狗牙花屬植物生物堿類(lèi)成分及生物活性的研究進(jìn)展△

杜思雨，方忠瑩，潘少斌，方磊，2*，張永清

1.山東中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，山東 濟(jì)南 250355；2.濟(jì)南大學(xué) 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022

狗牙花屬(ErvatamiaStapf)為夾竹桃科(Apocynaceae)植物，直立灌木或喬木，主要分布在亞洲、大洋洲、北美洲、南美洲等部分地區(qū)；在全世界有約120種，在我國(guó)主要有15種和5變種；產(chǎn)于亞洲熱帶與亞熱帶地區(qū)的單瓣狗牙花，其葉可藥用，有降低血壓效能，民間常用于治眼病、瘡疥、乳瘡、咬傷等癥；根可治頭痛和骨折等[1]。狗牙花屬植物的研究開(kāi)始較早，科研人員從中分離出多種化學(xué)成分，有甾體、三萜、木脂素等，最重要的就是生物堿類(lèi)成分。單萜吲哚生物堿是狗牙花屬植物中的重要化學(xué)成分，而且具有多種較好的生物活性。隨著對(duì)狗牙花屬植物的深入研究，科研人員從狗牙花植物中發(fā)現(xiàn)了越來(lái)越多的具有生物活性的生物堿類(lèi)化合物。雖然有研究[2-4]對(duì)狗牙花屬植物的化學(xué)成分及藥理活性進(jìn)行了總結(jié)，但都局限于1種狗牙花屬植物，且介紹的不僅僅是生物堿還有很多非生物堿類(lèi)成分。為了對(duì)國(guó)內(nèi)外狗牙花的生物堿類(lèi)成分進(jìn)行全面系統(tǒng)的了解，便于科研人員參考，更好地利用和開(kāi)發(fā)狗牙花屬植物及其富有活性的生物堿類(lèi)化學(xué)成分，筆者對(duì)1996—2016年國(guó)內(nèi)外科研人員從該屬植物中發(fā)現(xiàn)的149個(gè)狗牙花生物堿結(jié)構(gòu)類(lèi)型和生物活性進(jìn)行總結(jié)，為進(jìn)一步研究其藥用價(jià)值提供參考。

1 結(jié)構(gòu)類(lèi)型

1.1 Ibogan型

Andrade等[5]4093從Tabernaemontanaaustralis莖中分離得到ibogamine(1)、ibogaine(2)、ibogaline(3)、voacangine(4)、desethyl-voacangine(5)和voacangine hydroxyindolenine(6)。2是1的C10位的甲氧基取代物；3是1的C10位和C11位的雙甲氧基取代物。(19S)-hydroxyibogamine(7)是Kam等[6]669從MalayanT.corymbosa的莖葉中分離而來(lái)的1個(gè)生物堿，是1的C20位的羥乙基取代物；Kam等[6]670也分離得到19-epi-isovoacristine(8)、(3R/3S)-ethoxyheyneanine(9)、(3R/3S)-ethoxy-19-epi-heyneanine(10)和isovoacryptine(11)。ibogaine-5，6-dione(12)、(7S)-3-oxoibogaine hydroxyindolenine(13)和19-epi-5-oxovoacristine(14)是Tang等[7]1839從E.officinalis莖葉中分離得到的，12是2的氧化衍生物。

Nge等[8]1388-1392從MalayanT.corymbosa的樹(shù)皮中分離得到conodusine A(15)、conodusine B(16)、conodusine C(17)、(+)-conodusine E(18)和conodusine D(19)；15與1相似，15是1的C19位的羰基取代物。16是15的差向異構(gòu)體；17是16的N-氧化物。Lim等[9]1129從T.corymbosa的樹(shù)皮中分離得到cononusine(20)，是第二個(gè)吡咯烷酮駢單萜吲哚生物堿化合物。Pereira等[10]172從T.catharinensis的根皮中分離而得coronaridine(21)，是1的C16位的甲酯基取代物。Zhang等[11]49從T.officinalis的地上部分分離得到taberdivarine G(22)，是21的C3位的羥甲基取代物。(3S)-3-cyanocoronaridine(23)、(3S)-3-cyanoisovoacangine(24)和(3R/3S)-3-ethoxyvoa-cangine(25)是Kam等[12]648-651從T.divaricata樹(shù)皮中提取出來(lái)的，24與23結(jié)構(gòu)相似，是其C11位的甲氧基取代物；25是(3R)和(3S)2個(gè)差向異構(gòu)體的混合物，兩者所占比例約為3∶1，R構(gòu)型占主導(dǎo)地位。Heyneanine(26)是Pereira等[13]167從T.catharinensis的根皮中提取出來(lái)的。

除此之外，從狗牙花屬植物中還發(fā)現(xiàn)了一系列該類(lèi)型的生物堿，包括Bao等[14]1410從T.divaricata的地上部分分離得到的tabernaricatine F(27)和tabernaricatine G(28)；Chaturvedula等[15]從馬達(dá)加斯加的熱帶雨林中的T.calcarea的葉及幼果部位提取出來(lái)的19-epi-voacristine hydroxyindolenine(29)、19-epi-3-oxovoacristine(30)和(3R/3S)-hydroxytab-ernanthine(31)以及10-hydroxycoronaridine(32)[16]、conomicidines A～B以及isoconomicidines A～B(33～36)[17]。見(jiàn)圖1。

1.2 Vobasan型

Pereira等[10]173-174從T.catharinensis的根皮中分離出來(lái)vobasine(37)。Monnerat等[18]從T.hystrix根皮中分離得到hystrixnine(38)。Vobasidines A～D(39～42)是Sim等[19]2504-2506從T.corymbosa的樹(shù)皮中得到的；39中在C19和C20位以一個(gè)環(huán)氧基團(tuán)相連，41與39的區(qū)別是其C16位構(gòu)型相反。Eleganine A(43)是Mansoor等[20]從T.elegans葉中得到。Nb-demethyltaberpsychine(44)是Lim等[21]1185從T.corymbosa樹(shù)皮及葉中分得。見(jiàn)圖2。

1.3 Akuammidine型

Voachalotine(45)和affinisine(46)是Andrade等[5]4093從T.australis莖中分離而得的。12-methoxy-Nb-methylvoachalotine(47)是Pereira等[13]167從T.catharinensis的根皮中提取出來(lái)的。Nb-methylvoa-chalotine(48)是Medeiros等[22]從T.laeta的根皮提取出來(lái)的，是1個(gè)新天然產(chǎn)物四環(huán)生物堿；48結(jié)構(gòu)與45非常相似，是45的N4甲基取代物。Isoakua-mmiline(49)是Qu等[23]3133-3144從T.litoralis的果皮中分離出來(lái)的(見(jiàn)圖2)。

圖1 Ibogan型生物堿的結(jié)構(gòu)

1.4 Aspidosperma型

Apocidines A～B(50～51)是Nge等[8]1392-1394從T.corymbosa的樹(shù)皮中分離，兩者區(qū)別在于羥基的取代位置不同。18-hydroxypseudovincadifformine(52)是Qu等[23]3144從T.litoralis的果實(shí)產(chǎn)物中分得。Ma等[24]1158-1160從T.corymbosa的葉子中提取出來(lái)tabercarpamines C～F(53～56)，54是53的C21位的差向異構(gòu)體，而56是55的C21位的差向異構(gòu)體。Jerantiphylline A(57)和B(58)是Lim等[25]從T.corymbosa葉子中提取出來(lái)的。Lim等[26]1591-1593從MalayanT.corymbosa葉中分離出jerantinines A～G(59～65)，60與59的區(qū)別在于其在C14～C15位上將雙鍵替換成了1個(gè)環(huán)氧取代，61與59、62和60是后者的C3位氧化物，63是59的C14～C15位氫化物，65是60的亞氨基醌衍生物。Kam等[27]1292-1294從T.divaricata葉中得到化合物taberhanine(66)、voafinine(67)、N-methylvoafinine(68)、voafinidine(69)和voalenine(70)。3-oxomehranine(71)和14α，15β-dihydroxy-N-methylaspidospermidine(72)是Lien等[28]從T.bovina莖葉中分離出來(lái)的。見(jiàn)圖3。

1.5 其他單萜吲哚型生物堿

除上述介紹的生物堿之外，科研人員從狗牙花屬植物中分離出了其他幾種生物堿。Andrade等[5]4093從T.australis莖中分得Pseudoindoxyl-ibogan型生物堿rupicoline(73)；Tang等[7]1841從E.officinalis分離得到Pseudoindoxyl-ibogan型生物堿ervaoffines A～B(74～75)；Lim等[21]1182-1184從T.corymbosa提取出corynantheine型生物堿(7R)和(7S)-geissoschizol oxindole(76、77)，(7R，16R)和(7S，16R-19E)-isositsirikine oxindole(78、79)；Ma等[24]1160從T.corymbosa的葉中分離得到Chippiine型生物堿tabercarpamines G～J(80～83)，Kam等[29]于T.corymbosa葉中分離得到Chippiine型生物堿dippinine A(84)。見(jiàn)圖4。

圖2 Vobasan型和Akuammidine型生物堿的結(jié)構(gòu)

圖3 Aspidosperma型生物堿的結(jié)構(gòu)

1.6 雙吲哚型生物堿

雙吲哚型生物堿是一類(lèi)由2個(gè)單萜吲哚類(lèi)生物堿單元分子間縮合而成，它們之間的區(qū)別在于結(jié)構(gòu)單元、結(jié)構(gòu)單元上的取代基、結(jié)合位點(diǎn)以及母核類(lèi)型的不同。

Vobasinyl-iboga型雙吲哚生物堿，是由Vobasinyl和Iboga兩部分構(gòu)成，截止到目前這一類(lèi)生物堿是雙吲哚型生物堿中發(fā)現(xiàn)數(shù)量最多的。Lim等[9]1132-1135也是從MalayanT.corymbosa樹(shù)皮中分得ervatensine A(85)和B(86)；taberdivarines C～F(87～90)是Zhang等[11]47-49從T.officinalis地上部分分離出的；tabernaricatines A～E(91～95)是Bao等[14]1406-1409從T.divaricata地上部分分離出的；Kam等[27]1294從T.divaricata(重瓣花品種)葉中提取出conophyllinine(96)。Paterna等[30]2625-2626從T.elegans根中提取出了(19′S)-hydroxytabernaelegantine A(97)、3′-oxotaber-naelegantines C～D(98～99)為該類(lèi)生物堿。Vobatensines A～F(100～105)是Sim等[31]1048從T.corymbosa樹(shù)皮中分得。Zhang等[32]從T.corymbosa細(xì)枝和葉中提取分離得到tabercorines A～C(106～108)以及17-acetyl-tabernaecorymbosine A(109)。Ervachinines A～D(110～113)是Guo等[33]140從E.chinensis整株植物中提取分離而得；19，20-dihydrotabernamine(114)和19，20-dihydroervahanine A(115)是Ingkaninan等[34]848從泰國(guó)藥用植物T.divaricata的根中提取而得；Kam等[35]從T.divaricata的樹(shù)皮中提取出了conodusarine(116)。Conodirinine A(117)和B(118)是Kam等[36]從Malayan物種T.corymbosa葉中提取出的。Conodiparines A～F(119～124)、conodutarine A和B(125、126)、cononitarine A和B(127、128)，是Kam等[37-38]從Malayan物種T.corymbosa葉中提取出的；Chaiyana等[39]544從T.divaricata莖中提取出了(3′R/3′S)-hydroxyvoacamine(129)。(19′S)-hydroxy-conodurine、conodurinine、(19′S)-hydroxycono-duramine以及(19′S)-hydroxyervahanine A(130～133)是Kam等[40]從T.corymbosa的樹(shù)皮和葉中分離得到的。Tabernamidines A～B(134～135)是Nge等[8]1395從T.corymbosa樹(shù)皮中分離而得。見(jiàn)圖5。

Vobasinyl-voaphylline型生物堿taberdivarines A～B(136～137)是Zhang等[11]47從T.officinalis的地上部分提取出來(lái)的，136和137構(gòu)型基本相同，區(qū)別在于136的兩個(gè)部分是C3/C11′相連接，而137的兩個(gè)部分是C3/C10′相連接。

Vobasinyl-chippiine型生物堿tabercarpamines A～B(138～139)是Ma等[24]1156-1158從T.corymbosa的葉中分離得到的，bistabercarpamine A(140)和B(141)是Ma等[41]101從T.corymbosa的葉中分離得到的。140兩部分是C3/C12′相連，而141的兩部分是C3/C10′相連接。

Aspidosperma-aspidosperma型生物堿是2個(gè)Aspidosperma母核結(jié)合的一類(lèi)雙吲哚型生物堿。Nge等[42]2713從T.corymbosa樹(shù)皮及葉中分離得到該類(lèi)生物堿conofolidine(142)。Lien等[43]從T.bovina的莖葉中分離而得的tabernaebovine(143)和methylenebismehranine(144)都是這一類(lèi)生物堿；Zaima等[44]1686從T.sphaerocarpa莖中分離出來(lái)biscarpamontamine B(145)。Aspidosperma-iboga型生物堿biscarpamontamine A(146)是Zaima等[44]1688從T.sphaerocarpa莖中分離得到的。Vobasine-vobasine型生物堿vobasonidine(147)和Vobasine-strychnan型生物堿vobatricine(148)是Kam等[45]從MalayanT.corymbosa樹(shù)皮及葉中分離提取得到。Hirasawa等[46]5720從T.elegans葉中提取出來(lái)alasmontamine A(149)，是從自然界發(fā)現(xiàn)的一個(gè)新穎的單萜吲哚型生物堿的四聚體，由4個(gè)Aspidosperma骨架聚合。經(jīng)進(jìn)一步研究表明，它的骨架由C5～C6相連，可能是通過(guò)12′-O-demethylvobtusine的氮氧化物經(jīng)Polonovski反應(yīng)形成的，故149的形成是可能是通過(guò)進(jìn)一步氧化發(fā)生的。見(jiàn)圖6。

圖4 其他單萜吲哚類(lèi)生物堿的結(jié)構(gòu)

圖5 Vobasinyl-iboga型生物堿的結(jié)構(gòu)

圖6 其他雙吲哚類(lèi)生物堿的結(jié)構(gòu)

2 生物活性

2.1 抗腫瘤作用

單萜吲哚類(lèi)生物堿對(duì)人類(lèi)口腔表皮樣癌細(xì)胞(KB)的生長(zhǎng)表現(xiàn)出顯著的抑制作用。Kam等[12]653從MalayanT.divaricata樹(shù)皮中分得的Ibogan型生物堿23、24和25，對(duì)KB胞表現(xiàn)出顯著的抑制作用。Sim等[19]2510從MalayanT.corymbosa樹(shù)皮中分得的Vobasan型生物堿39、41，對(duì)KB細(xì)胞有顯著的抑制作用(IC50約5 μg·mL-1)。Lim等[26]1593從MalayanT.corymbosa葉提取的5個(gè)Aspidosperma單萜吲哚型生物堿59～63，對(duì)KB細(xì)胞表現(xiàn)出明顯的抑制作用(IC50為0.3～0.8 μg·mL-1)，化合物62的效果最為明顯(IC50為0.28 μg·mL-1)。

Vobasinyl-iboga型生物堿化合物85和86[9]1135-1137對(duì)KB、A549、MCF-7、MAD-468、HCT-116和HT-29細(xì)胞(IC50為0.70～4.19 μmol·L-1)顯示有良好抑制活性。細(xì)胞周期和膜聯(lián)蛋白V-FITC凋亡分析實(shí)驗(yàn)表明，85和86能夠抑制HCT-116和MDA-468細(xì)胞增殖擴(kuò)散，從而引起細(xì)胞凋亡。化合物88～90[11]50表現(xiàn)出對(duì)3種人癌癥細(xì)胞Hela、MCF-7和SW480的抑制作用，(IC50為1.42～11.35 μmol·L-1)；97、98和99[30]2629在HCT-116結(jié)腸癌細(xì)胞中有誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯作用。化合物100～104[31]1054在體外生長(zhǎng)抑制活性實(shí)驗(yàn)中對(duì)人KB、PC-3、LNCaP、HCT-116、HT-29、MCF-7、MDA-MB-231和A549癌細(xì)胞均有顯著抑制作用。Guo等[33]144從E.chinensis整株植物中分離的110、111、112和113，以順鉑作為陽(yáng)性對(duì)照，通過(guò)使用MTT方法，檢測(cè)化合物對(duì)5種人癌細(xì)胞HL-60、SMMC-7721、A-549、MCF-7和SW480的影響，110和112對(duì)5種細(xì)胞均有顯著的抑制活性(IC50為0.84～3.66 μmol·L-1)，其余的表現(xiàn)出比陽(yáng)性對(duì)照(順鉑)更強(qiáng)的抑制活性。Kam等[38]從T.corymbosa中分離的119、120、121和122，在KB細(xì)胞中表現(xiàn)出顯著的逆轉(zhuǎn)抗性。

Ma等[24]1161從T.corymbosa的葉子中分離的Vobasinyl-chippiine雙吲哚型生物堿138對(duì)3種人癌細(xì)胞(SMMC-7721、HepG-2和MCF-7)顯示出顯著的抑制作用，其IC50值分別為8.54、3.31和6.76 μmol·L-1。另外，膜聯(lián)蛋白V/PI雙染色法結(jié)果表明，138可能通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡來(lái)抑制HepG-2細(xì)胞的增殖。Ma等[41]103從T.corymbosa的葉子中分離得到結(jié)構(gòu)新穎的Vobasinyl-chippiine雙吲哚型生物堿140，它表現(xiàn)出對(duì)HepG-2細(xì)胞有抑制活性[IC50為(38.14±38.14) μmol·L-1]。Aspidosperma-aspidosperma雙吲哚型生物堿142[42]2710在體外生長(zhǎng)抑制活性實(shí)驗(yàn)中對(duì)一系列人類(lèi)腫瘤細(xì)胞有抑制活性，包括KB、PC-3、LNCaP、MCF-7、MDA-MB-231、HT-29以及HCT-116細(xì)胞。Zaima等[44]1689從T.sphaerocarpa莖中提取出的生物堿145對(duì)各種人類(lèi)癌細(xì)胞(HL60、PRMI8226、NCI-H226、HCT-116和MCF-7)均具有有效的抑制作用，IC50值分別為0.5、1.9、2.4、0.8和1.8 μmol·L-1。Hirasawa等[46]5721從T.elegans的葉子中提取出的結(jié)構(gòu)新穎的四單萜吲哚型生物堿149，它對(duì)HL-60細(xì)胞具有抑制活性(IC50為31.7 μmol·L-1)。

2.2 抗乙酰膽堿酯酶作用

Andrade等[5]4094從T.australis莖的三氯甲烷提取物中分得的Ibogan型吲哚生物堿21[10]、4、6和Pseudoindoxyl-ibogan型生物堿73，在相同的濃度下以毒扁豆堿和加蘭他敏(檢測(cè)極限為0.01 mmol·L-1)作為參考物，用改良的Ellman法，顯示具有抗膽堿酯酶活性。Ingkaninan等[34]851從T.divaricata根中分出的2個(gè)Vobasinyl-iboga型雙吲哚生物堿114和115，與已知的乙酰膽堿抑制劑加蘭他敏比較，這兩者顯示對(duì)乙酰膽堿酯酶有較好的抑制活性[IC50分別為(0.227±0.154)、(0.071±0.013) μmol·L-1]。Chaiyana等[39]從T.divaricata莖中分離出的生物堿129對(duì)乙酰膽堿脂酶抑制活性[IC50為(7.00±1.99) μmol·L-1]。

3 結(jié)論

由于生物堿優(yōu)良的活性和許多新穎的骨架，在天然產(chǎn)物領(lǐng)域受到國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。狗牙花屬植物中的生物堿結(jié)構(gòu)類(lèi)型多樣、數(shù)量眾多、活性顯著，尤其是吲哚類(lèi)生物堿的種類(lèi)及活性被較多關(guān)注。但目前對(duì)于狗牙花屬植物的研究?jī)H限于少數(shù)，藥理活性研究較為系統(tǒng)，因此，我們需要對(duì)狗牙花屬植物的生物堿進(jìn)行更深層次的研究和開(kāi)發(fā)，便于發(fā)現(xiàn)更多具有活性的生物堿。