馬齒莧中吲哚類生物堿的生物活性研究

蘭秀娟 郭勝男 王金煥 王呈玉 英錫相

遼寧中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，遼寧 大連 116600

馬齒莧(PortulacaoleraceaL.)為馬齒莧科馬齒莧屬一年生草本植物，又名長命菜、五行草等，為藥食兩用植物[1]。馬齒莧生命力頑強，分布范圍廣泛，多見于田野路邊，被世界衛(wèi)生組織(WHO)列為世界上應(yīng)用最廣泛的藥用植物之一[2-3]。馬齒莧作為傳統(tǒng)中藥已經(jīng)有上千年的歷史，其味酸、性寒，歸肝、大腸經(jīng)，具有清熱解毒、涼血止血、止痢的功效。馬齒莧中含有多種化學(xué)成分，如生物堿[4-6]、黃酮[7，8]、有機酸[9]、萜類[10]等，具有抗氧化[11]、抗乙酰膽堿酯酶[12]、抗炎[13]等多種藥理活性。課題組長期從事馬齒莧研究工作，其中生物堿類成分為馬齒莧活性成分之一，本文對課題組分離得到的吲哚類生物堿進行生物活性研究。

阿爾茨海默病(alzheimer’s disease，AD)是一種神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，主要表現(xiàn)為記憶障礙、認知障礙和行為異常等癥狀，給患者身體帶來傷害，嚴重影響生活質(zhì)量[14]。研究[15]表明，抑制膽堿酯酶可以使乙酰膽堿堆積，興奮膽堿受體，改善AD患者學(xué)習(xí)和記憶能力。因此，本文對實驗室分離的馬齒莧吲哚類生物堿進行了抗膽堿酯酶活性研究，為AD藥物的進一步研究提供實驗基礎(chǔ)。此外，自由基氧化損傷被認為是中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病(如帕金森、AD等)的重要因素[16]，抗氧化作用可以作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛在治療方法，故本文還對馬齒莧中吲哚類生物堿進行了抗氧化活性研究，期望為馬齒莧中生物堿成分的深入研究提供科學(xué)基礎(chǔ)。

1 材料

1.1 實驗材料及試劑 Oleraindole A、Oleraindole B、Oleraindole C、Oleraindole D、Oleraindole E、Oleraindole F及Oleraindole G(均由本實驗室分離所得，純度>97%)，毒扁豆堿(上海瀚翔生物科技有限公司)，碘代硫化乙酰膽堿(ATCI)和乙酰膽堿酯酶(AChE)(大連美倫生物科技有限公司)，二硫代二硝基甲酸(DTNB)(上海金水生物科技有限公司)，磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉(上海國藥控股試劑有限公司)，1，1-二苯基-2-苦基肼自由基(DPPH)(美國sigma公司)，丁基羥基茴香醚(BHA)(上海祥瑞生物有限公司)，甲醇(色譜純，天津市凱信化學(xué)工業(yè)有限公司)

1.2 實驗儀器與設(shè)備 HBS-1096A96孔酶標儀(南京德鐵實驗設(shè)備有限公司)，Hitachi UV-3010型紫外可見分光光度計(日本日立公司)，十萬分之一天平(瑞士METTLER)，HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋(江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司)。

2 方法

2.1 抗膽堿酯酶試驗 本實驗根據(jù)改良的Ellman法測定各個化合物的抗膽堿酯酶活性。精密稱取oleraindole系列化合物及毒扁豆堿，用甲醇配制成五個系列濃度31.25 μM、62.5 μM、125 μM、250 μM和500 μM的樣品溶液。具體操作如下：于96孔酶標板中加入140 μL的磷酸緩沖鹽溶液(0.1 M，pH=8.0，包含0.1 moL/L磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉)，20 μL的樣品溶液，15 μL的AChE(0.2 U/mL)，于37 ℃下孵育10 min后，加入10 μL的ATCI(15 mmoL/L)和10 μL的DTNB(15 mmoL/L)，于37 ℃下孵育20 min后，將96孔板置于酶標儀中，在405 nm波長下測量各組樣品的吸光度值。其中，以甲醇代替樣品溶液作為空白組，以毒扁豆堿代替樣品溶液作為陽性對照組。各化合物膽堿酯酶抑制率按下列公式計算(A代表吸光度)：

抑制率(%)=(A空白-A樣品)/A空白×100%

2.2 抗氧化試驗 本實驗使用DPPH自由基清除法測定各個化合物的抗氧化活性。精密稱取oleraindole系列化合物及BHA，用甲醇配制成10 μM、20 μM、30 μM、50 μM和100 μM五個系列濃度的樣品溶液。此外，DPPH溶液現(xiàn)用現(xiàn)配，精密稱取適量DPPH，用甲醇配制成濃度為80 μM的溶液，全程避光操作。具體操作如下：將1 mL的樣品溶液與1 mL的DPPH溶液充分混合，于室溫、避光環(huán)境下放置10 min，將紫外分光光度計檢測波長設(shè)置為517 nm后，測量樣品的吸光度值。其中，以甲醇代替樣品溶液作為空白組，以BHA代替樣品溶液作為陽性對照組，以1 mL甲醇與1 mL樣品溶液的混合溶液作為對照組。各化合物DPPH清除率按下列公式計算(A代表吸光度)：

DPPH清除率(%)=[1-(A樣品-A對照)/A空白]× 100%

3 結(jié)果

3.1 各化合物抗膽堿酯酶活性 馬齒莧中oleraindole A-oleraindole G的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其抗膽堿酯酶活性結(jié)果如圖2所示，從活性結(jié)果中可以看出，oleraindole A至oleraindole G均表現(xiàn)出一定的抗膽堿酯酶活性，且各化合物對膽堿酯酶的抑制作用隨著化合物濃度的增大而增強，呈劑量依賴性的趨勢。

圖2 馬齒莧中oleraindole A-oleraindole G和毒扁豆堿的抗膽堿酯酶活性

表1所示結(jié)果為各化合物抗膽堿酯酶作用的IC50值，由此結(jié)果可知，oleraindole B 的抗膽堿酯酶活性最強，其IC50值為40.22 μM，與陽性藥毒扁豆堿(IC50=37.92 μM)的活性相當。在苷元結(jié)構(gòu)中，Oleraindole A 的活性次之，而在苯環(huán)上有兩個羥基取代的oleraindole C活性最弱。與苷元oleraindole B和oleraindole A 的活性相比，其苷類結(jié)構(gòu)即oleraindole E 、oleraindole D、oleraindole F和oleraindole G的活性均下降。

表1 馬齒莧中oleraindole A-oleraindole G和毒扁豆堿抗膽堿酯酶作用的IC50值

3.2 各化合物抗氧化活性 馬齒莧中oleraindole A-oleraindole G的抗氧化活性結(jié)果如圖3所示，從活性結(jié)果中可以看出，oleraindole A、oleraindole B、oleraindole C、oleraindole D、oleraindole G均表現(xiàn)出了較強的抗氧化活性，且各化合物的抗氧化作用隨著化合物濃度的增大而增強，呈劑量依賴性的趨勢。

圖3 馬齒莧中oleraindole A-oleraindole G和BHA的抗氧化活性

表2所示結(jié)果為各化合物抗氧化作用的IC50值，由此結(jié)果可知，oleraindole C的抗氧化活性最強(IC50=7.49 μM)，oleraindole A的活性次之(IC50=9.68 μM)，且二者的抗氧化活性均優(yōu)于陽性藥BHA(IC50=37.81 μM)。在苷元結(jié)構(gòu)中，oleraindole B的活性最弱(IC50=42.10 μM)。與苷元oleraindole A和oleraindole B的活性相比，其苷類結(jié)構(gòu)中，oleraindole G(IC50=41.87 μM)和oleraindole D(IC50=62.30 μM)表現(xiàn)出較強的抗氧化活性，而oleraindole F和oleraindole E的活性明顯降低。

表2 馬齒莧中oleraindole A-oleraindole G和BHA抗氧化作用的IC50值

4 討論

馬齒莧作為傳統(tǒng)中藥已經(jīng)有上千年歷史，其具有化學(xué)成分多樣性和藥理活性多樣性的特點，受到了學(xué)者們的關(guān)注。課題組長期從事馬齒莧相關(guān)研究工作，從馬齒莧當中分離出了多種化學(xué)成分，生物堿類化學(xué)成分作為馬齒莧活性成分之一，有必要對其生物活性進行研究。

AD又稱老年癡呆，是一種進行性發(fā)展的神經(jīng)退行性疾病，臨床上表現(xiàn)為記憶障礙、執(zhí)行功能障礙、行為改變、人格改變等特征，病因迄今未明。膽堿能系統(tǒng)改變與AD的認知功能損害程度密切相關(guān)，通過抑制膽堿酯酶來增強膽堿能神經(jīng)傳遞是治療AD的有效方法之一[17]。研究[18]表明，生物堿類常表現(xiàn)出乙酰膽堿酯酶抑制作用，具有治療AD的潛力，故本實驗對馬齒莧中吲哚類生物堿進行抗膽堿酯酶活性研究。實驗結(jié)果顯示oleraindole B的抗膽堿酯酶活性最優(yōu)，oleraindole A的活性次之，oleraindole C的活性明顯下降，通過比較各化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點，可以推斷化學(xué)結(jié)構(gòu)中-3″位置的取代基對活性影響較大，其中，當-3″位置為疏水基團甲氧基取代時，oleraindole B的活性最優(yōu)；當-3″位置無取代基團時，oleraindole A的活性次之；而當-3″位置為親水基團羥基取代時，oleraindole C的活性則明顯下降。與苷元結(jié)構(gòu)相比，oleraindole D至oleraindole G的抗膽堿酯酶活性均下降，說明oleraindole系列的糖苷形式不利于化合物抗膽堿酯酶活性的發(fā)揮。

細胞受到氧化損傷是中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病(如精神分裂、帕金森氏癥、腦癱阿爾茨海默病)發(fā)生的重要因素，抗氧化作用可作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療的潛在手段，且研究[19]表明含有酚羥基基團的生物堿類化學(xué)成分常具有較強的抗氧化活性。因此，本實驗對馬齒莧中吲哚類生物堿進行抗氧化活性研究。實驗結(jié)果顯示oleraindole C的抗氧化活性最優(yōu)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)中-3″和-4″位置含有兩個酚羥基；oleraindole A的-3″位置無酚羥基取代，其活性次之；而oleraindole B的-3″位置為供電子集團甲氧基，使其抗氧化活性下降。與苷元結(jié)構(gòu)相比，oleraindole D-oleraindole G的抗氧化活性均下降，其中，oleraindole G的-6位有兩個葡萄糖取代，其抗氧化活性與oleraindole B的活性相當。上述活性結(jié)果提示生物堿抗氧化活性與其結(jié)構(gòu)中酚羥基的個數(shù)相關(guān)，酚羥基個數(shù)越多，抗氧化活性越強。

本實驗對馬齒莧中吲哚類生物堿oleraindole A-oleraindole G進行了抗膽堿酯酶活性及抗氧化活性研究，發(fā)現(xiàn)oleraindole A既表現(xiàn)出較強的抗膽堿酯酶活性，又表現(xiàn)出較優(yōu)的抗氧化活性，具有進一步研究的價值。此外，oleraindole B抗膽堿酯酶活性最佳，oleraindole C抗氧化活性最佳，該實驗結(jié)果可為吲哚類生物堿的深入研究提供科學(xué)依據(jù)。