Een overzicht van biologisch actieve natuurlijke producten van een woestijnplant Cistanche Tubulosa

Contactpersoon: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-mail:audrey.hu@wecistanche.com

Toshio Morikawa,*,a,b Haihui Xie,c,d Yingni Pan,a,e Kiyofumi Ninomiya,a,b Dan Yuan,e Xiaoguang Jia,c,f Masayuki Yoshikawa,a,c Seikou Nakamura,c

1. Inleiding

het geslachtCistancheomvat parasitaire planten die behoren tot de familie Orobanchaceae. Ze hechten zich gewoonlijk aan de wortels van zandfixerende planten, zoals Haloxylon ammodendron, Haloxylon persicum, Kalidium foliated, Tamarix-planten, enz.Cistanchesoorten komen voornamelijk voor in droge gebieden en woestijnen in Eurazië en Noord-Afrika, zoals China, Iran, India en Mongolië.1–6) Onder hen heeft China te maken gehad met ernstige landwoestijnvorming, vooral in de noordwestelijke regio's, met name Inner Autonome regio's Mongolië en Xinjiang.7,8) De aanleg van beschutte bossen wordt beschouwd als een van de beste manieren om woestijnen in oases te veranderen, zodat de gemeenschappelijke gastheren vanCistanche plantenworden algemeen beschouwd als geschikte kandidaten voor zandfixatie. De combinatie van parasitaireCistancheplanten met hun gastheren niet alleen een goed vooruitzicht zijn voor de ontwikkeling van oases, maar ook voor opmerkelijke economische resultaten, omdat Cistanches Herba (Rou Cong-Rong in het Chinees), de gedroogde, sappige stengels vanCistanche planteninclusiefCistanche deserticolaYC MA, Cistanche tubulosa (SCHENK) WIGHT,Cistanchesalsa (CA MEY) G. BECK, enCistancheSinensis BECK is een van de beroemdste eetbare en medicinale planten.7-10) Onder hen zijn de gedroogde stengels van C. salsa,C. deserticola, enC. tubulosaworden vermeld als een ruw medicijn "Nikujuyou" in de Japanse Farmacopee.7) Wat de Chinese Farmacopee betreft, de gedroogde stengels vanC.deserticolaenC. tubulosazijn geautoriseerd,8) en andere niet-officiële soorten, C. salsa en C. Sinensis worden ook gebruikt in bepaalde regio's van China vanwege een tekort aan hulpbronnen.4)CistanchesHerba is een van de meest waardevolle planten in de traditionele Chinese geneeskunde (TCM), die de nierfuncties aanvult, de essentie van het bloed stimuleert en de dikke darm bevochtigt om ontlasting vrij te maken.4) Van alle tonics in TCM wordt het algemeen aanvaard als een superieure en heeft zelfs de naam "ginseng van de woestijn" of "woestijn-ginseng" gekregen.2–4) Bovendien wordt het vaak voorgeschreven voor de behandeling van chronische nierziekte, impotentie, vrouwelijke onvruchtbaarheid, morbide leukorroe, overvloedige metrorragie en seniele constipatie bij TCM.3)CistanchesHerba heeft farmacologische activiteiten gerapporteerd die verwacht worden voor de behandeling van neurodegeneratieve aandoeningen11-14) zoals de ziekte van Alzheimer,15) Ziekte van Parkinson,16-18) en vasculaire dementie.19) Bovendien wordt Cistanche Herba veel gebruikt als voedingssupplement voor de gezondheid in Japan, China en Zuidoost-Aziatische landen.20) In de loop van onze karakteriseringsstudies naar bioactieve bestanddelen van geneeskrachtige kruiden afkomstig uit de autonome regio Xinjiang en aangrenzende gebieden in China,21-30) hebben we een uitvoerige studie gerapporteerd over de stengels vanC. tubulosa.21–26) Hier bespreken we onze studies over chemische bestanddelen uit de stengels vanC. tubulosaevenals hun biologische activiteiten.

2. Chemische bestanddelen

de stengels vanC. tubulosa(Kanka-nikujuyou in het Japans; Fig. 1), een van de erkende planten alsCistanchesHerba wordt in zowel Japanse als Chinese farmacopees,7,8) traditioneel gebruikt voor de behandeling van impotentie, onvruchtbaarheid, lumbago en lichaamszwakte.1) Eerder waren verschillende therapeutische effecten van het extract van de stengels vanC. tubulosawerden gerapporteerd in experimentele diermodellen zoals anti-hyperglykemie,31) hypolipidemie,31) hypocholesterolemie,32) en anti-inflammatoire effecten,33) en verbetering van door dextraansulfaat-natrium (DSS) geïnduceerde colitis.34) Bovendien zijn verschillende iridoïden, monoterpenoïden, fenylethanoïden en lignanen werden geïsoleerd uit Chinese en PakistaanseC. tubulosa.35-39) In de loop van onze chemische studies op de stengels vanC. tubulosa, we hebben eerder de isolatie en structuurbepaling van variëteiten van monoterpenoïden gerapporteerd, waaronder iridoïden, fenylethanoïde glycosiden en verwante suikeresters, en andere isolaten zoals fenylpropanoïde glycosiden, lignineglycosiden, alkylglycosiden en suikeralcohol.21-25)

gerapporteerd in experimentele diermodellen zoals anti-hyperglykemie,31) hypolipidemie,31) hypocholesterolemie,32) en anti-inflammatoire effecten,33) en verbetering van door dextraansulfaat-natrium (DSS) geïnduceerde colitis.34) Bovendien zijn verschillende iridoïden, monoterpenoïden , fenylethanoïden en lignanen werden geïsoleerd uit Chinese en PakistaanseC. tubulosa.35-39) In de loop van onze chemische studies op de stengels vanC. tubulosa,we hebben eerder de isolatie en structuurbepaling van variëteiten van monoterpenoïden gerapporteerd, waaronder iridoïden, fenylethanoïde glycosiden, verwante suikeresters en andere isolaten zoals fenylpropanoïde glycosiden, lignineglycosiden, alkylglycosiden en suikeralcohol.21-25)

3. Monoterpenoïden

3.1. Monoterpenoïden inclusief iridoïden

Iridoïden zijn een type monoterpenoïde dat is opgebouwd uit het 10-koolstofskelet van isopreenbouweenheden met een cyclopentanopyran-ringsysteem. De subklasse, secosteroïden, wordt afgesplitst in de cyclopropaan- of pyranring. Iridoïden en secoisidoïden worden vaak aangetroffen in medicinale planten als glycosiden, voornamelijk glucosiden. Deze geneeskrachtige planten worden van oudsher gebruikt als bittere tonics, kalmerende middelen, diuretica, hoestmiddelen, remedies voor wonden, zenuw- en huidaandoeningen, zwaarlijvigheid, epilepsie, krankzinnigheid, slangenvergiftiging, diabetes en hyperlipidemische aandoeningen. Een aantal recensies over natuurlijk voorkomende iridoïden en secoiridoïden hebben betrekking op aspecten van de chemische diversiteit40-46) en varianten van de biologische en farmacologische activiteiten, bijvoorbeeld antibacterieel, antischimmel, kankerbestrijdend, antidiabetisch, antihyperlipidemisch, anti-osteoporose, antioxidant, anti-protozoair, hepatoprotectief , immunomodulerende, neuroprotectieve en neurogene activiteiten.44-50). In onze structuuridentificatie- en ophelderingsstudies van iridoid-bestanddelen uit de stengels vanC. tubulosa, zeven nieuwe en negen bekende iridoïde glycosiden zoals kankanosiden A21) (1), B21) (2), C21) (3), D21) (4), L25) (5), M25) (6) en N25) (7), mussaenosidezuur51) (8), geniposidinezuur51) (9), 8-epilogaanzuur39) (10), 8-epideoxyloogzuur51) (11), isoacteoside78) (39), cis- acteoside79,80) (40), 2'-acetylacteoside78) (41), decaffeoylacteoside81) (42), tubuloside A78) (43), cistanche-tubulosiden B 82) (44) en B 82) (45), arenarioside83) (46 ), wie-gluroside51) (12), antirrhide52) (13), ajugol51) (14), bartsioside51) (15), en 6-deoxycatalpol51) (16) en een nieuwe en drie bekende iridoïden, kankanol21) ( 17), argyol53) (18), cistanine54) (19) en cistanchloor54) (20) werden verkregen (grafiek 1). Wat betreft alifatische monoterpeenglycosiden, drie nieuwe en vier bekende verbindingen zoals kankanosiden E21) (21), O25) (22) en P25) (23), (2E,6Z)-8- -D-glucopyranosyloxy{{75 }},6- dimethyl-2,6-octadeceenzuur55) (24), (2E,6E)-3,7-dimethyl-8- hydroxyoctadien -1-yl-O- -D-glucopyranoside56) (25), 8-hydroxy-ygeraniol 8-O- -D-glucopyranoside57) (26) en betulalbuside A58) (27) werden ook verkregen uit de stengels van C. tubulosa (grafiek 2). Onder hen werden de noriridoïde glycosiden, glucoside (12), bartsioside (15) en 6-deoxycatalpol (16), geïsoleerd als de belangrijkste bestanddelen van dit plantenmateriaal.21,25)

3.2. Fenylethanoïde glycosiden en gerelateerde suiker

Esters Fenylethanoideglycosiden zijn een type fenolische verbinding die wordt gekenmerkt door een -glucopyranosidestructuur die een hydroxyfenylethylgroep als het aglycon draagt. Deze verbindingen bevatten vaak een aantal acylgroepen zoals kaneelzuur, p-coumarinezuur, cafeïnezuur, ferulinezuur, is ferulazuur, enz., en/of verschillende suikers (bijv. rhamnose, xylose, apiose, arabinose, enz. ) gehecht aan het glucoseresidu door respectievelijk ester- of glycosidische bindingen. Ze zijn voornamelijk gevonden in de families Scrophulariaceae, Oleaceae, Plantaginaceae, Lamiaceae en Orobanchaceae.59-61) Onder hen zijn echinacoside62,63) (28) en acteoside64-67) (29, ook wel verbascoside, kusaginine en Orobanche genoemd) vertegenwoordigers van de goed bestudeerde fenylethanoïde glycosiden en er is gerapporteerd dat ze een aantal belangrijke bioactieve eigenschappen bezitten, zoals antioxidatieve, neuroprotectieve, stikstofmonoxide radicalen wegvangende, antihepatotoxische en antiosteoporotische activiteiten.2-4,6,59-61,68-77 ) Als fenylethanoïde glycosidebestanddelen uit de stengels van C. tubulosa hebben we de bovengenoemde echinacoside78) (28) en acteoside78) (29) als de belangrijkste verbindingen geïsoleerd, samen met negen nieuwe en 17 bekende verbindingen zoals kankanosiden F22) ( 30), G22) (31), H1 23) (32), H2 23) (33), I23) (34), J1 24) (35), J{ {36}}) (36), K1 24) (37), en K2 24) (38), isoacteoside78) (39), cis-acteoside79,80) (40), 2′ -acetylacteoside78) (41), decaffeoylacteoside81) (42), tubuloside A78) (43), cistan-tubulosiden B1 82) (44) en B2 82) (45), arenarioside83) (46), wiedemanninoside C84) (47), tubuloside B78) (48), syringalide A 3′-O- -L-rhamnopyranoside85) (49), cistantubuloside A82) (50), cistanoside G81) (51), salidroside81) (52), campneoside I86,87) ( 53), isocampneoside I88) (54) en campneoside II86,87) (55). Verder werd ook een nieuwe en een bekende overeenkomstige suikerester, kankanose22) (56) en cistanoside F89) (57), verkregen (grafiek 3).

3.3. Andere isolaten

Zoals weergegeven in Grafiek 4, zijn de andere isolaten verkregen zoals: (i) fenylpropanoïden: coniferine90) (58), syringin90) (59), en sinapic aldehyde 4-O- - D-glucopyranoside91) (60), (ii) lignanen: (plus )-pinoresinol O- - D-glucopyranoside92) (61), eucommin A93) (62), isoeucommin94) (63) en (plus)-syringaresinol O{{ 20}}D-glucopyranoside95) (64), (iii) alkylglycosiden: (2R,3R)-butaan-2,3-diol 2-O- - D-glucopyranoside96 ) (65), mesobutaan-2,3-diol 2-O- - D-glucopyranoside96) (66), ethyl-D-glucopyranoside96) (67), en 3-methylbutaan-1-ol-D-glucopyranoside96) (68), en (iv) suikeralcohol: D-mannitol (69). Van de isolaten gaf D-manni-tol (69) de hoogste isolatieopbrengst in onze studie

4. Biologische activiteiten

4.1. Vasorelaxerende activiteit

Het is algemeen bekend dat een hoge concentratie van door kaliumkationen (hoge K plus ) geïnduceerde contracties in gladde spieren het resultaat zijn van een toename van intracellulair calciumion (Ca2 plus ), en dat calciumkanaalblokkers zoals nifedipine het spanningsafhankelijke calciumkanaal remmen. , waardoor contracties in gedepolariseerde aortastrips worden geremd, maar ze vertonen zwakke remmende effecten op door noradrenaline (NA) geïnduceerde contracties.97) We hebben gemeld dat verschillende sesquiterpenoïden en diarylheptanoïden geïsoleerd uit Zedoariae Rhizoma (Zingiberaceae) remmende effecten vertoonden op contracties veroorzaakt door hoge K plus in geïsoleerde aortastrips van ratten, terwijl ze NA-geïnduceerde contracties niet remden.98,99) Daarentegen waren de belangrijkste fenylethanoïde glycosiden in de stengels vanC. tubulosa,echinacoside (28) en acteoside (29) en de verwante isolaten, Lankaanse kant F (30), isoacteoside (39), kankanose (56) en cistanoside F (57), bleken vaatverwijdende activiteit te vertonen die wordt geïnduceerd door NA-contracties ( Tabel 1), terwijl

ze remden geen door hoge Kplus geïnduceerde contracties22) (Tabel 2). Deze bevindingen suggereerden dat deze actieve bestanddelen contracties remden via receptor-bediende calciumkanalen, maar niet via spanningsafhankelijke calciumkanalen. Vooral echinacoside (28) en acteoside (29) met de 4′-O-caffeoylgroep in het 8-O- -D-glucopyranosylgedeelte remden significant de NA-geïnduceerde contracties, tijd- en concentratie-afhankelijk, terwijl isoacteoside (39) met de 6′-O-caffeoylgroep een zwakkere activiteit vertoonde [echinacoside (28), acteoside (29) > isolaatzijde (39)]. Bovendien werden de ontspannende effecten van echinacoside (28) en acteoside (29) ongeveer. 30 min na toevoeging van NA op een andere manier dan die van prazosine, een adrenaline-1-receptorantagonist (Fig. 2). De werkingsmechanismen van dit gedrag moeten verder worden bestudeerd. 3.2. Hepatoprotectieve activiteit Infectie met het hepatitis C-virus en chronische alcoholconsumptie zijn wereldwijd de belangrijkste oorzaken van leverbeschadiging, cirrose en hepatocellulair carcinoom. Van tumornecrosefactor- (TNF-) is bekend dat het orgaanletsel veroorzaakt door de inductie van cellulaire ontstekingsreacties. In de lever zijn de biologische effecten van TNF- betrokken bij leverbeschadigingen geassocieerd met levertoxinen, ischemie/reperfusie, virale hepatitis en alcoholische leverziekte of alcoholgerelateerde aandoeningen.100-102) Daarom wordt TNF- beschouwd als een belangrijke doelwit in de poging om ontstekingsremmende en hepatoprotectieve middelen te ontdekken. Het is bekend dat het D-galactosamine (D-GalN)/lipopolysaccharide (LPS)-geïnduceerde leverbeschadigingsmodel zich ontwikkelt via immunologische reacties.103) Dit model veroorzaakt leverbeschadiging in twee stappen. Ten eerste wordt de expressie van remmers van apoptose-eiwitten (IAP's) geremd door de toediening van D-GalN door uitputting van uridinetrifosfaat in hepatocyten. Ten tweede worden pro-inflammatoire mediatoren zoals stikstofmonoxide (NO), reactieve zuurstofspecies (ROS) en TNF- vrijgemaakt uit LPS-geactiveerde macrofagen (Kupffer-cellen). Apoptose van hepatocyten geïnduceerd door TNF- speelt een belangrijke rol bij door D-GalN/LPS geïnduceerde leverbeschadiging.104) In onze eerdere onderzoeken naar hepatoprotectieve eigenschappen van verbindingen verkregen uit natuurlijke hulpbronnen, rapporteerden we dat sesquiterpenoïden,105-108) diarylheptanoïden,105 –108) saponinen,109) coumarines,110) zuuramiden,111-113) triterpenoïden,114) limonoïden,115) en stilbenoïden116) vertoonden significante beschermende effecten tegen leverbeschadigingen veroorzaakt door D-GalN/LPS bij muizen. Het methanolextract uit de stengels vanC. tubulosaen de belangrijkste fenylethanoïde glycosiden, echinacoside (28), acteoside (29) en isoacteoside (39), vertoonden remmende effecten op de verhogingen van aspartaataminotransaminase (AST) en alanineaminotransaminase (sALT), markers van leverbeschadiging, geïnduceerd door D -GalN/LPS bij muizen23) (Tabel 3). Deze isolaten (28, 29 en 39) waren met name equivalent aan curcumine117-119) verkregen uit kurkuma (Curcuma longa) en krachtiger dan silybin120-124) verkregen uit mariadistel (Silybum marianum), die beide goed worden herkend natuurlijk voorkomende hepatoprotectieve producten. Om de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de hepatoprotectieve activiteit te karakteriseren, werden de remmende effecten van de isolaten op D-GalN-geïnduceerde cytotoxiciteit in primaire gekweekte muizenhepatocyten onderzocht. Met behulp van deze in vitro-test hebben we eerder verschillende actieve bestanddelen van de volgende natuurlijke hulpbronnen gerapporteerd als Curcuma zedoaria, 105-108) Anastatica hierochuntica, 125) Cyperus longus, 126) Erycibe expansa, 127) Angelica furcijuga, 110,128) Camellia sinensis, 129) Sedum sarmentosum, 130,131) Rhodiola sachalinensis, 132) Sinocrassula India, 133) Hedychium coronarium, 134) Piper Chaba, 111-113) Potentilla anserina, 114) Cassia auriculata, 135) en Shorea roxburghii. 116) Wat betreft de isolaten vanC. tubulosa, several phenylethanoid glycosides, echinacoside (28, IC50= 10.2 µM), acteoside (29, 4.6 µM), Lankan side G (31, 14.8 µM), isoacteoside (39, 5.3 µM), 2′-acetylacteoside (41, 4.8 µM), tubulosides A (43, 8.6 µM) and B (48, 14.6 µM), and syringalide A 3′-O-α-L-rhamnopyranoside (49, 71.2 µM), and lignans, (+)-pinoresinol O-β-D-glucopyranoside (61, 48.5 µM) and (+)-syringaresinol O-β-D-glucopyranoside (64, 98.4 µM) showed inhibitory activity, whereas none of the monoterpenoids including iridoid constituents led to a reduction in cytotoxicity at concentrations of up to 100 µM23) (Table 4). The hepatoprotective activities of phenylethanoid glycosides (28, 29, 31, 39, 41, 43, and 48) were greater than that of commercial silybin (IC50= 38.8 µM).115,116) Furthermore, the structural requirements of the phenylethanoid glycosides for hepatoprotective activity were: (i) the aglycone part was essential for activity [echinacoside (28) >> kankanose (56, > 100 µM); acteoside (29) >>cistanoside F (57, > 100 µM)]; (ii) het aglycon met de 3,4-dihydroxygroep vertoonde een sterkere activiteit dan dat met de 4-hydroxygroep [isoacteoside (39) > kankanoside G (31)]; (iii) de 6′-O- -D-glucopyranosylgroep verminderde de activiteit [acteoside (29) > echinacoside (28); 2a-acetylacteoside (41) > tubuloside A (43)]; (iv) het 8-O- -D-glucopyranosyldeel met de 4′-O-caffeoylgroep vertoonde een sterkere activiteit dan dat met de 6′-O-caffeoylgroep [acteoside (29) Groter dan of gelijk aan isoacteoside (39); 2′-acetylacteoside (41) > tubuloside B (48)]; en (v) introductie van de 2′-O-acetylgroep verminderde de activiteit [acteoside (29) Groter dan of gelijk aan 2′-acetylacteoside (41); isoacteoside (39) > tafelzijde B (48)]. Vervolgens effecten van het methanolextract uit de stengels vanC. tubulosa and its principal phenylethanoid glycosides, echinacoside (28), acteoside (29), and isoacteoside (39), on NO and TNF-α production, as markers of macrophage activation in LPS-activated mouse peritoneal macrophages128) were examined. The methanol extract and these constituents (28, 29, and 39) showed neither NO nor TNF-α production inhibitory activities (IC50>100 µM, gegevens niet getoond).23) deze bevinding bracht ons ertoe te suggereren dat ze de overproductie van NO en TNF- van LPS-geactiveerde macrofagen niet beïnvloedden. Om de effecten op de gevoeligheden van hepatocyten voor TNF- te verduidelijken, werd een afname in cellevensvatbaarheid van TNF- -gevoelige L929-cellen, geïnduceerd door TNF-, beoordeeld. Zoals weergegeven in Tabel 5, verschillende fenylethanoïde glycosiden, echinacoside (28, IC50= 31,1 µM), acteoside (29, 17,8 µM), isoacteoside (39, 22,7 µM), 2′-acetylacteoside (41, 25,7 µM ), vertoonden tableside A (43, 23,2 µM) en cistantubuloside B1 (44, 21,4 µM) een relatief sterke activiteit, die groter was dan die van silybine (60,4 µM).23 Bovendien bleken de volgende isolaten significante activiteit (p< 0.01):="" kankanoside="" a="" (1,="" inhibition:="" 16.3="" ±="" 2.0%="" at="" 100="" µm),="" mussaenosidic="" acid="" (8,="" 44.7="" ±="" 8.7%),="" 8-epideoxyloganic="" acid="" (10,="" 10.7="" ±="" 0.4%),="" 8-hydroxy-geraniol="" 8-o-β-d-glucopyranoside="" (26,="" 21.3="" ±="" 2.4%),="" tubuloside="" b="" (48,="" 39.2="" ±="" 6.3%),="" syringalide="" a="" 3′-o-α-lrhamnopyranoside="" (49,="" 22.2="" ±="" 6.4%),="" cistan="" tubuloside="" a="" (50,="" 11.2="" ±="" 1.1%),="" and="" (+)-pinoresinol="" o-β-d-glucopyranoside="" (61,="" 22.3="" ±="" 1.6%).="" although="" their="" activities="" were="" weaker="" than="" those="" of="" the="" above-mentioned="" principle="" phenylethanoid="" glycosides,="" the="" main="" active="" constituents="" are="" considered="" to="" be="" echinacoside="" (28),="" acteoside="" (29),="" and="" isoacteoside="" (39),="" etc.="" the="" structural="" requirements="" of="" the="" phenylethanoid="" glycosides="" for="" their="" activity="" were:="" (i)="" the="" aglycone="" part="" was="" essential="" for="" activity="" [echinacoside="" (28)="">> kankanose (56, >100 µM)]; (ii) the aglycone having the 3,4-dihydroxy group showed stronger activity than that having the 4-hydroxy group [echinacoside (28) > cistantubuloside A (50, >100 µM); acteoside (29) > syringalide A 3′-O-α-L-rhamnopyranoside (49, >100 µM); isoacteoside (39) > kankanoside G (31, >100 µM)]; (iii) the 6′-O-β-D-glucopyranosyl moiety reduced the activity [acteoside (29) > echinacoside (28); 2′-acetylacteoside (41) ≥ tubuloside A (43)]; (iv) the 8-O-β-D-glucopyranosyl part having the 4′-O-caffeoyl group showed stronger activity than that having the 6′-O-caffeoryl group [acteoside (29) > isoacteoside (39); 2′-acetylacteoside (41) > tubuloside B (48, >100 µM)]; en (v) introductie van de 2′-O-acetylgroep verminderde de activiteit [acteoside (29) en tubuloside B (48) > 2′-acetylacteoside (41)]. Deze vereisten waren vergelijkbaar met die hierboven vermeld met betrekking tot de remmende effecten op D-GalN-geïnduceerde cytotoxiciteit in primaire gekweekte muizenhepatocyten. Deze bevindingen suggereren dat de mogelijke werkingsmechanismen voor de hepatoprotectieve effecten van de fenylethanoïde glycosiden uit de stengels vanC. tubulosazijn: (i) afname van D-GalN-geïnduceerde cytotoxiciteit [echinacoside (28), acteoside (29), Lankaanse kant G (31), isoacteoside (39), 2′-acetylacteoside (41) en tubulosiden A (43) en B (48)], en (ii) afname van TNF- --geïnduceerde cytotoxiciteit [echinacoside (28), acteoside (29), isoacteoside (39), 2′-acetylacteoside (41), tubuloside A (43) en cistanche-tubuloside B1 (44)]. Onder hen bleken de belangrijkste fenylethanoïde glycosiden, echinacoside (28), acteoside (29) en isoacteoside (39), de stijging van de serum-AST- en zoutspiegels te remmen bij doses van 25-100 mg/kg, per os (po ) tegen D-GalN/LPS-geïnduceerde acute leverbeschadiging in

muizen (vide ante), en er werd gesuggereerd dat die remmende effecten afhankelijk zijn van de afnemende cytotoxiciteit veroorzaakt door D GalN en vermindering van de gevoeligheid van hepatocyten voor TNF-. Zoals samengevat in Fig. 3, suggereren deze resultaten dat de werkingsmechanismen anders zijn dan die van niet alleen curcumine en silybine, maar ook van piperine111-113) en trans-resveratrol,116) die in onze vorige studie werden onderzocht als hepatoprotectieve natuurlijke producten .

3.3. Glucosetolerantie-verbeterende activiteit Diabetes wordt gekenmerkt door een hoge incidentie van hart- en vaatziekten, en slechte controle van hyperglykemie lijkt een belangrijke rol te spelen bij de ontwikkeling van hart- en vaatziekten bij diabetes. Er is steeds meer bewijs dat de postprandiale toestand een belangrijke factor is die bijdraagt ​​aan de ontwikkeling van atherosclerose. Bij diabetes wordt de postprandiale fase gekenmerkt door een snelle en grote stijging van de bloedglucosespiegels, en de mogelijkheid dat deze postprandiale hyperglykemische pieken relevant kunnen zijn voor de pathofysiologie van late diabetescomplicaties krijgt de laatste tijd veel aandacht. Daarom kan het verbeteren van postprandiale hyperglykemie deel uitmaken van de strategie voor de preventie en behandeling van hart- en vaatziekten bij diabetes.136) We hebben eerder gemeld dat verschillende antidiabetogene therapeutische kandidaten werden verkregen uit natuurlijke bronnen zoals Kochia scoparia, 137) Borassus

flabellifer, 138) Solanum lycocarpum, 139) Sinocrassula India, 140) Shorea roxburghii, 141) Helichrysum arenarium, 142) en Sala CIA reticulata, S. oblonga en S. chinensis143–148) geëvalueerd door postprandiale hyperglykemie bij met suiker beladen ratten en /of muizenmodellen. In deze experimenten zijn de effecten van de belangrijkste fenylethanoïde glycosiden uit de stengels vanC. tubulosa, echinacoside (28) en acteoside (29), op de postprandiale verhoging van de bloedglucosespiegels bij met zetmeel beladen muizen werden onderzocht. Zoals weergegeven in Tabel 6, onderdrukten beide fenylethanoïde glycosiden (28 en 29) significant verhogingen van de bloedglucosespiegels bij doses van 250-500 mg/kg, po 26) Vervolgens, de effecten van echinacoside (28) en acteoside (29) op glucose tolerantie werden geëvalueerd in met zetmeel beladen muizen na 2 weken continue toediening. Zoals getoond in Tabel 7, bleken beide fenylethanoïde glycosiden (28 en 29) de glucosetolerantie significant te verbeteren zonder significante veranderingen in lichaamsgewicht en voedselinname (gegevens niet getoond). Deze resultaten suggereren dat echinacoside (28) en acteoside (29) effectief kunnen zijn bij het onderdrukken van postprandiale glucoseverhoging en het verbeteren van glucosetolerantie.26) Om het werkingsmechanisme van de onderdrukkende postprandiale glucoseverhogingsactiviteit te karakteriseren, enzymatische remmende effecten van de isolaten uit de stengels vanC. tubulosabij ratten in de dunne darm werden glucosidases zoals maltase en sucrase geëvalueerd. Verschillende fenylethanoïde glycosiden, echinacoside (28, IC50= 149 en 174 µM tegen respectievelijk maltase en sucrase), acteoside (29, 188 en 152 µM), kankanosiden J1 (35, 130 en 242 µM) en J2 (36, 131 en

228 µM), isoacteoside (39, 70,4 en 152 µM), en tubulosiden A (43, 200 en 220 µM) en B (48, 88,2 en 175 µM) vertoonden enzymatische remmende activiteiten, terwijl geen van de de isolaten vertoonden activiteiten bij concentraties tot 300 µM26) (Tabel 8). Bovendien waren hun activiteiten veel minder dan die van de positieve middelen zoals klinisch gebruikte acarbose (1,7 en 1,5 µM)147,149-151) en een van de krachtigste natuurlijk voorkomende ringremmers, salacinol (6,0 en 1,3 µM),147,149,151), en neokotalanol (1,6 en 1,5 µM).147,149,150) Zoals weergegeven in Tabel 9, enzymatische remmende activiteiten van echinacoside (28), acteoside (29), isoacteoside (39) en tubulosiden A (43) en B (48) op verschillende - glucosidasen afkomstig van gist (Saccharomyces

cerevisiae), bacteriën (Bacillus stearothermophilus) en menselijke dunne darm werden ook waargenomen. Wat de IC50-waarden voor humane maltase in de dunne darm betreft, waren deze fenylethanoïden (28, 29, 39, 43, 48, IC50= 117–163 µM) veel minder actief dan acarbose (15,2 µM).26) van het bovengenoemde bewijs, werd gevonden dat de bijdrage van de -glucosidase-remmende activiteit van de fenylethanoïde glycosiden het werkingsmechanisme van de onderdrukkende effecten op postprandiale glucoseverhoging en de glucosetolerantie-verbeterende effecten beperken. Als het mogelijke werkingsmechanisme hebben we onlangs gerapporteerd dat remmende effecten van echinacoside (28) en acteoside (29) op de natriumafhankelijke glucose-cotransporter 1-gemedieerde glucoseopname werden waargenomen.152) Een meer gedetailleerd werkingsmechanisme zou verder worden bestudeerd.

Aldosereductase is een sleutelenzym in de polyolroute die de reductie van glucose tot sorbitol katalyseert. In normaal weefsel heeft aldosereductase een lage substraataffiniteit voor glucose, dus de omzetting van glucose naar sorbitol wordt weinig gekatalyseerd. Bij diabetes mellitus leidt de verhoogde beschikbaarheid van glucose in insuline-ongevoelige weefsels zoals lens, zenuw en netvlies echter tot de verhoogde vorming van sorbitol via de polyolroute. Sorbitol diffundeert niet gemakkelijk door celmembranen en de intracellulaire accumulatie van sorbitol is betrokken bij de chronische complicaties van diabetes zoals cataract, neuropathie en retinopathie. Deze bevindingen suggereren dat een aldosereductaseremmer het vermogen kan hebben om verschillende diabetische complicaties te voorkomen en/of te behandelen.153) Als krachtige aldosereductaseremmers uit natuurlijke bronnen hebben we verschillende flavonoïden geïdentificeerd, 154-160) stilbenoïden,141,154 ) terpenoïden,161) en kininezuurderivaten.159) Zoals weergegeven in tabel 8, zijn verschillende fenylethanoïdeglycosiden, echinacoside (28, IC{{10}},1 µM), acteoside (29, 1,2 µM), kankanoside J1 (35, 9,3 µM), isoacteoside (39, 4,6 µM), 2′-acetylacteoside (41, 0.071 µM), tubulosiden A (43, 8,8 µM) en B ( 48, 4,0 µM), syringalide A 3′-O- -L-rhamnopyranoside (49, 1,1 µM) en campneoside I (53, 0,53 µM) vertoonden aldose-reductaseremmende activiteit van rattenlens. Vooral 2′-acetylacteoside (41) was het krachtigst en equivalent aan dat van epalrestat (0,072 µM), een klinisch gebruikte aldosereductaseremmer.

4. Conclusie

In deze review, onze recente studies over chemische bestanddelen uit de stengels vanC. tubulosaevenals hun biologische activiteiten zoals vaatverwijdende, hepatoprotectieve en glucosetolerantie verbeterende activiteiten zijn samengevat. Wat betreft de chemische bestanddelen, 20 idioten (1–20), waaronder acht nieuwe, kankanosides A–D (1-4), L–N (5–7) en kankanol (17), zeven alifatische monoterpenoïde glycosiden (21-27), waaronder drie nieuwe, kankanosiden E (21), O (22) en P (23), 28 fenylethanoïde glycosiden (28-55), waaronder negen nieuwe, kankanosiden F (30), G ( 31), H1 (32), H2 (33), I (34), J1 (35), J2 (36), K1 (37) en K2 (38), twee suikeresters (56 en 57) inclusief een nieuwe één, kankanose (57), drie fenylpropanoïde glycosiden (58-60), vier lignineglycosiden (61-64), vier alkylglycosiden (65-68) en suikeralcohol (69) werden geïsoleerd uit het methanolextract. De vaatrelaxerende actieve bestanddelen, verschillende fenylethanoïde glycosiden zoals echinacoside (28) en acteoside (29) en de verwante isolaten, kankanoside F (30), isoacteoside (39), kankanose (56) en cistanoside F (57), werden geïdentificeerd . Ze wekten NA-geïnduceerde contracties op in geïsoleerde thoracale aorta van de rat, maar remden geen hoge Kplus-geïnduceerde contracties. Deze bevindingen suggereren dat deze actieve bestanddelen de contracties remmen via een receptor-gestuurd calciumkanaal, maar niet via een spanningsafhankelijk calciumkanaal. Vooral echinacoside (28) en acteoside (29) remden significant NA-geïnduceerde contracties, tijd- en concentratie-afhankelijk (10-100 µM), op een andere manier dan die van prazosine. De belangrijkste fenylethanoïde glycosiden, echinacoside (28), acteoside (29) en isoacteoside (39), vertoonden een hepatoprotectief effect tegen D-GalN/LPS-geïnduceerde acute leverbeschadiging bij muizen bij doses van 25-100 mg. kg, po Om de werkingsmechanismen te karakteriseren, werden de isolaten onderzocht in in vitro studies om hun effecten te beoordelen op (i) D-GalN-geïnduceerde cytotoxiciteit in primaire gekweekte muizenhepatocyten: (ii) LPS-geïnduceerde NO- en/of TNF-productie in peritoneale macrofagen van muizen: en (iii) TNF- -geïnduceerde cytotoxiciteit in L929-cellen. De werkingsmechanismen van deze belangrijkste fenylethanoïde glycosiden (28, 29 en 39) waren afhankelijk van afnemende cytotoxiciteit veroorzaakt door D-GalN en vermindering van de gevoeligheid van hepatocyten voor TNF-. Bovendien bleken echinacoside (28) en acteoside (29) postprandiale glucoseverhoging te onderdrukken en de glucosetolerantie te verbeteren door met zetmeel beladen muizenmodellen met een enkele dosis en 2-week toediening behandelde muizen. Bovendien vertoonde een van de fenylethanoïde glycosidebestanddelen, 2′-acetylacteoside (41, IC50= 0,071 µM), een krachtige aldosereductaseremmende activiteit, die equivalent was aan die van een klinisch gebruikt epalrestat (0,072 µM). Bovendien werden verschillende structurele vereisten van de fenylethanoïde glycosiden voor hun bovengenoemde biologische activiteiten gekarakteriseerd. Op basis van het verzamelde bewijsmateriaal,C. tubulosaen de bestanddelen ervan, in het bijzonder echinacoside (28) en acteoside (29) kunnen nuttig zijn voor de behandeling van verschillende levensstijlziekten zoals hypertensie, diabetes, hepatitis, enz.

DankbetuigingenDit werk werd gedeeltelijk ondersteund door het door het ministerie van Onderwijs, Cultuur, Sport, Wetenschap en Technologie (MEXT) ondersteunde programma voor de Strategic Research Foundation aan particuliere universiteiten, 2014-2018, Japan (S1411037, TM), evenals de JSPS KAKENHI, Japan [subsidienummers 18K06726 (TM), 18K06739 (KN) en 16K08313 (OM)].

BelangenverstrengelingDe auteurs verklaren geen belangenverstrengeling.