合。經(jīng)進一步研究表明，它的骨架由C5～C6相連，可能是通過12′-O-demethylvobtusine的氮氧化物經(jīng)Polonovski反應形成的，故149的形成是可能是通過進一步氧化發(fā)生的。見圖6。

圖4 其他單萜吲哚類生物堿的結構

圖5 Vobasinyl-iboga型生物堿的結構

圖6 其他雙吲哚類生物堿的結構

2 生物活性

2.1 抗腫瘤作用

單萜吲哚類生物堿對人類口腔表皮樣癌細胞(KB)的生長表現(xiàn)出顯著的抑制作用。Kam等[12]653從MalayanT.divaricata樹皮中分得的Ibogan型生物堿23、24和25，對KB胞表現(xiàn)出顯著的抑制作用。Sim等[19]2510從MalayanT.corymbosa樹皮中分得的Vobasan型生物堿39、41，對KB細胞有顯著的抑制作用(IC50約5 μg·mL-1)。Lim等[26]1593從MalayanT.corymbosa葉提取的5個Aspidosperma單萜吲哚型生物堿59～63，對KB細胞表現(xiàn)出明顯的抑制作用(IC50為0.3～0.8 μg·mL-1)，化合物62的效果最為明顯(IC50為0.28 μg·mL-1)。

Vobasinyl-iboga型生物堿化合物85和86[9]1135-1137對KB、A549、MCF-7、MAD-468、HCT-116和HT-29細胞(IC50為0.70～4.19 μmol·L-1)顯示有良好抑制活性。細胞周期和膜聯(lián)蛋白V-FITC凋亡分析實驗表明，85和86能夠抑制HCT-116和MDA-468細胞增殖擴散，從而引起細胞凋亡?；衔?8～90[11]50表現(xiàn)出對3種人癌癥細胞Hela、MCF-7和SW480的抑制作用，(IC50為1.42～11.35 μmol·L-1)；97、98和99[30]2629在HCT-116結腸癌細胞中有誘導細胞凋亡和細胞周期停滯作用?；衔?00～104[31]1054在體外生長抑制活性實驗中對人KB、PC-3、LNCaP、HCT-116、HT-29、MCF-7、MDA-MB-231和A549癌細胞均有顯著抑制作用。Guo等[33]144從E.chinensis整株植物中分離的110、111、112和113，以順鉑作為陽性對照，通過使用MTT方法，檢測化合物對5種人癌細胞HL-60、SMMC-7721、A-549、MCF-7和SW480的影響，110和112對5種細胞均有顯著的抑制活性(IC50為0.84～3.66 μmol·L-1)，其余的表現(xiàn)出比陽性對照(順鉑)更強的抑制活性。Kam等[38]從T.corymbosa中分離的119、120、121和122，在KB細胞中表現(xiàn)出顯著的逆轉抗性。

Ma等[24]1161從T.corymbosa的葉子中分離的Vobasinyl-chippiine雙吲哚型生物堿138對3種人癌細胞(SMMC-7721、HepG-2和MCF-7)顯示出顯著的抑制作用，其IC50值分別為8.54、3.31和6.76 μmol·L-1。另外，膜聯(lián)蛋白V/PI雙染色法結果表明，138可能通過誘導細胞凋亡來抑制HepG-2細胞的增殖。Ma等[41]103從T.corymbosa的葉子中分離得到結構新穎的Vobasinyl-chippiine雙吲哚型生物堿140，它表現(xiàn)出對HepG-2細胞有抑制活性[IC50為(38.14±38.14) μmol·L-1]。Aspidosperma-aspidosperma雙吲哚型生物堿142[42]2710在體外生長抑制活性實驗中對一系列人類腫瘤細胞有抑制活性，包括KB、PC-3、LNCaP、MCF-7、MDA-MB-231、HT-29以及HCT-116細胞。Zaima等[44]1689從T.sphaerocarpa莖中提取出的生物堿145對各種人類癌細胞(HL60、PRMI8226、NCI-H226、HCT-116和MCF-7)均具有有效的抑制作用，IC50值分別為0.5、1.9、2.4、0.8和1.8 μmol·L-1。Hirasawa等[46]5721從T.elegans的葉子中提取出的結構新穎的四單萜吲哚型生物堿149，它對HL-60細胞具有抑制活性(IC50為31.7 μmol·L-1)。

2.2 抗乙酰膽堿酯酶作用

Andrade等[5]4094從T.australis莖的三氯甲烷提取物中分得的Ibogan型吲哚生物堿21[10]、4、6和Pseudoindoxyl-ibogan型生物堿73，在相同的濃度下以毒扁豆堿和加蘭他敏(檢測極限為0.01 mmol·L-1)作為參考物，用改良的Ellman法，顯示具有抗膽堿酯酶活性。Ingkaninan等[34]851從T.divaricata根中分出的2個Vobasinyl-iboga型雙吲哚生物堿114和115，與已知的乙酰膽堿抑制劑加蘭他敏比較，這兩者顯示對乙酰膽堿酯酶有較好的抑制活性[IC50分別為(0.227±0.154)、(0.071±0.013) μmol·L-1]。Chaiyana等[39]從T.divaricata莖中分離出的生物堿129對乙酰膽堿脂酶抑制活性[IC50為(7.00±1.99) μmol·L-1]。

3 結論

由于生物堿優(yōu)良的活性和許多新穎的骨架，在天然產(chǎn)物領域受到國內(nèi)外研究者的廣泛關注。狗牙花屬植物中的生物堿結構類型多樣、數(shù)量眾多、活性顯著，尤其是吲哚類生物堿的種類及活性被較多關注。但目前對于狗牙花屬植物的研究僅限于少數(shù)，藥理活性研究較為系統(tǒng)，因此，我們需要對狗牙花屬植物的生物堿進行更深層次的研究和開發(fā)，便于發(fā)現(xiàn)更多具有活性的生物堿。