天然木脂素的功能研究进展

天然木脂素的功能研究进展

【摘要】木脂素具有多种生物活性,包括抗氧化、抗病毒和抗肿瘤等，作者综述了木脂素的分类、分布、代谢过程、药理活性和测定方法,并对木脂素的未来研究方向进行了展望。

【关键词】木脂素；药理活性；生理功能

木脂素广泛分布于植物的茎、叶、花、种子、果实等部位,在亚麻、谷类、水果、蔬菜中含量较高,是在自然界中广泛存在的一类天然酚类化合物.木脂素(liganans)是一类由两个苯丙素单元(即

C6-C3 单体)氧化聚合而成的天然产物,通常是指其二聚物,少数是三聚物和四聚物及与其它天然产物结合而成的复合木脂素[1]。二聚物碳架多数是由β-碳原子(8-8’)连接而成的。具有多样的结构和广泛的生物活性, 存在于多种植物中。在研究女性月经周期时发现其尿液中有2种酚类激素样物质(enterolactone和enteridiol),并且发现在乳腺癌患者的尿液中这2种物质的含量低于正常人。随后研究发现这2种物质是植物木脂素类物质的代谢产物。之后有关木脂素的研究越来越多, 包括分离、鉴定和生理活性研究,每年都有大量新的木脂素被分离纯化并鉴定,其生理功能也在不断的研究报道。

1木脂素的分类及其在天然产物中的分布

木脂素类分布较广,目前已有 200 多种化合物[2]。有关木脂素的研究近 10 年来引起广泛的注意,这是由于木脂素类化合物具有多

种生物活性,常常是一些潜在的药物[3]。因此,有关木脂素的研究工作得到了各方面的广泛关注。

根据木脂素来源可将其分为植物木脂素和动物木脂素。植物木脂素分布于植物体内。开环异落叶松脂酚和罗汉松脂酚是植物两种含量最多的木脂素。植物体中还有一些微量的木脂素及其衍生物如松脂酚,落叶松脂酚、异落叶松脂酚、牛劳贰元、去甲二氢愈创木酸、紫丁香脂酚、脱水开环异落叶松脂酚和经基罗汉松脂酚。动物木脂素是植物木脂素在肠道菌群作用下的代谢产物,分布于动物的血清、血浆、尿液和粪便中,主要为肠二醇和肠内脂。

木脂素化合物的分类多种多样,依据其基本碳架及缩合情况不同,木脂素可以分为以下五类。

(一)简单木脂素类:是指由两分子苯丙素以侧链β-碳原子相连而成的一类化合物。此类木脂素较多,如愈创木脂酸存在于愈创木树脂中,叶下珠脂素存在于从珠子草中,它们都是典型的木脂素。

(二)环木脂素类:有苯代四氢萘、苯代二氢萘、苯代萘三种类型。中国紫杉中的异紫杉脂素个有四氢萘的基本结构;环木脂素结构中有内酯环时也称为环木脂内酯。如远志中的赛菊芋脂素属于木脂内酯成分等。

(三)联苯苯木脂素类:为两个苯丙素以苯环直接相连而成的化合物。厚朴酚和和厚朴酚存在厚朴中;五味子素存在五味子果实中。

(四)聚木脂素类:由三分子苯丙素相聚而成的木脂素;如牛蒡子根中的拉帕酚。由四分子苯丙素聚合而成的,如:丹参酸乙,存在于丹

参中。

(五)其它木脂素类:除以上几种外,统称为其它木脂素

木脂素化合物根据传统的分类方式,还可分为两大类,木脂素(Lignans)和新木脂素(Neolignans)。用以偶合的苯丙素分子(Fig.1-1)结构的不同来进行分类,即由前两种γ-碳原子氧化型的组成的聚合体称之为木脂素 (Lignans)或 Haworth木脂素,由后两种γ-碳原子未氧化型的组成的聚合体称为新木脂素(Neolignans)[4]。根据其结构单元苯丙素单体不同的侧链连接方式作为划分依据,由C6-C3 单位通过边链的β位碳连接而成的结构称 Lignans,而 C6-C3 单位不通过边链β位碳连接而形成的聚合体被归为 Neolignans[5]。2木脂素的生理功能

2.1木脂素的抗氧化功能

木脂素的结构中具有易被氧化的芳香基团,所以推测其在动物体内能发挥抗氧化作用。许多学者在这面也作了大量研究,特别是对亚麻籽和芝麻中木脂素研究取得了较大的成果。芝麻中的芝麻醇( sesamol)、芝麻酚素酚( sesamolinol)、松脂酚( pinoresinol)、P1和芝麻明酚( sesamin-ol)具有很强的抗氧化活性, 在老鼠的肝脏和血液中与维生素E有协同作用,同时也发现芝麻明酚还具有捕捉超氧阴离子( O2-)的作用;芝麻醇和芝麻酚素酚对动物的过氧化损伤有较强的抑制作用,效果强于或相当于维生素E[6]。还有研究认为芝麻明酚可以抑制微粒体过氧化反应, 清除过氧化氢自由基,并能有效地抑制LDL过氧化反应; 而芝麻醇、芝麻明酚、芝麻酚素酚、松脂酚抑制老鼠肝脏脂

质过氧化的能力与BHT和A-生育酚相当[ 7]。动物体内的闭联异松树脂醇二酯二葡萄糖( SDG)、木脂素肠二醇( END)、肠内酯(ENL) 3种木脂素能有效地抑制脂肪酸的过氧化作用, 而END、ENL还能有效地清除羟自由基(OH-); 植物木脂素SECO和MAT有较强的还原力, 且强于动物木脂素END和ENL[8]。有学者发现从五味子果实中分离出来的五味子乙素对原代培养的大鼠肝细胞脂质过氧化有较好的抵抗作用,使脂质过氧化产生的丙二醛的生成或乳酸脱氢酶、丙氨酸转氨酶释放减少[9]。

2.2天然木脂素的抗氧化功能

对木脂素抗癌作用的研究主要集中在乳腺癌和前列腺癌方面。流行病学研究认为, 血浆中肠内酯(一种动物木脂素)的浓度与患胸部癌症和前列腺癌的风险呈负相关[10]。研究证实, 高木脂素含量的饮食能有效抑制乳腺癌的发生和癌细胞增殖, 木脂素也能降低前列腺癌细胞的增殖, 并加速其凋亡[ 11]。另外还有研究发现, 亚麻籽木脂素能抑制肿瘤切除术后的肿瘤扩散。糙叶败酱总木脂素对K562细胞通过诱导细胞凋亡明显抑制其增殖[12]。

许多植物中分离出的木脂素具有抗癌的活性, 如Proc-umbenosideA、爵床脂素A( JusticidinA)、瘤状单叶芸香素(Tuberculatin) 和山荷叶素( Diphyllin) 对一系列癌细胞Hep3B、HepG2、HT-29、HCT116、SHi a、MCF-7及MCF-7-ras具有很强的细胞毒素活性[13]; Agastinol和Agastenol是从藿香(Agasteacherugosa)中提取的2个天然木脂素,能够抑制依托泊苷诱导的U937细胞凋亡[14];