葡萄白藜蘆醇研究現狀

劉 文

山東省臨沂市臨沂大學生命科學學院·276000

白藜蘆醇，化學名為3,5,4’-三羥基二苯乙烯，是一種含有芪類結構的非黃酮類多酚化合物，分子式為C14H12O3，相對分子量為228.25。在自然界中，白藜蘆醇多以單體或其糖苷形式存在，且一般具有四種形式：順、反式白藜蘆醇和順、反式白藜蘆醇苷。此物質早在1924年被發現，1940年日本人ToKaoKa從毛葉黎蘆根部分離得到白藜蘆醇。1974年在葡萄屬植物葉中找到了該物質，并首次定性為一種葡萄屬植物對真菌侵染、傷害、紫外線照射后的反應產物——植物抗毒素。目前已知白藜蘆醇存在于桑樹、花生、百合、松樹等12個科、31個屬的至少72種植物中。盡管白藜蘆醇分布比較廣泛，但植物體內的含量非常低，而在葡萄屬、蓼屬植物中含量為多，已知葡萄、桑椹等果品及虎杖、決明、藜蘆、何首烏等中藥材含量較高。

1 白藜蘆醇的藥理作用

1.1 抗癌活性 1997年Jang等在《Science》上發表的研究結果指出白藜蘆醇具有抗癌作用，對腫瘤的起始、促進、發展三個階段均有抑制作用；能夠抗突變、抗氧化、抑制自由基并誘導Ⅱ期藥代酶（抗起始活性）活性；還能抑制環氧化酶和過氧化氫酶雙重活性，具有很強的抗炎作用（抗促進活性）；能誘導人早幼粒細胞性白血病細胞株HL-60的分化（抗發展作用）。此后，對白藜蘆醇抗腫瘤作用的研究逐漸成為白藜蘆醇研究的熱點。人們通過各種實驗發現，白藜蘆醇對鼠肝細胞癌、人肝母細胞瘤、乳腺癌、前列腺癌、口腔鱗癌、白血病、惡性黑色素瘤、卵巢癌等多種腫瘤細胞均有顯著抑制作用。從目前的諸多研究成果來看，其作用機制主要有：抑制環氧化物酶活性；抑制參與前致癌物的代謝的細胞色素P450的活性；誘導腫瘤細胞凋亡。

1.2 對心血管的保護作用 研究表明，適量飲用紅葡萄酒，有利于保護心血管，后來人們發現紅葡萄酒中的白藜蘆醇是對心血管系統起特殊保護作用的主要成分。其作用主要包括：白藜蘆醇能夠抑制高密度脂蛋白的氧化，保護損傷的內皮細胞，在動脈粥樣硬化早期發揮保護作用；血小板聚集是動脈粥樣硬化血栓形成的關鍵因素，而白藜蘆醇能抑制凝血酶活性，從而減少由此引起的血小板沉積；動脈粥樣硬化為一炎癥性疾病，多種炎癥因子參與了發病過程，而白藜蘆醇能抑制多種炎癥因子的表達；平滑肌細胞的增殖、遷移和聚集是動脈粥樣硬化形成及血管形成術后再狹窄的原因，而白藜蘆醇是通過抑制絲裂素活化蛋白激酶的活性來阻礙肌細胞的增殖；白藜蘆醇的分子結構與雌激素類化合物己烯雌酚類似，能與雌激素受體競爭性結合，表現雌激素樣作用；白藜蘆醇對血管有廣泛的舒張效應。

1.3 抗氧化、抗自由基作用 人體代謝會產生各種自由基，當這些自由基產生過多或清除過慢時，它們就會攻擊人體細胞、組織乃至器官，加速機體的衰老過程并誘發各種疾病。多羥基芪類物質大都具有抗氧化、抗自由基作用。研究證明，白藜蘆醇具有抗氧化、抗自由基及影響花生四烯酸代謝的藥理作用。Kimura等報道，白藜蘆醇在1.3 μg/mL時，能明顯抑制大鼠紅細胞的自氧化溶血和由H2O2引起的氧化溶血，并對小鼠心、肝、腦、腎的體內外過氧化脂質的產生有明顯抑制作用。此外白藜蘆醇能顯著抑制肝微粒體、腦線粒體及突觸體氧化損傷過程中DNA的生成，對病毒性肝炎、帕金森病、阿爾茨海默病等疾病有很好的防治作用。

1.4 抗菌作用 白藜蘆醇是植物受到病原性進攻和環境惡化時產生的植物抗毒素，它的含量與植物抗菌能力呈正相關。Hain等將分離得到的葡萄白藜蘆醇合成酶基因轉移到煙草上，發現這些煙草在受到病原菌葡萄灰霉感染時，感染部位有順勢-白藜蘆醇的聚集，且其合成與煙草抗葡萄灰霉的能力成正相關。Pont等認為白藜蘆醇抗葡萄灰霉的活性與其電子特性、分子體積及親脂性大小有關，它可破壞細胞膜并干擾電子傳遞系統的蛋白質。

2 利用組織培養研究白藜蘆醇代謝

1944法國Morel首次對葡萄進行了組織培養，之后葡萄各個組織器官的離體培養在半個多世紀的發展時間里有大量的研究報道，其中應用較多的外植體有花粉、胚珠、子房、葉片、葉柄及卷須等。培養涉及的基因型有美洲葡萄、歐洲葡萄、葡萄雜交種、圓葉葡萄及沙地葡萄等。組織培養法作為一門生物技術可以解決一些常規方法難以解決的問題，在葡萄組織培養中概括起來主要有一下五個方面的應用：植株再生與快繁，植物育種，種質保存，研究生產次生代謝物及基因轉化等。

任何植物的離體細胞在人工培養下同樣具有其母體植物那種合成次生代謝物的能力，通過改變和調節培養條件可有效地提高含量和質量。在植物組織培養研究中，培養細胞含有各種特殊的代謝物，如生物堿、色素、萜類等成分，其中有些是微生物和人工不能合成的，有些則在整體植物中含量甚微，但在處理后的培養細胞中含量卻很高。因此利用組織培養研究并生產次生代謝物已發展成為組織培養再生產應用的主要方向之一。

2.1 白藜蘆醇含量在葡萄屬植物之間的差異釀酒品種普遍高于鮮食品種，黑色果皮的圓葉葡萄比青銅色圓葉葡萄含量高。不同研究者在葡萄屬植物白藜蘆醇含量測定上做了有意義的探索，取得了一些初步成果。目前最重要的是，擴大同一生態條件下葡萄屬植物測試范圍，找出葡萄屬植物白藜蘆醇品種間分布規律，找出有代表性品種，為進一步研究葡萄屬植物白藜蘆醇代謝規律奠定基礎。

2.2 影響葡萄中白藜蘆醇的代謝因素 已有的研究表明，葡萄中白藜蘆醇的生物合成途徑同苯丙氨酸代謝途徑密切相關。苯丙氨酸經苯丙氨酸解氨酶的催化，生成肉桂酸，經肉桂酸-4-羥化酶的作用，生成4-羥基肉桂酸，再經4-香豆酰輔A連接酶的催化，生成4-香豆酰輔酶A。4-香豆酰輔酶A和丙二酰輔酶A反應，在二苯乙烯合成酶的催化作用下生成白藜蘆醇。而苯丙氨酸代謝具有多條途徑，其中間產物為酚類物質，終端產物為類黃酮、木質素、植保素和色素等。其中，二苯乙烯合成酶的生化反應位于苯丙氨酸解氨酶之后，是與查兒酮合成酶反應并行的支路。白藜蘆醇的合成過程復雜，進一步明確誘導處理后白藜蘆醇與葡萄中其它多酚化合物的代謝關系，是有效調控白藜蘆醇的重要基礎。

①生物氧化和聚合 白藜蘆醇原本是葡萄等植物受到逆境脅迫產生的次生代謝產物，用以抵抗逆境對自身的進一步破壞。由于植物防御體系的作用，它的出現往往伴隨著植物體內多種與抗病相關的生物酶被激活，例如苯丙氨酸解氨酶、幾丁質酶、β-1,3-葡聚糖酶、過氧化物酶、多酚氧化酶等。有大量文獻報道，在葡萄中發現白藜蘆醇的氧化物或聚合體，包括二聚體、三聚體、四聚體、更高的寡聚體，在植物抗病過程中這些成分大多表現出更強的活性。白藜蘆醇順反異構體亦可與葡萄糖結合，形成相應反式或順式白藜蘆醇甙。

②紫外線 紫外處理刺激白藜蘆醇的合成，是植物提高防御能力的一種反應，與許多酶基因表達的提高有關。

③病原菌 研究認為，增加菌種的密度會導致栽培品種白藜蘆醇合成的提高，但通過病原菌誘導白藜蘆醇合成不適于在生產上采用。

④機械損傷 機械損傷是葡萄屬植物產生白藜蘆醇外部因素之一。但也有研究結果表明，果皮的機械損傷導致正常漿果合成白藜蘆醇能力下降。

⑤化學誘導 Saigne-Soulard發現，真菌誘導子也可以增加懸浮細胞中白藜蘆醇的含量，在加入真菌誘導子24 h后，白藜蘆醇的含量可達對照的2倍，并保持至少4 d。而且，通過誘導子，如茉莉酸甲酯、原釩酸鈉的誘導處理，不僅可提高酶的活性、促進其合成表達量，同時誘導子對查爾酮合成支路中如4-黃烷酮醇還原酶等的活性有下調作用，從而促進白藜蘆醇合成支路中白藜蘆醇產量。