第一章　緒論

山蒟（Piper hancei Maxim），又名山蔞，屬胡椒科Peperaceae 胡椒屬Piper Linn.，一種多年生常綠木質藤本植物，主要分布在我國長江中下游地區及華南各省。具有抗炎止痛、舒筋活絡之功效，臨床主要用于治療風濕痛、關節痛、氣喘等，為中藥海風藤的主要代用品，在浙江、福建、云南、貴州、廣東當作石南藤使用。近年農用活性的研究表明，山蒟干燥藤莖和葉的提取物具有明顯殺蟲活性。

一、胡椒的資源分布及藥用種類

1.資源分布

胡椒屬植物多為灌木或藤本，全世界約有2000種，主要分布在熱帶和亞熱帶地區。我國有本屬植物60多種，4變種，近20種作藥用，具有較廣泛的分布，主產于廣東、海南、云南、福建、臺灣等南部省區。

2.藥用種類

胡椒屬藥用植物有22種，分別是胡椒（P.nigrum）、蓽撥（P.longum）、蒟醬（P.betle）、海風藤（P.kadsura）、石南藤（P.wallichii）、蓽澄茄（P.cubeba）、山蒟（P.hancei）、假蒟（P.sarmentosum）、光軸貯葉蒟（十八癥，P.boehmeriaefolium var.tonkinense）、毛山蒟（石蒟，P.martinii）、大葉蒟（P.laetispicum）、短蒟（細蘆子藤，P.mullesua）、蒟子（大麻疙瘩，P.yunnanense）、毛蒟（毛蔞，P.hongkongense）、假蓽撥（長果蓽撥，P.retrofractum）、巖參（P.pubicatulum）、毛葉胡椒（玉溪天仙藤，P.puberulilimbum）、華南胡椒（P.austrosinense）、海南蒟（P.hainanense）、思茅胡椒（蘆子藤，P.szemaoense）、變葉胡椒（P.mutabile）、小葉爬巖香（P.arboricola）。

二、胡椒屬次生代謝產物

Parmar曾對胡椒屬植物的化學成分進行綜述，總結了近600種化合物。胡椒屬植物分離得到多種具有生理活性的化合物，即生物堿、木脂素、新木脂素、丙烯基酚類、萜類、類固醇、內酯、查耳酮、二氫查耳酮、黃酮類和二氫黃酮類。其中，酰胺生物堿、木脂素和新木脂素是該屬特征性化學成分。

1.生物堿類

酰胺類生物堿是胡椒屬植物的主要生物堿成分，也是研究較早的一類化合物。胡椒堿（piperine）廣泛存在于該屬植物中，具有抗驚厥和鎮靜作用。另外，賀啟芬等從小葉爬巖香P.arboricola中分離得到的3，4-二甲基苯丙酰胺，藥理實驗表明其具有鎮痛和安定作用。該屬的生物堿主要有以下五種結構類型：第一類，哌啶型，如常見的胡椒堿；第二類，吡啶酮型，如從蓽撥P.longum分離的蓽茇明堿；第三類，吡咯烷型，如從P.trichostachyon中分離的三中脈酰胺；第四類，異丁胺型，如從蓽撥中分離的蓽茇寧；第五類，阿樸啡型，如從P.auritum中分離的cepharadione A、B，從蓽撥中分離的piperolactam A。此外，從本屬植物中還分離到個別結構比較特殊的酰胺類生物堿，如從P.trichostachyon中分離的吡咯烷型化合物cyclostachine A、B和異丁胺型化合物cyclopiperstachine，及一個從P.tuberchlatum中分離的雙并合吡啶酮類生物堿piperlartinedine。

2.黃酮類

從胡椒屬植物中已分離出多種黃酮類成分，有黃酮、二氫黃酮及查耳酮，如從P.sylvaticum，P.petpuloides中分離得到黃酮4'，7-二甲氧基-5-羥基黃酮，3'，5-羥基-4'，7-二甲氧基黃酮，5-羥基-3-4'，7-三甲氧基黃酮及從Piper methysticum中分離的查耳酮flavokawaine。

3.環氧化合物、有機酸及酚類化合物

1969年，S.Takahashi從風藤中分離出一個環氧化合物futoxide，即crotepoxide，該化合物最初從長穗巴豆Croton macrostachys中分離得到，具有顯著的抗癌活性。P.Coggon等通過X射線衍射分析確定了該化合物的立體構型，并對其進行了全合成。近年來，對山蒟、Piper clarkii及石南藤的化學研究表明，futoxide也存在于以上植物中。從本屬植物中分離出多種有機酸，如從Piper aurantiacum中分離的脂肪酸硬脂酸和軟脂酸及從Piper auritum中分離的苯甲酸衍生物piperochromenoic acid和piperoic acid。近來，從Piper clarkii和Piper taboganum中還分離出幾個酚類化合物，如3-（4-羥苯基）丙基二十四酸及methyltoboganate。

此外，從本屬植物中還分離出一些酯類化合物，如從piper fadyfnii中得到的丁烯羥酸內酯fadenolide及從Piper hookeri中分離的一個較少見的含氯化合物pipoxide。

4.木脂素和新木脂素類

這類化合物為血小板活化因子（PAF）受體拮抗劑，能抑制血小板活化因子與受體的結合，活性強，選擇性高。血小板活化因子是近年來發現的一種脂類遞質，與風濕、氣喘、過敏等疾病有關系。

K.L.Dhar等從P.peepuloide中分離得到了第一個木脂素sesamin。本屬植物中分離出的木脂素類化學成分主要為單環氧木脂素類和雙環氧木脂素類，及簡單木脂素和木脂內酯。如從P.cubeba中分離出的dihydrocubebin，hemiarensin，dihydroclusin，p-O-ethylcubebin，α-O-ethylcubebin等屬于單環氧木脂素；從P.sarmentosum中得到的（+）-asarininsesamin，horsfieldin屬于雙環氧木脂素。從3種本屬植物中分得4個簡單木脂素。首先在可治療感冒、腸道疾病的西非里胡椒P.guineese中分得1-hydrocubebin，在P.clusii中也分出了該化合物及1-hydroclusin，并從P.cubeba中得到了3個類似的化合物。木脂內酯（lignanolide）為單環氧木脂素的氧化狀態，Konl等從P.clusii和P.cubeba中發現9個該骨架類型的化合物。

胡椒屬新木脂素研究始于20世紀60年代末，自從本屬植物海風藤P.kadsura中分離出具有拮抗PAF活性的木脂素類化學成分后，對該類化合物的研究得到了重視。到目前為止，已從胡椒屬中發現了40多個新木脂素類化合物，多數具有PAF拮抗作用，從木脂素的構效關系看，含呋喃環或雙環辛烷類木脂素是值得注意的抗PAF活性成分。本屬植物分離出的新木脂素主要為futoenone、苯丙素側鏈與苯環直接連接的結構類型Ⅱ、Ⅲ、苯并呋喃類新木脂素、雙環辛烷型新木脂素、苯丙素側鏈通過氧橋與苯環連接的結構類型。futoenone型：20世紀60年代末，日本學者A.Ogiso從風藤中發現了二烯酮結構的futoenone，并對其進行了全合成；其后，J.Benveniete等對futoenone成功地進行了結構修飾。苯丙素側鏈與苯環直接連接的結構類型Ⅱ，Ⅲ：日本學者Takahashi等先后從風藤中發現了一組8-5'連接的化合物；20世紀80年代中期，韓桂秋等以分子生物學為指導，從山蒟（P.hancei）、瓦氏胡椒（P.wallichii）等植物中又篩選出一系列8-5'連接的化合物，其中hancienone、wallichine具有明顯的PAF拮抗作用；Green等為尋找抗昆蟲化合物，從P.capense中也分出了4個該結構類型的化合物，其中3個為極少見的8-1'位連接的新木脂素。苯并呋喃類新木脂素（benzofuran neolignan）：從風藤及山蒟中發現了13個不同并合位置及氧化程度的α-芳基，3-甲基苯并呋喃新木脂素Ⅳ-Ⅵ，其中的kadsurenone，denudatin B，dlicarin，acuminatin的PAF拮抗活性最好。雙環辛烷型新木脂素：近來，對風藤、山蒟進行深入研究，發現了8個雙環辛烷型新木脂素Ⅶ，Ⅷ，藥理實驗表明marcrophyllin型雙環辛烷型新木脂素PAF拮抗活性明顯。苯丙素側鏈通過氧橋與苯環連接的結構類型：從P.capense及樟葉胡椒（P.polysyphorum）中發現了3個分別通過8-O-3及8-O-4'連接的該類型化合物。

三、胡椒屬的藥理活性與醫學應用

胡椒屬藥用植物用于治療風寒濕痹，均與PAF拮抗活性有關，PAF為一種內源性脂類介質，是最強的血小板激活劑和血小板聚集誘導劑。1979年經化學鑒定和全合成，確定其結構為1-O-烷基-2（R）-乙酰基-Sn-甘油-3-膽堿磷酸酯［1-O-alkyl-2（R）-acetyl-Sn-glycero-3-phosphorylcholine］。研究表明它通過與受體結合產生生理生化反應，并且R構型的PAF才能產生相關反應。PAF受體可從人體血小板中分離出來，是一種蛋白質。PAF與其特異性受體部位的結合是其產生體外體內活性的關鍵步驟。PAF拮抗劑可能用于治療過敏性的呼吸系統疾病、炎癥、內毒素、嚴重燒傷引起的休克、器官移植排斥、牛皮癬、動脈粥樣硬化等。因此特異性的PAF拮抗劑作為新藥的研究，已成為近十年來國際醫藥研究的熱點之一。

天然的強活性的PAF拮抗劑有兩個代表性的化合物，一個是自銀杏中分離得到的萜類化合物銀杏內酯B（ginkgolide B），一個是自海風藤中分離得到的木脂素類化合物海風藤酮（kadsurenone）。由于這兩個化合物的結構中都有呋喃環的存在，因此有人認為作為PAF拮抗劑，呋喃環可能是產生活性的必要部分。在我國醫學中，銀杏及海風藤皆有治療哮喘、風寒濕痹、心痛等的記載。

胡椒屬草藥多味辛、甘，性溫，具有祛風濕、強腰膝、補腎壯陽、止咳平喘、活血止痛的功效，主治風寒濕痹、腰膝酸痛、陽痿、咳嗽、氣喘、痛經、跌打腫痛等。其中，一些藥用植物還有重要的經濟價值，如胡椒是很好的調味品，又能溫胃散寒、健胃止嘔；蓽撥、海風藤、山蒟等為名貴的中藥材，有鎮痛、健胃、抑制血小板活化因子與受體的結合、治療動脈粥樣硬化等效能。

四、胡椒屬農用活性研究

胡椒屬植物的農用曾有報道：Miyakado等從30種食品香料的研究中發現黑胡椒（Piper nigrum）抽提物對淡色庫蚊（Culex Pipiens pallens）幼蟲和綠豆象（Callosobruchus chinensis）有很強的毒殺活性。Mark等報道：P.tuberculatum中分離的piplartine、demethoxy可使切葉蟻（Atta cephalotes）拒食，有植物保護作用。Jacobs等從P.amalago中分離的六個生物堿有殺Aedes aegytii幼蟲活性。McFerren等從p.piscatorum中分離的piperovatine，pipercallosidine是魚的麻醉劑。馮崗等采用葉片浸漬法測試胡椒堿及假蒟乙醇提取物對螺旋粉虱成蟲和若蟲的毒殺活性及殺卵作用。董存柱等研究了山蒟對家蠅（Musca domestica Linaeus）、自紋伊蚊（Aedesalbopictus Sknse）、致倦庫蚊（Culex pipiens quinquefasciatus）、椰心葉甲［Brontaspa Longissama（Gestro）］的活性，馬浩偉等研究了山蒟對斜紋夜蛾［Spodoptera litura（Fabricus）］和香蕉花薊馬［Thrips hawaiiensis（Morgan）］的活性，并開發出了山蒟甲醇提取物的微乳劑劑型。

五、山蒟的生物活性

目前對山蒟化學成分的研究已有一些報道，其主要成分為木脂素類、酰胺類生物堿等。海風藤中含有海風藤酮（屬新木脂類成分），具有很強的抗血小板活化因子作用。據報道，山蒟中含有海風藤酮及其異構體。

1.抗血小板活性

PAF是參與炎癥和血小板聚集的磷脂分子，有幾項研究報道了從山蒟中篩選出具有潛在抗血小板活性的成分，韓桂秋研究小組報道了山蒟酮B、山蒟酮C、海風藤酮、風藤酰胺是PFA受體拮抗劑，還報道了來自山蒟的乙醇提取物抑制血小板活化因子誘導的兔血小板聚集和PAF誘導的炎癥反應。

2.消炎活性

海風藤有消炎活性，市場上通常用山蒟和毛蒟代替海風藤。韓桂秋等報道從山蒟中分離到三個化合物有消炎活性。Kim通過評估LPS激活BV-2細胞（一種小膠質細胞）產生一氧化氮（NO）來評估抗神經炎癥的活性，結果表明，海風藤酮具有抗神經炎癥作用。

3.抗微生物活性

墻草堿、藜蘆酸、β-谷甾醇、胡蘿卜苷、豆甾-4-烯-3，6-二酮都是山蒟中發現的化合物，但是從蓽澄茄、假蓽撥和假蒟發現的這些化合物經測定都有抗微生物活性。墻草堿對單核細胞增多性李司忒氏菌有中等至強的抑制作用，最小抑菌濃度在62.5～125μm/L之間，體外生物測定表明，胡蘿卜苷具有抗菌活性；藜蘆酸主要對革蘭氏陽性菌有抗菌作用。

4.抗氧化劑活性

從山蒟和三七根中分離到的巴豆環氧化合物具有抗氧化活性，Pajak用2，2-聯氮基-雙（3-乙基）-苯并噻唑-6-磺酸（ABTS），1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）和鐵能夠降低抗氧化能力（FRAP）試驗驗證香草酸的抗氧化活性，Yao課題組研究表明丁香酸也具有抗氧化活性。

5.抗癌活性

Do團隊報道胡椒堿不僅抑制細胞增殖，而且在轉錄水平上也抑制HER2基因的表達，并通過caspase-3活化和PARP切割誘導細胞凋亡，并能有效地殺傷乳腺癌細胞。Pradeep等的研究表明，胡椒堿對B16F-10黑色素瘤細胞具有劑量依賴性的抗癌活性，并抑制ATF-2、c-Fos和CREB等轉錄因子。

6.細胞毒性

通過三種不同的細胞毒性試驗，發現aristolactam AⅢa、nigrodine和guineensine對人宮頸癌HeLa細胞具有細胞毒性作用。nigrinodine對CCRF-CEM、H-60、PC-3、P-388、HT-29、A 549和HA22T具有細胞毒性。

7.其他生物活性

retrofractamide A和piperine 對誘導肺傷害的小鼠的D-galactosamine（D-GaIN）/lipopolysaccharide（LPS）有保護作用。guineensine通過抑制體外培養的Hep G2.2.15細胞株，能明顯抑制抗HBV作用。chingchengenamide A具有抗抑郁作用。

六、山蒟的應用

山蒟主要用于入藥，有行氣止痛、祛風消腫之功效，能治風濕性關節炎、腰膝無力、咳嗽氣喘等。山蒟生長及攀附能力強，能在較短時間內形成對樹干等物體的覆蓋，是我國熱帶、亞熱帶地區少有的具有較高園林綠化價值的藤本植物，在城市立體綠化，特別是立柱及高架橋墩綠化中具有廣泛的應用前景。另外本書作者發現山蒟具有良好殺蟲活性，而且殺蟲成分含量高，全株都可以作為植物源農藥使用，開發應用相對比較容易，有很好的開發利用前景。