胡桃醌地研究进展

2024年2月28日发(作者：城郊结合部)

胡桃醌的研究进展陆婉1，2

，曲中原1，2，邹翔1，2，严琴琴1，2,季宇彬1，2(1. 国家教育部抗肿瘤天然药物工程研究中心，哈尔滨 150076；2. 哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心，哈尔滨 150076)摘要： 胡桃醌为胡桃科核桃属植物胡桃楸（Jugland mandshurica Maxim）和核桃（Juglans regia L）中存在的重要活性物质，具有抗肿瘤、抗炎和抑菌等药理作用。随着化学分析技术的不断提高和分子生物学技术在药理中的应用，胡桃醌的化学和药理研究取得了一定进展。本文对胡桃醌近年来国内外的研究成果进行综述。关键词：胡桃醌 药理作用 抗肿瘤作用Advances Rearch of Juglone LU Wan1，2, QU Zhong-yuan1，2,ZOU Xiang1，2,Yan Qin-qin1，2, JI Yu-bin1，2(1. Engineering Rearch Center of natural antineoplastic drugs，Ministry of Education; of Rearch and Development on Life Sciences and Environmental Sciences, HarbinUniversity of Commerce, Harbin 150076)ABSTRACT: Juglone for Juglandaceae walnut plant nuts chinen (Juglandmandshurica Maxim) and walnut (Juglans regia L) in the important substances withanti-tumor and anti-inflammatory and antibacterial, and other pharmacological the chemical analysis of the continuous improvement of technology andmolecular biology technology in the application of pharmacology, the chemical andpharmacological rearch of Juglone has made some paper reviewsdomestic and international rearch results of Juglone in recent WORDS :Juglone; pharmacological action ; antitumor effect胡桃醌（Juglone）属于萘醌类成分，存在于胡桃科核桃属植物胡桃楸（Juglandmandshurica Maxim）和核桃（Juglans regia L）的根皮、树皮、青果皮（青龙衣）、叶中[1]，具有明确的抗肿瘤作用，此外，还具有抗菌、抗炎等药理作用，因此，越来越受到人们的重视。本文对胡桃醌近年来国内外的研究情况作以简要综述。1 胡桃醌的化学研究进展1.1胡桃醌的理化性质胡桃醌化学名称：5-羟基-1,4-萘醌，5-羟基-1,4-萘二酮；英文名称：Juglone，

基金项目：国家自然科学基金项目(30600816);高等学校博士点学科点专项科研基金（2）.作者简介：陆婉(1984.7-), 女, 硕士研究生; 研究方向: 抗肿瘤药物研究.E-mail:*********************;Tel:

walnuts quinone，5-hydroxy-1,4-naphthoquinone，5-hydroxynaphthoquinone，regianin，Nucin；分子式：C10H6O3；相对分子量174.15；熔点155℃。从苯和石油醚的混合溶液中析出橙黄色针状结晶，从氯仿中析出红黄色棱柱状结晶，有特殊臭气味。不溶于冷水，微溶于热水，溶于乙醇、乙醚，易溶于氯仿、苯等有机溶剂。溶于碱溶液，在碱溶液中呈紫红色，溶于浓硫酸，在浓硫酸中呈血红色[2]。性质不稳定，溶剂对胡桃醌的稳定性影响较大，随着存放时间的加长胡桃醌会分解[3]。胡桃醌可与水蒸气一同挥发，能升华，最大吸收峰420nm（甲醇）。化学结构如图1所示。

图1 胡桃醌的化学结构式1.2胡桃醌的提取、分离及含量测定胡桃醌为胡桃科核桃属植物胡桃楸（Jugland mandshurica Maxim）和核桃（Juglans regia L）中存在的重要活性物质，在新鲜核桃枝皮中的含量可达0.02～0.4mg/g以上。成熟核桃外果皮中胡桃醌的含量略低于青龙衣（未成熟的核桃外果皮）中胡桃醌的含量。孙墨珑等[4]采取常规提取法、索氏提取法和超声波提取法提取青龙衣，研究表明，胡桃醌含量分别为超声波提取法>常规提取法>索氏提取法。通过进一步研究，采用超声波辅助浸提法和减压蒸馏法提取胡桃楸树皮中的胡桃醌，可简便、快捷地提取制得高纯度的胡桃醌[5]。索绪斌等[6]运用高效液相色谱法测定青龙衣中胡桃醌含量。色谱条件：色谱柱为Shmi pack-ODS柱；流动相为甲醇-5%磷酸二氢钠溶液(3:1)；紫外检测波长：250nm。孙墨珑等[5]认为用高效液相色谱法测定胡桃醌含量时，虽然准确度高，但准备工作复杂，操作时间较长，不适用于间断且频繁的测定工作，而采用分光光度法测定胡桃醌含量，其即时性与简便性受到研究者的关注。1957年国外文献报道了胡桃醌的提纯和鉴定，当时国内还未见文献报道。1985年许绍惠等[7]首次从核桃的新鲜根皮、枝皮和青龙衣中分离出胡桃醌，并鉴定了结构，与国际上报道完全一致。此外，还分离出3, 3'-双胡桃醌和3,6'-双胡桃醌，后者是3, 3'-双胡桃醌的同分异构体，它是一种非对称性的胡桃醌二聚体。印度学者从核桃中分离出对称的三聚体环三胡桃醌（cyclotrijuglone）[8]。Akiho、Ohto等[9]从胡桃楸的新鲜果皮中分离出5,8-二羟基-1,4-萘醌（5,8-

dihydroxy-1, 4-naphthoquinone）。Pardhasaradhi等[10]从核桃根皮中得到一种新的5-羟基-3, 3'-双胡桃醌（bisjuglone）。2 胡桃醌的药理研究进展2.1抗肿瘤作用胡桃醌的抗肿瘤作用国内外均有报道。从核桃楸中提取分离出的胡桃醌，对于S180实体瘤、小鼠腹水型肝癌和自发性胃癌有明显的抗癌活性[11]。许绍惠等[12]报道胡桃醌对小鼠移植性乳腺癌有明显的抗癌活性，使艾氏腹水癌细胞的有丝分裂异常。张野平[13]报道胡桃醌具有抗肿瘤活性，对HePA小鼠生命延长率为95%，抑制S180实体瘤达50%。胡桃醌可以直接抑制体外培养的肿瘤细胞的增殖作用，其抗肿瘤作用是直接杀伤肿瘤细胞[14]。在研究黑核桃（Juglansnigra）抗肿瘤活性时还发现，胡桃醌和黑核桃壳的强酸部分(主要为多酚类) 对小鼠自发性乳腺癌有明显的抑制作用[15]。Sugie等[16]报道胡桃醌对大鼠肠肿瘤形成有抑制作用，可能成为有希望的化疗药物。 关于胡桃醌抗肿瘤的作用机理也有相关报道。张野平等[13]应用同位素掺入方法发现，以胡桃醌0.1和0.025mg/mL作用5h，对HePA小鼠细胞DNA合成抑制为高峰，分别为71.5%和60%。实验证明胡桃醌对肿瘤细胞DNA的合成有明显的抑制作用，且随剂量的增长作用增强。通过电子显微镜观察胡桃醌主要影响HePA细胞线粒体，低浓度可使部分线颗粒体嵴减少，高浓度可使大部分细胞质中的线粒体空泡化。从而使增殖的肿瘤细胞因能量供给缺乏而受到增殖限制，从而达到抑瘤作用。Kamei等[17]进行了醌类化合物抑制细胞生长试验，发现胡桃醌主要抑制细胞生长的S期，化合物中酚羟基的个数越多细胞毒性越大。Oliveira等[18]合成胡桃醌的糖链衍生物，发现这些衍生物的抗肿瘤活性明显高于胡桃醌的抗肿瘤活性，原因在于糖链的引入有效地避开了细胞对此类细胞毒化合物的排斥，增加了肿瘤细胞的吸收度，从而提高了这些衍生物的活性。Varga等[19]发现胡桃醌可以堵塞人外周血淋巴细胞的钾离子通道，而钾离子通道保持活性被认为是细胞生长和T细胞增殖的先决条件，因此他们认为胡桃醌的这一作用即使不是唯一的，也是胡桃醌诱导细胞凋亡的重要方式。Michelle等[20]报道胡桃醌能够降低P53基因表达和诱导h2ax快速磷酸化使细胞死亡，原因可能是胡桃醌通过快速磷酸化细胞周期的各个阶段的h2ax，并且使P53蛋白水平剧烈下降，从而诱导细胞DNA损伤，诱发细胞凋亡。此外，胡桃醌可通过直接修饰巯基基团使RNA转录起始前复合物断裂，抑制细胞mRNA的合成，直接阻断转录[22]。2.2对酶的作用 Munday等研究发现，胡桃醌对小鼠盲肠、十二指肠、结肠、腺胃、空肠组织中的解毒酶-醌还原酶和谷胱甘肽转移酶有诱导作用，使其活性增强，防止化

学诱导产生肠癌[21]。胡桃醌被认为是肽基-脯氨酰基异构酶（Pin1）的抑制剂，Pin1在许多肿瘤组织中过度表达，并且在肿瘤的发生中起着重要作用，被称为肿瘤发生的“催化分子”，胡桃醌可成为有希望的肿瘤预防药物[22]。据文献[23]报道胡桃醌及其衍生物对与HIV-1逆转录酶（RT）相关的核糖核酶H（RNa H）有抑制作用，可以成为HIV-1蛋白水解酶的有效抑制剂，而这种酶正是艾滋病毒复制所不可缺少的基本物质之一，这种试剂的发明可以有效的预防微生物，所以能够用来治疗性传播的疾病[24]。此外，胡桃醌是几丁质合成酶抑制剂，抑制雌埃及蚊虫、黑腹果蝇等昆虫体内蜕皮激素20-单核酶活性[25]。采用Paperdisc方法证明胡桃醌对许多革兰阳性菌和阴性菌均有抑制作用,2.3抗菌作用胡桃醌作为一种抗菌试剂，它能够产生活性氧化负离子，如O2-离子及过氧化氢等[26]。胡桃醌在体外能中和破伤风及白喉毒素，但在体内则无中和毒素作用[27]。临床实验证明，用胡桃醌（100~200mg/kg）治疗牙周炎却有明显的效果[28]。胡桃醌还可以添加到化妆品和牙膏中，作为杀菌剂使用[29]。胡桃醌还能够调节黄曲霉素的产生和发展[30]，它能够抑制真菌的发芽，如果浓度足够的高，它能够完全抑制真菌的生长。黄曲霉素的生成标准，依赖于介子中胡桃醌的浓度。胡桃醌的浓度较低时不能够抑制黄曲霉素的产生，反而能促进黄曲霉素的合成，但胡桃醌浓度较高时则可以基本抑制或完全抑制黄曲霉素的产生。2.4毒性作用现代研究表明青胡桃皮(青龙衣)有毒[31]，主要由于其有效成分胡桃醌是有毒的，尽管青龙衣的毒性已被实验证明，但以酒精作溶剂的青龙衣制剂往往不显毒性。有学者认为青龙衣酒剂未显出毒性是因胡桃醌演变为其他物质所致[32]。伊朗学者研究发现胡桃醌对金鱼（Carassius auratus）有毒害作用[33]。另有研究者发现胡桃醌和它的衍生物5,8-二羟基萘醌对于鱼都是一种毒素，LD50极低，在线粒体的氧化磷酸化过程中能起到抑制作用，它们都是能量转移的抑制剂[34]。胡桃醌的衍生物及其他活性成分的毒性，一般都小于胡桃醌。文献[35]报道胡桃醌小鼠灌胃给药的LD50为2.5 mg/kg，腹腔注射的LD50为25 mg/kg，大鼠灌胃给药的LD50为112 mg/kg。Chen等[36]认为胡桃醌产生毒性的原因是其入血后与血中成分结合，造成胡桃醌在血中高浓度聚集。另外由于胡桃醌能与胃肠内容物中的巯基化合物反应，导致灌胃时胡桃醌的低吸收，在贲门窦大量聚集，产生毒性。此外，胡桃醌和其代谢产物能与肾中细胞溶质蛋白共价结合，造成肾脏毒性。

2.5其他作用胡桃醌对大鼠有加速体内糖的同化和降低血糖的作用[27]。胡桃醌可做染料、颜料及香料的原料，pH指示剂和医药用止血剂等。胡桃醌可用于治疗湿疹、疱疹、便泌、赤痢、阳萎遗精、腰疼、淋巴结核，也可用于复方治疗糖尿病，胃炎，贫血等。胡桃醌外用用于治疗头癣、牛皮癣和橡皮肿等疾病[17]，但胡桃醌是一种很强的刺激剂，可导致接触性皮炎。胡桃醌在林业和农业方面也有突出的作用[37-39]。胡桃醌是现已证明唯一由高等植物产生的萘醌类克生物质，能够抑制其他植物的生长，可用于开发新型的无公害植物除草剂。3 结语

综上所述，胡桃醌具有广泛的药理作用，在医学和农业上都具有潜在的应用价值。特别是胡桃醌具有明确的抗癌活性，就抗肿瘤药物研究而言具有重大意义。胡桃醌的抗肿瘤作用目前还停留在初级研究阶段，在此基础之上应进行深入系统的研究，从分子水平阐明其抗肿瘤作用机理，为抗肿瘤新药研发和临床应用提供重要的理论指导和实验依据。参考文献[1] 吉林中医中药研究所.长白山植物药志[M].吉林:吉林人民出版社,1982,203-205.[2] 陈晓青主编.中草药成分分离分析技术与方法[M].化学工业出版社,2006,35.[3] 李福荣,史卫锋,等.不同采摘时期的青龙衣中胡桃醌的含量比较[J].中国现代医生,2007,45(2):6-7.[4] 孙墨珑,宋湛谦,方桂珍.核桃楸总黄酮及胡桃醌含量测定[J].林产化学与工业,2006,26(2):93-95.[5] 孙墨珑,袁海舰,等.分光光度法测定核桃楸树皮中胡桃醌的含量[J].东北林业大学学报,2007,35(6):37-38.[6] 索绪斌,高奎滨,张云凌,等.高效液相色谱法测定青龙衣中胡桃醌含量[J].中药材,2003,26(11):793.[7] 许绍惠,唐婉屏,韩忠环.核桃楸毒性成分研究.沈阳农业大学学报,1986,17(2):34-39.[8] Hirakawa K,Ogiue E,Motoyoshiya J,Yajima oquinones from Juglandaceae [J].Phytochemistry,1986,25(6):1494-1495.[9] Ohta, et ion of Naphthazarin from Walnut Onigurumi and Its InhibitoryAction on Oxidative Phos-Phrylation in Mitochondria[J].Toxicon, 1973,11:235-241.[10] Pardhasaradhi, Babu. A new bisjuglone from Juglans regia root bark[J]. Phytochem.1978,17,2042–2043.

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