深绿卷柏的研究进展

作者：黎霜1，2，黄可龙1*　    
作者单位：(1.中南大学化学化工学院，湖南 长沙410083;2.桂林食品药品检验所，广西 桂林541002)

《时珍国医国药》 2010年 第10期

【摘要】

深绿卷柏是为数不多的药用卷柏属植物之一，具有良好的药用效果，特别是抗癌作用。研究表明，深绿卷柏含双黄酮、生物碱、木脂素、甾醇、有机酸等化合物。文章就国内外对深绿卷柏的化学成分及其抗肿瘤活性研究进行综述, 为开发利用有药用价值的天然产物提供科学依据。
       【关键词】  深绿卷柏;化学成分;抗癌作用
       Abstract：Selaginella doederleinii is one of the species of plants for medicinal use of Selaginella, which has been used as the traditional medicine, especially as anticancer medicine. The chemical constituents and anticancer activities of Selaginella doederleinii were summarized in this review. It supplied the scientific basis for the research and development of the medicinal values of Selaginella doederleinii.
       Key words： Selaginella doederleinii;Chemical constituents;Anticancer activities
       深绿卷柏(Selaginella doederleinii)为蕨类植物门卷柏科属植物，又名石上柏、大叶菜、水柏枝等，主产于贵州、云南及广西、福建、浙江、台湾等地，其性味甘、微苦、涩、性凉，有清热解毒，祛风除湿、活血化淤之功效，常用于治疗咽喉肿痛，肺热咳嗽，乳腺炎，湿热黄疸，风湿痹痛，外伤出血等[1，2]。药理研究表明， 深绿卷柏有较好的抗癌作用，能增强机体代谢和网状内皮系统功能，具有“扶正祛邪”的双重作用。临床上用于治疗绒毛膜上皮癌、肺癌、 鼻咽癌、宫颈癌及多种感染性炎症[3～6]。深绿卷柏作为为数不多的药用卷柏属植物之一，因其具有良好的药用效果，特别是抗癌作用，越来越受到人们的重视。本文就国内外深绿卷柏的化学成分及其抗肿瘤活性研究进展进行综述， 为开发利用有药用价值的天然产物提供科学依据。
       1生药学研究
            深绿卷柏为卷柏属卷柏科植物，该科植物为中小型多年生草本，生长于海拔200～1 000 m的林下湿地、溪边或者石上。以酸性土地的林下湿地为佳。对卷柏科植物在叶形态学方面研究表明，卷柏科植物表现出较高的一致性[2，7]。①叶多为二形， 罕为一形， 无叶柄， 叶二形者侧叶多大于中叶， 外展或斜上， 中叶贴生于腹面茎上， 交互覆瓦状排成4列， 叶一形者则在茎上作螺旋状排列。②侧叶与中叶上表皮细胞形态相似， 近等径方形或长方形， 垂周壁平直、弓形或波状; 侧叶与中叶下表皮细胞形态也相似， 长方形或长条形， 垂周壁波状。③气孔类型为无规则型或放射型， 气孔多分布于中叶上表皮和侧叶下表皮中脉处。研究发现， 叶外形、叶表皮细胞形态及气孔分布特征等为中国卷柏科植物种间分类提供了重要的参考依据。 研究的有关种类可以依据下面这些特征进行分类: ①叶为一形叶或二形; ②叶在枝上着生为螺旋状或成对交互排列; ③叶表皮细胞垂周壁为平直、弓形、深波状或浅波状; ④叶上、下表皮细胞同形或异形;⑤气孔为无规则型或放射型; ⑥气孔在中叶和侧叶的上、下表皮上的分布等特征。
       深绿卷柏与其它卷柏科植物相比，具有一定植物形态特点[2，8]： 植株高15～35 cm，主茎禾秆色，有棱，常于分枝处生支撑根;侧枝密，多回分枝。营养叶上面深绿色，下面灰绿色，叶二形，背腹各二列，腹叶(中叶)矩圆形，龙骨状，具短刺头，边缘有细齿，背叶(侧叶)卵状矩圆形，钝头，上缘有微齿，下缘全缘，向枝的两侧斜展，连枝宽5～7 mm。孢子囊穗四棱形，生于枝顶;孢子叶卵状三角形，渐尖头，边缘有细齿，四列，交互覆瓦状排列;孢子囊卵圆形。孢子二形。
       2深绿卷柏的化学成分
            从查阅的文献来看，对深绿卷柏的研究呈增长趋势。自1981年巫忠德等[9]从深绿卷柏中分离得到莽草酸以来，人们已经从深绿卷柏中提取分离得到包括双黄酮、生物碱、木脂素、甾醇、有机酸等化合物。主要化学成分见表1。表1深绿卷柏的主要化学成分图1深绿卷柏的化学成分结构
       2.1黄酮类化合物目前,中外学者已经从深绿卷柏中分离得到8个黄酮类化合物[10～14]。主要为双黄酮类化合物，名称和结构见表1和图1(化合物Ⅲ~Ⅷ等)。此类化合物是卷柏属植物中分离得到最多的化学成分，也是该属植物具有药理作用的物质基础。有研究表明，穗花杉双黄酮可通过抑制肿瘤细胞mRNA的表达来抑制肿瘤细胞在肺部的转移[18]。少量为黄酮单体化合物，名称和结构见表1和图1(化合物Ⅰ~Ⅱ)。单体化合物主要是骨架类型为2-苯基色原酮(2-phenylchromone)的苯基衍生物，通过C6-C3-C6相连，具有环A-C4-2-环B结构[10]。从生物合成的角度看，二聚体则是以芹菜素或其衍生物为母核通过C3"-C8”,或者C3"-C6” 键聚合成的双黄酮[11～14]。双黄酮类化合物因其独特的化学结构，多种多样的生物活性，越来越受到中外学者的重视。双黄酮类化合物在深绿卷柏中含量丰富，特别是在茎叶分布较多，有很大的开发应用前景。
       2.2生物碱类化合物生物碱是生物体内一类含氮有机化合物，多数生物碱有比较复杂的环状结构，通常氮原子结合在环内。 林瑞超等人自1987年起，从深绿卷柏中陆续分离得到5个大麦芽碱类生物碱，为无色，非晶质固体，氮原子不在环内，而在侧链上，具有芳香族氨基醇的结构，是一种分子结构较为简单的生物碱，分子内含有不对称的碳原子，因而具有光学活性[16，17]。 大麦芽碱类生物碱在植物中发现的不多，目前只在大麦、细雀梅藤、仙人掌及含羞草等少数植物中有发现[19～22]。这类生物碱也是少数几个从植物中发现的氮原子在环外的生物碱之一。体外活性研究表明，大麦芽碱类生物碱可以促进血液循环，有引起幻觉，抗肿瘤活性的作用，其中对S-180细胞的抑制率达到50.5% [22]。具体结构见表1和图1(化合物 Ⅸ～ⅩⅢ )。
       2.3木脂素类化合物木脂素(lignan)又称木脂体，是一类由二分子苯丙素衍生物(C6-C3)聚合而成、在植物中广泛分布的小分子量次生代谢产物，也是自然界广泛存在的一类植物雌激素，多以二聚体的形式存在。木脂素化合物因常有一个或者多个手性碳原子，而具有光学活性。它的生理活性常与手性碳的构型有关。已经从深绿卷柏中分离得到7个木脂素类化合物[11]。具体结构见表1和图1(化合物 ⅩⅣ～ⅩⅩ )。
       2.4有机酸类化合物从深绿卷柏中还分离得到了一些酸类成分，分别是大叶菜酸、莽草酸和硬脂酸，从结构上看，大叶菜酸是莽草酸的3，4位上羟基发生聚合后的产物。结构见图1( 化合物 ⅩⅪ～ ⅩⅫ )，此外，还分离得到一些甾醇类成分等[10]。
       3抗肿瘤作用
       抗肿瘤作用是深绿卷柏的重要药理活性。Kosuge等[23]用深绿卷柏的乙醇提取物在对小鼠艾氏腹水瘤的体内、体外试验均表明有抑制作用，其体外试验的抑制率达75%以上。Lee等[14] 用深绿卷柏甲醇提取物对结肠癌细胞, 细支气管肺泡癌细胞以及慢性髓细胞性白血病的体外试验中，展示了较强的抑制作用，IC50值分别为19.1，23.5，28 mmol/L, 远高于作为阳性参照的玫瑰树碱。临床上，一方面，以深绿卷柏为臣药的加味百合固金汤方在配合化疗中对肺癌患者肿瘤瘤体有缩小和稳定作用，并且能显著改善临床症候，提高患者的生存质量和免疫功能，保护外周血象，降低化疗的毒性作用。深绿卷柏加减方对鼻咽癌，绒毛膜癌有良好的治疗效果[3，5，6]。另一方面，有报道[24]，过量服用深绿卷柏的水提取物，引发了严重的全血细胞减少症状，在停药后，症状消失。在机制研究方面，黄才等[25]报道，深绿卷柏的乙醇提取物对蛋白激酶C有强烈的抑制作用，蛋白激酶C在细胞跨膜信号传递中起着重要作用，它与细胞增殖有关。许多蛋白激酶C抑制剂对细胞增殖有抑制作用，而一些抗癌药本身就是蛋白激酶C的抑制剂[26]。提示，蛋白激酶C抑制剂可能是开发和研制抗癌药物的有效途径。此外，有实验表明[27]，深绿卷柏提取物可以阻断由正丁酸巴豆油激活的产病毒细胞株B95-8细胞和Raji 细胞Epstein-Barr病毒早期抗原(EBV-EA)的表达， 其作用机理可能是深绿卷柏通过阻断促癌物(Cocareingen)，如正丁酸巴豆油联合对Epstein-Barr病毒的激活，而降低其抗原(VCA)及Epstein-Barr病毒在细胞内的表达。
       4结语
       深绿卷柏作为为数不多的药用卷柏属植物之一，具有良好的药用效果，特别是显著抗癌作用，有必要对其活性成分进行较为深入的研究，确定抗肿瘤活性的物质基础，为开发利用深绿卷柏提供科学依据。
       【参考文献】
         　[1]中国科学院中国植物志编委会.中国植物志[M]. 北京：科学出版社，2004： 87.
       
       [2]国家中医药管理局《中华本草》编委会.中华本草[M].上海：上海科学技术出版社，1999:44.
       
       [3]胡作为.中医治疗肺癌疗效显著[N]. 中国中医药报，2007-11-02(6).
       
       [4]梁利明，薛常利，周岱翰， 等.Chinese Herbal Medicine for Lung Cancer: A Critical Literature Review[J]， Chinese Journal of Integrative Medicine， 2003，9(2)：157.
       
       [5]胡冬菊， 杨倩，刘经选.加味百合固金方对局部晚期肺癌化疗减毒增效作用的临床观察[J].新中医，2007，39(1)：81.
       
       [6]金国梁.防癌抗癌中药-石上柏[N].上海中医药报， 2005-01-28(3).
       
       [7]孙稚颖，张宪春，崔绍梅，等. 中国29种和泰国1种卷柏科植物的叶形态学研究及分类学意义[J].植物分类学报，2006，44(2)：148.
       
       [8]吴世福. 湖南卷柏属Selaginella Spring资料[J]. 上海师范大学学报(自然科学版)，2004，33(2)：83.
       
       [9]巫忠德，李兰香，粟舜英，等. 深绿卷柏的活性成分研究[J]. 中山大学学报(自然科学版)， 1981，2:113.
       
       [10]陈萍，孙静芸，谢年庚，等. 大叶菜(深绿卷柏)化学成分研究[J].中草药，1995， 26(8) :397.
       
       [11]Lee Sh. W.， Chen Z. T.， Chen M.， et.al. Biflavones of Selaginella doederlenii Hieron[J]. Zhonghua Yaoxue Zazhi， 1992， 44(6):537.
       
       [12]Lin，R.Ch.， Skaltsounis A.-L.， ElisabethS.，et，al. Phenolic constituents of Selaginella doederleinii.[J]， Planta Medica ， 1994， 60(2): 168.
       
       [13]吕瑜平， 陈业高， 文净. 深绿卷柏的一个新双黄酮[J]. 云南植物研究，2004，26(2):226.
       
       [14]Lee， N.-Y.， Min， H.-Y.， Lee， J.，et al. Identification of a new cytotoxic biflavanone from Selaginella doederleinii[J]. Chemical & Pharmaceutical Bulletin ， 2008， 56(9):1360.
       
       [15]Lin， R.C.，Peyroux， J.， Elisabeth， S,et al.Hypertensive effect of glycosidic derivatives of hordenine isolated from Selaginella doederleinii hieron and structural analogs in rats[J]. Phytotherapy Research ， 1991， 5(4): 188.
       
       [16] Lin， R. C.， Elisabeth， S.， Francois， T.，et al.New alkaloid glycosides from Selaginella doederleinii.[J]. Journal of Natural Products 1987， 50(3)， 422.
       
       [17]Lin， R. C.， Elisabeth， S.， Skaltsounis， A.-L,et al..Synthesis of the Glycoalkaloids of Sellaginella doederleinii and Structure Revision of One of Them[J]. Journal of Natural Products， 1990，53(4):882.
       
       [18]Chandrasekaran G.， Girija K. Amentoflavone Inhibits Experimental Tumor Metastasis Through a Regulatory Mechanism Involving MMP-2， MMP-9， Prolyl Hydroxylase， Lysyl Oxidase， VEGF， ERK-1， ERK-2， STAT-1， nm23 and Cytokines in Lung Tissues of C57BL/6 Mice[J]. Immunopharmacology and Immunotoxicology，2008， 30(4):711.
       
       [19]凌俊红， 王金辉， 王楠，等. 大麦芽的化学成分[J]. 沈阳药科大学学报， 2005， 22(4): 267.
       
       [20]褚翠翠， 陆宁. 食用仙人掌茎片研究开发与进展[J]. 食品工业科技， 2006，27(9): 178.
       
       [21]袁珂， 殷文明.气相色谱-质谱法分析含羞草挥发油的化学成分[J].质谱学报，2006，27(1)：50.
       
       [22]杨亚滨， 谭宁华， 王琳，等. 细雀梅藤的黄酮类成分及其初步活性筛选[J].天然产物研究与开发， 2003，15(3): 203.
       
       [23]Kosuge t.， Yokota M.， Sugiyama K.， et.al. Studies on Antitumor Activities and Principles of Chinese Herbs[J].Yakugaku Zasshi， 1985，105(8) :7911985.
       
       [24]Pan K.-Y.， Lin J.-L.， Chen J.-S.. Severe Reversible Bone Marrow Suppression Induced by Selaginella doederleinii[J]. Clinical Toxicology， 2001，39(6)：637.
       
       [25]黄才，覃燕梅， 梁念慈. 石上柏和蒲葵子对蛋白激酶C活性的影响[J].中草药，1995，26(8)：414.
       
       [26]高志强，韩宝惠. 蛋白激酶C抑制剂与非小细胞肺癌的治疗[J]. 中国肺癌杂志， 2009，12(1) ：68.
       
       [27]成积儒，郑裕明，汤敏中，等. 中草药石上柏阻断促癌物激活Epstein-Barr 病毒抗原表达研究[J]， 华夏医学，2001，14 :263.