草质素的功能和应用

背景及概述^[1][2]

红景天属植物具有滋补强壮、消除疲劳、抵御寒冷等功效，被誉为“高原人参”“雪山仙草”的天然珍贵药用植物，具有抗肿瘤、抗糖尿病、保护心血管系统、抗疲劳、抗氧化、保肝、保护心肌、增强免疫力等药理作用；另外，除文献报道红景天总苷及其醇粗提物具有抗衰老作用外，大花红景天多糖也具有显著的抗衰老作用。红景天属的化学成分主要有木脂素类、萜类、黄酮及苷等。

草质素(herbacetin)是3，4’，5，7，8-五羟基取代的黄酮类物质，主要存在于笔筒草、红景天、棉花等植物中。目前，国内外鲜有对草质素生物活性及药理活性的研究报道，而研究表明，酚羟基官能团的位置及个数对抗氧化性起重要的作用，鉴于草质素的结构中含有5个酚羟基，推测其可能具有较强的体外抗氧化性。草质素能有效地清除DPPH自由基和羟自由基及抑制蛋白质氧化的作用，且其抗氧化活性强于相应的苷类成分。同时，研究表明草质素结构中A环7位羟基配糖化后，药理活性将降低，糖越多，活性就越低；黄酮类化合物的抗氧化活性随分子中酚羟基数目的增加，活性增强。此外，草质素能诱导人肝癌细胞HepG2凋亡，具有开发成一种新型抗癌制剂的潜力。

应用^[2-4]

草质素具有具有抗氧化、抗肝癌活性、保护心肌等功能。

1. 草质素具有明确的防治心脑血管疾病的作用。可显著降低局部性脑缺血大鼠脑坏死百分率，改善缺血大鼠的行为学评分；能使缺血再灌注损伤大鼠明显减轻脑水肿及脑梗死体积，提示草质素对脑缺血损伤具有明显保护作用。草质素能明显缩小冠脉结扎引起的大鼠心肌缺血心肌梗塞范围，降低心肌缺血大鼠血浆中LDH水平和MDA的含量。 草质素可显著降低大鼠全血粘度和红细胞聚集指数，能明显延长小鼠凝血时间，从而有利于防治血栓形成。草质素可提高小鼠的SOD等抗自由基酶活性，从而可起到清除自由基，保护心脑血管及组织的作用。草质素可用于制备防治包括脑缺血、心肌缺血、脑缺氧、脑梗塞(中风)、脑血栓、脑出血、冠心病、心肌梗塞等心脑血管疾病的药物。在治疗或预防心脑血管疾病方面具有良好的应用前景。

2. GPR35激动剂。GPR35是一个含有309个氨基酸的G蛋白偶联受体家族中的一个孤儿受体。 GPR35在包括白细胞、单核细胞、噬中性粒细胞、T细胞、树突细胞等免疫细胞，胰腺，小肠，结肠和脾脏等各种组织中表达，其中在人结肠癌细胞HT-29细胞中表达水平较高。犬尿喹啉酸、敏喘宁、2-油酰LPA、迷迭香酸、5，6-二羟基吲哚-2-羧酸(DHICA)、帕莫酸、色甘酸二钠等都是GPR35激动剂，目前研究表明孤儿受体GPR35与哮喘、心力衰竭、高血压、炎症、冠状动脉性心脏病、代谢综合症、疼痛和癌症等疾病相关。GPR35 激动剂为草质素、草质素衍生物、草质素对应的药学上可接受的盐及草质素衍生物对应的药学上可接受的盐中的一种或两种以上。

3. 抗氧化。研究通过对DPPH自由基和·OH清除能力的测定，表明草质素能显著清除这两种自由基，但清除DPPH自由基的能力要强于·OH。当BSA蛋白用Cu2+/H2O2或AAPH处理后，可显著的诱导BSA蛋白氧化及羰基化，原因在于Cu2+催化H2O2产生的·OH和AAPH产生的·OOH自由基攻击蛋白质，而导致蛋白质氨基酸残基被修饰，分子构象的改变[26-28]。研究发现，草质素可使蛋白氧化及羰基化的程度降低，原因可能是草质素能清除自由基，阻止了自由基链式反应导致的对蛋白质的氧化攻击。不同浓度草质素对DPPH自由基均有显著的清除作用。在浓度10～100μmol/L的范围内，草质素对DPPH自由基的清除率随着其浓度增大而增大，依次为19.14%、32.00%、56.98%、83.22%，其IC50值为49.28μmol/L，即14.88μg/mL。草质素能够显著地清除·O H ， 在10～50μmol/L浓度范围内，其清除能力没有明显变化。浓度为100、250、500μmol/L时，清除率分别达到35.97%、

52.66%、62.61%，其清除·OH的IC50值为219.20μmol/L，即66.20μg/mL。，不同浓度草质素均可显著保护Cu2+/H2O2诱导的BSA蛋白氧化损伤。Cu2+催化H2O2产生的·OH可显著的诱导BSA蛋白损伤，经过不同浓度的草质素处理后，可保护蛋白免受·OH的氧化，其保护率分别为55.00%、112.00%、139.00%和252.00%。浓度在10～100μmol/L范围内，草质素均可显著保护AAPH诱导的BSA蛋白氧化损伤。AAPH经热分解产生以碳为中心的自由基，在氧气的参与下，进一步生成·OOH而导致BSA蛋白发生氧化损伤，而草质素可防止蛋白损伤。当浓度达到100μmol/L时，其对AAPH诱导的BSA蛋白损伤的保护作用已接近未经AAPH处理组。草质素可抑制Cu2+/H2O2诱导的BSA蛋白羰基化，50、100μmol/L草质素能显著抑制蛋白质羰基化的发生，抑制率分别为21%、50%。但10、25μmol/L组的抑制作用不明显，原因可能是低浓度草质素清除羟自由基的能力较弱，还不能防止羟自由基对蛋白侧链氨基酸的攻击。经AAP H处理后，也可显著地诱导BSA发生羰基化，不同浓度的草质素前处理，均可抑制羰基化的发生，且随着草质素浓度的增加，羰基化的程度逐渐减弱。浓度为25、50、100μmol/L时，羰基化程度与AAPH组相比分别降低了1.2、2.1倍和2.9倍。

制备^[5]

红景天中提取草质素的方法，包括以下步骤；

1) 将粉碎好的红景天药材用提取溶剂进行提取，提取液减压浓缩得到提取物浸膏；

2) 将提取物浸膏萃取，萃取后的水层再进行酸水解；

3) 将经酸水解后的溶液用有机溶剂萃取，合并萃取液，减压浓缩得到草质素萃取物；

4) 将草质素萃取物采用聚酰胺柱层析处理，收集含有草质素的流分，浓缩至干，得到草质素粗品；

5) 将草质素粗品采用反相硅胶柱层析处理，收集含有草质素的流分，浓缩至干，重结晶，得到草质素纯品。

主要参考资料

[1] 大花红景天黄酮类化学成分研究

[2] CN201680033080.8 草质素或其组合物在制备防治心脑血管疾病药物中的应用

[3] CN201410821416.X 一种GPR35激动剂及其应用

[4] 乔燕, 刘学波. 草质素体外清除自由基及抑制蛋白质氧化的作用[J]. 食品科学, 2013, 34(17): 106-110.

[5] CN201680002944.X 红景天中提取草质素的方法