药用植物苍耳(Xanthium sibiricum)全株具有药用价值,其果实苍耳子在治疗鼻炎等方面已有广泛应用。近年来,苍耳中的倍半萜内酯类化合物成为研究热点,这类化合物具有显著的抗肿瘤活性,并在抗微生物、抗血吸虫和抗过敏等方面表现出良好的医用潜力。中国拥有丰富的苍耳资源,分布于不同生境,但关于苍耳倍半萜内酯化学多样性的研究此前未见报道。
中国科学院武汉植物园天然药物生物合成学科组的科研人员陈方方和李长福,在章焰生研究员的指导下,从湖北、安徽、湖南、江西、浙江、四川、甘肃、河南、贵州、山东和北京等11个省市的19个地区采集了苍耳样品。通过扫描电镜和色谱质谱分析,他们发现苍耳倍半萜内酯主要在幼叶表面的球状腺毛中大量合成和储存。研究团队对19个地区的苍耳素提取物进行了纯化和核磁共振分析,发现不同生境中的苍耳倍半萜内酯存在化学结构多样性,大致可分为三种类型:第一种类型(湖北武汉、浠水、房县,河南南阳,安徽合肥、郎溪,湖南怀化,江西赣州,浙江沥水,四川遂宁、广源、青城,贵州王谟,山东泰安,北京)的腺毛细胞中含有苍耳明(Xanthiumin)和8-异构体苍耳素(8-epi-xanthatin);第二种类型(甘肃庆阳,河南三门峡)的腺毛细胞中含有苍耳明、苍耳素(Xanthatin)和8-异构体苍耳素;第三种类型(贵州遵义)的腺毛细胞中含有苍耳素、8-异构体苍耳素和二氢苍耳素(Xanthinosin)。这些差异表明,不同生境中苍耳腺毛细胞的倍半萜化合物次生代谢途径存在差异,相关机制研究正在进行中。
相关研究成果发表于国际学术期刊《PLOS ONE》(2013, 8(10), e76621)。