蘇木化學(xué)成分及藥理作用的研究進展△

鄧成杰，劉爽，徐曉云，任亞男，周學(xué)剛，魏東華，辛萍，孫世芹*

1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)(大慶) 藥學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.佳木斯大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154000

蘇木為豆科云實屬植物蘇木CaesalpiniasappanL.的干燥心材，具有活血祛瘀、消腫止痛的功效[1]，常用于治療跌打損傷、閉經(jīng)痛經(jīng)、產(chǎn)后瘀阻等[2]。蘇木化學(xué)成分復(fù)雜，目前已從其心材中分離鑒定約120個化合物，其中含有特征性成分80個，主要包括原蘇木素、巴西蘇木素、高異黃酮、蘇木查爾酮等類成分。此外，還含有二苯類和其他類成分，如甾醇、揮發(fā)油、有機酸及氨基酸等。蘇木及其所含化學(xué)成分具有多種生物活性，如抗炎、抗腫瘤、免疫抑制、抗菌、舒張血管、抗氧化、鎮(zhèn)靜等，對糖尿病也顯示干預(yù)作用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

1 化學(xué)成分

1.1 原蘇木素類

原蘇木素類是從蘇木中分離出的主要聯(lián)苯化合物，共有9個。其中10-O-甲基原蘇木素B(10-O-methylprotosappanin B)、異原蘇木素B(isoprotosappanin B)與10-O-甲基異原蘇木素B(10-O-methylisoprotosappanin B)是原蘇木素B(protosappanin B)的衍生物；原蘇木素D(protosappanin D)為原蘇木素C(protosappanin C)的二聚體；原蘇木素E1(protosappanin E1)或原蘇木素E2(protosappanin E2)由原蘇木素類與蘇木素類成分聚合形成，見表1。

表1 原蘇木素類化學(xué)成分

續(xù)表1

1.2 巴西蘇木素類

巴西蘇木素(brazilin)分子式為C16H14O5，是蘇木中主要的活性成分，又稱蘇方木素、巴西紅木素[7]，共分離鑒定了13個巴西蘇木素類成分。brizilide不是蘇木本身含有的成分，而是在分離過程中由巴西蘇木素衍生出的新成分[8]，見表2。

表2 巴西蘇木素類化學(xué)成分

續(xù)表2

續(xù)表2

1.3 高異黃酮類

高異黃酮類化合物是蘇木中重要活性成分之一。目前文獻已報道的高異黃酮類成分分3種類型：蘇木酮類、蘇木醇類以及新黃酮類化合物。

1.3.1蘇木酮類 蘇木酮類化合物由苯并二氫吡喃類衍生物組成的[16]。目前文獻已報道的蘇木酮類成分共有32個，見表3。

表3 蘇木酮類化學(xué)成分

續(xù)表3

續(xù)表3

1.3.2蘇木醇類 蘇木醇類根據(jù)C-4位立體構(gòu)型的不同又分為蘇木醇(sappanol)和表蘇木醇(episappanol)[19-16]，共分離鑒定了9個蘇木醇類單體化合物，見表4。

1.3.3新黃酮類化合物 新黃酮類化合物是蘇木在不同的提取分離條件下發(fā)現(xiàn)的成分，共有10個新黃酮類化合物，見表5。

1.4 蘇木查爾酮類

從蘇木中共分離鑒定了7個蘇木查爾酮類成分，見表6。

表4 蘇木醇類化學(xué)成分

表5 新黃酮類化學(xué)成分

續(xù)表5

表6 蘇木查爾酮類化學(xué)成分

續(xù)表6

1.5 二苯類及其他類

二苯類包括：(+)-南燭木樹脂酚、(+)-(8S.85)-bisdihydrosiri、(E)-3，3′-dimethoxy-4，4′-dihydroxystilbene、3-[[4，5-dihydroxy-2-(hydroxylmethy) phenyl]methyl]-2，3-dihydro-3，6-benzofurandiol、蘇朽木酚(sappanin)、云實品J(caesalpin J)、云實品P(caesalpin P)、α-水芹烯(aphenllandrene)、羅勒烯(ocimene)、紫鉚花素(butein)、異甘草素(isoliquiritigemn)、槲皮素(quercetin)、鼠李素(rhamnetin)、商陸素(ombuin)等。

其他類成分包括甾醇類：二十八醇、谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、蒲公英甾醇、胡蘿卜苷、β-谷甾醇、麥角甾烷-4，6，8，22(23)-四烯-3-酮；木脂素類：intricatinol、(±)-lyoniresinol、(-)-丁香樹脂酚；脂肪族類：己二酸二甲酯、棕櫚酸、十八酸、正十八酸等；萜類：木栓酮、熊果酸、齊墩果酸；肉桂醛類：3，5-二甲氧基-4-羥基肉桂醛；黃烷酮類：6，4-′二羥基-7-甲氧基-黃烷酮；蒽醌類：大黃酚等。

2 藥理作用

2.1 抗炎作用

2.1.1抑制炎性細(xì)胞因子 從蘇木中分離出的多種活性成分均對腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)等促炎細(xì)胞因子有良好的抑制作用。利用細(xì)菌脂多糖(LPS)誘導(dǎo)小鼠單核巨噬細(xì)胞RAW264.7建立炎性細(xì)胞模型，發(fā)現(xiàn)原蘇木素A通過抑制一氧化碳(NO)釋放來發(fā)揮抗炎活性[28]。巴西蘇木素可以減少前列腺素E2(PGE2)、NO和TNF-α的分泌，抑制NO產(chǎn)生效果最為顯著，其抗炎機制可能是以劑量依賴的方式調(diào)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、環(huán)氧合酶-2(COX-2)和TNF-α的基因表達[29]。相關(guān)研究[30-31]利用巨噬細(xì)胞和軟骨細(xì)胞株研究蘇木乙醇提取物的抗炎活性，首次發(fā)現(xiàn)蘇木醇和表蘇木醇通過抑制TNF-α和IL-6產(chǎn)生發(fā)揮抗炎作用，蘇木醇還可增加抗炎性細(xì)胞因子IL-10的分泌。同時原蘇木素B和蘇木查爾酮也能夠降低TNF-α和IL-6的水平[32]。

2.1.2抗關(guān)節(jié)炎 利用膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎(CIA)小鼠模型，觀察抗類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis，RA)效果，結(jié)果顯示巴西蘇木素和蘇木查爾酮顯著降低CIA小鼠血清中TNF-α、IL-6和1L-1β的分泌，通過Micro-CT檢測蘇木查爾酮對CIA小鼠關(guān)節(jié)破壞和表面侵蝕爪有明顯的改善作用[33-34]。Lee等[31]發(fā)現(xiàn)，25 μg·mL-1巴西蘇木素可以顯著增加RA成纖維樣滑膜細(xì)胞中的自噬限制炎癥反應(yīng)，而對正常成纖維樣滑膜細(xì)胞無影響，表明巴西蘇木素可能成為RA的潛在治療藥物。

2.1.3抗神經(jīng)炎 神經(jīng)炎癥是誘發(fā)神經(jīng)退行性疾病的主要因素，腦內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞的異常激活是神經(jīng)炎癥的主要表現(xiàn)。原蘇木素A顯著抑制LPS誘導(dǎo)BV2小膠質(zhì)細(xì)胞TNF-α和IL-1β的產(chǎn)生，并且以劑量依賴性方式降低IL-6、IL-1β和單核細(xì)胞去化蛋白-1(MCP-1)的mRNA表達；同時阻斷IKK/IkB/NF-κB炎性信號傳導(dǎo)途徑，進而抑制還原型輔酶Ⅱ(NADPH)和iNOS的活性來治療神經(jīng)炎癥[35]。原蘇木素A也可通過下調(diào)JAK2和STAT3的磷酸化水平以及阻止STAT3核易位，來抑制LPS誘導(dǎo)的促炎介質(zhì)釋放，從而抑制神經(jīng)炎癥損傷[36]。蘇木酮A對神經(jīng)炎癥也有一定治療效果，蘇木酮A小分子探針可以特異性靶向肌苷單磷酸脫氫酶2(IMPDH2)中的半胱氨酸140(Cys140),并抑制其活性,發(fā)揮抗神經(jīng)炎作用[37]。去氧蘇木酮B也能夠治療炎癥損傷引起的神經(jīng)性疾病[38]。

2.1.4抗其他炎癥 蘇木酮A和巴西蘇木素對炎癥引起的腎損傷有明顯改善作用，能夠有效降低促炎性細(xì)胞因子的分泌，抑制NF-κB信號通路活化[39-41]。巴西蘇木素還可通過降低NF-κB p65、IκB、MAPK p38、應(yīng)激活化蛋白激酶(JNK)和細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)的磷酸化水平，抑制TNF-α、IL-1β和IL-6的表達，從而發(fā)揮抗乳腺炎作用；同時在BALB/c小鼠乳腺炎模型中，腹腔注射不同劑量巴西蘇木素(25、50、100 mg·kg-1)24 h后，發(fā)現(xiàn)巴西蘇木素對乳腺組織具有保護作用，小葉完整并且腺泡未被破壞[42]。

2.2 抗腫瘤作用

用原蘇木素B處理SW-480、HCT-116和BTT細(xì)胞48 h后，最大半數(shù)抑制濃度(IC50)值分別為21.32、26.73、76.53 μg·mL-1；將原蘇木素B預(yù)處理的肝癌H22細(xì)胞株接種到KM小鼠的腹腔中，第7天收集腹水檢測，發(fā)現(xiàn)6.25 mg·mL-1原蘇木素B完全抑制腫瘤的形成；將100、200、300 mg·kg-1原蘇木素B腹腔注射到攜帶BTT細(xì)胞的T739小鼠體內(nèi)連續(xù)6 d，中、高劑量原蘇木素B顯著增加小鼠的存活率[43]。巴西蘇木素對人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞遷移和侵襲具有抑制作用。5、10、20 μmol·L-1巴西蘇木素處理人乳腺癌細(xì)胞24 h后MMP-2表達下調(diào)，進而抑制p38 MAPK、PI3K/Akt和NF-κB等通路的激活，但是對ERK和JNK無影響[44]。巴西蘇木素還可降低Akt和GSK-3β蛋白的磷酸化水平，減少β-Catenin蛋白的表達，促進人乳腺癌MCF-7細(xì)胞凋亡[45]。巴西蘇木素和氧化巴西蘇木素與順鉑協(xié)同治療結(jié)腸癌的效果優(yōu)于單一藥物的治療。2個單體化合物對WiDr細(xì)胞的IC50值分別為41、52 μmol·L-1，同時還增加WiDr細(xì)胞S期和G2/M期停滯，具有一定的抗癌效果；與順鉑聯(lián)用后WiDr細(xì)胞活力分別降低至64%和78%以及S期停滯增強[46]。蘇木乙醇提取物、蘇木查爾酮、巴西蘇木素和紫鉚花素對人腫瘤細(xì)胞系HepG2、H522和COLO205增殖都具有抑制作用；攜帶S180腫瘤細(xì)胞的BALB/c小鼠模型中，分別給予400 mg·kg-1巴西蘇木素，200 mg·kg-1蘇木查爾酮和200 mg·kg-1蘇木乙醇提取物，腹腔注射7 d，抗腫瘤效果依次為蘇木乙醇提取物>蘇木查爾酮>巴西蘇木素，其腫瘤抑制率分別是64.84%、57.61%和39.22%[47]。另有發(fā)現(xiàn)，在攜帶人HCC細(xì)胞的小鼠連續(xù)3周腹腔注射2 mg·kg-1紫鉚花素，對肝癌增殖的抑制率為53.90%[48]。

2.3 免疫抑制作用

從蘇木中分離的氧化巴西蘇木素和原蘇木素A具有較強的免疫抑制作用，是治療過度免疫反應(yīng)相關(guān)疾病的潛在藥物。1、5、10 μg·mL-1氧化巴西蘇木素處理由刀豆蛋白A(Con A)和LPS誘導(dǎo)的小鼠脾臟T和B淋巴細(xì)胞72 h可顯著抑制增殖[49]。灌胃給予25 mg·kg-1原蘇木素A可延長心臟移植大鼠的存活時間，其機制是通過減少CD4+/CD8+比率，減弱T細(xì)胞增殖，同時抑制NF-κB的活性和下游IFN-γ和IP-10的表達[50-51]。心臟移植大鼠靜脈注射25 mg·kg-1原蘇木素A治療7 d，可以抑制供體樹突狀細(xì)胞(DC)的轉(zhuǎn)移，進而導(dǎo)致受體T細(xì)胞反應(yīng)性降低，延長心臟移植大鼠存活時間[52]。

2.4 抗菌作用

巴西蘇木素、巴西蘇木素提取物和蘇木乙醇提取物對痤瘡丙酸桿菌、金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌有較好的抑菌效果。利用肉湯微量稀釋法，發(fā)現(xiàn)3種化合物對痤瘡丙酸桿菌最敏感，巴西蘇木素對3種菌株的抗菌活性最強[53]。巴西蘇木素、氧化巴西蘇木素和蘇木酮B對“超級細(xì)菌”甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)也有抑制作用，抗菌活性為巴西蘇木素、氧化巴西蘇木素和蘇木酮B，MIC/MBC值分別32/64、128/256、128/512 μg·mL-1。同時采用Chequerboard方法測定3種化合物與氨基糖苷類抗生素協(xié)同抗菌效果，發(fā)現(xiàn)與巴西蘇木素聯(lián)合使用抗菌能力最強[54]。原蘇木素A和B對金黃色葡萄球菌和MRSA也具有良好的抑菌效果，與抗生素類藥物聯(lián)用表現(xiàn)出協(xié)同作用，其中與阿米卡星和慶大霉素聯(lián)用具有最強抑菌能力，并對MRSA耐藥性具有逆轉(zhuǎn)作用[55]。利用細(xì)胞病變效應(yīng)減少法首次發(fā)現(xiàn)了蘇木查爾酮、3-去氧蘇木查爾酮、鼠李素可以顯著抑制神經(jīng)氨酸苷酶活性，發(fā)揮抗流感作用，其中3-去氧蘇木查爾酮活性最強[56]。此外，蘇木酮A對神經(jīng)氨酸苷酶活性也具有抑制作用[57]。

2.5 舒張血管作用

蘇木提取物、巴西蘇木素具有舒張血管活性。低濃度蘇木甲醇提取物(10和30 μg·mL-1)引起的血管舒張依賴于功能性血管內(nèi)皮和內(nèi)源性NO產(chǎn)生，高濃度(100 μg·mL-1)以血管內(nèi)皮和NO非依賴性方式使血管松弛[58]。蘇木水提物(10～100 μg·mL-1)以內(nèi)皮依賴性方式誘導(dǎo)主動脈血管舒張，并直接作用于平滑肌細(xì)胞上；而巴西蘇木素(10～100 μmol·L-1)通過增加血管內(nèi)皮細(xì)胞中的細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度，增加NO釋放并作用于平滑肌細(xì)胞，激活鳥苷酸環(huán)化酶并增加cGMP含量誘導(dǎo)血管舒張[59]。Yan等[60]則認(rèn)為巴西蘇木素(10～100 μmol·L-1)是通過內(nèi)皮依賴性和非依賴性方式誘導(dǎo)大鼠主動脈環(huán)松弛，并抑制ERK1/2和MLC的磷酸化。

3 結(jié)語

綜上，蘇木化學(xué)成分較為復(fù)雜，具有多種藥理活性，特別是在抗炎、抗腫瘤、免疫抑制等方面藥理活性顯著。盡管目前對蘇木藥理作用的研究較多，但仍存在一些問題，首先，對于蘇木中單一化合物的研究較多，主要集中于原蘇木素A和巴西蘇木素；蘇木提取物研究較少，主要是蘇木乙醇提取物的研究。其次，單一化合物研究主要停留在活性篩選方面，機制研究比較匱乏，而活性篩選也只是在抗炎和抗腫瘤方面，對于免疫抑制方面相關(guān)研究鮮見。再次，毒副作用不清，作用機制等仍然缺少深入探索。因此，在以后的蘇木研究工作中，無論單體化合物還是提取物都應(yīng)著重于全面的藥理作用機制網(wǎng)絡(luò)研究，為蘇木更好地應(yīng)用于臨床奠定基礎(chǔ)。