红豆杉针叶中的化学成分研究及资源的综合利用前景

红豆杉针叶中的化学成分研究及资源的综合利用前景

于金慧1,2，钱华2*，王衍彬2，刘本同2，赵云鹏1，傅承新1*

(a浙江大学植物系统进化与生物多样性研究室，教育部濒危动植物保护生物学重点实验室, 杭州 310058；

b浙江省林业科学研究院，浙江省森林资源与化学利用重点实验室，杭州 30023)

[摘要] 中药材资源的综合利用，对中药行业的可持续发展起着举足轻重的作用。以有限的资源创造最大的价值，是保护中药材资源的重要组成部分。红豆杉针叶是提取紫杉醇及其前体物质的重要原料，由于含量低导致产生大量的废弃物。而废弃物中富含聚戊烯醇类化合物，为红豆杉针叶资源的综合利用又开辟了新的途径。本文就红豆杉针叶的综合利用方面展开论述，以期为红豆杉针叶资源及其他中药材资源的综合利用和可持续发展提供借鉴。

[关键词] 红豆杉针叶；综合利用；紫杉醇；聚戊烯醇

红豆杉在我国有着悠久的药用历史，据《本草推陈》：“用皮易引起呕吐，用木部及叶则不吐，为利尿痛经药。用于肾脏病、糖尿病有卓效”[1]。李良松等对中国古代红豆杉的名实和功用进行了考证[2]。自从1967年从欧洲短叶红豆杉（Taxus brevifolia）中发现了红豆杉属植物中特有的次生代谢产物-紫杉醇（Taxol）的抗癌作用以来[3]，世界上对红豆杉资源的需求与日俱增[4]。

野生红豆杉为国家一级保护植物，因此人工栽培红豆杉成为紫杉醇原料药材的主要来源。南方红豆杉为我国特有种，生长速度较快，目前在我国浙江、福建、江西、四川和湖南等地已经形成较大的种植规模，并开始应用于紫杉醇生产[5, 6]。研究表明，紫杉醇在树皮中含量较高而针叶中较少[7, 8]，且其含量与栽培环境和栽培技术有较大关系[9, 10]。倪穗等[11]认为可建立红豆杉采穗圃，利用针叶作为原料以保护红豆杉资源。也有研究者[12]试图充分提取针叶及紫杉醇提取废弃物中的紫杉烷类化合物，以此为前体合成紫杉醇，充分提高针叶的利用效率。我们在研究中发现，南方红豆杉针叶中富含聚戊烯醇化合物（Polyprenols）。以紫杉醇、紫杉烷类及多糖等为目标产物的提取工艺所产生的废弃物中含有大量此类化合物，因此，红豆杉聚戊烯醇为红豆杉针叶资源的综合利用又开辟了新的途径。

1. 红豆杉针叶中化学成分

1.1紫杉醇及紫杉烷类化合物紫杉醇是一种三环二萜类化合物，是红豆杉属植物中特有的次生代谢产物, 也是目前所了解的惟一一种可以促进微管聚合和稳定已聚合微管的药物[13]，有关紫杉醇的药理及临床应用也已有多篇综述[14-17]。

此外，红豆杉针叶中还含有多种紫杉烷类化合物。目前已从红豆杉属植物中分离得到400多个紫杉烷类化合物[18]，其中紫杉醇的前体化合物10-去乙酰巴卡亭Ⅲ (10-DAB Ⅲ)，是紫杉醇的半合成主要原料[19]。利用10-DAB Ⅲ合成多烯紫杉醇则是近年来的研究热点。多烯紫杉醇(Docetaxe1)被认为是迄今疗效最显著的抗癌药物之一，具有广谱的抗白血病和抗实体肿瘤活性[20]，其抗癌活性是紫杉醇的1.3-12倍[21]。1996年经美国FDA批准用于肺癌、乳腺癌、结肠癌等的治疗[22]。近年来，科学家研究发现一些紫杉烷类化合物虽然其本身没有抗肿瘤活性，但可以作为多药耐药逆转剂改变耐药细胞的耐药性，如紫杉宁（Taxinine）及其衍生物。

此外还有其他紫杉烷类化合物，大多是有关该类物质的分离鉴定报道[23-33]，虽然也有一定的生理活性[34-36][35, 37]，但针对此类化合物的商业化应用还有待于进一步研究。

1.2 非紫杉烷二萜化合物红豆杉针叶中还含有非紫杉烷类化合物，其中在南方红豆杉中较多，如美丽红豆杉素（Taxamairin）A、B、C、D、E、F、H，紫衫松香烷D、E，12-甲氧基-3α,11-二羟基-3β,20-环氧松香烷-8,11,13-三烯-7-酮、12-甲氧基-5α, 6α-环氧松香烷-2,8,11,13-三烯-3,7-二酮、11,12-二甲氧基-5α, 6α-环氧松香烷-2,8,11,13-四烯-3,7,20-三酮、11-甲氧基-12-羟基-10β-20-环氧松香烷-2,8,11,13-四烯-3,7,20-三酮、13-deacetylcanadensene、7-deacetylcanadensen等[38-40]，大多数此类化合物也是仅限于结构鉴定的报道。

1.3 聚戊烯醇类化合物

聚戊烯醇类化合物是以C5异戊烯基为结构单元，由一系列异戊烯基组成的聚合物。聚戊烯醇是一种脂类化合物，在植物体内多以同系物混合物的形式存在。Ibata曾在东北红豆

杉针叶中检测到聚戊烯醇类化合物[41]，此后Ewa 也报道了东北红豆杉针叶中的聚戊烯醇[42]。聚戊烯醇具有广泛的生理活性，如抗肿瘤[43]、抗血脂异常[44] 、抗病毒[45]、保肝[46] [47, 48]等，且低毒（LD 50> 10,000 mg/kg ）[49]。目前，以冷杉和云杉叶为原料的聚戊烯醇产品-Ropren 已获得俄罗斯卫生部的批准在俄罗斯生产和销售[50]。南京林化所王成章等也开发了以银杏为原料的聚戊烯醇产品-银可醇软胶囊[51]。然而红豆杉聚戊烯醇的生理活性还未见报道，我们的研究表明南方红豆杉聚戊烯醇具保肝活性（待发表），与来自银杏、冷杉和云杉叶中聚戊烯醇的研究结果一致[46, 48]。

1.4 其他 研究表明红豆杉针叶中还含有其他物质，如罗汉松脂酚、尖叶土杉甾酮、多糖[52, 53]、黄酮、木脂素及脂肪酸[54]类等。已证明，红豆杉多糖可能具有促进机体免疫功能[55]、抑制人乳腺癌细胞MCF-7和人肺癌细胞A549 [53]、改善心肌缺血导致的心肌损伤[56] 等作用。此类成分的研究对红豆杉针叶的综合利用都有着积极的指导意义。

2. 南方红豆杉聚戊烯醇

通过常规波谱分析表明，南方红豆杉聚戊烯醇的结构类型均为桦木醇型，即异戊烯基为二顺式多反式（图1）。

图1 南方红豆杉聚戊烯醇结构示意图

注：t，trans，顺式; c，cis，反式

南方红豆杉聚戊烯醇具有11个同系物，分别为polyprenol-14~24。南方红豆杉聚戊烯醇的分布特征为双家族，以polyprenol-17和polyprenol-21为主（图2），与银杏聚戊烯醇的单家族分布不同[57]，且与前人对东北红豆杉的研究报道略有差异。Ibata 研究表明东北红豆杉聚戊烯醇为双家族分布特征，以polyprenol-18和polyprenol-21占优势，而Ewa 的研究结果显示东北红豆杉聚戊烯醇在嫩叶期是以polyprenol-17和polyprenol-21为主的双家族分布模式，随叶龄增加这一分布模式发生转移以polyprenol-18和polyprenol-22为主。

图2 南方红豆杉聚戊烯醇的HPLC 谱图

南方红豆杉老叶和嫩叶中聚戊烯醇含量有较大差异，在老叶中的含量可达3%左右，远大于其他植物材料中的聚戊烯醇含量。因此，以南方红豆杉针叶为原料提取聚戊烯醇是可行的。但是其含量影响因素，如生境、年际变化等仍需进一步研究以期为生产实践提供科学的理论指导。

3. 聚戊烯醇对红豆杉针叶综合利用的意义

3.1 提高资源利用率 紫杉醇及紫杉烷类化合物的提取溶剂通常为不同比例的醇水混合溶剂[58]，有些在纯化过程中还需经过脱脂前处理工艺。此外，红豆杉多糖、黄酮等在提取纯化过程中均须去除非极性成分。而红豆杉聚戊烯醇的存在，若能与上述其他化合物的提取相结合，将极大的提高红豆杉针叶资源的利用效率。