20(S)原人参二醇的药学与生物活性研究进展_

20 S 原人参二醇的药学与生物活性研究进展 王小峰 王玉芹 上海中医药大学 上海 201203 上海中药创新研究中心 上海 201203 摘要摘要 20 S 原人参二醇是人参皂苷元中非常重要的一类 一直是国内外一个研究的热点 本文对其化学性质 制 备工艺 剂型研究和药理活性等进行全面综述总结 期望都对今后 20 S 原人参二醇的开发利用提供一定依据 关键词关键词 20 S 原人参二醇 生物活性 肿瘤 20 S 原人参二醇 20 S protopanaxadiol 20 S PPD 从结构上属于达玛烷型四环三帖类人参皂苷元化合物 自从上世纪六十年代日本学者发现确定结构以来 它的药理活性一直得到学者们的广泛关注 尤为其抗肿瘤活性 明显强于其他几种人参皂苷及其皂苷元 其结构如下 分子式为 C30H52O3 分子量为 460 70 熔点 197 5 198 5 比旋光为 29 34 C 1 0 CHCl3 在丙酮 15 D 中为簇状结晶 在特定的条件下 20 S PPD 的 20 位羟基可发生构型转变 生成 20 R PPD 由于在人参皂苷中 存在的原型为 20 位之后的碳以直连型结构连接 所以称为 20 S 原人参二醇 但在一定条件下 20 位的羟基与双 键发生脱水环合形 可形成 20 S 人参二醇或者 20 R 人参二醇 1 1 制备工艺研究 目前制备20 S PPD主要是以人参属的三七 西洋参皂苷或者绞股蓝属植物的提取物等为原料 通过酸 碱 酶 微生物等方法 在一定条件下使皂苷水解脱去糖链而得到相应的皂苷元 李绪文等 2 以西洋参叶总皂苷为原料 利用NaOH强制降解 以温度 时间 NaOH用量 溶剂甘油用量进行 四因素三水平的正交试验 结果表明四种因素中NaOH的用量对于20 S PPD产率的影响最大 在最佳降解工艺时 NaOH的用量在第二个水平 可能的原因是在较少的NaOH用量条件下 皂苷水解不够完全 而在较多的NaOH的 量下 水解生成的20 S PPD在如此强碱条件下发生了结构的改变 梁国兴等 3 首次在无溶剂条件下 将原料三七 总皂苷与NaOH研磨充分混合 在150 条件下反应6小时 再经柱层析得到20 S PPD 产率高达10 纯化后的2 0 S PPD可达90 以上 该方法操作简单并节约了溶剂 但是固体的混合均匀度较液体会有很大差距 达到相同的 反应程度 液体体系反应的时间上会不会明显缩短 还有待进一步研究 惠永正等 4 以人参属植物或者叶的总皂 苷为原料 在有机溶剂条件下 进行氧化降解 反应物柱层析得到20 S PPD 该方法条件温和 产率较高 成本 低廉 适合工业化生产 张春红等 5 以人参二醇组皂苷为原料 氢氧化钠碱水解制备20 S PPD 比较了不同的溶 剂 反应时间 反应压力等条件对于产率的影响 来确定最佳制备条件 结果溶剂四种溶剂相比 以异戊醇的效 果最佳 水解时间上 24h最好 压力方面 以正丁醇和异戊醇为溶剂时常压的得率高于加压 刘磊等 6 利用土壤 中分离得到的一种真菌黑曲霉 该曲霉可表现出较强的活性将20 R S Rg3的两个糖酶解得到20 R S PPD 2 制剂学研究 在制剂学方面 由于20 S PPD的水溶性很差 直接口服生物利用率低 目前多围绕增加其溶解度或者生物利 用度来进行相关制剂研究 结构上看20 S PPD只有一个双键 对20 S PPD的制剂进行含量测定时多采用紫外检 测器在较低波长203nm波长下 流动相选用高比例甲醇水或者乙腈水 反相HPLC进行测定 7 9 金圣煊等 10 以20 S PPD 注射用油 乳化剂 冻干保护剂按一定比例搅拌混合均匀后在冷冻干燥制得冻干 乳剂 经验证 在3个月内各个指标均优于普通的乳剂 该方法简便易行 增加了药物的稳定性 对于药物的生物 利用度也有一定的提高 另外他们 11 还用一定的载体材料 羧甲基纤维素 聚乙二醇4000 环糊精等 与20 S PPD按比例混合后 以喷雾干燥或者冷冻干燥的方法制备分散剂 体外溶出度试验表明 该分散剂提高了药物的溶 解度和溶出速度 适合于制备成胶囊 片剂等固体制剂 还有学者 12 13 采用薄膜超声法制备了20 S PPD的普通 药质体 Brij 78修饰药质体 PEG修饰的药质体 来增加其生物利用度 通过温度 乙醇 酸碱和人工胃肠液等 体外实验考察了药质体的稳定性 结果表明 该方法制备的20 S PPD在各种条件下制剂学性质稳定 非常适合于 将20 S PPD的上述药质体开发为口服 甚至于缓释制剂 陈婧 14 等制备了20 S PPD的药质体 醇质体 HP 2 2CD包合物和原药液四种剂型 并对上述四种剂型在 经皮给药过程中 18小时后的皮肤残留量进行了研究 建立了一种准确而又稳定的应用于经皮给药系统的20 S PPD的测定方法 该研究对今后20 S PPD不同剂型不同给药途径的研究奠定了一定的基础 20 S PPD难溶于水 不同PH值的介质对于它的表观油水分配系数影响也不大 其大鼠在体肠吸收研究表明 吸收速度从大到小以此为 十二指肠 空肠 回肠 结肠 在整个肠段均有吸收且吸收良好 在开发剂型时应适 当增加其在小肠的滞留时间 以提高生物利用度 15 药物制剂溶的出度将直接影响它在体内的生物利用度 所以 有学者 9 研究了20 S PPD溶出度测定方法 以2010版药典中溶出度测定的浆法为参考 用0 5 十二烷基硫酸钠水 溶液为溶出介质 转速为100r min 采用SAS软件计算了该药物的溶出度Weibull分布参数和特征溶出参数 另外还有学者对于20 S PPD的药动学进行了研究 为其进一步的剂型开发和评价提供参考 张丹等 16 建立 了一种快速而又灵敏的测定血浆样品中20 S PPD的方法 其利用液相质联用技术 采用甲醇 乙腈 10mM乙酸铵 47 5 47 5 5 为流动相 正离子模式扫描 并将该方法成功的应用于健康志愿者口服20 S PPD胶囊后的血药 浓度的测定 3 生物活性研究 3 1 抗肿瘤作用 陈明侠等 17 研究表明20 S PPD对于小鼠的肝癌H2 Lewis肺癌和黑色素瘤B三种模型的癌症都有抑制作用 其抗肿瘤作用可能与提高非特异性免疫因子NK细胞的活性和特异性免疫因子IL 2含量有关 张锐等 18 19 观察20 S PPD对于人肝癌细胞株 S MMC 7721和小细胞肺癌A549细胞增殖的抑制作用 结果表明20 S PPD无论在体内 还是体外均可有效的抑制肿瘤细胞的增值 诱导肿瘤细胞的凋亡 冷吉燕等 20 研究发现20 S PPD可通过抑制肿 瘤生长因子VEGF和bFGF来发挥抗肿瘤作用 郭亚雄等 21 发现了20 S PPD具有明显的抑制前列腺癌RM 1细胞生 长的作用 并且进一步研究表明其机制可能与下调CyclinD1蛋白表达有关 赵丽晶等 22 采用RT PCR Western Blot 方法检测bax基因的转录及蛋白表达 AnnexinV EGFP PI双染色法 TUNUL染色法检测siha细胞细胞凋亡情况 结 果表明20 S PPD可通过上调bax基因 来诱导siha细胞的凋亡 Guo等 23 研究发现20 S PPD可通过诱导或上调与 内质网应激有关的蛋白和基因等 使内质网的形态变化等 来诱导人肝癌HepG2细胞的凋亡 3 2 对神经系统的作用 20 S PPD可有效的抑制PTZ诱导的小鼠和大鼠癫痫的发作并延长癫痫发作潜伏期 其机理可能与该化合物 抑制了神经元细胞的兴奋性有关 另外20 S PPD还可以降低gultamate诱导的神经细胞的死亡率 保护神经元细胞 体内药理学试验还发现 20 S PPD对于东莨菪碱和乙醇所致的小鼠记忆障碍也有一定的改善作用 24 许长江等 25 通过经典的抑郁模型 悬尾实验 强迫游泳实验和脑损伤模型 嗅球切除模型等对于20 S PPD的 抗抑郁作用进行了研究 结果表明20 S PPD具有和氟西汀相当的抗抑郁作用 但是其机理还有待进一步的研究证 实 Yin Duan等 26 研究发现在哺乳动物的大脑中20 S PPD可通过改变神经毒素的结合位点 有效的抑制激活的 Na 通道的活性 3 3 其他作用 姚远等 27 运用计算机虚拟的方法 采用Insi ghtII Affinity程序 通过分析CYP2C9 PPD复合物中的CYP2C9与 PPD CYP3A4 PPD复合物中CYP3A4与PPD的相互作用能和Ludi评分 结果表明CYP2C9与PPD之间作用较强 PPD对于的抑制作用远远强于对CYP3A4抑制作用 提示20 S PPD通过抑制CYP2C9的活性来增加由该酶代谢的 药物的半衰期 而对于CYP3A4代谢的药物的影响较小 刘军等 28 研究发现一定剂量的20 S PPD对于野生型和 F508突变型CFTR氯离子通道均有一定的激活作用 该作用迅速可逆 20 S PPD的这一作用的发现为今后阐明 CFTR氯离子通道的调控机制 以及用于与CFTR突变有关的疾病 如囊性纤维化病 干眼病 慢性胰腺炎等 治 疗药物的开发 提供了很好的先到化合物 4 讨论 人参做为为一种珍贵的中药材 无论是在治疗疾病方面还是在保健方面 一直以来都是热点 做为人参皂苷 元化合物的20 S PPD也得到了广泛的研究 在抗肿瘤方面 20 S PPD可以通过增强机体免疫和直接的细胞毒作 用来杀死肿瘤细胞 另外20 S PPD还可以抑制肿瘤间质血管生成 阻止肿瘤细胞的生长 对于神经系统方面 20 S PPD可以抗癫痫 抗抑郁 增强学习能力等等 也越来越受到人们的关注 各方面都提示20 S PPD是一个 很具有开发价值的化合物 参参考考文文献献 1 张贵明 赵余庆 人参二醇的现代药学与生物活性研究进展 J 中国现代中药 2008 10 10 8 10 33 2 李绪文 金永日 桂明玉 等 碱催化降解法制备抗癌活性化合物20 S 原人参二醇 J 高等学校化学学报 2006 27 3 478 481 3 梁国兴 林莉 白万里 等 原人参二醇和三醇的制备 J 北京师范大学学报 2011 47 2 167 168 4 惠永正 刘俊耀 杨志奇 等 原人参二醇和原人参三醇的制备方法 P 中国专利 1529882A 2005 1 26 5 张春红 关丰 张连学 提高碱水解法制备原人参二醇得率的初步研究 J 包头医学院学报 2011 27 6 1 2 6 Lei Liu Xue Mei Zhu Qi Jun Wang et al Enzymatic preparation of 20 S R protopanaxadiol by transf ormation of 20 S R Rg3 from black gi nseng J Phytochemistry 2010 71 13 1514 1520 7 陈婧 韩美华 季宇彬 等 20 S 原人参二醇药质体药物含量及包封率的测定 J 中国新药杂志 2010 19 10 8 92 895 8 李绪文 林燕飞 郑莹 等 RP HPLC法测定西洋参茎叶皂苷酸 碱降解物中20 S 原人参二醇的含量 J 吉林大 学学报 医学版 2006 32 2 353 356 9 王冰 浦益琼 陶建生 等 20 S 原人参二醇片含量测定及体外评价方法的研究 J 中国实验方剂学杂志 2011 17 18 89 94 10 金圣煊 孙静芸 林燕飞 等 原人参二醇冻干乳剂及其制备方法 中国专利 CN1850099 P 2006 10 25 11 金圣煊 孙静芸 张龙清 等 原人参二醇固体分散体制备方法 中国专利 CN1879647 P 2006 04 29 12 韩美华 陈婧 陈士林 等 20 S 原人参二醇药质体的制备及体外评价 J 中国中药杂志 2010 35 7 842 846 13 韩美华 陈婧 陈士林 等 氢化磷脂制备原人参二醇药质体及体外评价 J 中国新药杂志 2010 19 10 888 89 1 14 陈婧 韩美华 王键 等 20 S 原人参二醇4种剂型在体透皮实验的初步研究 J 现代药物与临床 2009 24 6 3 54 358 15 王冰 王玉芹 蒲益琼 等 20 S 原人参二醇的油水分配系数测定与大鼠在体肠吸收的研究 J 中国中医药信 息杂志 2011 18 12 59 61 16 Dan Zhang Yingwu Wang Jiangbin Han et al Rapid and sensitive LC MS MS assay for the quantitat ion of 20 S protopanaxadiol in human plasma J Journal of Chromatography B 2009 877 5 6 581 585 17 陈明侠 徐华丽 于小风 等 20 S 原人参二醇的抗肿瘤及免疫调节作用研究 J 中国药师 2007 10 12 1165 1168 18 张锐 徐华丽 于小风 等 20 S 原人参二醇对SMMC 7721细胞体内外作用的研究通过体内和体外实验 J 中国 药理学通报 2008 24 11 1504 1508 19 张锐 徐华丽 曲绍春 等 20 S 原人参二醇对肺癌A549细胞增殖和荷瘤裸小鼠肿瘤生长的抑制作用 J 中草 药 2008 39 12 1838 1841 20 冷吉燕 付军 王继萍 20 S 原人参二醇对肝癌血管内皮生长因子及碱性成纤维细胞生长因子蛋白表达的影响 J 临床肝胆病杂志 2008 24 1 42 43 21 郭亚雄 刘艳波 李德龙 等 20 S 原人参二醇对前列腺癌RM 1细胞的生长抑制作用及其机制 J 吉林大学学 报 医学版 2010 36 1 349 353 22 赵丽晶 许多 梁作文 等 20 S 原人参二醇诱导体外培养siha细胞凋亡的作用 J 吉林大学学报 医学版 2010 36 2 345 348 23 Guo Yuan Zhu Ying Wei Li Anfernee Kai Wing Tse et al 20 S Proto panaxadiol a metabolite of gin senosides induced cell apoptosis throu gh endoplasmic reticulum stress in human hepatocarcinoma Hep G2 cells J European Journal of Pharmacology 2011 668 1 2 88 98 24 王泽君 葛凯勤 孙黎勤 等 原人参三醇 原人参二醇在神经系统疾病的医疗应用 P 中国专利 CN102018716A