独家原创|乳油木化学成分及药理作用研究进展

科技工作者之家 2019-06-13

来源:药学进展

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乳油木化学成分及药理作用研究进展

李达 1,张杰 1,柳文媛 2, 冯锋 1, 3* (1. 中国药科大学中药学院,江苏 南京 210009;2. 中国药科大学药物分析教研室,江苏 南京 210009;3. 江苏食品药品职业技术学院, 江苏 淮安 223003)

 [ 摘要 ] 乳油木是亚撒哈拉非洲地区独特的药食两用植物,可治疗炎症、皮疹、晒伤、痢疾等疾病。乳油木化学成分多样,主要含有三萜、酚 类及挥发油类等成分。乳油木的不同植物部位(根、树皮、树叶和果实等)提取物具有抗黑色素、抑制 EB 病毒早期抗原(EBV-EA)、抗炎、 驱虫、抗菌、抗氧化和细胞毒等药理作用。综述乳油木中化学成分及药理作用方面研究进展,展望其在药妆领域皮肤美白等研究方向应用前景, 为进一步开发、利用乳油木资源提供参考。

乳油木( Vitellaria paradoxa C. F. Gaertn)是山榄科 ( Sapotaceae)牛油果属( Butyrospermum Kotschy) 硬 木 [1]。由于气候及种植业方面的原因,乳油木只能在非 洲大陆存活,主要产于西经 16º 至东经 34º、北纬 1º 至 15º 的亚撒哈拉地区间。乳油木属“药食同源”植物, 树叶、树皮、果实(又称乳木果)、根等均可药用;果 实营养丰富,果肉可直接食用,其中高含量的油脂是 当地食用脂肪的主要来源之一 [2-4]。乳油木在当地药用 历史悠久,其各药用部位常用于治疗炎症、皮疹、晒伤、 风湿、头痛、胃病、腹泻、溃疡、痢疾、麻风病等疾 病 [5-9]。药妆学研究显示:乳油木中提取的乳木果油, 近年来被广泛用于皮肤护理产品和化妆品的产品配方, 具有滋养补湿、防紫外线、抗炎、抗过敏等作用 [10-15]。 化学成分研究表明:乳油木中含有的化学成分包括三萜 类、酚类及挥发油类等成分 [16-17]。现代药理学研究表明: 乳油木具有抗黑色素、抑制 EB 病毒早期抗原( EBVEA)、抗炎、驱虫、抗菌、抗氧化和细胞毒等药理作 用 [18-23]。本文对乳油木植物的化学成分与药理作用进行 了系统的综述,为资源的进一步开发利用提供参考。

 1 乳油木化学成分研究 

国内外学者对乳油木化学成分的研究主要集中在 乳木果仁、树皮及树叶部位。随着分离技术的提高、 结构鉴定手段的进步,乳油木中被发现的化学成分的 种类与数量越来越多,目前主要有三萜类、酚类、有 机酸和甾体类等若干成分。 

1.1 三萜类成分  

三萜类成分在乳油木中分布最为广泛,且由于其良好的生物活性而受到重视。目前从乳油木中鉴定了 近 40 个三萜类化合物( 1 ~ 38),其中齐墩果烷型、 乌苏烷型和羽扇豆烷型等五环三萜是其主要的结构类 型( 见表 1)。

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 1.2 酚类成分

乳油木中存在着丰富的酚类成分,包括黄酮、酚 酸(及其苷)等,其中黄酮类成分主要儿茶素和表 儿茶素类化合物( 39~52, 见表 2)。 

1.3 有机酸及甾体类成分 

从乳油木中还分离鉴定了部分有机酸和甾体类化 合物( 53 ~ 58,见表 3),其中有机酸类成分主要是茉 莉酮酸及其衍生物。

1.4 挥发油及其他类成分 

Aboaba 等 [27] 采用 GC-MS 法,对乳油木树叶和树 皮中的挥发油成分进行了分析,分别鉴定了 68 和 33 个 挥发油组分,分别占检出量的 90.1% 和 95.1%;其中主 要成分为芳樟醇( 12.2%, 15.0%)、( E) -β-紫罗兰酮 ( 8.4%,< 0.1%)、水杨酸甲酯( 7.0%,< 0.1%)、 壬 醛( 6.9%, 5.5%)、 1-壬 醇( 5.8%, ND)( ND 即 未检出)、反式丁香烯( 4.9%, 1.5%)、香叶基丙酮 ( 3.7%, 5.2%)、柠檬烯( 3.0%, 14.8%)、正癸烷( 2.9%, 14.4%)、均三甲苯( 1.2%, 8.1%)、偏三甲苯( ND, 8.6%) 等。 Owolabi 等采用 GC-MS 法,对乳油木树皮中的 挥发油进行了分离鉴定,共鉴定了 42 个成分,占检出量的 93.0%;主要成分为大根香叶烯 D( 21.8%)、芳樟醇 ( 6.5%)、反式石竹烯( 6.3%)、植物醇( 4.9%)、 β-榄 香烯( 3.8%)等。此外,乳油木中还含有脂肪醇、微量元 素( Ca、 Fe 等)、维生素( VB、 VC 等)等营养成分。

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2 乳油木药理作用研究 

2.1 抗黑色素作用 

经紫外线照射后,人体皮肤表面产生过量自由基, 经一系列反应后造成诸多皮肤问题,如黄褐斑、雀斑、 老年斑等。人体内的 α-促黑色素( α-MSH)与黑皮质 素受体 1( MC1R)结合后,刺激腺苷酸环化酶活化, 进而产生过量的环磷酸腺苷( cAMP); cAMP 在蛋白 激酶 A( PKA)作用下,引起环磷酸腺苷效应元件蛋白 ( CREB)转录因子磷酸化,并影响细胞内主要调节子 ( TORC1),结果导致小眼畸形相关转录因子( MITF) 蛋白水平上调。随后, MITF 与黑色素生成基因启动子 区结合,使酪氨酸酶羟化成多巴( DOPA), DOPA 继 而氧化成多巴醌,最终导致黑色素的异常过度积累, 使得皮肤变得暗淡,甚至发黑。

 Zhang 等前期研究了脱脂乳木果仁甲醇提取 物、乙酸乙酯( EtOAc)部位、正丁醇( n-BuOH)部 位、水( H2O)部位及分离的单体化合物的抗黑色素 活性。对 α-MSH 诱导下的 B16 小鼠黑色素瘤细胞,提 取物( 100 mg · L-1)具有明显的抗黑色素活性(黑色素 抑制率 71.8%),但同时细胞毒性也较强(细胞存活 率 51.8%); EtOAc 部位具有较好的抗黑色素活性(黑 色素抑制率 42.0%),但细胞毒性也较强(细胞存活率 63.4%)。提取物中分离的部分黄酮、酚酸和三萜类成 分对 B16 细胞具有较好的抗黑色素活性,同时无显著 的细胞毒性。蛋白质印迹法( Western-blot)分析表明: 齐墩果烷型化合物 paradoxoside E(浓度为 100 µmol· L-1 时,黑色素抑制率 58.0%,细胞存活率 90.5%)通过抑 制 MITF、酪氨酸酶、酪氨酸相关蛋白 1( TRP-1)和 TRP-2 等蛋白的表达产生抗黑色素活性。另外, Zhang 等 [18] 还研究发现,脱脂乳木果仁中的茉莉酮酸、葡萄 糖基茉莉酮酸和茉莉酮酸甲酯对 B16 细胞亦显示良好 的黑色素生成抑制活性。 Western-blot 分析结果表明: 茉莉酮酸、葡萄糖基茉莉酮酸亦通过抑制 MITF、酪氨 酸酶、 TRP-1、 TRP-2 等蛋白的表达( TRP-2 呈浓度依 赖性)产生抗黑色素作用。

2.2 EB 病毒早期抗原抑制作用 

Zhang 等研究了乳木果仁中茉莉酮酸衍生物和 对 12-O-十四烷酰佛波醇-13-醋酸酯( TPA)诱导下淋 巴瘤细胞( Raji)内的 EBV-EA 的抑制活性。研究结果 表明:葡萄糖基茉莉酮酸对 EBV-EA 显示了较强的抑 制活性,茉莉酮酸、茉莉酮酸甲酯和葡萄糖基茉莉酮 酸甲酯对 EBV-EA 显示了较弱的抑制活性。基于 EBVEA 与体内促肿瘤过程相关,因此,茉莉酮酸衍生物可 以作为潜在促肿瘤抑制剂。 

2.3 抗炎作用

 Foyet 等采 用 了 由 角 叉 菜 胶( carrageenan) 诱 导的 Wistar 大鼠足肿胀方法来评估乳油木树皮甲醇提 取物的抗炎作用。实验中,在注射 100 μg 角叉菜胶 30 min 前对大鼠后爪足底表面进行处理;注射角叉菜 胶 6.5 和 7 h 后检测爪容积脉搏波。而后,对大鼠经口 给予不同剂量的甲醇提取物。结果显示:甲醇提取物( 75 mg · kg-1)处理模型在 1 h 作用时间后,对炎症表现出 显著的抑制活性(抑制率 66.67%)。结果分析表明, 注射角叉菜胶后引起的急性炎症反应通过 3 个阶段发 生:初始阶段( 1.5 h)涉及血清素和组胺的释放;第 2 阶段( 1.5~ 2.5 h)由缓激肽介导;第 3 阶段( 2.5 ~ 6 h) 是炎症反应过程中最重要的阶段,该过程由前列腺素和 β-受体介导。提取物抗炎作用主要通过抑制核因子 κB ( NF-κB)、诱导型一氧化氮合酶( iNOS)、黏附分子(细 胞间黏附分子-1 和血管细胞黏附分子-1)、肿瘤坏死 因子( TNF-α)、白细胞介素-6( IL-6)和 IL-8 等细胞 因子水平,同时促进 IL-4 和 IL-10 的产生实现。 Eyong 等研究了乳油木树皮乙酸乙酯提取物对角叉菜胶诱 导的炎症模型 Wistar 大鼠的抗炎活性。研究结果表明: 乙酸乙酯提取物( 150 mg · kg-1)处理模型在第 1 阶段 和第 2 阶段能显著地抑制(抑制率 66.67 %)大鼠的水 肿形成。药理机制研究表明:提取物降低了血清素和 组胺的水平,并抑制了前列腺素合成的关键酶 —— 环 氧酶 1( COX-1)和环氧酶 2( COX-2)。

 Verma 等采用了脂多糖( LPS)诱导的鼠巨噬细 胞系 J774 研究乳油木树脂甲醇提取物的抗炎机制。研 究结果表明:甲醇提取物处理模型能显著地降低 LPS 诱导的一氧化氮( NO)、 TNF-α、 IL-1β 和 IL-12 的水平, 并呈剂量依赖关系。此外,促炎症酶、 iNOS 和 COX-2 也被抑制。上述抗炎作用是由于树脂甲醇提取物有效 抑制了 NF-κB 抑制蛋白( IκBα)的磷酸化,从而抑制 了 iNOS、 COX-2、 TNF-α、 IL-1β 和 IL-12 的信使 RNA ( mRNA)和蛋白的表达。这些发现直接从分子水平上 解释了乳油木树脂甲醇提取物抗炎活性机制。目前, 基于其开发的有关药妆产品已可用于皮肤的抗炎抗敏 护理,因此,进一步探究有抗炎作用的乳油木成分能 否作为药妆活性组分具有重要意义。

 2.4 驱虫作用

   Ramsay 等研究了乳木果仁中富含原花青素组分 的驱虫活性。实验中,使用了丙酮/水( 7 : 3)混合溶剂 对乳木果仁进行提取,并经葡萄糖凝胶柱色谱分离得到 3 个富含原花青素的组分。这 3 个组分经迁移抑制实验 表明其对猪蛔虫幼虫的迁移有明显抑制作用,且呈浓 度依赖性。研究证明:原花青素在机体内的生物利用度 非常低,因此可以在胃肠道长时间发挥作用,且 B 环 中具有高比例羟基数量的黄烷-3-醇及其没食子酸化衍 生物(如化合物 46)是黄烷-3-醇中抑制幼虫蜕鞘活性 最强的化合物。此外,研究还发现了乳木果仁中分离的 表没食子儿茶素没食子酸酯( epigallocatechin gallate, 46)具有良好的驱虫活性,可作为潜在驱虫药的合成 替代品,其进一步证明了黄烷-3-醇中 B 环高比例羟基 数量及其没食子酸化有利于增强化合物的驱虫活性。 

2.5 抗菌作用 

Ndukwe 等研究发现,对于蜡状芽孢杆菌、金黄 色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、伤寒沙雷 菌和伤寒沙门菌,乳油木根、树皮和树叶的甲醇提取 物较石油醚提取物有着更强的抑菌作用。此外,树皮 提取物对蜡状芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、伤寒沙雷菌 和伤寒沙门菌的最低抑菌浓度( MIC)为 50 g · L-1;树 叶提取物对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌和伤寒沙门 菌的 MIC 为 70 g · L-1;根提取物对金黄色葡萄球菌、大 肠埃希菌、铜绿假单胞菌、伤寒沙雷菌和伤寒沙门菌的 MIC 为 60 g · L-1。所有提取物的最低杀菌浓度( MBC) 均略高于 MIC。 El-Mahmood 等 [6] 研究发现,乳油木树 皮的水、丙酮和乙醇提取物对致病性大肠埃希菌、奇 异变形杆菌和沙门菌的生长有着良好的抑制作用,且呈 浓度依赖性。其中以乙醇提取物的抗菌活性最强, 3 种 提取物的 MIC 和 MBC 范围均为 6.5 ~ 200 g· L-1。 

Ajijolakewu 等采用琼脂扩散法和肉汤稀释法评 价了乳油木种子、树皮和树叶乙醇提取物对大肠埃希 菌、金黄色葡萄球菌和伤寒沙雷菌的抑制活性。研究结 果显示:所有提取物对受试细菌均有抑制作用,且对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌抑制作用较伤寒沙雷菌更为 明显。 Falana 等 [37] 采用纸片扩散法测定了乳油木根、树 皮和树叶的甲醇、 omidun(发酵 3 d 的玉米水)、无菌 omidun 和水提取物对大肠埃希菌、沙门菌、伤寒沙门 菌和弗氏志贺菌的抑制活性。研究结果显示:所有提取 物对选取的各类型细菌均表现出不同程度的抑菌活性。 不同提取物在不同浓度下的抑菌效果有显著性差异( P < 0.05),且提取液浓度越高,抑菌范围越宽。各部位 甲醇提取物具有最好的抑菌效果,其次是 omidun 提取物。 无菌 omidun 和水提取物在高浓度时抑菌活性弱,低浓 度时无抑菌活性。

 2.6 抗氧化作用 

Fodouop 等研究了乳油木树叶水提取物体内外 的抗氧化活性。 1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼( DPPH)自 由基清除实验显示:水提取物抗氧化 IC50 为 320.03 µg · kg-1。对鼠伤寒沙门菌感染的大鼠每日给予不同剂量的 水提取物( 55、 110、 220 和 440 mg · kg-1),连续给药 18 d 后,发现水提取物处理模型能够抑制鼠伤寒沙门 菌感染引起的细菌感染和细胞氧化,且总胆固醇、三 酰甘油酯、胆汁酸、血脂、丙二醛、还原型谷胱甘肽 和胆红素等参数水平显著降低。 Foyet 等 [39] 研究了乳油木树皮甲醇提取物在东莨 菪碱诱导的大鼠模型中的氧化应激作用。实验中,大 鼠每天单次注射东莨菪碱( 1.5 mg · kg-1)和甲醇提取物 ( 25 和 50 mg · kg-1),连续 8 d。研究结果表明:甲醇 提取物处理模型通过衰减氧化应激改善东莨菪碱诱导 的大鼠海马中的记忆障碍,此时总还原型谷胱甘肽和 总丙二醛等参数显著降低。基于过量自由基与黑色素 的产生有密切的关系,抗氧化活性的评价是筛选潜在 抗黑色素活性成分的重要实验部分,故乳油木树叶水 提物和树皮甲醇提取物具有进一步筛选黑色素抑制活 性成分的研究价值。

 2.7 细胞毒作用 

Aboaba 等采用了卤虫致死试验方法,研究了乳 油木树皮和树叶中挥发油的细胞毒活性。结果表明:树 皮和树叶中挥发油的半数致死质量浓度( LC50)分别为 160.098 和 171.240 mg · L-1,表明挥发油具有中等毒性并 且含有相关活性化合物。 Zhang 等研究了脱脂乳木 果仁甲醇提取物、各萃取部位及分离的单体化合物对人 癌细胞系中的人原髓细胞白血病细胞( HL-60)、肝癌 细胞( A549)、人胃癌细胞( AZ521)和人乳腺癌细胞 ( SK-BR-3)的细胞毒活性。研究结果表明:总提物对 HL-60 具有较好的细胞毒活性( IC50 = 76.6 mg · L-1);萃 取部位中, H2O 部位活性最强,对 4 种癌细胞均有良好 的细胞毒活性( IC50 为 43.2~88.0 mg· L-1)。分离得到单 体化合物中三萜类成分具有较强的细胞毒活性。

 3 结语 

乳油木作为非洲当地重要的“药食同源”植物, 生活中常被用于治疗各类炎症,现代药理学研究则进一 步发现了其抗黑色素、抑制 EBV-EA、驱虫等方面的活 性。其中,特别是抗黑色素、抗氧化活性,被认为是乳 油木植物具有美白潜力的重要依据。结合目前药妆品临 床多应用于祛除皮肤色斑、消除皮肤暗黄、祛除皮肤 皱纹等情况,乳油木及其活性成分在药妆领域皮肤美 白方面存在较大的开发潜力,为发现新的美白活性成 分,提供了新的植物来源。故应对显示抗黑色素活性 的乳油木提取物及单体化合物深入开展皮肤美白相关 实验研究,可将活性成分制成护肤霜或护手霜等剂型, 并评价该剂型对花色豚鼠模型的皮肤美白效应。 此外,对乳油木化学成分研究多集中于乳木果仁 部位及三萜类化合物,且药理作用的研究也多是抗炎、 抗菌及细胞毒活性。因此,需进一步对乳油木其他药用 部位的化学成分进行系统研究,并结合传统药用功效 与最新药理活性研究进展,注重对有效成分的作用机 制进行深入探究,以期发现具有临床使用价值的药物, 为乳油木资源开发与利用奠定基础。笔者所在课题组 已开展了对乳木果美白活性成分研究及乳木果壳降糖 机制研究 , 有望对乳油木资源在功能性食品和新药开发 方面提供理论指导依据。


来源:ppsyxjz 药学进展

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