水飛薊化學成分和藥理作用研究進展

馬星海

(焦作市人民醫(yī)院 藥劑科，河南 焦作 454150)

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水飛薊化學成分和藥理作用研究進展

馬星海

(焦作市人民醫(yī)院 藥劑科，河南 焦作 454150)

系統(tǒng)查閱近年來有關水飛薊的化學成分和藥理活性研究報道，總結(jié)了水飛薊的主要化學成分及其藥理作用研究進展。揭示了水飛薊的抗氧化、保肝、降血脂、抗癌以及抗炎等藥理作用的物質(zhì)基礎。

水飛薊；化學成分；藥理活性；黃酮類

水飛薊為菊科植物水飛薊Silybummarianum(L.) Gaertn的干燥成熟果實，原產(chǎn)于南歐、北非，在歐洲作為治療肝膽疾病的民間用藥已有2 000多年歷史。我國于1972年從西德引種水飛薊，現(xiàn)已在陜西、黑龍江、遼寧、新疆、山西等地成功推廣種植，其果實具有清熱解毒、疏肝利膽之功效，用于肝膽濕熱、脅痛、黃疸等癥。現(xiàn)代藥理研究表明，水飛薊素及水飛薊賓等單體成分具有廣泛的藥理活性，如抗氧化、保肝、抗炎、降血脂、抗癌以及神經(jīng)保護等作用[1]。

1 水飛薊化學成分研究

1.1 黃酮類化合物

水飛薊果實中含有大量的黃酮類化合物，以水飛薊素為代表，水飛薊素主要為一類具有C9取代基的黃酮類化合物，即以二氫黃酮醇和苯丙素類衍生物縮合而成的黃酮木脂素類，目前研究表明水飛薊素主要由水飛薊賓、異水飛薊賓、水飛薊亭、水飛薊寧等黃酮木脂素類成分和未知的氧化多酚類化合物組成。1975年，竹本常松等從水飛薊的種子中分離得到兩種新的黃酮木脂素類化合物，經(jīng)紅外、核磁等分析確定其結(jié)構，分別命名為2,3-脫氫水飛薊亭和2,3-脫氫水飛薊賓[2]。Shawna等于2007年從水飛薊的果實中分離得到一種新的黃酮木脂素類化合物并將其命名為Silymandin[3]。此外，從水飛薊素還分離得到了水飛木質(zhì)靈、水飛木寧、Silygermin、Neosilygermin A、Neosilygermin B等黃酮木脂素類化合物。

在水飛薊的果實中還含有5,7-二羥基色酮、多羥基苯并二氫吡喃-4-酮、芹菜素、金圣草黃素、圣草素、山奈酚、柚皮素、槲皮素和紫杉葉素等其他黃酮類化合物。

1.2 萜類化合物

目前從水飛薊的果實中僅得到5個三萜類化合物。Ejaz Ahmed等[4]于2006年從水飛薊中分離得到了3個三萜類化合物分別為Marianine、Marianoside A、Marianoside B。該課題組于2007年又從水飛薊中分離得到了2個新的三萜類化合物Silymin A和Silymin B[5]。

1.3 脂肪酸類化合物

水飛薊果實中含有大量的脂肪酸，其脂肪酸含量可達26%～31%，其中含亞油酸50%～54%,油酸23%～29%，棕櫚酸7%～8%[6]，。從印度引種的水飛薊果實中分離出了肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸；埃及生產(chǎn)的水飛薊還分離出了花生酸、山崳酸(二十二烷酸)等[7]。據(jù)Rizk報道，埃及水飛薊果實中含油量為34.0%，其中非皂化部分占2.7%，主要為β-谷甾醇[8]。

2 水飛薊藥理活性研究

研究發(fā)現(xiàn)水飛薊素具有抗氧化、保肝、抗炎、降血脂、抗癌以及神經(jīng)保護等作用，其發(fā)揮主要活性作用的是水飛薊賓及水飛薊素的復合物(包括水飛薊賓、水飛薊寧、水飛薊亭等化合物)。

2.1 抗氧化作用

水飛薊素抗氧化作用的活性可能與其能夠抑制生成含氧自由基的黃嘌呤氧化酶和細胞色素P-450酶的活性有關[9]。此外，水飛薊素還可以與羥基自由基發(fā)生反應，水飛薊素還能過通過抑制蛋白激酶c和NADPH氧化酶的活性來抑制PMA加速人體中性粒細胞釋放O2-的作用[12]。但是水飛薊素沒有清除O2-形成的作用[13]。水飛薊素的這些性質(zhì)可以用于保護膜脂質(zhì)類物質(zhì)的過氧化作用以及抑制細胞膜的退化。

2.2 保肝作用

水飛薊素對于藥物引起的急性或者慢性肝炎的保護作用已經(jīng)在大鼠和小鼠等動物實驗模型上得到證實。腹腔或者靜脈注射水飛薊素可以對多種肝毒性物質(zhì)造成的肝損傷有保護作用，比如四氯化碳、乙醇、半乳糖胺、酒精等[10]。

2.2.1 四氯化碳所致的肝損傷 四氯化碳引起肝小葉壞死和脂肪變態(tài)是通過誘導膜磷脂上不飽和脂肪酸的過氧化反應實現(xiàn)。經(jīng)過四氯化碳造模的大鼠睡眠時間要比空白大鼠延長2倍[11]。這表明水飛薊素能夠抑制四氯化碳引起的過氧化反應，保護其對肝細胞酶的抑制活性以及增強血清中酶的活性。

2.2.2 半乳糖胺所致的肝損傷 通過研究發(fā)現(xiàn)，水飛薊素能夠減少中等劑量造成的大鼠血清中酶水平的升高；還能夠降低細胞和亞細胞結(jié)構中的組織學和超微結(jié)構損傷[12]。

2.2.4 硫代乙酰胺所致的肝損傷 給大鼠注射高硫代乙酰胺后，導致肝細胞胞狀組織變性，這種狀況與人的肝硬化相似，同時還伴隨有結(jié)節(jié)的形成和肝實質(zhì)細胞的壞死[13]。注射水飛薊素后可以提高動物的存活率，增強血清中酶的活性[14]。

2.2.5 酒精所造成的肝損傷 給實驗動物給予大量酒精后能使過氧化物、羥基自由基和過氧化氫等活性氧大量聚集，導致蛋白質(zhì)和DNA發(fā)生氧化作用，產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化反應[25]。當給予動物大劑量的酒精造成其肝損傷后，用水飛薊素治療能夠明顯改善肝損傷狀態(tài)[16]。

以上研究表明，水飛薊素不僅可以治療肝臟紊亂，還可以預防多種毒性物質(zhì)導致的脂質(zhì)過氧化反應。

2.3 降血脂作用

水飛薊素具有調(diào)整和促進脂蛋白代謝的作用。水飛薊素主要是對高血脂大鼠有此作用，對于正常大鼠，給予水飛薊賓后并不能影響血清中膽固醇的水平[17]。水飛薊素及其多酚類成分的降血脂作用主要表現(xiàn)在降低高血脂大鼠肝臟和血漿中的膽固醇水平[18-19]。

2.4 抗癌活性

近年來研究發(fā)現(xiàn)，水飛薊素對于以下幾種癌癥均具有良好的抑制作用，比如：皮膚癌[20]、乳腺癌[21]、宮頸癌[22]、前列腺癌[23]和腎癌等。

2.4.1 皮膚癌 水飛薊賓對于光化性角化病、表皮樣瘤(A431細胞系)、基細胞和鱗狀細胞癌均具有一定抑制作用。對于攜帶皮膚乳頭狀瘤的光化性角化病致癌敏感因子小鼠，給予水飛薊素后發(fā)現(xiàn)其能夠顯著抑制腫瘤的生長[24]。對于EFG-過表達的皮膚癌細胞系(A431)，水飛薊賓能夠延長細胞周期的G2期，其抑制DNA的合成和細胞的增長呈劑量依賴性，抑制配體誘導的EGF受體活化，還能抑制EFG受體激酶的活性。與此相反的是，對于UV誘導的皮膚癌的SKH-1無毛小鼠飼喂水飛薊素以后，發(fā)現(xiàn)其能夠顯著提高MAPK激酶的活性，同時提高熒光-ERK1/2、JNK1/2和p38激酶的水平。未受腫瘤侵襲的皮膚，3種MAPK激酶的水平表達均下降[25]。

2.4.2 乳腺癌 關于水飛薊賓制劑對乳腺癌發(fā)揮療效的報道較少。一些研究發(fā)現(xiàn)水飛薊素和水飛薊賓抑制乳腺癌細胞DNA合成和細胞的增殖作用呈時間依賴性[26]。水飛薊賓對于MCF-7侵襲的抑制作用是通過抑制PMA誘導MMP-9分泌和轉(zhuǎn)移酶活性來實現(xiàn)的[27]。

2.4.3 肺癌 水飛薊賓具有抑制(SCLC) SHP-77和(NSCLC) A-549細胞的生長以及加速這些細胞凋亡的作用。水飛薊賓是通過抑制MMPs介導的細胞侵襲以及PI3K-Akt和MAPK信號通路的尿激酶纖維蛋白酶原激活劑來實現(xiàn)的[28]。水飛薊賓通過減少細胞增殖、調(diào)節(jié)細胞周期表達蛋白和抑制血管生長因子以及腫瘤促酶的作用來達到抑制腫瘤生長的作用[29]。

2.4.4 腎癌 水飛薊賓在體內(nèi)和體外均具有抑制腎癌細胞增殖的作用。水飛薊賓在較低濃度(2～40μM)時對于SN12K1 RCC細胞具有抑制其DNA合成的作用，在較高濃度(80～200μM)時則具有加速細胞凋亡的作用[30]。水飛薊賓對于RCC體內(nèi)研究是通過對正常的動物移植RCC得到的模型進行，與對照組進行對比研究發(fā)現(xiàn)水飛薊賓處理組的動物，其腫瘤的重量、容積均降低[31]。

2.4.5 膀胱癌 水飛薊賓對于膀胱癌的治療效果非常顯著。在對人膀胱移行細胞乳頭狀瘤RT-4進行研究時發(fā)現(xiàn)，水飛薊賓能夠減少存活素中的蛋白質(zhì)和mRNA水平。水飛薊賓同時還能夠加速RT4細胞的凋亡速度[32]。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)水飛薊賓加速RT4細胞的凋亡是通過內(nèi)在和外在兩種途徑實現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)水飛薊賓通過對線粒體的透化、細胞色素C的釋放以及細胞周期蛋白激酶抑制劑的分裂等作用來激活p53和caspase-2[33]。通過對TCC細胞進行研究發(fā)現(xiàn)水飛薊賓誘導的細胞周期停滯以及凋亡是與CDKI-CDK細胞周期蛋白串聯(lián)的調(diào)節(jié)作用和半胱天冬酶以及RARP的清除作用實現(xiàn)[34]。

2.4.6 前列腺癌 研究發(fā)現(xiàn)水飛薊賓對PC-3細胞的作用是通過過表達一種胰島素樣生長因子調(diào)節(jié)蛋白IGFBP-3，這種蛋白通過抑制IGF-I對PC-3細胞發(fā)揮作用[35]。后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，水飛薊賓對PC-3模型小鼠的作用主要是抑制腫瘤的生長。水飛薊素和水飛薊賓均具有抑制雄性激素-受激細胞增殖和PSA細胞的分泌作用，人腺體激肽釋放酶，親免蛋白，F(xiàn)KBP51等作用[36]。

2.5 抗炎作用

水飛薊素的抗炎作用是通過穩(wěn)定肥大細胞，抑制中性白細胞移形，抑制Kuppefer細胞和抑制白細胞三烯以及抑制5-脂氧合酶，抑制前列腺素的生成等活性實現(xiàn)[37]。水飛薊素具有抑制巨噬細胞中NO和誘導型一氧化氮合酶的產(chǎn)生，這些作用是通過抑制NF-κB轉(zhuǎn)錄因子產(chǎn)生來實現(xiàn)的。NO在多種炎癥疾病的發(fā)生中都發(fā)揮著主要作用。Kang等[38]進一步研究了水飛薊素的抗炎作用機理，發(fā)現(xiàn)水飛薊素具有抑制脂多糖誘導的敗血癥和炎癥介質(zhì)基因表達的作用，比如白介素-1β和前列腺素E2。上述研究結(jié)果表明，水飛薊素可以作為一種治療急性炎癥的潛在藥物。

2.5 其他作用

近年來各國學者對水飛薊素用于神經(jīng)變性和神經(jīng)毒性方面的治療研究關注度越來越高。Wang等[39]研究發(fā)現(xiàn)水飛薊素的神經(jīng)保護作用是通過對抗脂多糖誘導的中腦混合性神經(jīng)元細胞的神經(jīng)毒性實現(xiàn)。學者研究發(fā)現(xiàn)脫氫水飛薊賓在體外具有抗瘧活性，水飛薊素的衍生物已經(jīng)制成相關藥物用于延緩惡性瘧原蟲在全球蔓延[40]。此外還有學者研究發(fā)現(xiàn)水飛薊素具有顯著的抗衰老作用。

3 結(jié)語

對于水飛薊的化學成分研究發(fā)現(xiàn)，水飛薊中的主要化學成分為黃酮木脂素類、黃酮類和脂肪酸類化合物，此外還含有三萜類和多糖類化合物。而水飛薊的化學成分研究主要是對其成熟果實的研究，所以有必要對水飛薊的化學成分進行系統(tǒng)深入的研究，以發(fā)現(xiàn)新的活性物質(zhì)。

藥理學研究表明水飛薊素類化合物是水飛薊中的主要活性成分。水飛薊素類成分具有良好的抗炎、抗氧化、保肝、降血脂、抗癌以及神經(jīng)保護等作用。現(xiàn)代主要應用于肝膽系統(tǒng)疾病的治療。對水飛薊降血脂活性的研究相對較少，其活性部位及成分尚不明確，因此，有必要對水飛薊的降血脂活性進行藥理學研究，擴大水飛薊的臨床應用范圍。

[1] ELENA L,DAVID J K,KARA M K.Milk Thistle (Silybum marianum)[M].Encyclopedia of Dietary Supplements,CRC Press,2005:467-482.

[2] MACKINNON S L,HODDER M,CRAFT C,et al.Silyamandin,a new flavonolignan isolated from milk thistle tinctures[J].Planta med,2007,73(11):1214-1216.

[3] SY-CORDERO A,GRAF T N,NAKANISHI Y,et al.Large-scale Isolation of Flavonolignans from Silybum marianum (Milk Thistle) Extract Affords New Minor Constituents and Preliminary Structure-Activity Relationships[J].Planta med,2010,76(6):644.

[4] AHMED E,MALIK A,FERHEEN S,et al.Structural determination of silymins A and B,new pentacyclic triterpenes from Silybum marianum,by 1D and 2D NMR spectroscopy[J].Magn Reson Chem,2007,45(1):79-81.

[5] FATHI-ACHACHLOUEI B,AZADMARD-DAMIRCHI S.Milk thistle seed oil constituents from different varieties grown in Iran[J].J Am Oil Chem Soc,2009,86(7):643-649.

[6] 全國中草藥匯編編輯組.全國中草藥匯編：下冊[M].北京：人民衛(wèi)生出版社,1978:123.

[7] RIZK A M,WASSEL G.M,HAMMOUDA F M.Studies on phytochemistry of S.M.G seed of Egypt U.A.R.[J].J Chem,1970(13):49.

[8] BECKMANN-KNOPP S,RIETBROCK S,WEYHENMEYER R,et al.Inhibitory effects of silibinin on cytochrome P‐450 enzymes in human liver microsomes[J].Pharmacol Toxicol,2000,86(6):250-256.

[9] VARGA Z,CZOMPA A,KAKUK G,et al.Inhibition of the superoxide anion release and hydrogen peroxide formation in PMNLs by flavonolignans[J].Phytother Res,2001,15(7):608-612.

[10] VARGA Z,UJHELYI L,KISS A,etal.Effect of silybin on phorbol myristate actetate-induced protein kinase C translocation,NADPH oxidase activity and apoptosis in human neutrophils[J].Phytomed,2004,11(2):206-212.

[11] VOGEL G.Silybummarianum(L.)Gaertn:thesourceofsilymarin[M].BioactiveMoleculesandMedicinalPlants.SpringerBerlinHeidelberg,2008:123-148.

[12]VOGELG.NewNaturalProductsandPlantDrugswithPharmacological,BiologicaorTherapeuticalActivity[M].Springer,Berlin,Heidelberg,NewYork,1977.

[13]KURKINV.A.Saint-MaryThistle:aSourceofMedicinals(AReview)[J].PharmChemJ,2003,37(4):189-202.

[14]NORDMANNR,RIBIREC,ROUACHH.Implicationoffreeradicalmechanismsinethanol-inducedcellularinjury[J].FreeRadicalBioMed,1992,12(3):219-240.

[15]SONGZ,DEACIUCI,SONGM,etal.SilymarinProtectsAgainstAcuteEthanol‐InducedHepatotoxicityinMice[J].AlcoholClinExpRes,2006,30(3):407-413.

[16]NASSUATOG,IEMMOLORM,LIRUSSIF,etal.Effectofsilybinonbiliarylipidcompositioninrats[J].PharmResComm,1983,15(4):337-346.

[17]SVAGERAZ,SKOTTOVN,VNAP,etal.Plasmalipoproteinsintransportofsilibinin,anantioxidantflavonolignanfromSilybummarianum[J].PharmRes,2003(47):524-530.

[18]SKOTTOVN,KAZDOVL,OLIYARNYKO,etal.Phenolics-richextractsfromSilybummarianumandPrunellavulgarisreduceahigh-sucrosedietinducedoxidativestressinhereditaryhypertriglyceridemicrats[J].PharmRes,2004(50):123-130.

[19]VELUSSIM,CERNIGOIAM,DEMONTEA,etal.Long-term(12months)treatmentwithananti-oxidantdrug(silymarin)iseffectiveonhyperinsulinemia,exogenousinsulinneedandmalondialdehydelevelsincirrhoticdiabeticpatients[J].JHepatol,1997,26(4):871-879.

[20]AHMADN,GALIH,JAVEDS,etal.Skincancerchemopreventiveeffectsofaflavonoidantioxidantsilymarinaremediatedviaimpairmentofreceptortyrosinekinasesignallingandperturbationincellcycleprogression[J].BiochemBiophyResComm,1998,247(2):294-301.

[21]BHATIAN,ZHAOJ,WOLFDM,etal.InhibitionofhumancarcinomacellgrowthandDNAsynthesisbysilibinin,anactiveconstituentofmilkthistle:comparisonwithsilymarin[J].CancerLett,1999,147(12):77-84.

[22]SINGHRP,SHARMAG,DHANALAKSHMIS,etal.Suppressionofadvancedhumanprostatetumorgrowthinathymicmicebysilibininfeedingisassociatedwithreducedcellproliferation,increasedapoptosis,andinhibitionofangiogenesis[J].CancerEpidemiolBiomarkersPrev,2003,12(9):933-939.

[23]SINGHR.P,TYAGIA.K,ZHAOJ,etal.SilymarininhibitsgrowthandcausesregressionofestablishedskintumorsinSENCARmiceviamodulationofmitogen-activatedproteinkinasesandinductionofapoptosis[J].Carcinogenesis,2002,23(3):499-510.

[24]MALLIKARJUNAG,DHANALAKSHMIS,SINGHRP,etal.Silibininprotectsagainstphotocarcinogenesisviamodulationofcellcycleregulators,mitogen-activatedproteinkinases,andAktsignaling[J].CancerRes,2004,64(17):6349-6356.

[25]LEESO,JEONGYJ,IMHG,etal.SilibininsuppressesPMA-inducedMMP-9expressionbyblockingtheAP-1activationviaMAPKsignallingpathwaysinMCF-7humanbreastcarcinomacells[J].BiochemBiophysResComm,2007,354(1):165-171.

[26]CHENPN,HSIEHYS,CHIOUHL,etal.SilibinininhibitscellinvasionthroughinactivationofbothPI3K-AktandMAPKsignallingpathways[J].Chem-BiolInteract,2005,156(23):141-150.

[27]SINGHRP,DEEPG,CHITTEZHATHM,etal.Effectofsilibininonthegrowthandprogressionofprimarylungtumorsinmice[J].JNatlCancerInst,2006,98(12):846-855.

[28]CHEUNGCW,VESEYDA,NICOLDL,etal.Silibinininhibitsrenalcellcarcinomaviamechanismsthatareindependentofinsulin-likegrowthfactor-bindingprotein3[J].BrJUrolInter,2007,99(2):454-460.

[29]CHEUNGCW,TAYLORPJ,KIRKPATRICKCM,etal.Therapeuticvalueoforallyadministeredsilibinininrenalcellcarcinoma:manipulationofinsulin-likegrowthfactorbindingprotein-3levels[J].BrJUrolInter,2007,100(2):438-444.

[30]TYAGIAK,AGARWALC,SINGHRP,etal.Silibinindown-regulatessurvivinproteinandmRNAexpressionandcausescaspasesactivationandapoptosisinhumanbladdertransitional-cellpapillomaRT4cells[J].BiochemBiophysResComm,2003,312(4):1178-1184.

[31]TYAGIA,SINGHRP,AGARWALC,etal.Silibininactivatesp53-caspase2pathwayandcausescaspase-mediatedcleavageofCip1/p21inapoptosisinductioninbladdertransitional-cellpapillomaRT4cells:evidenceforaregulatoryloopbetweenp53andcaspase2[J].Carcinogenesis,2006,27(11):2269-2280.

[32]TYAGIA,AGARWALC,HARRISONG,etal.SilibinincausescellcyclearrestandapoptosisinhumanbladdertransitionalcellcarcinomacellsbyregulatingCDKI-CDK-cyclincascade,andcaspase3andPARPcleavages[J].Carcinogenesis,2004,25(9):1711-1720.

[33]ZIX,ZHANGJ,AGARWALR,etal.Silibininup-regulatesinsulin-likegrowthfactor-bindingprotein3expressionandinhibitsproliferationofandrogen-independentprostatecancercells[J].CancerRes,2000,60(20):5617-5620.

[34]SINGHRP,DHANALAKSHMIS,TYAGIAK,etal.Dietaryfeedingofsilibinininhibitsadvancehumanprostatecarcinomagrowthinathymicnudemiceandincreasesplasmainsulin-likegrowthfactor-bindingprotein-3levels[J].CancerRes,2002,62(11):3063-3069.

[35]PLISKOVAM,VONDRACEKJ,KRENV,etal.Effectsofsilymarinflavonolignansandsyntheticsilybinderivativesonestrogenandarylhydrocarbonreceptoractivation[J].Toxicology,2005,25(12):80-89.

[36]DAVIS-SEARLESPR,NAKANISHIY,KIMNC,etal.Milkthistleandprostatecancer:differentialeffectsofpureflavonolignansfromSilybummarianumonantiproliferativeendpointsinhumanprostatecarcinomacells[J].CancerRes,2005,65(10):4448-4457.

[37]PUERTAR.TranscriptionandtranslationofinduciblenitricoxidesynthaseinthepancreasofprediabeticBBrats[J].FEBSLett,1993(328):9-12.

[38]KANGJS,JEONYJ,PARKSK,etal.Protectionagainstlipopolysaccharide-inducedsepsisandinhibitionofinterleukin-1βandprostaglandinE2synthesisbysilymarin[J].BiochemPharmacol,2004,67(1):175-181.

[39]WANGMJ,LINW,CHENHL,etal.Silymarinprotectsdopaminergicneuronsagainstlipopolysaccharide-inducedneurotoxicitybyinhibitingmicrogliaactivation[J].EurJNeuro,2002,16(11):2103-2112.

[40]FrédériqueM,MathiasM,ChristineL,et al.In vitro antimalarial activity of flavonoid derivatives dehydrosilybin and DMA-kaempferide[J].Acta Tropica,2006,97(1):102-107.

(責任編輯：余 婷)

Progress in the Chemical Composition and Pharmacological Activity ofSilybumMarianum

Ma Xinghai

(Jiaozuo People's Hospital of Henan Province,Department of pharmacy,Jiaozuo 454150,China)

Systematical review of chemical constituents and pharmacological activity research reports of Silybum marianum in recent years,summarizes its progress in chemical constituents and pharmacological activity.Disclosed the material basis of milk thistle antioxidant,hepatoprotective,anti-inflammatory,anti-cancer,lowering blood lipid and other pharmacological effects.

Silybummarianum;Chemical Composition;Pharmacological Activity；Flavonoid

2015-05-18

R284

A

1673-2197(2015)19-0062-04

10.11954/ytctyy.201519025