補骨脂中異戊烯基黃酮類化合物及其藥理作用研究進展

耿革霞，黃又五，郭夫江

1河北省食品藥品監督管理局藥品審評認證中心，石家莊 050000;2上海中醫藥大學，中藥化學教研室，上海 201203

異戊烯基黃酮是黃酮中一類重要的烷基化產物，是自然界中一大類天然產物，但是其分布并不廣泛。研究顯示，約有10科37屬的植物含有異戊烯基黃酮類化合物，主要分布于豆科、蕓香科、桑科、山竹子科、小檗科、蘿藦科和大戟科等科的部分屬的植物中［1］。因其在某些植物中含量較高，且結構獨特、多樣并具有一定的藥理活性而受到重視，如抗菌作用、抗腫瘤活性、心血管活性、抗HIV活性、抗免疫活性、抗瘧、抗氧化、治療肝硬化和高血壓，以及對一些酶的抑制作用等［2-4］。同時，黃酮被異戊烯基取代之后，增加了它的脂溶性和對生物膜的親和力，以及靶蛋白的相互作用，從而影響了很多它的生理活性［5］。正是由于異戊烯基黃酮在生物活性研究中所表現出來的顯著活性，使得對該類化合物的研究日益加深。

補骨脂是我國傳統中藥，為豆科植物補骨脂Psoralea corylifolia L.的干燥成熟果實，其功能是溫腎助陽，納氣平喘，溫脾止瀉，消風祛斑，用于腎陽不足，陽痿遺精，遺尿尿頻，腰膝冷痛，腎虛作喘，五更泄瀉，外用治療白癜風和禿斑［6］。到目前為止，已經從該植物中提取分離得到許多成分，其中香豆素類、黃酮類及單萜酚類化合物是其主要特征成分［7］。近年來，在補骨脂中異戊烯基黃酮類化合物的研究上有了諸多研究成果，現將補骨脂中異戊烯基黃酮類化合物的化學和藥理作用綜述如下。

1 異戊烯基黃酮類化合物的化學研究

現有的實驗研究顯示，已經從補骨脂中提取、分離、純化出28個異戊烯基黃酮類化合物，此外，還有學者通過液質聯用技術表征了更多的該類化合物［5］。現在根據黃酮類化合物的結構特征進行如下分類。

1.1 黃酮類

補骨脂中的異戊烯基黃酮類化合物有2個，分別是corylifol C［8］(1)和補骨脂色烯黃酮coryfolia D(corylifol D)［9］(2)。

1.2 二氫黃酮類

該類化合物有5個，分別是補骨脂甲素或名補骨脂二氫黃酮 bavachin(corylifolin)［10］(3)，補骨脂二氫黃酮甲醚bavachinin［11］(4)，異補骨脂黃酮亦稱異補骨脂二氫黃酮 isobavachin［12］(5)，7，8-Dihydro-8-(4-hydroxyphenyl)-2，2-dimethyl-2H，6H-［1，2-b:5，4-b］dipyran-6'-one［8］(6)，6-prenylnaringenin［13］(7)。

1.3 異黃酮

補骨脂中異戊烯基異黃酮類化合物較多，有11個，它們是補骨脂寧亦稱補骨脂異黃酮corylin［14］(8)，erythrinin A［8］(9)，新補骨脂異黃酮 neobavaisoflavone［13］(10)，8-prenyldaidzein［8］(11)，corylifol A［8］(12)，isoneobavaisoflavone［8］(13)，補骨脂新異黃酮 5-(2-Hydroxy-1-methylethyl)-4，5-dihydrofurano［2，3-h］(4'-hydroxy-3'，5'-dimethoxy)isoflavone/bavarigenin［9］(14)，補骨脂醇 psoralenol［16］(15)，2'，3'-dihydro-2'，2'-dimethyl-，diacetate［16］(16)，2'，3'-dihydro-3'-hydroxy-7-methoxy-2'，2'-dimethyl［16］(17)，3'-(acetyloxy)-2'，3'-dihydro-7-methoxy-2'，2'-dimethyl［16］(18)。

1.4 查爾酮

補骨脂中異戊烯基查爾酮類化合物有10個，是補骨脂查耳酮 bavachalcone(broussochalcone B)［17］(19)，補骨脂乙素亦稱異補骨脂查爾酮isobavachalcone(corylifolinin)［18］(20)，補骨脂色烯素 psorachromene(bavachromene)［19］(21)，4'-O-methylbavachalcone［20］(22)，補骨脂色酚酮 bavachromanol［21］(23)，isobavachromene［22］(24)，骨脂色烯查耳酮亦稱巴庫查耳酮 bakuchalcone［23］(25)，Psorachalcone A［8］(26)，brosimacutin G［8］(27)，corylifol B［8］(28)。

補骨脂中異戊烯基黃酮類化合物的結構見Figure 1。

圖1 補骨脂中的異戊烯基黃酮類化合物Fig.1 Prenylated flavonoids from Psoralea corylifolia Linn.

2 異戊烯基黃酮類化合物的藥理作用

2.1 抗菌作用

Yin Sheng 等學者［8］對化合物 1，3，4，6，8，9，10，11，12，13，19，20，25，26，27，28 做兩種葡萄球菌staphylococcus aureus和staphylococcus epidermidis進行了抗菌活性研究，結果顯示，化合物3，4，6，9，10，13，19，20和28顯示出明顯的抗菌作用，MICs水平在0.009 ～0.073 mM。尤其是化合物 28，10，6，19，3顯示出與陽性藥bakuchiol和magnolol相當的抗菌活性，20，4和9甚至比陽性藥效果更強。從構效關系分析，查耳酮衍生物，在A環有異戊烯基的化合物28，20和19顯示更強的活性，而當異戊烯基被氧化或是環化，比如26，25和27則是不活躍的。在B環C-3'和C-4'帶有羥基的化合物28與只有C-4'位有羥基的化合物20相比，28的抗菌作用顯著減弱。異戊烯基黃酮衍生物1，6，3和4中，二氫黃酮衍生物6，3，4顯示出更強的抗菌作用。帶有7-甲氧基的化合物4比帶有7-羥基的化合物3顯示出更強的作用。

ElSohly HN等人研究顯示，化合物20顯示出抗AIDS相關的條件致病菌Candida albicans和Cryptococcus neoformans的作用［24］。

Nkengfack Augustin E等人研究顯示，化合物13表現出顯著的體外抗金黃色葡萄球菌作用［25］。

2.2 在骨質疏松上的作用

Wang D W等人的研究顯示，補骨脂提取物，化合物8、3可能刺激骨形成或是有潛在的活性以抗骨質酥松癥［26］。

Park CK等人的研究顯示，化合物19抑制破骨細胞形成，是通過干擾ERK和Akt信號通路，和c-Fos與NFATc1變異引發的。他們的實驗表明，化合物19可能對治療骨吸收疾病有用［27］。

Don MJ等人的實驗研究顯示，化合物10能通過p38調節轉錄因子的上調和MC3T3-E1細胞中類骨質基因的表達刺激骨生長其機制可能是激活p38依賴的信號通路來上調Runx2和Osx的mRNA水平，來刺激骨基質蛋白的表達［28］。

2.3 對胚胎干細胞作用

Wang DY等人研究顯示，化合物5可以促進老鼠的胚胎干細胞分化成為神經細胞［29］。

2.4 治療哮喘作用

Yin ZN等人的專利顯示，在體外通過IL-4-GFP轉基因報告小鼠高通量篩選模型，采用IL-4-GFP轉基因報告小鼠全脾臟細胞，用刀豆蛋白A、白細胞介素-2和白細胞介素-4因子刺激，再與梯度稀釋的不同濃度的化合物4共同培養48 h，后收細胞，用anti-CD4-APC對培養的細胞分別染色，最后進行流式分析化合物4對IL-4-GFP+量的影響。實驗證實化合物4可以在細胞水平顯著抑制IL-4的分泌，同時，通過構建小鼠哮喘模型，在體內實驗證實，化合物4具有很好的抗哮喘和抗炎作用［30］。

2.5 抗炎作用

Szliszka E等人的研究顯示，化合物10能顯著的抑制 ROS，RNS的功能，和在 LPS+IFN-γ或是PMA刺激的RAW264.7巨噬細胞中抑制細胞因子IL-1β，IL-6，IL-12p40，IL-12p70，TNF-α［31］。

Lee SW 等人的研究顯示，化合物 3、4、8、10、12和20能抑制Hep3B細胞中IL-6誘導的STAT3促進作用，IC50為4.57 ±0.45，3.02 ±0.53，2.77 ±0.02，0.81 ±0.15，1.37 ±0.45，2.45 ±0.13，and 4.89 ±0.05 μM，同時，它們也能抑制 Hep3B細胞中 IL-6誘導的STAT3磷酸化作用［10］。

2.6 對心血管系統的作用

Chen CC等人研究表明，化合物10、20具有抑制花生四烯酸、血小板活化因子和膠原誘導的血小板凝集作用［32］。

2.7 抗腫瘤作用

Sun N J等人的研究表明，采用SV40生物測定法發現化合物3有抑制復制型DNA聚合酶的活性，同時高濃度的化合物10可抑制復制型DNA聚合酶的活性［33］。

Bronikowska J等人的研究顯示，化合物10在Hela細胞會增強TRAIL誘導的細胞凋亡［34］。

Zhu D Y等人的實驗研究顯示，化合物20在體外有抑制 Hela細胞作用［35］。

Szliszka E等人的研究顯示，化合物10和psoralidin在前列腺癌細胞中能致敏TRAIL拮抗細胞和顯著增強TRAIL調節的細胞凋亡和細胞毒性［36］。

Waetjen W等人的研究顯示，在代謝活躍的H4IIE肝癌細胞和代謝較弱的C6膠質瘤細胞中，當研究化合物licoflavone C和化合物5的內在效應時，顯示出顯著的毒性，在H4IIE中IC50分別是42±5 and 96 ±19 μmol/L，在 C6 細胞中 IC50分別是 37 ±6 and 69±3 μmol/L，與之對比的未異戊烯化的糖基化衍生物牡荊苷vitexin在高達250 μmol/L是也幾乎沒有毒性［37］。

2.8 對神經系統的作用

Lee MH等人的研究顯示，在激活的小膠質細胞中，化合物6可以通過抑制I-κB-α的退化抑制一氧化氮合酶的表達，從而可能作為先導化合物開發神經保護藥［38］。

2.9 對視網膜作用

Chiou GCY等人的實驗研究顯示，化合物20能促進視網膜功能恢復，可以用來治療視網膜缺血癥［39］。

2.10 抗氧化作用

Guo J N博士的實驗研究表明，化合物3、8具有較強的抗氧化活性［40］。

Chen J W等人討論了在清除羥自由基作用上的構效關系，其中，化合物3、20能有效的清除羥基自由基而且抑制了系統的化學發光，IC50為66.8(63.2 ～74.4)g/L、262(190 ～346)g/L。同時得出如下5個結論;(1)黃酮類化合物的酚羥基是夠清除羥基自由基的主要活性成分;(2)在A環和B環上的羥基是清除羥基自由基的重要活性基團;(3)在A環和、或B環上的鄰位二羥基能顯著的增強清除作用;(4)對比化合物quercetin，heliosin，hyperoside，baicalin，lysionotin 和 matteucinol的 IC50，可知羥基在3'，4'位置能顯示極大的清除作用，而且羥基在B環比在A環效果要好。就以上6個化合物而言，羥基或是葡萄糖苷在C環的3位與清除作用也相關;(5)黃酮類化合物的結構類型也能影響羥基自由基清除作用［41］。

2.11 酪氨酸酶抑制作用

Kim J Y 等人的研究表明，化合物3、4、20、4'-O-methylbavachalcone和 isobavachromene具有抑制酪氨酸酶的作用，實驗研究了這些多酚類化合物對蘑菇酪氨酸酶的酪氨酸酶活動抑制效能，IC50為12.3，48.8，15.8，23.6，and 143.9 μM，其中，在對 Lineweaver-Burks和Dixon-plot的分析中，化合物3、20、4'-O-methylbavachalcone和 isobavachromene的強效抑制作用顯示出特征性競爭抑制作用［42］。

2.12 對脂多糖活躍的巨噬細胞的影響

Matsuda H等人的研究顯示，在產生一氧化氮NO的脂多糖活躍的巨噬細胞中，化合物4、10、12、20和psoralidin顯著的抑制亞硝酸鹽積累，其中，化合物 4(IC50=26 um)，20(17 μm)，10(ca.29 μm)，12(ca.21 μm)，和 psoralidin(ca.23 μm)［43］。

3 結語

目前，對于異戊烯基黃酮的研究發現，它們具有廣泛的生物活性，而具有較高藥用價值的常用植物藥補骨脂中，通過對其異戊烯基黃酮類化合物的成分和藥理作用的研究顯示，該類成分也具有較高的抗菌、抑制骨質疏松、治療哮喘、抗炎、抗癌、抗氧化等作用。同時，通過構效關系研究發現，異戊烯基黃酮的抗菌活性與異戊烯基黃酮中酚羥基和異戊烯基有關，并且，黃酮被異戊烯基取代之后，其脂溶性和對生物膜的親和力增加，靶蛋白的相互作用增加，很多生理活性被影響。然而，對于補骨脂中異戊烯基黃酮類化合物的構效關系的研究依然不多，沒有系統的、更加深入的研究報道。相信隨著進一步的研究，在現有的研究基礎之上，可以取得更加深入和系統的研究結果，在補骨脂藥物作用與其中的異戊烯基類黃酮的構效關系上獲得突破性成果，為提高人們的健康水平做貢獻。

1 Yu DQ(于德泉)，Wu YL(吳毓林).Advances in Natural Product Chemistry(天然產物化學進展)，Beijing:Chemical Industry Press，2005，134-167.

2 Donnelly DMX，Boland GM.Isoflavonoids and neoflavonoids:naturally occurring O-heterocycles.Natural Product Reports，1995，12(3):321-338.

3 Huang CH(黃朝輝)，et al.呫噸酮類化合物及其藥理活性.Foreign Med Sci(國外醫藥植物藥分冊)，2003，18:93-100.

4 Harborne JB，Willianms CA.Advances in flavonoid research since 1992.Phytochemistry，2000，55:481-504.

5 Xu MJ，et al.Simultaneous characterization of prenylated flavonoids and isoflavonoids in Psoralea corylifolia L.by liquid chromatography with diode-array detection and quadrupole time-of-flight mass spectrometry.Rapid Commun.Mass Spectrom，2012，26:2343-2358.

6 Chinese Pharmacopoeia Commission(國家藥典委員會).Pharmacopoeia of the People’s Republic of China(中華人民共和國藥典).Beijing:China Medical Science Press，2010.VolⅠ，174.

7 Ji L(吉力)，Xu ZL(徐植靈).Review of Constituents in Fruits of Psoralea corylifolia L..Chin J Chin Mater Med(中國中藥雜志)，1995，20:120-128.

8 Yin S，et al.Antibacterial prenylflavone derivatives from Psoralea corylifolia，and their structure-activity relationship study.Bioorg Med Chem，2004，12:4387-4392.

9 Yang TT(楊彤彤)，et al.Two new compounds from Psoralea corylifolia L..Acta Pharm Sinica(藥學學報)，2009，44:1387-1390.

10 Lee SW，et al.Phenolic compounds isolated from Psoralea corylifolia inhibit IL-6-induced STAT3 activation.Planta Med，2012，78:903-906.

11 Choi YH，et al.In vitro BACE-1 inhibitory phenolic components from the seeds of Psoralea corylifolia.Planta Med，2008，74:1405-1408.

12 Haraguchi H，et al.Antioxidative components of Psoralea corylifolia(leguminosae).Phytother Res，2002，16:539-544.

13 Matsuda H，et al.Bioactive constituents from Chinese natural medicines.XX.Inhibitors of antigen-induced degranulation in RBL-2H3 cells from the seeds of Psoralea corylifolia.Chem Pharm Bull，2007，55:106-110.

14 Guo JN(郭江寧)，et al.Antioxidants from a Chinese medicinal herb-Psoralea corylifolia L..Food Chem，2005，91(2):287-292.

15 Gupta GK，et al.Corylinal:a new isoflavone from seeds of Psoralea corylifolia.Phytochemistry，1978，17:164.

16 Suri JL，et al.Psoralenol:a new isoflavone from the seeds of Psoralea corylifolia.Phytochemistry，1978，17:2046.

17 Qiu RL(邱蓉麗)，et al.Chemical constituents of Psoralea corylifolia.J Chin Med Mater(中藥材)，2011，34:1211-1213.

18 Zhang YL(張玉林)，Chen ZL(陳子林).Separation of isomeric bavachin and isobavachalcone in the Fructus Psoraleae by capillary electrophoresis-mass spectrometry.J Separation Sci，2012，35:1644-1650.

19 Tewari A，Bhakuni RS.New constituents from Psoralea corylifolia.India J Chem，2010，49B:256-259.

20 Oh KY，et al.Glycosidase inhibitory phenolic compounds from the seed of Psoralea corylifolia.Food Chem，2010，121:940-945.

21 Suri JL，et al.Bavachromanol:a new chalcone from the seeds of Psoralea corylifolia.Phytochem，1980，19:336-337.

22 Kim YJ，et al.Inhibition of Human 20S Proteasome by Compounds from Seeds of Psoralea corylifolia.Bull Korean Chem Soc，2009，30:1867-1879.

23 Gupta GK，et al.Bakuchalcone，a dihydrofuranochalcone from the seeds of Psoralea corylifolia.Phytochem，1982，21:2149-2151.

24 ElSohly HN，et al.Antifungal chalcones from Maclura tinctoria.Planta Med，2001，67:87-89.

25 Nkengfack AE，et al.An isoflavanone and a coumestan from Erythrina sigmoidea.Phytochem，1994，35:521-526.

26 Wang DW，et al.Osteoblastic proliferation-stimulating activity of Psoralea corylifolia extracts and two of its flavonoids.Planta Med，2001，67:748-749.

27 Park CK，et al.Bavachalcone inhibits osteoclast differentiation through suppression of NFATc1 induction by RANKL.Bioch Pharm，2008，75:2175-2182.

28 Don MJ，et al.Neobavaisoflavone stimulates osteogenesis via p38-mediated up-regulation of transcription factors and osteoid genes expression in MC3T3-E1 cells.Phytomedicine，2012，19:551-561.

29 Wang DY，et al.Promoting effects of isobavachin on neurogenesis of mouse embryonic stem cells were associated with protein prenylation.Acta Pharm Sin(中國藥理學報)，2011，32:425-432.

30 Yin ZN(尹芝南)，et al.Application of bavachinin for treating asthma(補骨脂二氫黃酮甲醚抗哮喘病的應用).CN201110065703.9，2012-09-19.

31 Szliszka E，et al.Inhibition of inflammatory mediators by neobavaisoflavone in activated RAW264.7 macrophages.Molecules，2011，16:3701-3712.

32 Chen CC，et al.Antiplatelet Flavonoids from Seeds of Psoralea corylifolia.J Nat Prod，1996，59:671-672.

33 Sun NJ，et al.DNA polymerase and topoisomerase II inhibitors from Psoralea corylifolia.J Nat Prod，1998，61:362-366.

34 Bronikowska J，et al.The combination of TRAIL and isoflavones enhances apoptosis in cancer cells.Molecules，2010，15:2000-2015.

35 Zhu DY(朱大元)，et al.Studies on the chemical constituents of Bu-Gu-Zhi，the seeds of Psoralea corylifolia L.Acta Pharm Sin(藥學學報)，1979，14:605-611.

36 Szliszka E，et al.Enhanced TRAIL-mediated apoptosis in prostate cancer cells by the bioactive compounds neobavaisoflavone and psoralidin isolated from Psoralea corylifolia.Pharm Rep，2011，63:139-148.

37 Waetjen W，et al.Prenylation enhances cytotoxicity of apigenin and liquiritigenin in rat H4IIE hepatoma and C6 glioma cells.Food Chem Toxicol，2007，45:119-124.

38 Lee MH，et al.Prenylflavones from Psoralea corylifolia Inhibit Nitric Oxide Synthase Expression through the Inhibition of I-κB-α Degradation in Activated Microglial Cells.Biol Pharm Bull，2005，28:2253-2257.

39 Chiou GC，et al.Facilitation of retinal function recovery by natural products after temporary ischemic occlusion of central retinal artery.J Ocul Pharmacol，1994，10:493-498.

40 Guo JN(郭江寧).Study on the antioxidant and antitumour of active constituents of Psoralea corylifolia L.Shenyang:Shenyang Pharmaceutical University(沈陽藥科大學)，PhD.2000.

41 Chen JW(陳季武)，et al.Structure-activity relationship of natural flavonoids in hydroxyl radical-scavenging effects.Acta Pharm Sin(中國藥理學報)，2002，23:667-672.

42 Kim JY，et al.Polyphenols displaying tyrosinase inhibition from the seed of Psoralea corylifolia.J Korean Society for Appl Biol Chem，2010，53:427-432.

43 Matsuda H，et al.Bioactive constituents from Chinese natural medicines.XXXIII.Inhibitors from the seeds of Psoralea corylifolia on production of nitric oxide in lipopolysaccharideactivated macrophages.Biol Pharm Bull，2009，32:147-149.