蘆丁衍生物及其生物活性研究進(jìn)展

       蘆丁屬于類黃酮，廣泛存在于槐米、黃芪、葛根、陳皮等中草藥中；檸檬、柑橘、櫻桃、葡萄、杏、李子等水果中；以及蘆筍、番茄、黃瓜等蔬菜中。蘆丁歸類為維生素 P，可增加毛細(xì)血管的韌性，調(diào)節(jié)其滲透性，具有調(diào)血脂、預(yù)防和治療心腦血管疾病等作用，也可被用作藥物、多種維生素制劑、 化妝品和化學(xué)工業(yè)以及動(dòng)物飼料中的活性成分。

       目前國內(nèi)經(jīng)常使用的蘆丁產(chǎn)品有蘆丁片，主要用于脆性增加的毛細(xì)血管出血癥、紫癜、視網(wǎng)膜出血等；復(fù)方蘆丁片，主要成分蘆丁和維生素 C，用于腦出血、出血性腎炎、創(chuàng)傷性肺出血、產(chǎn)后出血等。雖然蘆丁對許多疾病有治療作用，但由于其水溶性差和生物利用度低，因此在臨床上的應(yīng)用受到一定限制。蘆丁由槲皮素、葡萄糖和鼠李糖3部分組成，其結(jié)構(gòu)式如下圖所示，AC是苯并（γ）吡喃環(huán)結(jié)構(gòu)，A環(huán)是間二酚結(jié)構(gòu)，B環(huán)含有鄰二酚結(jié)構(gòu)，C 環(huán)上連1個(gè)含有3個(gè)羥基的葡萄糖基以及 1 個(gè)含有3個(gè)羥基的鼠李糖基，即蘆丁含有4個(gè)酚羥基和6個(gè)糖苷羥基。為了使蘆丁發(fā)揮預(yù)防和治療疾病的作用，人們對蘆丁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化修飾，主要包括對羥基修飾生成醚和酯，對羰基修飾生成羰基氧被取代的產(chǎn)物，對槲皮素 A、B 環(huán)修飾等。通過優(yōu)化修飾獲得了溶解性能好、生物利用度高、生物活性增強(qiáng)的蘆丁衍生物。

       1、羥基的修飾

       羥基比較活潑，可以發(fā)生一系列反應(yīng)，羥基的修飾包括酚羥基的修飾和糖苷羥基的修飾。

       1.1 酚羥基的修飾

       酚羥基修飾的衍生物包括曲克蘆丁、蘆丁磺酰胺衍生物、蘆丁咪唑類衍生物、蘆丁巴 比 妥酸衍生物、蘆丁6-氨基青霉酸衍生物和蘆丁苯并嘧啶衍生物。

       ①曲克蘆丁又名維腦路通、維生素P4、三羥乙基蘆丁，是蘆丁經(jīng)羥乙基化制成的半合成黃酮類化合物。曲克蘆丁廣泛應(yīng)用于缺血性腦血管疾病的治療，如治療慢性靜脈供血不足引起的心腦血管疾病，慢性靜脈功能不全等疾病以及痔瘡、微血管病變、視網(wǎng)膜病變等。研究發(fā)現(xiàn)，曲克蘆丁對認(rèn)知缺陷，即阿爾茨海默癥、帕金森病等疾病也具有一定的保護(hù)作用。

       ②蘆丁磺酰胺衍生物。廣泛應(yīng)用的抗菌磺胺類藥物對腎 臟有嚴(yán)重的毒副作用，蘆丁磺酰胺衍生物具有毒副作用小，水溶性好的特點(diǎn)。其中活性較高的化合物有磺胺吡啶和磺胺氯噠嗪衍生物，具有與復(fù)方新諾明相同甚至更高的活性。蘆丁磺酰胺衍生物體外和體內(nèi)抗菌實(shí)驗(yàn)均顯示出較好的抗菌活性，個(gè)別化合物可與考特莫唑活性相媲美。

       ③蘆丁咪唑類衍生物。蘆丁溶于甲醇，加入 1,3-二氯-2-丙醇，然后分別與咪唑或苯并咪唑反應(yīng)，粗品加入異丙醇沉淀，濾過，50%乙醇洗脫，硅膠柱色譜分離可得到蘆丁咪唑類衍生物。體外微生物測定顯示，部分衍生物具有良好的抗真菌（念珠菌）活性和抗菌（革蘭陽性菌）作用。

       ④蘆丁巴 比 妥酸衍生物。蘆丁在含有甲醇鈉的甲醇溶液中與 1,3-二氯-2-丙醇反應(yīng)后再與巴 比 妥酸反應(yīng)可得到蘆丁巴 比 妥酸衍生物。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)1個(gè)月后獲得的數(shù)據(jù)表明，蘆丁巴 比 妥酸衍生物可以降低膽固醇和血糖，對糖尿病的治療很有意義。

       ⑤蘆丁6-氨基青霉酸衍生物。研究證明蘆丁具有抗菌特性，同時(shí)還能夠增強(qiáng)其他化合物的抗菌活性。經(jīng)典的青霉素水溶性較低，而蘆丁6-氨基青霉酸衍生物均為水溶性化合物，對革蘭陽性菌和革蘭陰性菌都顯示出良好的抗菌活性，類似于氨芐青霉素或氯霉素。

       ⑥蘆丁苯并嘧啶衍生物。嘧啶衍生物具有多種藥理特性，包括抗病毒、抗真菌、降血糖、利尿和抗癌作用。通過 1,1-二苯-2-苦基肼評估蘆丁及其衍生物的抗氧化活性，并將結(jié)果與天然和合成抗氧化劑進(jìn)行比較，研究發(fā)現(xiàn)蘆丁苯并嘧啶衍生物在所有測試中均表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化活性，部分化合物具有清除自由基的能力，可以用作為強(qiáng)自由基抑制劑或清除劑。

       1.2 糖苷羥基的修飾

       糖苷鍵的修飾需要控制復(fù)雜的區(qū)域選擇性和立體選擇性，多采用酶促合成法。蘆丁與脂肪酸的酶促?；磻?yīng)可改善蘆丁的親脂性，能增加蘆丁在親脂體系中的溶解度和穩(wěn)定性。引入酰基可改變蘆丁的穿透細(xì)胞膜特性、抗氧化性、抗菌性、抗炎性、抗增殖性和酶抑制活性。糖苷羥基的修飾的衍生物包括蘆丁乙酸酯、蘆丁六乙酸酯、蘆丁六丙酸酯、蘆丁琥鉑酸酯、蘆丁二羧酸乙烯酯、蘆丁脂肪酸酯和蘆丁花生四烯酸酯。

       ①蘆丁乙酸酯。利用酶催化反應(yīng)合成蘆丁乙酸酯，評估相關(guān)產(chǎn)物的抗氧化、細(xì)胞毒活性和氧化應(yīng)激能力。結(jié)果顯示蘆丁乙酸酯對哺乳動(dòng)物細(xì)胞沒有毒 性，能有效減少鼠類巨噬細(xì)胞中的活性氧。酰基的插入可以更有效地高滲透鼠巨噬細(xì)胞的細(xì)胞膜，降低氧化應(yīng)激以及在親脂性介質(zhì)中具有更高穩(wěn)定性。

       ②蘆丁六乙酸酯、蘆丁六丙酸酯。蘆丁六乙酸酯水溶性比蘆丁增加了大約2倍，抗氧化活性與蘆丁相當(dāng)。蘆丁六乙酸酯片劑比市售的蘆丁片劑具有更好的溶解性。蘆丁六丙酸酯的抗氧化活性與蘆丁接近，但抗微生物活性、抗炎特性和親脂性比蘆丁更好，對人慢性髓原白血病 K562細(xì)胞具有抗增殖作用。實(shí)驗(yàn)表明，蘆丁六丙酸酯可以抑制核轉(zhuǎn)錄因子 κB 活性并促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

       ③蘆丁琥鉑酸酯。通過在蘆丁糖苷羥基上引入羧酸酯基可合成蘆丁的水溶性衍生物蘆丁琥鉑酸酯。蘆丁琥鉑酸酯在水中的溶解度增加近100 倍，抗自由基能力是維生素E的 1.5 倍，可有效抑制大腦勻漿膜的脂質(zhì)過氧化，可以作為自由基清除劑使用。

       ④蘆丁二羧酸乙烯酯。通過酶催化區(qū)域選擇性反應(yīng)合成的蘆丁二羧酸乙烯酯可用作聚合藥物的單體或功能材料的前體，也可作為生物感應(yīng)材料，在藥物遞送中發(fā)揮重要作用。

       ⑤蘆丁脂肪酸酯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脂肪酸選擇性修飾蘆丁分子，既能保持蘆丁的抗氧化能力，也能有效地增加疏水性和在脂肪中的溶解度。隨著脂肪碳原子數(shù)的增加（從C12 到C18），酯的轉(zhuǎn)化率逐漸降低。蘆丁脂肪酸酯在預(yù)防和治療脂質(zhì)過氧化的疾病中起著重要作用。脂肪酸鏈越長，其相應(yīng)的蘆丁衍生物對脂質(zhì)過氧化的抑制作用越強(qiáng)，平均提高了15%。

       ⑥蘆丁花生四烯酸酯。與蘆丁相比，選擇性酰化發(fā)揮了有效的抗氧化性和抗自由基特性，并在脂質(zhì)/油基質(zhì)中得到增強(qiáng)。酶抑制活性隨?；饔枚黾?，這可能是滲透細(xì)胞膜、疏水性增強(qiáng)的作用。蘆丁花生四烯酸酯可通過 Ca2+-ATPase活性調(diào)節(jié)，作為鈣信號通路的調(diào)節(jié)劑。通過脂肪酸的親脂作用，蘆丁花生四烯酸酯可成為絲氨酸蛋白酶抑制劑，特別是對凝血酶。

       2、羰基的修飾

       黃嘌呤氧化酶是嘌呤代謝的重要酶，可以直接引起痛風(fēng)，還會(huì)引起癌癥、糖尿病和代謝綜合癥等。抑制黃嘌呤氧化酶是治療痛風(fēng)、糖尿病等代謝綜合癥的重要方法。酶動(dòng)力學(xué)研究顯示，蘆丁席夫堿衍生物對黃嘌呤氧化酶（XO）的IC50值為4.708～19.377 ?mol/L。分子模擬顯示，蘆丁席夫堿衍生物與氨基酸殘基PHE798 相互作用，位于XO的結(jié)合位點(diǎn)內(nèi)。抗氧化劑的結(jié)果活性表明，所有衍生物均顯示出非常好的抗氧化能力。分子對接技術(shù)表明蘆丁席夫堿衍生物是黃嘌呤氧化酶抑制劑。

       3、蘆丁金屬配合物

       金屬離子具有顯著改變蘆丁化學(xué)性質(zhì)的能力，金屬離子會(huì)與蘆丁螯合并形成金屬配合物，可以用作人造金屬核酸酶甚至抗腫瘤和抗菌劑。蘆丁金屬配合物包括蘆丁鋅（II）配合物、蘆丁-鎳 ( Ⅱ)蘆、丁-銅（II）配合物、蘆丁釩配合物和蘆丁堿金屬配合物。

       研究顯示顯示，蘆丁-鋅（II）配合物對正常細(xì)胞（成纖維細(xì)胞）和BALB/c 小鼠沒有細(xì)胞毒 性，但對白血病 KG1、K562和Jurkat 細(xì)胞、多發(fā)性骨髓瘤RPMI8226 細(xì)胞和黑色素瘤 B16F10 和 SK-Mel-28細(xì)胞具有體外抗氧化活性和抗細(xì)胞毒 性。蘆丁-鋅（II）配合物比游離蘆丁具有更高的抗氧化活性，協(xié)同抗腫瘤活性可預(yù)防化療的副作用。蘆丁-鎳 ( Ⅱ) 配合物具有比游離蘆丁更高的自由基清除活性，可以適度插DNA，淬滅強(qiáng)嵌入劑溴化乙錠( EB)，并爭奪插入結(jié)合位點(diǎn)。采用常規(guī)MTT法測定蘆丁-銅（II）配合物對人子宮頸腺癌 HeLa 細(xì)胞的潛在抗增殖作用。蘆丁-銅（II）配合物能明顯抑制 HeLa 細(xì)胞的生長和增殖，并具有時(shí)間和劑量相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)顯示，蘆丁釩配合物能提高配體對超氧化物和羥基自由基的抗氧化活性。與蘆丁相比，蘆丁釩配合物顯示出更強(qiáng)的抗癌活性和細(xì)胞活性氧生成。它能抑制細(xì)胞生長，并導(dǎo)致活性氧大量形成并降低谷胱甘肽（GSH）/氧化型谷胱甘肽（GSSG）值。這些結(jié)果證明蘆丁釩配合物通過氧化應(yīng)激機(jī)制誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，起到抗癌作用。蘆丁堿金屬配合物包括蘆丁鋰、鈉、鉀、銣和銫等堿金屬配合物。蘆丁堿金屬配合物和蘆丁的抗氧化和抗菌活性實(shí)驗(yàn)表明，蘆丁銣配合物表現(xiàn)出最高的清除效率和最強(qiáng)的還原能力，蘆丁鈉配合物在孵育48 h后對銅綠假單胞菌和枯草芽孢桿菌具有最高的活性。

       參考資料

       [1]李珂,馮亞莉,曹瑞梅等.蘆丁的結(jié)構(gòu)修飾及生物活性研究進(jìn)展[J].中草藥,2021,52(20):6413-6424.

       [2]毛雅君,馮亞莉,王夢嬌等.蘆丁衍生物的研究進(jìn)展[J].中國中藥雜志,2021,46(18):4654-4665.

       作者簡介：小泥沙，食品科技工作者，食品科學(xué)碩士，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究。