【精油科学】精油抑癌作用(南京医科大学附属肿瘤医院)

文摘   2024-08-11 20:30   江苏  


樟属6种植物精油


     植物精油是由芳香植物产生的具有强烈气味、易挥发、复杂的次级代谢产物,在植物的化感作用、抗菌以及驱虫等方面发挥着重要作用。体外试验表明,植物精油对很多致病性细菌均有细胞毒性也具有杀虫和抗癌作用。此外,也有一些关于植物精油抗氧化活性、细胞毒性、光毒性和致核酸突变等报道。基于植物精油的广谱生物学活性,其被广泛用于日化用品、 农产品、食品和药物。例如,从樟科木姜子属的山苍子(Litseacubeba (Lour) Pers.)果实中提取的山苍子精油主要成分为柠檬醛,具有强烈的味道,是我国四川、贵州等地常用的食品添加剂,在烹饪食物时作为香料使用。 
     樟科樟属植物一个很大的特征是具有芳香气味,绝大多数樟属植物富含精油,是开发天然香料和医药的优良植物资源。来自樟属不同种或种内不同个体及不同部位的精油成分均存在差异。例如,樟树(Cinnamomumcamphora(L.) presl)枝叶主要精油成分为单萜类化合物,而根部主要精油则为苯丙烯类化合物(黄樟油素)。樟属植物枝叶精油中多达一百多种成分,但在单个植株内,其枝叶精油主要含有1~3种化合物,植物化学分类者一般以植株精油中相对含量最高的 成分定义该植株的化学型。据不完全调查统计,我国樟属植物可划分为反式-橙花叔醇、1,8-桉 叶油素、芳樟醇、樟脑、右旋龙脑、4-萜品烯、榄香烯、对伞花烃、柠檬醛、金合欢醇、丁香酚、甲基丁香酚以及黄樟油素等数十种化学型。
     为了研究樟属不同植物精油的抗癌效果,本实验室提取2种樟属植物6个无性系叶精油,对其精油成分进行分析,并初步探索6种精油对肝癌细胞和胰腺癌细胞增殖的抑制作用,以期为进一步扩大樟属植物精油在抗癌药物开发的利用价值提供前期研究基础。

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研究结果


1

精油成分及含量

     在6个精油样品中,累计鉴定出40种化合物,在鉴定的40种化合物中,有单萜烯类化合物 11种、含氧单萜类化合物17种、倍半萜烯类化合物5种、含氧倍半萜类化合物5种以及苯丙素类化合物2种(表1)。6个精油样品成分差异显著,其中,1号、3号、4号精油样品主要含有含氧单萜类化合物,相对含量分别合计达到82.15%、 97.28%和73.66%;2号精油样品主要含有单萜烯类化合物,相对含量合计为62.74%;5号精油样品主要含有含氧倍半萜类化合物,相对含量合 计为67.69%;6号精油样品主要含有苯丙素类化合物,相对含量合计为85.54%。
     6个精油样品中,每个样品均主要含有少数几个成分。其中,1号精油样品主要成分为α-柠檬醛(35.88%)和β-柠檬醛(29.49%),两者相加合计占精油相对成分的65.37%;2号精油样品主要成分为4-松油醇(24. 06%)、α-蒎烯 (18.53%)、β-水芹烯(11.52%)、γ-松油烯 (10.81%);3号精油样品主要成分为芳樟醇,其相对含量达到了94.52%;4号精油样品的主要成分为1,8-桉叶油素(50.19%)和α-松油醇 (12.18%);5号精油样品的主要成分为反式橙花叔醇(66.00%);6号精油样品的主要成分为甲基丁异香酚(69. 30%)和甲基丁香酚 (16.24%)。

2

精油抑癌作用研究

     不同浓度梯度的精油处理肿瘤细胞48 h后, 6种精油均表现出很强的抑制癌细胞增殖活性能力,1号、5号、6号精油对2种癌细胞的抑制率要明显高于2号、3号、4号样品(图1,图2)。由图1可以看出,6个精油样品中,1号精油对肝癌细胞的抑制率最强,即使在稀释7000倍后,对肝癌细胞的抑制率仍然在90%以上;其次是6号精油, 在稀释7000倍后对肝癌细胞的抑制率为75.93%。其他几个样品随着精油稀释倍数的增加,对肝癌 细胞的抑制率逐渐降低,其中4号精油下降最为明显,在稀释2000倍后,抑制率仅为19.56%,当稀释7000倍后,抑制率为10.75%。由图2可以看出,1号精油和5号精油均表现出最强的抑制胰腺癌细胞活性,在稀释1 000倍后2个精油样品对胰腺癌细胞的抑制率均在50%以上,然而5号精油随着稀释倍数的增加,其抑制效果显著降低,在稀释7000倍后,基本上对胰腺癌细胞不具抑制活性(抑制率为0.84%),而1号精油仍然保持36.81%的抑制率。1号、6号精油对肝癌细胞和胰腺癌细胞的抑制率最稳定,从稀释1000倍 至稀释7000倍,其抑制癌细胞的效率下降幅度最小,其他精油在高浓度下能表现出相似的抑制癌细胞活性,但随着精油浓度的降低,对癌细胞的抑制率呈显著下降趋势。从        同一精油对2种不同癌细胞的抑制效果来看,精油对肝癌细胞的抑制率显著高于对胰腺癌细胞的抑制率。在稀释1000倍后,1号、5号、6 号精油对肝癌细胞的抑制率均高于90%,而对胰腺癌细胞的抑制率仅为50%左右;在稀释500倍 后,2 号、3号、4号精油对肝癌细胞的抑制率同样在90%,而对胰腺癌细胞的抑制率仅为55%。随着精油浓度的稀释,6种精油对2种癌细胞的抑制率均呈现出同样的下降趋势。

     由图3可以看出,肝癌细胞经过精油处理后, 细胞增殖受到明显抑制,数量远少于未经处理的正常肝癌细胞。此外,经精油处理后,肝癌细胞表面变得粗糙褶皱,说明可能是精油影响细胞渗透压导致细胞破裂,从而致使细胞死亡。

OLYMPIC

研究讨论

01

樟属植物精油多样性丰富

     樟属植物叶片中富含精油,根据对6种精油的检测结果,其相对含量最高的成分分别为柠檬醛、4-松油醇、芳樟醇、1,8-桉叶油素、反式-橙花叔醇和甲基异丁香酚6种化合物。采集样的植物中,黄樟和樟树各有3种化学型,其中,黄樟有柠檬醛型、4-松油醇型、芳樟醇型3种化学型,樟树有1,8-桉叶油素型、反式-橙花叔醇型、甲基异丁香酚型3种化学型。黄樟和樟树都是樟属植物中化学型比较丰富,且作为香料原料林推广种植面积大的树种。黄樟中已发现有樟脑型、桉叶油素型、黄樟油素型、柠檬醛型、芳樟醇型、水芹烯型、4-松油醇型和甲基丁香酚型8种化学型,本次报道的3种化学型属于这些化学型。樟树中已经发现的化学型包括芳樟醇型、1,8-桉叶油素型、反式-橙花叔醇型、樟脑型、龙脑型、蒎烯-萜 烯醇型、黄樟油素型和杂樟型(无明显主要成分) 8种。本次报道的3种樟树化学型,1,8-桉 叶油素型和反式-橙花叔醇型为已发现的化学型,甲基异丁香酚型之前在樟树中未见报道。银木(Cinnamomumseptentrionale Hand.-Mazz)、阔叶樟(Cinnamomumplatyphyllum (Diels) Allen)2种樟属植物中存在甲基异丁香酚型,且相对含量还很高,在银木叶精油中的相对含量达到了81%以上,在阔叶樟叶精油中的相对含量达到了94%以上。甲基异丁香酚型之前在樟树中未见报道,说明该化学型在樟树中极为罕见。此外,因该化学型樟树叶片无特殊气味,很容易被人工划分为同样气味很淡的反式-橙花叔醇型,故不易被发现。

02

樟属植物精油具有较强的抗癌活性

      很多植物精油具有抗癌活性,目前临床上使用的许多抗癌药物都是从植物中分离出来或基于这些物质。柠檬醛具有很好的抗癌潜力,且β-柠檬醛的抗癌效果比α-柠檬醛更好,可以抑制癌细胞增殖并诱导癌细胞凋亡。4-萜品醇通过诱导Hep-G2人肝癌细胞凋亡、DNA断裂、抑制细胞迁移和sub-G1细胞周期阻滞而发挥抗癌作用,但其抗癌效果具有显著的剂量依赖性。芳樟醇通过诱导sub-G1细胞周期阻滞、线粒体膜 电位丧失和抑制信号通路对OECM-1人口腔癌细胞产生有效抗癌作用。1,8-桉叶油素通过诱导细胞凋亡来抑制人结直肠癌的增殖。有研究发现,1,8-桉叶油素对胃癌细胞的抑制率显著小于对人白血病细胞的抑制率。反式-橙花叔醇对小鼠黑色素瘤、人类肝细胞癌、人类慢性髓 细胞白血病和人类幼粒细胞白血病均表现出抑制作用,但对各类癌细胞的抑制活性存在差异。甲基异丁香酚可以显示出较弱的抑制黑色素瘤细 胞增殖。本研究选用的6种精油,其主要成分均是前期有文献报道过的抗癌活性化合物,但各化合物在精油的相对含量差异显著,这也是精油抗癌活性产生差异的原因。此外,精油中除了主要的化合物以外,还检测出其他多种化合物,多种化合物的同时存在,是否能对抗癌起到协同作用, 还有待进一步研究。

研究结论

     本研究分析了来自于樟树和黄樟2种樟属植物6种精油的成分,得到如下结论。
1)6种精油的成分差异显著,可根据精油成分差异划分为柠檬醛型、4-松油醇型、芳樟醇型、 1,8-桉叶油素型、反式-橙花叔醇型和甲基异丁香酚型,其中甲基异丁香酚型在樟树中为首次报道。
2)6种精油均表现出很强的抑制癌细胞活性,1号、5号、6号精油对癌细胞的抑制率显著高于2号、3号、4号精油对癌细胞的抑制率,说明这3种精油能更好地抑制癌细胞活性。
3)同一精油对肝癌细胞的抑制效果显著高于对胰腺癌细胞的抑制效果,说明肝癌细胞对精油更为敏感。

文章原作:

1.江西省林业科学院国家林业草原樟树工程技术研究中心

2.南京医科大学附属肿瘤医院头颈外科

温世钫1,琚国园2,符潮1,杨海宽1,章挺1∗

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