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研究开发

灵芝三萜类化合物药理作用研究进展

添加时间:2006-05-25 09:01:45  浏览次数: 次  :

罗俊 林志彬
(北京大学医学部基础医学院药理学系 北京 100083)

关键词:三萜类;素芝;药理作用

中图分类号:R282.71;R962 文献标识码:A 文章编号:0513-4870-0574-05

灵芝(Ganoderma)为层菌纲目灵芝菌科,灵芝属真菌的总称。习惯所称灵芝是灵芝属中赤芝[ Ganoderma lucidum (Lwyss.ex Fr) Karst ]的子实体部分,其主要成分之一是三萜类化合物。该类化合物有较高的脂溶性,分子量一般为400-600,化学结构复杂。目前已知有7种不同的母核结构,在母核上有多个不同的取代基,常见有羧基、羟基、酮基、甲基、乙酰基和甲氧基等。由于化学结构的多样性,使三萜类化合物有较广泛的药理活性,如灵芝酸β,灵芝酸A,灵芝酸B等可明显抑制HVI-1蛋白酶活性;灵芝酸S可明显抑制血小板的聚集;灵芝酸O和灵芝多糖可以抑制真核细胞DNA多聚酶活性等。对灵芝三萜类化合物的深入研究,有利于灵芝有效成分的寻找和进一步阐明其药理作用机制。现对近年有关灵芝三萜类的化学结构,药理作用及作用机制综述如下:

1 灵芝属三萜类新化合物

对灵芝脂溶性成分的研究在20世纪80年代达到了高潮,1982年Kubota等首次分离到灵芝酸A和灵芝酸B。1988年从灵芝属中先后又分离到19个三萜类新化合物,用波谱技术对其化学结构进行了鉴定。

2 药理作用

2.1 保肝作用

王明宇等从赤芝子实体中得到粗组分GT,进一步经硅胶柱色谱得5个组分(GT-GT),JI经HPLC检测证实该GT和GT2主要含灵芝酸A和赤芝酸A,实验表明GT和GT2对四氯化碳,氨基半乳糖苷和卡介苗,脂多糖所致的3种肝损伤模型小鼠有较好的保肝作用,可明显降低模型动物的血清ALT和肝脏TG含量,并不同程度减轻动物肝损伤。在小鼠免疫性肝损伤原代肝细胞体外培养试验中,作者观察到GT(0.5,5.0,50,100μg.ml-1)和GT2(0.5,2.0,10,50μg.ml-1)可不同程度地降低损伤肝细胞上清液中ALT和CO的含量与阳性对照马洛替酯作用相似。

2.2 抗肿瘤作用

Toth等首先报道了灵芝三萜类化合物的药理活性。作者从赤芝菌丝体中提取得到6个有细胞毒活性的三萜类化合物灵芝酸U V W X Y 和Z。体外实验能明显抑制小鼠肝肉瘤细胞的增殖。Lin等从赤芝子实体中分离到2个三萜类化合物灵芝酸A和双氢灵芝醛A,体外实验表明两者有较强的抑瘤活性,对人肝肉瘤细胞和KB细胞ED50 值均在1-11μg/ml。以灵芝醛A作用最强。

2.3 抗HIV-1`及HIV-1蛋白酶活性

Min等从赤芝孢子粉中分离得到灵芝酸β,灵芝酸B,多糖,和灵芝酸A.体外试验表明对HIV-1蛋白酶活性有明显抑制作用,其IC50分别是20.50.90.70和70μmol.L-1,此外灵芝酸A,灵芝酸B,灵芝酸C1亦有中度的抑制作用,其IC50为140-430μmol/L-1 。作者认为羊毛甾烷型母核C-23或C-24或C-25位上的羟基是其抗HIV-1蛋白酶活性的必需基团。Sahar等用生物活性追踪法从赤芝子实体的甲醇提取物分离得到13种化合物。在抗HIV-1活性的初筛实验中,化合物灵芝粉F和灵芝多糖可抑制由HIV-1诱导的MI-4细胞的细胞毒效应。两者IC50均为7.8μg/ml。而且次浓度仅为其细胞毒浓度的50%。抗HIV-1蛋白酶实验采用受试物与重组HIV-1-PR及其合成底物。根据峰面积计算值,结果发现灵芝酸B和的抑制作用最强。在对HIV-1的实验中,13个化合物在浓度低于0.25mol/L-1时,均无抑制活性。尽管实验对所试化合物的构效关系未能得到明确的结论,但作者认为有双键架构的羊毛甾烷型三萜化合物与抗HIV-1活性密切相关,而甾醇类化合物(compound 10-12)则无此活性。

2.4 抑制组胺释放

Kohda等报道灵芝酸C和灵芝酸D在体外对Con A诱导的大鼠肥大细胞释放组案有抑制作用,药物浓度在0.4μg/ml时抑制率分别是30%和15%。

2.5 抑制血管紧张素转化酶(ACE)

Morigiwa报道用Friedlang和Silvertein方法测定10个灵芝三萜类化合物在体外对ACE酶的作用,发现灵芝酸F对ACE有抑制作用,其IC50为4.7*10-6mol.L-1,其他9个化合物IC50在1*10-5-1*10-4mol.L-1范围内。

2.6抑制胆固醇合成

Komoda等报道,用大鼠肝细胞1*104离心得到的亚细胞上清夜为体外反应体系,发现羊毛甾醇类衍生物7-酮-羊毛甾-8-烯-3β-醇,14α-甲基-胆甾-7-烯-3β,15α-二醇和羊毛甾-7-烯-3β,15α-二醇均可抑制由羊毛甾或24,25-二羟基羊毛甾至胆固醇的生物合成。认为C-7位羰基或C-15位α-羟基是抑制胆固醇和合成的必需基团。此外,作者经由methyl ganoderate C人工合成了化合物VI,证实其在体外能抑制胆固醇生物合成,药物终浓度为20和40μmol.L-1时,抑制率分别为72%和84%。Shiao等在大鼠的高胆固醇饲料中加入灵芝的菌丝体,可显著降低血清和肝脏中胆固醇和肝油三酯的含量,并指出其有效成分是三萜类,主要是灵芝酸R和S可以抑制食物中的胆固醇吸收。目前认为,灵芝中的氧化三萜类化学结构与哺乳动物胆固醇生物合成途径中羊毛甾醇后的中间体类似,可抑制胃肠道吸收食物中的胆固醇。这些氧化三萜类还抑制胆固醇合成过程中的限速酶——3-羟-3-甲戊二酸单酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶,并因此而抑制胆固醇合成。体外实验,在考莱烯胺(cholestemmine)预处理的大鼠肝切片培养中加入灵芝所含的氧化三萜类,可使[2-3H]醋酸盐和[2-14C]羟基戊酸参入胆固醇合成减少,可见这些氧化三萜类还影响胆固醇生物合成过程中羟基戊酸的环节。

2.7镇痛作用

Koyama等报道,用醋酸扭体法为活性筛选指标,从灵芝子实体的二氯甲烷提取物部分经硅胶主体色谱和HPLC制备得到4个具有镇痛活性的灵芝三萜类化合物:灵芝酸 A,B,C和H。按剂量3-5mg.kg-1 ac 给药可产生较好的镇痛效果,扭体反应抑制率在30%-64%(P<0.05),其中以灵芝酸 H效果最好。同时,作者对比分析了灵芝酸H和与其结构十分相似的compound C6的镇痛作用,认为灵芝酸H作用强的原因是其C-12位上的羟基被乙酰化,由此增加了该化合物的吸收度,而compoud C6的C-12位上的取代基为羟基。

2.8对血小板聚氯的影响

Su(GAS ,化学名:lanosta-7-9(11).24-triene-3β,15α-diacetoxy-26-aic acid)对TXA在人体血小板中信号的影响。发现GAS对TXA2拟似物U46619所诱导人源硅胶过滤处理的血小板(GTP)聚集具有明显抑制作用,可延迟血小板发生形态改变的时间,可减少血小板的初始聚集并降低其聚集百分率,该抑制作用有剂量依赖性。2μmol.L-1GAS抑制率可达到50%;当浓度增加至7.5和10 mol.L-1时,可完全抑制血小板聚集,但不能对抗txa所致血小板形态改变。细胞内[Ca];测定显示GAS能明显抑制[46619]诱导的血小板内[Ca]增加;此外,可强烈抑制由46619诱导的二乙酰甘油的形成。TXB生成测定实验显示GAS可能抑制PLA的活化。作者还测定了血小板细胞的cAMP水平;u46619能够抑制PGF或PGE+GAS诱导的血小板Camp水平增高,其抑制率可达40%,表明GAS不能对抗U46619的这一抑制作用。作者采用蛋白-酪氨酸磷酸化的形成,结果显示GAS对早期的蛋白-酪氨酸磷酸化无抑制作用,但可明显抑制第2、第3期的磷酸化反应,对P53-58及P51的抑制率可达30%,与同时,对其趣蛋白质磷酸化反应的抑制率则超过70%。提示GAS可能抑制了与整合蛋白αbβ3启动及血小板聚集有密切相关的蛋白-酪氨酸磷酸化过程。
根据这些实验研究结果,作者认为GAS是通过抑制血小板TXA2反应系统中TXRα-GQ-PI-Cβ信号传导通道的蛋白-酪氨酸磷酸化过程,使二乙酰甘油和[Ca2-]水平降低,最终抑制血小板的脱颗粒和聚集,并不影响血小板-TXA2反应系统中的另一信号传导通道TXRβ-Gi。推测这两个通道的脂质环境有所不同,GAS可能更易于与前两者的微脂质区结合,从而抑制该通道的信号传导。

2.9 对蛋白金合欢酯转移酶的抑制作用

位于ras癌蛋白羧基末端四肽中的半胱羧酸残基,可在蛋白金合欢酯转移酶(FPT)的催化下实现蛋白翻译后的合金欢酯的修饰。该过程为ras癌蛋白的细胞转化和膜融合的必需步骤。已证实FTP抑制剂能抑制ras依赖的细胞转化。这提示了人类癌症治疗的一个潜在的研究方向。Ras原癌基因家族编码M 21000蛋白质,野生型和突变型ras需要定位在质粒膜上才能表现出相应的生物学活性。这一过程伴随有金合欢酯残基的附着。许多蛋白质包括小分子GTP结合蛋白的羧基末端表现为戊二烯酯化修饰,但是ras基因家族成员(K-ras,Ha-ras ,N-ras)Rho B,核纤层A和B,转运蛋白和其他几种蛋白却表现合欢酯化修饰。现已明确有三种酶可以催化蛋白质羧基末端的合欢酯化反应。蛋白金酯化转移酶,蛋白香叶基香叶酯转移酶Ⅰ(GGPTⅠ)和Ⅱ(GGPT Ⅱ)。
Lee等报道了赤芝来源的三萜类化合物在体外对FPT和GGTP的影响,相对而言,受试的4个三萜类化合物对FTP 表现出选择性。灵芝酸A和C对FTP的IC50均为100mol.L-1。前者的甲酯化物IC50为38 mol.L-1。三者对FTP底物焦磷酸金合欢酯(FRP)均表现出竞争性拮抗作用。灵芝酸A和甲酯化物A和k分别为54和20 mol.L-1。作者认为C-25位羧基的甲酯化有利于抑制FTP的活性。

2.10 抗氧化作用

Zhu等结合体外实验用生物活性指导分离提取的方法对赤芝的抗氧化活性进行了实验研究。从赤芝水煮提取物中得到三萜类成分的粗组分。观察该粗组分对苯三酚诱导的红细胞膜氧化以及Fe-Ⅱ-抗坏血酸诱导的脂质过氧化的影响。受试物表现出剂量依赖性的抗氧化作用。进一步的分离提取证实该粗组分的主要成分是灵芝酸A,B,C,D和lucidenic acid B和灵芝多糖。

2.11 抑制真核细胞DNA多聚酶活性

Mizushina 等从赤芝分离得到2个新三萜化合物灵芝酸O和lucidenic laotone ,两者在体外对真核细胞DNA多聚酶活性都有选择性的抑制作用。灵芝酸O和lucidenic laotone不仅对小牛DNA多聚酶α和大鼠多聚酶β,而且对HIV-Ι反转录酶亦有抑制作用,但对原核细胞DNA多聚酶和其他DNA代谢酶,如T7 RNA多聚酶和DNA酶-Ι的活性没有影响。

3 展望

有悠久药用历史的灵芝是中医药学宝库中的珍品,拥有广泛的生物活性。灵芝含有的三萜类化合物结构复杂,分子功能基团较多。目前除了少数化合物进行了药理性研究之外,多数为进行活性研究,有必要采用现代科学技术方法对其药理作用、构效关系、作用机理等方面进入深入和系统地的研究,为开发利用灵芝资源打下坚实的基础。
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