背景及概述[1-2]
多酚類化合物存于多種植物中，并具有廣泛的生物活性，如抗氧化、抗腫瘤、抗感染等。研究五倍子水提物及醇提物中多酚類物質對活性氧自由基的清除作用，結果發(fā)現五倍子兩種多酚提取物具有良好的清除1，1-二苯基苦基苯肼( DPPH) 自由基的作用，表明五倍子中多酚類物質具有較強的抗氧化活性。研究從茶葉中提取的茶多酚復合物( TPP) 的動物體內外抑瘤作用和對細胞免疫功能影響，結果發(fā)現TPP 不僅可以明顯抑制腫瘤的生長，而且還能增強和調節(jié)機體的非特異性免疫功能。
老鶴草素( Geraniin) 最初發(fā)現于日本牻牛兒苗科老鶴草屬植Geranium thunbergii Sieb. et Zucc 中，是一種黃色結晶狀多酚類化合物，其化學式為C41H28O27·5H2O，為可水解鞣質，在水解情況下，其可分解為沒食子酸、六羥基聯苯二甲酸、鞣花酸、柯里拉京、云實酸和云實素。現一般采用C18反相色譜柱，流動相按甲醇水體積比55∶ 45，220 nm 檢測其含量。根據取代基的不同，可分為老鸛草素、短葉老鸛草素、乙酰甲基-老鸛草素。
其主要存在于牻牛兒苗科中的老鸛草屬和牻牛兒苗屬，大戟科中的葉下珠屬、鐵莧屬、大戟屬、烏桕屬和血桐屬；在無患子科、睡蓮科、杜英科中也有分布，是自然界分布較為廣泛的一種化學成分。
結構
分布[1]
老鸛草素主要存在于牻牛兒苗科和大戟科植物，在無患子科、睡蓮科和杜英科等也檢測到老鸛草素，并且集中在牻牛兒苗科的老鸛草屬和大戟科的葉下珠屬中，且牻牛兒苗科中老鸛草素的分布比大戟科廣。
1）老鸛草屬( Geranium spp. )
在發(fā)現的老鸛草屬植物中，老鸛草素在植物干燥的葉中平均含量為10%且隨季節(jié)發(fā)生變化，老鸛草素的含量在花期顯著高于其他時期。在G. thunbergii Sieb. et Zucc. 的干燥葉中老鸛草素的含量最高可達12%，而干燥的莖中該物質的含量為1% ～ 2%。G. thunbergii Sieb. et Zucc. 在日本民間常用于抗腹瀉。G. thunbergii 通常也被稱為Geraniiherba(老鸛草)。同時，從G. viscosissimum var． viscosissimum、G. carolinianum L. 和G. sibiricum Linne 的地上部位也分離得到老鸛草素。G. sibiricum Linne 可用作食品營養(yǎng)添加劑，在中醫(yī)中常用于治療痢疾和腸炎。
2）葉下珠屬( Phyllanthus spp. )
大戟科中的葉下珠屬的Phyllanthus amarus、P. emblicaLinn. 、P. urinaria Linnea、P. wightianus 和P. niruri 中含有的老鸛草素是一種有效活性成分。P. amarus 在印度民間可用于治療肝病引起的黃疸。P. emblica 又名Emblica officinalisGaertn，在印度又叫印度醋栗，可用于治療腹瀉、黃疸和炎癥。
3）紅毛丹屬( Nephelium spp. )
最新研究發(fā)現，從東南亞的經濟作物N. lappaceum 的果皮中可提取出老鸛草素。N. lappaceum 的果皮不可食用，是一種農業(yè)廢棄物，所以從N. lappaceum 果皮中分離老鸛草素可實現廢棄物的利用。在馬來西亞和印度尼西亞，N. lappaceum 果皮常用于抗菌和抗病毒感染，如HSV-1 病毒感染引起的皮膚病變。老鸛草素是N. lappaceum 果皮提取物中的主要成分，Thitilertdecha 等從其甲醇提取物中分離得到的老鸛草素的含量為56. 8%。
4）其他
有學者從E. glaucophyllum 醇提物中分離到老鸛草素，且發(fā)現其具有較好的抗菌作用。從Alchorneatrewioide 的80%丙酮提取物中，用MCI gel CHP 20P、SephadexLH-20 等方法分離得到了老鸛草素。
生物活性及應用[1]
1. 抗氧化作用
1）體外抗氧化作用：老鸛草素在體外具有較高的抗氧化活性，可清除DPPH 上的自由基、羥自由基、超氧自由基。其清除自由基的能力是DPPH 自由基清劑二丁基羥基甲苯( BHT) 的14. 5 倍，是維生素C 的10. 3 倍。
另有研究發(fā)現，N. lappaceum 果皮的甲醇提取物有較高的抗氧化作用，其主要活性成分為老鸛草素。并且這種清除DPPH 上的自由基和抗脂質氧化的作用存在劑量依賴關系。
2）防止輻射誘導的DNA 損傷：電離輻射可使細胞內產生ROS 或自由基，從而使DNA 損傷和細胞死亡。老鸛草素作為一種潛在的抗氧化劑，可保護DNA 免受電離輻射產生的損傷。
研究發(fā)現老鸛草素可以顯著提高中國倉鼠非成纖維細胞V79-4 在γ 輻射下( 強度為5～20 Gy) 的存活率。細胞受γ 輻射后可激活線粒體依賴凋亡途徑誘使細胞凋亡；經老鶴草素干預后，發(fā)現細胞的脂質過氧化、蛋白羧基化及DNA 損傷水平顯著降低。研究還發(fā)現，老鸛草素可以通過增強抗氧化酶SOD 及過氧化氫酶的活力來清除ROS，達到清除自由基的作用。
3）保護肝損傷乙：醇介導的自由基的生成在肝損傷的發(fā)病機制和酒精性肝臟疾病中有著重要的作用。通過檢測氧化應激的生化指標如脂質過氧化、蛋白羰基的形成、8-羥基-2-脫氧鳥苷的數量、抗氧化酶的水平來評價老鸛草素對乙醇誘導的小鼠肝損傷的保護作用。同時用Western blot 檢測小鼠肝臟組織中與細胞凋亡相關的蛋白聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶( PA P) 、Bax /Bcl-2 的表達量來研究其可能的保護機制。
結果發(fā)現，老鸛草素可以抑制小鼠肝損傷模型中脂質過氧化、蛋白羰基和8-羥基-2-脫氧鳥苷的形成；同時可以通過抑制PARP 的分解、上調Bax /Bcl-2比例而抑制細胞凋亡，從而減少由乙醇引起的肝損傷。
2. 抗腫瘤活性
1）抑制腫瘤細胞的增殖：研究發(fā)現，老鸛草素可以抑制轉化生長因子TGF-β1 誘導的上皮間充質干細胞的轉化及抑制人肺癌A549 細胞的遷移、侵襲和抗脫落凋亡。研究發(fā)現也老鸛草素對A549 細胞有較高的細胞毒性，且呈劑量和時間依賴性； 其可將細胞周期阻斷在S期并通過ROS 在腫瘤細胞中的累積，使DNA 發(fā)生損傷，使Bax /Bcl-2 表達改變，導致線粒體膜被破壞并釋放細胞色素C，最終導致細胞凋亡。體內藥效學實驗發(fā)現，在A549 細胞裸鼠移植瘤模型中，給予10 mg /kg 和20 mg /kg 的老鸛草素，其腫瘤抑制率分別為54%和72%。
2）作用于腫瘤細胞中的Hsp90 ：熱休克蛋白Hsp90在調節(jié)體內平衡和應答環(huán)境變化協助其他蛋白加工折疊成有活性的信號轉導蛋白、細胞生長和分化中起著重要作用。腫瘤細胞對Hsp90 抑制劑較為敏感，使得其成為抗腫瘤藥物開發(fā)的一個新靶點。
用表面等離子體共振法篩選植物化合物庫發(fā)現老鸛草素與固定化的Hsp90α 親和力最高，與已有Hsp90 抑制劑( 17 烯丙胺-17-脫甲氧格爾德霉素) 17-AAG 的親和力相當。老鸛草素與分子伴侶結合形成復合物使Hsp90 的構象發(fā)生變化。當老鸛草素與Hsp90α 結合時，可抑制Hsp90 ATP 酶活性并影響腫瘤細胞相關的細胞信號轉導蛋白的穩(wěn)定性； 且老鸛草素對ATP 酶的抑制作用呈劑量依賴關系。
3. 抗感染
1）抗病毒活性：老鸛草素對單純皰疹病( HSV) 抗性的實驗發(fā)現，非洲綠猴腎細胞感染HSV-1 和HSV-2 病毒后，給予適量的老鸛草素可以抑制50% 的病毒空斑形成。其對HSV-1 和HSV-2 病毒均有抑制作用，兩者的IC50分別為35 μmol /L和18. 4 μmol /L，說明老鸛草素對HSV-2 的抑制作用較強，且在有效濃度下，老鸛草素對綠猴腎細胞的毒副作用較小。研究還發(fā)現，老鸛草素可通過抑制病毒進入宿主和抑制HIV-1 逆轉錄酶的活性雙途徑控制HIV-1 病毒的復制。
2）抗菌作用：老鸛草素可以治療幽門螺桿菌引起的胃與十二指腸的紊亂，其MIC 為6. 25 ～ 25 μg /mL。當老鸛草素的濃度為25 μg /mL 時，對90%的幽門螺桿菌有抑制作用。但其抗菌譜較窄，且對大腸桿菌的毒性極小，所以老鸛草素在抑制幽門螺桿菌的同時，對人體腸道細菌的影響較小。從N. lappaceum 的果皮的甲醇提取物可抗革蘭氏陰性菌：綠膿桿菌、霍亂弧菌；革蘭氏陽性菌：腸球菌、葡萄球菌、表皮葡萄球菌，且其提取物的主要活性成分為老鸛草素。
4. 參與代謝調節(jié)
1）降血壓作用：老鸛草素的灌胃劑量為5 mg /kg 便可降血壓； 作用24 h 后，可觀察到血管收縮壓和舒張壓的降低。此外，老鸛草素還可以非競爭性抑制血管緊張素轉換酶，該種酶可催化血管緊張素I 轉化為血管緊張素II，所以其有望開發(fā)成抗高血壓藥物。
2）降血糖作用：N. lappaceum 的果皮的乙醇提取物可以控制與糖尿病相關的高血糖癥，且其主要活性成分為老鸛草素。老鸛草素在體外條件下可以通過抑制葡糖糖苷酶和α-淀粉酶的活性來控制餐后引起的高血糖癥。研究還發(fā)現，老鸛草素可以治療糖尿病引起的并發(fā)癥，如視網膜病變、腎病、神經病變?？赡艿淖饔脵C制為老鸛草素可以抑制醇醛還原酶活性和晚期糖基化終產物( AGE) 的形成。
3）脂類代謝：老鸛草素在體外有促進促腎上腺皮質激素誘導脂質分解的效果，其有效濃度為20 μg /mL；對于從雄性大鼠中分離得到的脂肪細胞，其有效濃度為5 μg /mL。然而當老鸛草素的濃度提高到100 μg /mL 時，其對腎上腺素誘導的脂質分解的抑制率為50%，且對胰島素誘導的將葡萄糖轉化成脂肪的過程無抑制作用。老鸛草素的特殊結構使其可結合促腎上腺皮質激素和胰島素等肽類激素，進而抑制激素對脂類的分解和脂肪形成。
5. 免疫活性
老鸛草素可以抑制大鼠多形核白細胞中5-脂氧合酶的活性，且呈劑量依賴關系。5-脂氧合酶的產物如5-HETE 和5-HPETE 與人的白細胞中抗原誘導的組胺的釋放相關。故可抑制脂氧合酶活性的老鸛草素可用于治療哮喘和炎癥。老鸛草素可以降低小鼠巨噬細胞中IκB 激酶的活性，而抑制與哺乳動物炎癥和免疫應答相關的轉錄激活因子NF-κB的活性。從而抑制NF-κB 激活巨噬細胞釋放炎癥因子TNF-α、IL-1 所導致的NO 濃度升高和DNA 損傷。
制備[3]
老鸛草素粗提物的制備方法，其具體步驟如下：
1）首先將無患子科韶子屬植物可食性果實的果皮為原料經干燥粉碎后（紅色紅毛丹果皮干燥后粉碎至過80目篩，粒度小于178μm），按照固液比為1：25g/mL加入乙醇溶液（乙醇溶液的濃度為20%，v/v），在超聲波提取機下進行提取得到提取液；其中超聲功率100w，超聲 時間8min，攪拌轉速為1200r/min，靜置5min，1次重復；
2）將步驟（1）得到的提取液離心、濃縮后得到濃縮液，濃縮液在-20℃冷凍處理12h后，在冷凍干燥機冷阱溫度-40℃下，真空干燥96h，最終獲得老鸛草素粗提物。
主要參考資料
[1] 老鸛草素的研究進展
[2] 老鸛草素藥理研究進展
[3] CN201710613378.2 一種老鸛草素粗提物的制備方法