山豆根多糖的研究进展
摘要:山豆根(Radix Sophorae Tonkinensis)多糖是山豆根中主要活性成分之一。山豆根多糖在免疫调节、抗氧化、抗肿瘤等方面具有显著活性。对山豆根多糖提取工艺﹑分离纯化方法﹑化学组成结构﹑生理活性以及近几年在动物试验中的研究结果等进行了分析,并展望了山豆根多糖今后的主要研究方向。
关键词:山豆根(Radix Sophorae Tonkinensis);多糖;提取;分离纯化;生理活性
中图分类号:S853.72 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2012)24-5559-03
山豆根(Radix Sophorae Tonkinensis)又名广豆根、苦豆根、山大豆根,为豆科植物越南槐(Sophora tonkinensis Gapnep.)的干燥根及根茎,为《中国药典》(2010版)收载品种,主要分布于广西、贵州等地[1]。山豆根功效始见于《开宝本草》:“主解诸药毒、止痛、消疱肿毒”,2010版《中国药典》载本品归肺、胃经,具有清火、解毒、消肿、止痛之功效。范健等[2]、兰艳素等[3]研究证明山豆根中主要活性成分为生物碱、多糖、黄酮等。多糖是一切生命的有机体必不可少的成分,对人类健康起着举足轻重的作用,它具有增强免疫、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、抗病毒等活性作用,是理想的、天然、安全、有效的药品和保健食品,为人类健康展示了光明的领域[4]。近年来,随着多糖研究的不断发展,山豆根多糖的研究受到重视,本文对山豆根多糖方面的研究情况作简要综述,以期为山豆根多糖资源的开发和利用提供参考。
1 山豆根多糖的提取工艺研究
植物多糖可分为水溶和碱溶两部分,水溶性多糖有较强的生物活性,山豆根多糖属于水溶性的多糖。传统的多糖提取一般采用水提醇沉法、酸提法、碱提法。尹龙萍等[5]以山豆根多糖得率为考察指标,采用正交设计法对山豆根粗多糖提取工艺中水提取次数、提取时间、乙醇沉淀浓度3个因素进行优化研究,山豆根粗多糖提取,以水提取2次,每次60 min,75%(体积分数)乙醇的最终沉淀为最优化工艺。但采用传统的水提醇沉方法所需温度高、得率低,而随着现代科学技术的发展,出现了更多科学有效的分离提取方法,如微波法和超声法等。帅学宏等[6]分别用水提醇沉法和微波处理法提取山豆根多糖进行比较。微波法提取效果更好,最适条件为料液比为1∶15,提取温度为90 ℃,提取时间为90 min。山豆根多糖的得率从传统的3.26%提高到5.54%,山豆根多糖总糖含量达到65.41%,精制后的多糖中总糖含量达到88.48%,且山豆根多糖得率随着微波处理时间延长而升高,山豆根多糖的得率较传统水提醇沉法显著提高。
2 山豆根多糖的分离纯化方法
李志孝等[7]水提山豆根多糖洗涤干燥后,经DEAE-纤维素柱层析,收集后进行Sephadex G-100柱层析,NaCl洗脱得到精制多糖。董群等[8,9]将山豆根用沸水提取后浓缩、透析,沉淀,洗涤,真空干燥后得到多糖粗品SSa。残渣继续用稀碱提取,经酸中和,透析,离心后,上清液沉淀后得到SSb,残渣中加入浓碱提取,按与稀碱提取时同样的方法处理得到多糖SSc。SSa,SSb溶解于蒸馏水中,除去不溶物,上清液进行DEAE SephadexA-25柱(5 cm×42 cm,Cl-)层析,先用蒸馏水洗脱,再用NaCl梯度洗脱,分部收集,旋光法检测糖含量,将各峰位分别合并收集。SSc溶于水,进行DEAE Sephadex A-25柱(5 cm×42 cm,Ac-)层析,用蒸馏水洗脱得到SSc-1。以上各组分分别用Sephadex G-200或Sephacryl S-300进行凝胶过滤层析进一步纯化,用NaCl作为溶剂和洗脱剂。
3 山豆根多糖的化学组成及结构
目前,从山豆根中提取的多糖组分有8种。张岚等[10]从山豆根中得到总糖,经进一步分离得到一种中性多糖SSa,相对分子质量为1.9×106,组成为D-半乳糖∶D-葡萄糖=1∶1。董群等[11]用水提醇沉法从山豆根中分离得到水提多糖粗品SSa,从SSa的进一步分离中得到SSa-l、SSa-2、SSa-3、SSa-4共4个组分;用碱提醇沉法分离得到棕色粉末状粗多糖SSb,再进一步分离纯化得到SSb-1FA、SSb-2、SSb-3、SSc-1 4个组分,其相对分子质量分别为9.1×103,3.3×105,>2.0×106,>2.0×106,2.6×104,4.4×105,5.3×105,8.1×104。根据组成和性质,可分成5种结构类型。淀粉类多糖(SSa-1),阿拉伯半乳葡聚糖(SSa-2),木葡聚糖(SSb-1FA,SSc-1),异木聚糖(SSb-2)和果胶类多糖(SSa-3,SSa-4,SSb-3),其中淀粉的含量最多,其次为果胶类多糖。
4 山豆根多糖的生理活性
4.1 免疫调节作用
Taylor等[12]、帅学宏等[13,14]通过以地塞米松(Dex)为免疫抑制剂建立小鼠免疫抑制模型,以不同剂量的山豆根多糖(SSP)腹腔注射。Dex对小鼠MP0活性没有显著性影响,SSP与Dex合用可显著降低小鼠MP0活性;Dex能降低小鼠胸腺组织中X0活性,SSP配合Dex使用能极显著地降低X0活性;SSP与Dex配合使用后可显著增强其GP活性,且有一定的量效关系,显著提高脾脏指数,血清中IL-6、TNFα水平和胸腺中的GSH水平,对胸腺中的NO水平有调节作用,表明SSP可拮抗Dex所致的免疫抑制。
帅学宏等[15]报道了山豆根多糖与鸡脾脏淋巴细胞共同培养后能显著提高环磷酸腺苷、6-酮-前列腺素F1a和血检素B2水平,山豆根多糖对NO分子水平随时间的变化有不同程度的升高,影响环磷酸腺苷/环磷酸鸟苷和6-酮-前列腺素F1/血栓素B2的信号体系从而影响免疫细胞内的信号转导,导致机体的免疫功能受到影响。陈爱葵等[16]探讨了山豆根提取液对小白鼠免疫功能的影响。结果表明,山豆根多糖对激活小白鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能,以及对提高淋巴细胞的E玫瑰花环形成率都有明显的促进作用,进一步证明山豆根多糖具有很好的免疫调节作用。山豆根多糖不仅刺激淋巴细胞增殖,促进PWM诱导的抗体产生,而且还能够刺激小鼠淋巴细胞分泌IgG[17]。
4.2 抗氧化作用
胡庭俊等[18]采用邻二氮菲-Fe2+氧化法测定了山豆根多糖(SSP1)清除羟自由基(·OH)的作用,应用邻苯三酚自氧化反应体系为产生超氧阴离子自由基(O2-·)模型观察了SSP1对超氧阴离子的清除作用,选择辣根过氧化物酶-酚红法测定了山豆根多糖对H2O2的清除作用。结果发现,山豆根多糖具有清除羟自由基的作用,且呈明显的量效关系;对邻苯三酚自氧化具有抑制作用,对调理酵母多糖诱导的小鼠脾脏淋巴细胞释放H2O2具有抑制作用而具有抗氧化作用。山豆根多糖能对抗环磷酰胺引起的损伤,通过提高小鼠脾脏和胸腺还原型谷胱甘肽(GSH)水平,提高免疫系统的抗氧化能力水平并能降低LPO,防止超氧化物自由基对免疫组织细胞的损伤。山豆根多糖对鸡血浆中超氧化物歧化酶活力有升高作用,对机体的总抗氧化能力在一定时间内能够明显提高,能升高鸡血浆中MDA的水平,对还原型GSH在前期具有升高作用,从而在清除自由基、提高抗氧化能力方面有促进作用。
4.3 抗肿瘤作用
肖正明等[19]研究表明,山豆根水提取物能抑制体外培养的人肝癌细胞的增殖,降低线粒体代谢活性。张良等[20]报道复方山豆根注射液对B16黑色素瘤、lewis 肺癌荷瘤有较好的抑瘤作用,显著地延长小鼠生存期效果。黄明宜[21]研究表明山豆根对Eca-109细胞株生长有抑制和杀伤作用,对脱氢酶有影响作用。帅学宏[6]也报道了山豆根多糖能显著提高脾脏指数和血清中IL、TNFQ水平及胸腺中谷胱甘肽水平,能增强机体的免疫功能。小鼠被地塞米松免疫抑制后,对TNF的水平影响不明显,高剂量的山豆根多糖可极显著地升高肿瘤坏死因子水平。据研究表明TNF能够杀伤或抑制肿瘤细胞,提高中性粒细胞的吞噬能力,增加过氧化物阴离子产生,刺激细胞脱颗粒和分泌髓过氧化物酶。由此可推测山豆根多糖具有抗肿瘤活性,山豆根中的苦参碱和氧化苦参碱也有类似的抗肿瘤作用。
5 展望
山豆根化学成分含量丰富,药用价值高。其中山豆根多糖生物活性作用的研究已取得一定进展,其作为一种新型的免疫调节剂为学者广泛重视,但由于其所含化学成分及结构比较复杂,其作用机制﹑构效关系还有待进一步研究。山豆根的水提液具有抗肿瘤的作用,到目前为止,其水提液中的云芝多糖、猪苓多糖、香菇多糖、裂褶多糖、茯苓多糖等在治疗肿瘤方面显示了诱人的前景,期望进一步研究山豆根水提液中多糖成分的抗肿瘤作用及其作用机制,拓展其在临床方面的应用。
参考文献:
[1] 谭成明,房慧伶,胡庭俊.山豆根生物活性成分及药理作用的研究进展[J].广西农业科学,2009,40(11):1494-1497.
[2] 范 健,吕建峰.山豆根的化学成分与药理研究进展[J].实用医技杂志,2003,10(11):1254-1255.
[3] 兰艳素,杨瑞云,李 远,等.山豆根的化学成分与药理活性研究进展[J].滁州学院学报,2010,12(2):48-51.
[4] 田庚元,冯宇澄,林 颖.植物多糖的研究进展[J].中国中药杂志,1995,20(7):441-443.
[5] 尹龙萍,邓 毅,贾 伟,等.山豆根粗多糖最优化提取工艺研究[J].中药材,2007,30(3):351-353.
[6] 帅学宏.山豆根多糖提取工艺及免疫学活性研究[D].兰州:甘肃农业大学,2010.
[7] 李志孝,黄成钢,陈耀祖.山豆根多糖的研究[J].西北植物学报,2000,20(2):294-298.
[8] 董 群,丁思炜,方积年.山豆根木葡聚糖的研究[J].中国生物化学与分子生物学学报,1998,14(6):746-750.
[9] DONG Q, DING S W,YANG X. Structrual features of a heteroxylan from Sophora subprostrata roots[J]. Phytochemistry,1999, 50(1):81-84.
[10] 张 岚,任丽娟,顾玉诚.山豆根中性多糖SSA的分离纯化和性质[J].中草药,1993,24(1):8-9.
[11] 董 群,方积年.山豆根多糖的性质和化学组成[J].中国药学杂志,2001,36(2):85-87.
[12] TAYLOR R L, CONRAD H E. Stoichiometric depolymerization of polyuronides and glycoaminogylcuronans to monosaccharides following rediction of their carbodiimide-activated carboxyl group[J].Biochemistry,1972,11(8):1383-1388.
[13] 帅学宏,胡庭俊,曾 芸,等.山豆根多糖对免疫抑制模型小鼠免疫器官指数和自由基相关酶活性的影响[J].南京农业大学学报,2009,32(2):170-172.
[14] 帅学宏,胡庭俊,曾 芒,等.山豆根多糖对小鼠免疫功能的影响[A]//中国畜牧兽医学会中兽医学分会2008年学术年会.华东区第十八次中兽医科研协作与学术研讨会暨兽药发展论坛论文集[C].2008.
[15] 帅学宏,苏子杰,胡庭俊,等.山豆根多糖对鸡脾脏淋巴细胞信号转导相关分子水平的影响[J].动物医学进展,2010,31(1):36-41.
[16] 陈爱葵,高丽松,黄清松,等.山豆根对动物免疫功能的影响[J].中国现代医药科技,2003,3(1):52-54.
[17] 赵武述,张玉琴,任丽娟,等.山豆根多糖刺激抗体产生的作用[J].中日友好医院学报,1992,6(10):200-202.
[18] 胡庭俊,程富胜,陈昊然,等.山豆根多糖体外清除自由基作用的研究[J].中兽医医药杂志,2004,23(5):6-7.
[19] 肖正明,宋景贵.山豆根水提取物对体外培养人肝癌细胞增殖及代谢的影响[J].山东中医药大学学报,2000,24(1):62-64.
[20] 张 良,张万峰,王日芝,等.复方山豆根注射液对荷瘤小鼠B16、lewis抑瘤作用的实验研究[J].中医药信息,2001,18(6):53-54.
[21] 黄明宜.不同浓度山豆根对Eca-109细胞株生长的抑制和杀伤作用[J].河南职工医学院学报,2002,14(3):193-194.
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