孫興 任娟 詹燕 譚鐳 阮佳 徐超群

中圖分類號 R915；R914.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號 1001-0408（2019）04-0570-07

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2019.04.28

摘 要 目的：了解白樺脂酸（BA）及其衍生物的制備方法和藥理作用的最新研究進(jìn)展，為其進(jìn)一步研究和開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。方法：以“白樺脂酸”“衍生物”“提取”“合成”“藥理作用”“Betulinic acid”“Derivatives”“Extraction”“Synthesis”“Pharmacological activities”等為關(guān)鍵詞，在中國知網(wǎng)、維普、萬方、PubMed、Web of Science等數(shù)據(jù)庫中組合查詢發(fā)表于2000年-2018年6月的相關(guān)文獻(xiàn)，對BA及其衍生物的制備方法和藥理作用方面的研究成果進(jìn)行綜述。結(jié)果與結(jié)論：共檢索到文獻(xiàn)2 414篇，其中有效文獻(xiàn)62篇。BA及其衍生物的制備方法主要包括植物提取法、化學(xué)合成法和生物轉(zhuǎn)化法。其中以化學(xué)合成法為主，其產(chǎn)率和產(chǎn)品純度均較高；植物提取法主要適用于前期研究；生物轉(zhuǎn)化法則具有綠色、選擇性高的優(yōu)點(diǎn)但產(chǎn)率較低，仍需進(jìn)一步優(yōu)化。BA及其衍生物具有顯著的抗腫瘤和抗病毒作用，對肺癌、卵巢癌、子宮頸癌、乳腺癌、黑色素瘤等多種腫瘤細(xì)胞以及對人類免疫缺陷病毒等多種病毒均有明顯的抑制/殺傷作用；其還具有抗炎、抗糖尿病、抗高血脂等藥理作用。通過對BA化學(xué)結(jié)構(gòu)中的C-3、C-28、C-20位進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾或以白樺脂醇和BA為原料直接進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化可獲得不同類型、藥理活性更強(qiáng)的衍生物。在后續(xù)研究中，應(yīng)進(jìn)一步明確BA及其衍生物的構(gòu)效關(guān)系，并側(cè)重于開發(fā)具有良好藥動學(xué)特性的高活性BA衍生物。

關(guān)鍵詞 白樺脂酸；衍生物；提?。缓铣?；制備方法；藥理作用；作用機(jī)制

白樺脂酸（Betulinic acid，BA）是一種天然的五環(huán)三萜類化合物（化學(xué)結(jié)構(gòu)式見圖1），其廣泛存在于白樺樹（Betula pubescens）及多種植物中；除了從植物中提取外，還可以白樺脂醇為原料合成BA；BA具有顯著的抗腫瘤作用，對肺癌、卵巢癌、宮頸癌、乳腺癌、黑色素瘤等多種腫瘤細(xì)胞均有明顯的抑制作用[1]。與傳統(tǒng)化療藥物對正常細(xì)胞有典型殺傷作用不同，BA具有選擇性人腫瘤細(xì)胞毒性，這一特點(diǎn)使其被認(rèn)為是最具潛力的抗腫瘤化合物之一。此外，有研究表明BA還具有抗人類免疫缺陷病毒（HIV）、抗乙肝病毒（HBV）、抗炎、免疫調(diào)節(jié)等多種藥理作用[2]。天然化合物的半合成衍生物在新藥研究中有著重要的地位，對化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造可導(dǎo)致其藥理活性產(chǎn)生顯著變化。BA衍生物多以BA和白樺脂醇為原料，通過化學(xué)合成和生物轉(zhuǎn)化等途徑制得。這類衍生物多具有良好的水溶性，在抗腫瘤、抗病毒、抗炎等方面均表現(xiàn)出優(yōu)良的藥理活性[3]?；诖?，本課題組以“白樺脂酸”“衍生物”“提取”“合成”“藥理作用”“Betulinic acid”“Derivatives”“Extraction”“Synthesis”“Pharmacological activities”等為關(guān)鍵詞，在中國知網(wǎng)、維普、萬方、PubMed、Web of Science等數(shù)據(jù)庫中組合檢索2000年-2018年6月發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)。結(jié)果，共獲得相關(guān)文獻(xiàn)2 414篇，其中有效文獻(xiàn)62篇，并據(jù)此對BA及其衍生物的制備方法和藥理作用方面的研究成果進(jìn)行綜述，以期為其進(jìn)一步研究和開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 BA及其衍生物的制備方法

1.1 植物提取法

BA的傳統(tǒng)提取方法主要是以乙醇、乙酸乙酯、甲醇等為提取溶劑，采用浸漬法、索氏提取法、加熱回流提取法、超聲提取法等方式提??；近年來還發(fā)展出超臨界流體萃取、微波輔助提取、固液萃取等新方法。Dubey KK等[4]對經(jīng)典提取法和微波輔助提取法進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)微波輔助提取效率更高，且耗時(shí)更短。Li C等[5]采用超聲輔助回流加熱法從喜樹（Camptotheca acuminata）的果實(shí)中提取喜樹堿和BA，結(jié)果BA的提取率可達(dá)到（17.192±0.808）mg/g，分別為超聲提取法和加熱回流提取法的1.33倍和1.43倍。Pinilla JM等[6]分別比較了固液萃取法、超聲輔助提取法和加壓液提取法對BA提取效率的影響，結(jié)果顯示以乙醇為提取溶劑、采用超聲輔助提取的提取效率最高。該研究還初步考察了超臨界流體萃取的提取效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以20%乙醇作為夾帶劑可明顯提高BA的提取率。超臨界流體的不同粒子形成方法對化合物的提取效率有影響，Armbruster M等[7]分別對直接粒子沉淀、超臨界溶液快速膨脹法（RESS）和改良RESS這三種不同的粒子形成方法進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用RESS時(shí)BA提取率最高，約為（5.8±1.4）%。亞臨界水在提取弱極性和非極性化合物時(shí)具有高效、快捷、選擇性高、無污染等優(yōu)點(diǎn)，Liu J等[8]采用亞臨界水提取法從白樺樹樹皮中提取BA，與使用乙醇為提取溶劑的傳統(tǒng)提取方法相比，能顯著提高BA的提取率，且提取物中雜質(zhì)較少。但無論是采用傳統(tǒng)的還是新的提取方法，其所獲得的BA產(chǎn)率與工業(yè)合成相比仍然較低，不適于作為BA的工業(yè)大生產(chǎn)制備方法。

1.2 化學(xué)合成法

BA的早期制備方法是將白樺脂醇經(jīng)Jones氧化反應(yīng)生成白樺脂酮酸，再經(jīng)硼氫化鈉還原制得BA[9]。但這種氧化方法不具有選擇性、條件難以控制、產(chǎn)率較低，且后續(xù)還需大量的純化步驟。另外，也有報(bào)道將白樺脂醇的C-28位羥基選擇性氧化成醛，然后通過Pinnick氧化反應(yīng)生成羧酸制得BA[10]。近年來，發(fā)展出一種以氧化鋁和固體硅膠為固體載體負(fù)載六價(jià)鉻[Cr（Ⅵ）]，對白樺脂醇進(jìn)行催化氧化的新方法，該法具有選擇性高、產(chǎn)品純度高的優(yōu)點(diǎn)。Melnikova N等[11]以濃硫酸、丙酮為氧化劑，以氧化鋁為固體載體，以Cr（Ⅵ）為催化劑在室溫下反應(yīng)制備BA，其產(chǎn)率可高達(dá)93%～98%。目前，BA的水溶性低是其在臨床應(yīng)用中面臨的難題之一，而其結(jié)構(gòu)中的A、B、C環(huán)和C-28位羧基（見圖1）在抗癌活性中起著重要作用，提示可通過對C-3、C-28位進(jìn)行修飾來增加其水溶性和抗癌活性。Dangroo NA等[12]通過一價(jià)銅[Cu（Ⅰ）]催化的1，3-偶極環(huán)加成反應(yīng)合成了BA的一系列C-28位三唑衍生物，結(jié)果顯示在C-28位引入游離羥基和游離羧基的衍生物抗腫瘤活性顯著提高，但引入非極性烷基的衍生物活性則明顯喪失。然而，引入極性羧基會導(dǎo)致BA衍生物的溶解度和生物利用度降低的問題，所以有研究者合成了BA的水溶性衍生物——Barbara，還有研究者通過引入新的基團(tuán)來增強(qiáng)BA的藥理活性[13]。B?benek E等[14]合成了一系列白樺脂醇和BA的乙酰基衍生物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)羧基上引入含有三鍵的取代基能夠增強(qiáng)其衍生物的細(xì)胞毒性。Gupta N等[15]設(shè)計(jì)合成了BA的亞芐基衍生物，并對其作用于5種腫瘤細(xì)胞的毒性進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果表明C-2位是進(jìn)行修飾的有利位點(diǎn)。而在BA結(jié)構(gòu)中引入雜環(huán)也會改變其抗腫瘤活性，其芳香族N-雜環(huán)衍生物對腫瘤細(xì)胞生長的抑制作用減弱，其飽和N-雜環(huán)衍生物的抗腫瘤活性則增強(qiáng)[16]。

聚乙二醇偶聯(lián)藥物后能提高不溶性藥物溶解度、延長藥物體內(nèi)循環(huán)時(shí)間、改變藥物的體內(nèi)分布等。Saneja A等[17]將BA的C-28位羧基與聚乙二醇胺基團(tuán)通過共價(jià)偶聯(lián)反應(yīng)，合成了苯甲氧基聚乙二醇偶聯(lián)物（MPEG- BA）。通過體內(nèi)研究證實(shí)，與天然BA相比，MPEG-BA靜脈注射后可使艾氏腹水瘤模型小鼠的腫瘤體積顯著減小，且未表現(xiàn)出生化或組織學(xué)毒性。也有研究者通過在BA的C-3位與多臂聚乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)合成衍生物來增強(qiáng)其對肺癌的治療效果[18]。

1.3 生物轉(zhuǎn)化法

近年來，以白樺脂醇為原料合成BA的途徑還有生物轉(zhuǎn)化，即通過微生物或其在代謝過程中產(chǎn)生的酶對底物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾；與化學(xué)合成相比，生物轉(zhuǎn)化具有綠色無污染、條件溫和、更具有立體和區(qū)域選擇性等優(yōu)勢。Kumar D等[19]從天然菌株中分離篩選出的Bacillus megaterium（KD235）可對白樺脂醇的C-28位進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾而制得BA；在優(yōu)選的條件下，平均轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)22.16%。但是，目前BA的天然微生物轉(zhuǎn)化仍存在轉(zhuǎn)化率、生產(chǎn)率較低的問題，無法滿足大生產(chǎn)需求，而合成生物學(xué)和代謝工程技術(shù)的迅速發(fā)展為BA的微生物高效轉(zhuǎn)化提供了新途徑。Wu J等[20]將苜蓿中的細(xì)胞色素P450酶（CYP）716A12基因和擬芥蘭中的CYPARI1基因?qū)虢湍妇髽?gòu)建出新的工程菌，并以白樺脂醇為原料進(jìn)行微生物轉(zhuǎn)化，結(jié)果顯示BA轉(zhuǎn)化率提高，其最高產(chǎn)率為18.7%。Chen Z等[21]從白樺樹中分離出一種新的底物酶基因（Bplo），與之前已經(jīng)報(bào)道的CYP基因相比，Bplo在促進(jìn)BA生物轉(zhuǎn)化方面的活性更高。同時(shí)，研究者還比較了兩種不同酵母菌種對BA轉(zhuǎn)化效率的影響，結(jié)果顯示W(wǎng)AT11菌株對BA的轉(zhuǎn)化能力優(yōu)于CEN.PK菌株；在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了WAT11菌株的Gal80p突變體，其對BA的轉(zhuǎn)化效率為野生型菌株的2.2倍。此外，還有研究者通過培養(yǎng)不同種屬植物的愈傷組織來誘導(dǎo)生產(chǎn)BA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)羅勒屬（Ocimum）植物的愈傷組織可作為BA的生產(chǎn)來源[22]。

近年來，也有學(xué)者以白樺脂醇和BA為底物對其進(jìn)行微生物轉(zhuǎn)化從中篩選得出高活性的BA衍生物。例如Goswami A等[23]選用了芽孢桿菌屬、鏈霉菌屬、分枝桿菌屬、曲霉屬等多種細(xì)菌和真菌作為轉(zhuǎn)化菌株，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大部分微生物轉(zhuǎn)化會使BA的C-2、C-3、C-7、C-15、C-23、C-25、C-30位的甲基發(fā)生羥基化和氧化反應(yīng)而轉(zhuǎn)化生成相應(yīng)衍生物。李會偉等[24]對蓮藕中的BA進(jìn)行微生物轉(zhuǎn)化，篩選得到了1株具有轉(zhuǎn)化BA功能的菌種Bacillus amyloliquefaciens（FJ18），并通過該菌種轉(zhuǎn)化獲得了3種BA衍生物，其中2種為新化合物；進(jìn)一步的體外試驗(yàn)顯示，這3種衍生物對多種腫瘤細(xì)胞均有抑制作用。

2 BA及其衍生物的藥理作用

2.1 抗腫瘤作用

BA及其衍生物對肺癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、黑色素瘤、慢性粒細(xì)胞白血病等多種腫瘤細(xì)胞具明顯的細(xì)胞毒性，能有效地抑制其生長，且毒副作用小，是一類具有廣闊前景的抗腫瘤藥物[25]。有研究報(bào)道，BA對神經(jīng)母細(xì)胞瘤、髓母細(xì)胞瘤、多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤等多種神經(jīng)外胚層腫瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒性，與現(xiàn)有的化療藥物相比，BA作用后能明顯提高細(xì)胞死亡率，提示其有望開發(fā)為治療神經(jīng)外胚層腫瘤的新藥[26]。研究發(fā)現(xiàn)的BA抗腫瘤作用機(jī)制目前主要有以下幾種：（1）誘導(dǎo)凋亡：BA誘導(dǎo)凋亡的機(jī)制有多種，包括激活Caspase-8和Caspase-3，誘導(dǎo)線粒體膜電位變化，激活核因子κB（NF-κB），應(yīng)激誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，促進(jìn)絲裂原活化蛋白激酶（MAPKs）的激活和活性氧（ROS）的產(chǎn)生[27-28]。例如BA可與紫杉醇發(fā)揮協(xié)同作用，誘導(dǎo)細(xì)胞阻滯于G2/M期和凋亡；其聯(lián)合作用機(jī)制為直接靶向作用于葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78（GRP78）受體，激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡來增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞對紫杉醇的敏感性[29]。（2）抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶活性：拓?fù)洚悩?gòu)酶是作用于DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一種異構(gòu)酶，能夠催化DNA的斷裂與結(jié)合。BA可抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ和DNA的相互作用，分別對BA的C-3、C-17、C-20位進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，結(jié)果顯示C-17位的羧基被取代后其對拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ的抑制作用減弱，而脫羧后則活性完全喪失[30]。另一方面，BA及其衍生物對DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ也有抑制作用。Wada S[31]從秋楓（Bischofia javanica）的樹皮中分離出的BA及其衍生物均能抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的催化活性，而BA的C-3位羥基酯化后對拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的抑制作用增強(qiáng)。（3）抑制血管生長：抗血管生成藥物能夠抑制腫瘤血管的生長和發(fā)育，從而限制腫瘤的生長。BA主要通過細(xì)胞毒性來降低線粒體的還原電位，從而調(diào)節(jié)線粒體功能來發(fā)揮對血管生長的抑制作用，而其對在血管生成中起重要作用的氨基肽酶N則無影響[32]。在某些情況下，BA的衍生物具有更強(qiáng)的細(xì)胞毒性，例如20，29-二氫-BA衍生物較之于BA或其他衍生物具有更強(qiáng)的抗血管生成活性[33]。

BA不僅能通過多種作用機(jī)制直接發(fā)揮抗腫瘤作用，還能通過與其他抗腫瘤藥聯(lián)合用藥以增強(qiáng)療效或降低毒副作用等間接發(fā)揮抗腫瘤作用。BA的某些衍生物表現(xiàn)出優(yōu)良的抗腫瘤活性，其結(jié)構(gòu)的改變會顯著影響其作用機(jī)制和效果。因此，應(yīng)將化學(xué)結(jié)構(gòu)、藥理作用和作用機(jī)制的研究相結(jié)合，以設(shè)計(jì)合成出高活性的BA衍生物用于抗腫瘤治療。

2.2 抗炎作用

大部分五環(huán)三萜類化合物都具有抗炎效果，BA及其衍生物的抗炎作用已在大量的體外和體內(nèi)研究中得到證實(shí)。BA可影響與炎癥相關(guān)的多種細(xì)胞因子和信號通路，通過多種途徑發(fā)揮抗炎作用。白樺脂醇和BA都是在較高濃度下具有溫和的抗炎作用，其對叉菜膠、佛波醇、苔蘚抑素1導(dǎo)致的小鼠炎癥有抑制作用，但對花生四烯酸誘導(dǎo)的炎癥以及神經(jīng)源性炎癥模型無抑制作用；其抗炎作用主要?dú)w因于對非神經(jīng)基因路徑的抑制[34]。Costa JF等[35]采用內(nèi)毒素休克小鼠模型評價(jià)BA的抗炎作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BA能夠抑制巨噬細(xì)胞分泌促炎因子，而對白細(xì)胞介素6（IL-6）無明顯影響，但能升高小鼠血清中IL-10的水平。但Viji V等[36]研究發(fā)現(xiàn)，BA可以通過調(diào)節(jié)人外周血單個(gè)核細(xì)胞中的NF-κB來抑制脂多糖誘導(dǎo)的IL-6的產(chǎn)生。BA衍生物也具有明顯抗炎作用，例如BA乙酰衍生物的抗炎效果明顯優(yōu)于BA和吲哚美辛，其對超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性的抑制作用最強(qiáng)[37]。Zhou Y等[38]對自身免疫肝炎模型小鼠預(yù)先注射白樺脂醇20 mg/（kg·d）進(jìn)行治療，結(jié)果顯示小鼠體內(nèi)促炎因子如干擾素γ、腫瘤壞死因子α（TNF-α）和IL-6的水平顯著降低，肝損傷程度明顯減輕。

以上研究表明，BA及其衍生物具有良好的抗炎作用，其機(jī)制主要是抑制NF-κB和促炎因子的釋放。

2.3 抗病毒作用

BA及其衍生物對病毒尤其是對HIV具有抗病毒作用。BA能通過阻止Gag蛋白的衣殼間隔肽的斷裂來阻斷HIV的成熟，從而導(dǎo)致宿主細(xì)胞釋放不具感染能力的失活病毒[39]。BA衍生物Bevirimat則是通過抑制病毒成熟這一作用機(jī)制起到抗HIV作用，目前正處于艾滋病治療的Ⅲ期臨床試驗(yàn)階段[40]。對BA的C-3、C-28、C-30位進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾可增強(qiáng)其抗HIV活性。如Liu Z等[41]設(shè)計(jì)合成了C-3位脫氧、C-3位苯基和雜環(huán)取代的BA衍生物，結(jié)果證實(shí)其均具有良好的抗病毒作用，與Bevirimat相比具有更低的血清遷移率。為了提高BA水溶性，Visalli RJ等[42]在BA的C-28位羧基處引入極性基團(tuán)制備了4種離子衍生物，并考察了其對HIV-1蛋白酶的抑制作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4種離子衍生物均能增加水溶性、提高生物效能。Bori ID等[43]設(shè)計(jì)了一種通過點(diǎn)擊化學(xué)連接齊多夫定與BA的方法，新形成的BA衍生物具有較強(qiáng)的抗HIV作用，其半數(shù)有效濃度（EC50）為0.067 μmol/L，與齊夫多定（EC50=0.10 μmol/L）效果相當(dāng)。這種通過三唑鍵的連接方式為具有抗HIV活性的新型BA衍生物的合成提供了新思路。此外，BA還有抗皰疹病毒的作用，特別是對臨床最常見的單純皰疹病毒1（HSV-1）。在細(xì)胞感染HSV-1病毒前采用BA預(yù)處理，能有效抑制對阿昔洛韋敏感和對阿昔洛韋耐藥HSV-1病毒株，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗皰疹病毒活性[44]。此外，近年來還發(fā)現(xiàn)BA對丙肝病毒、流感病毒、艾柯病毒、EB病毒等也有抗病毒作用[45]。

BA及其衍生物是一類很有潛力的抗病毒化合物，其對多種病毒尤其是HIV的抗病毒作用機(jī)制仍在持續(xù)研究中?？赏ㄟ^對該類化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以增強(qiáng)其抗病毒作用。

2.4 抗糖尿病作用

BA是治療2型糖尿病的潛在降糖劑，其能夠調(diào)節(jié)血糖水平、增加胰島素敏感性、誘導(dǎo)胰島素分泌、增加肌組織糖原含量和葡萄糖攝取[46]。BA能抑制肝臟葡萄糖生成和相關(guān)基因表達(dá)水平，從而降低血糖水平[47]。Castro AJ等[48]研究發(fā)現(xiàn)，BA是通過刺激葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（GLUT 4）的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)來調(diào)節(jié)血糖，且不會引起高鈣血癥。BA能提高小鼠葡萄糖攝取率和有氧糖酵解率，使葡萄糖攝取量增加約50%[49]。G蛋白偶聯(lián)受體5（TGR5）是一種G蛋白偶聯(lián)受體，在腸道L細(xì)胞中表達(dá)并刺激胰高血糖肽（GLP-1）的分泌，從而調(diào)節(jié)糖代謝，可能是治療代謝紊亂的新靶點(diǎn)[50]。BA是TGR5的激動劑，可通過激活TGR5受體增強(qiáng)細(xì)胞對葡萄糖的攝取[51]。Wang XY等[52]設(shè)計(jì)合成了一系列具有TGR5激動活性的BA衍生物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3-α-OH-衍生物的作用強(qiáng)于3-β-OH-衍生物，且前者的羥基鍵酯化后活性進(jìn)一步增強(qiáng)。除此之外，BA對糖尿病腎病也具有保護(hù)作用，其能減輕鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病模型大鼠的腎臟炎癥和纖維化[53]。

以上研究表明，BA及其衍生物可通過調(diào)節(jié)糖代謝來降低血糖含量、增強(qiáng)對葡萄糖的攝取和糖原合成等機(jī)制發(fā)揮抗糖尿病作用。

2.5 抗高血脂作用

Xie R等[53]研究發(fā)現(xiàn)，BA可降低高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖模型小鼠的總膽固醇和三酰甘油水平。Kim J等[54]研究發(fā)現(xiàn)，BA可以抑制豬胰脂肪酶和由環(huán)磷酸腺苷（cAMP）磷酸二酯酶介導(dǎo)的脂肪分解，減少脂質(zhì)在小腸的吸收，增強(qiáng)脂肪動員。除了對脂肪的酯化作用外，體內(nèi)和體外研究均證實(shí)BA能減少脂質(zhì)的生成和累積[55]。在體外細(xì)胞試驗(yàn)中，BA主要通過調(diào)節(jié)脂肪因子、激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信號通路、增加鈣調(diào)蛋白依賴性激酶的激酶（CaMKK）表達(dá)、下調(diào)哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）和S6激酶蛋白表達(dá)，從而抑制肝臟脂質(zhì)積聚；還能通過抑制脂肪形成早期階段固醇調(diào)控元件結(jié)合蛋白1c（SREBP-1c）和過氧化物酶體增殖劑激活受體γ（PPARγ）等關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)來減少脂質(zhì)的生成[56]。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，BA及其衍生物對酒精性和非酒精性脂肪肝模型動物均有治療作用，可通過調(diào)節(jié)小鼠原代肝細(xì)胞的CaMKK-AMPK-mTOR-S6激酶途徑和大鼠肝臟的CaMKK-AMPK-SREBP1信號通路來抑制三酰甘油的累積[57]。

以上研究表明，BA及其衍生物可通過調(diào)節(jié)脂肪因子、減少脂質(zhì)生成、降低三酰甘油和總膽固醇水平等機(jī)制發(fā)揮抗高血脂作用。

2.6 其他作用

BA對于多種原因引起的氧化損傷均有保護(hù)作用，能有效地減輕地塞米松所致的氧化損傷，其保護(hù)作用可能部分通過氨基酸末端激酶（JNK）- p38絲裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑介導(dǎo)[58]。BA對腦、腎和心臟等的缺血再灌注損傷均有保護(hù)作用[59-60]。BA可通過激活轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）通路，抑制炎癥NF-κB通路的活化和調(diào)控TNF-α、細(xì)胞間黏附分子1（ICAM-1）等炎癥因子的表達(dá)，保護(hù)缺血后再灌注心肌細(xì)胞的損傷。BA還有良好的鎮(zhèn)痛作用，能減輕醋酸和芥子油引起的小鼠內(nèi)臟疼痛[61]。此外，研究發(fā)現(xiàn)，BA預(yù)處理可以預(yù)防阿爾茨海默病所致的大鼠神經(jīng)行為和長時(shí)程增強(qiáng)（LTP）缺陷，減輕大鼠海馬神經(jīng)元損傷[62]。

3 結(jié)語

BA及其衍生物的制備方法主要包括植物提取法、化學(xué)合成法和生物轉(zhuǎn)化法。其中，化學(xué)合成法是主要的制備方法，其產(chǎn)率和產(chǎn)品純度均較高；而植物提取法以植物為原料，提取效率相對最低，主要適用于前期研究；生物轉(zhuǎn)化法則是一種新興的合成方式，具有綠色、選擇性高的優(yōu)點(diǎn)，但其產(chǎn)率較低，仍需進(jìn)一步深入研究、優(yōu)化其生產(chǎn)條件。

BA及其衍生物具有顯著的抗腫瘤和抗病毒作用，對多種腫瘤細(xì)胞和病毒均有抑制/殺傷作用。其可通過多種作用機(jī)制直接發(fā)揮抗腫瘤作用，且對人癌細(xì)胞具有選擇性的細(xì)胞毒性，具有良好的臨床應(yīng)用前景；還可與其他抗腫瘤藥聯(lián)合用藥，通過增強(qiáng)療效或降低毒副作用等方式間接起到抗腫瘤作用。近年來還發(fā)現(xiàn)BA具有免疫和代謝調(diào)節(jié)作用，即具有抗糖尿病、抗高脂血和抗炎等藥理活性，提示BA在治療代謝綜合征方面具有良好的發(fā)展前景。此外，BA還有抗氧化應(yīng)激、鎮(zhèn)痛等其他藥理作用。

然而，BA的水溶性較差、生物利用度低，直接作為藥物在臨床上應(yīng)用有較大的局限性。對BA進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾獲得的衍生物則具有良好的水溶性和藥理活性。其結(jié)構(gòu)改造主要有3個(gè)活性位置，即C-3、C-28、C-20位，在這幾個(gè)位置上對BA進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，可獲得不同類型、藥理活性更強(qiáng)的衍生物。同時(shí)，也可以白樺脂醇和BA為原料，直接進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，篩選得到高活性的衍生物。因此，在后續(xù)研究中，應(yīng)進(jìn)一步明確BA及其衍生物的構(gòu)效關(guān)系，并側(cè)重于開發(fā)具有良好藥動學(xué)特性的高活性BA衍生物。此外，后續(xù)還可考慮采用不同的制劑方式、新型的給藥系統(tǒng)或改變給藥途徑等方式來提高其藥學(xué)性質(zhì)和藥理活性。

參考文獻(xiàn)

[ 1 ] LEE SY，KIM HH，PARK SU. Recent studies on betulinic acid and its biological and pharmacological activity[J]. Excli J，2015. DOI：10.17179/excli2015-150.

[ 2 ] 周亞敏，林麗美，夏伯候.白樺脂酸制備方法和藥理活性研究進(jìn)展[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2016，28（6）：978- 985.

[ 3 ] YOGEESWARI P，SRIRAM D. Betulinic acid and its derivatives：a review on their biological properties[J]. Curr Med Chem，2005，12（6）：657-666.

[ 4 ] DUBEY KK，GOEL N. Evaluation and optimization of downstream process parameters for extraction of betulinic acid from the bark of Ziziphus jujubae L.[J]. Sci World J，2013. DOI：10.1155/2013/469674.

[ 5 ] LI C，ZHANG Y，ZHAO C，et al. Ultrasonic assisted-reflux synergistic extraction of camptothecin and betulinic acid from Camptotheca acuminata Decne. fruits[J]. Molecules，2017，22（7）：1076-1088.

[ 6 ] PINILLA JM，LóPEZ-PADILLA A，VICENTE G，et al.Recovery of betulinic acid from plane tree（Platanus acerifolia，L.）[J]. J Supercrit Fluids，2014. DOI：10.1016/j.supflu.2014.09.001.

[ 7 ] ARMBRUSTER M，M?NCKEDIECK M，SCHERLIE R，et al. Birch bark dry extract by supercritical fluid technology：extract characterisation and use for stabilisation of semisolid systems[J]. Appl Sci，2017，7（3）：292-305.

[ 8 ] LIU J，CHEN P，YAO W，et al. Subcritical water extraction of betulinic acid from birch bark[J]. Ind Crops Prod，2015. DOI：10.1016/j.indcrop.2015.05.064.

[ 9 ] KIM DS，PEZZUTO JM，PISHA E. Synthesis of betulinic acid derivatives with activity against human melanoma[J].Bioorg Med Chem Lett，2010，29（47）：1707-1712.

[10] ALAKURTTI S，M?KEL? T，KOSKIMIES S，et al. Pharmacological properties of the ubiquitous natural product betulin[J]. Eur J Pharm Sci，2006，29（1）：1-13.

[11] MELNIKOVA N，BURLOVA I，KISELEVA T，et al. A practical synthesis of betulonic acid using selective oxidation of betulin on aluminium solid support[J]. Molecules，2012，17（10）：11849-11863.

[12] DANGROO NA，SINGH J，RATH SK，et al. A convergent synthesis of novel alkyne-azide cycloaddition congeners of betulinic acid as potent cytotoxic agent[J]. Steroids，2017. DOI：10.1016/j.steroids.2017.04.002.

[13] EIGNEROVA B，TICHY M，KRASULOVA J，et al. Synthesis and antiproliferative properties of new hydrophilic esters of triterpenic acids[J]. Eur J Med Chem，2017. DOI：10.1016/j.ejmech.2017.09.041.

[14] B?BENEK E，CHROBAK E，WIETRZYK J，et al. Synthesis，structure and cytotoxic activity of acetylenic derivatives of betulonic and betulinic acids[J]. J Mol Struct，2016. DOI：10.1016/j.molstruc.2015.10.102.

[15] GUPTA N，RATH SK，QAYUM A，et al. Synthesis of novel benzylidene analogues of betulinic acid as potent cytotoxic agents[J]. Eur J Med Chem，2017. DOI：10.1016/j.ejmech.2017.04.062.

[16] CUI HW，YUAN H，WANG J，et al. Synthesis of heterocycle-modified betulinic acid derivatives as antitumor agents[J]. Eur J Med Chem，2015. DOI：10.1016/j.ejmech.2015.

03.048.

[17] SANEJA A，SHARMA L，DUBEY RD，et al. Synthesis，characterization and augmented anticancer potential of PEG-betulinic acid conjugate[J]. Mater Sci Eng：C，2017.DOI：10.1016/j.msec.2016.12.109.

[18] DAI L，LI D，CHENG J，et al. Water soluble multiarm-poyethylene glycol-betulinic acid prodrugs：design，synthesis，and in vivo effectiveness[J]. Polym Chem：UK，2014. DOI：10.10391/C4PY00648H.

[19] KUMAR D，DUBEY KK. An efficient process for the transformation of betulin to betulinic acid by a strain of Bacillus megaterium[J]. Biotech，2017，7（3）：157-167.

[20] WU J，NIU Y，BAKUR A，et al. Cell-free production of pentacyclic triterpenoid compound betulinic acid from betulin by the engineered Saccharomyces cerevisiae[J].Molecules，2017，22（7）：1075-1088.

[21] CHEN Z，LI J，LI C，et al. Improvement of betulinic acid biosynthesis in yeast employing multiple strategies[J].BMC Biotechnol，2016，16（1）：59-65.

[22] PANDEY H，PANDEY P，SINGH S，et al. Production of anti-cancer triterpene（betulinic acid）from callus cultures of different Ocimum species and its elicitation[J]. Protoplasma，2015，252（2）：647-655.

[23] GOSWAMI A，GUO Z，TULLY TP，et al. Microbial transformations of betulinic and betulonic acids[J]. J Mol Catal B：Enzym，2015. DOI：10.1016/j.molcatb.2015.04.012.

[24] 李會偉，段金廒，劉培，等.蓮藕中白樺脂酸的微生物轉(zhuǎn)化及其產(chǎn)物的抗腫瘤活性研究[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，33（2）：144-149.

[25] MULLAUER FB，VAN BL，DAALHUISEN JB，et al. Betulinic acid delivered in liposomes reduces growth of human lung and colon cancers in mice without causing systemic toxicity[J]. Anticancer Drugs，2011，22（3）：223- 233.

[26] FULDA S，DEBATIN KM. Betulinic acid induces apoptosis through a direct effect on mitochondria in neuroectodermal tumors[J]. Med Pediatr Oncol，2015，35（6）：616- 618.

[27] 王開祥，張慧，鄭克巖，等.白樺脂酸體外抗腫瘤的活性和機(jī)制[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：理學(xué)版，2009，47（3）：622-627.

[28] XU T，PANG Q，WANG Y，et al. Betulinic acid induces apoptosis by regulating PI3K/Akt signaling and mitochondrial pathways in human cervical cancer cells[J]. Int J Mol Med，2017，40（6）：1669-1678.

[29] CAI Y，ZHENG Y，GU J，et al. Betulinic acid chemosensitizes breast cancer by triggering ER stress-mediated apoptosis by directly targeting GRP78[J]. Cell Death Dis，2018，9（6）：636-651.

[30] CHOWDHURY AR，MANDAL S，MITTRA B，et al. Betulinic acid，a potent inhibitor of eukaryotic topoisomerase Ⅰ：identification of the inhibitory step，the major functional group responsible and development of more potent derivatives[J]. Med Sci Monit，2002，8（7）：254-264.

[31] WADA S. Betulinic acid and its derivatives，potent DNA topoisomerase Ⅱ inhibitors，from the bark of Bischofia javanica[J]. Chem Biodivers，2010，2（5）：689-694.

[32] SHIN J，LEE HJ，JUNG DB，et al. Suppression of STAT3 and HIF-1 alpha mediates anti-angiogenic activity of betulinic acid in hypoxic PC-3 prostate cancer cells[J]. Plos One，2011，6（6）：214-223.

[33] KWON HJ，SHIM JS，KIM JH，et al. Betulinic acid inhibits growth factor-induced in vitro angiogenesis via the modulation of mitochondrial function in endothelial cells[J]. Cancer Sci，2002，93（4）：417-425.

[34] HUGUET A，DEL CARMEN RECIO M，Má?EZ S，et al. Effect of triterpenoids on the inflammation induced by protein kinase C activators，neuronally acting irritants and other agents[J]. Eur J Pharmacol，2000，410（1）：69-81.

[35] COSTA JF，BARBOSA-FILHO JM，MAIA GL，et al. Potent anti-inflammatory activity of betulinic acid treatment in a model of lethal endotoxemia[J]. Int Immunopharmacol，2014，23（2）：469-474.

[36] VIJI V，HELEN A，LUXMI VR. Betulinic acid inhibits endotoxin-stimulated phosphorylation cascade and pro-inflammatory prostaglandin E2 production in human peripheral blood mononuclear cells[J]. Br J Pharmacol，2015，162（6）：1291-1303.

[37] OSUNSANMI FO，SHODE FO，OPOKU AR. Anti-inflammatory activity of betulinic acid and its acetyl derivative from Melaleuca bracteata[J]. S Afr J Bot，2016. DOI：10.1016/j.sajb.2016.02.146.

[38] ZHOU Y，WENG X，DOU R，et al. Betulin from Hedyotis hedyotideaameliorates concanavalin A-induced and T cell-mediated autoimmune hepatitis in mice[J]. Acta Pharmacol Sin，2017，38（2）：201-210.

[39] LI F，GOILA-GAUR R，SALZWEDEL K，et al. PA-457：a potent HIV inhibitor that disrupts core condensation by targeting a late step in gag processing[J]. Proc Natl Acad Sci USA，2003，100（23）：13555-13560.

[40] ZAN LI，JINYI XU，XIE W，et al. Advances in research on betulinic acid derivatives as anti-HIV agents[J]. Prog Pharm Sci，2013，37（8）：368-375.

[41] LIU Z，SWIDORSKI JJ，NOWICKA-SANS B，et al. C-3 benzoic acid derivatives of C-3 deoxybetulinic acid and deoxybetulin as HIV-1 maturation inhibitors[J]. Bioorg Med Chem，2016，24（8）：1757-1770.

[42] VISALLI RJ，ZIOBROWSKI H，BADRI KR，et al. Ionic derivatives of betulinic acid exhibit antiviral activity against herpes simplex virus type-2（HSV-2），but not HIV-1 reverse transcriptase[J]. Bioorg Med Chem Lett，2015，25（16）：3168-3171.

[43] BORI ID，HUNG HY，QIAN K，et al. Anti-AIDS agents 88.Anti-HIV conjugates of betulin and betulinic acid with AZT prepared via click chemistry[J]. Tetrahedron Lett，2012，53（15）：1987-1989.

[44] NAVID MH，LASZCZYK-LAUER MN，REICHLING J，et al. Pentacyclic triterpenes in birch bark extract inhibit early step of herpes simplex virus type 1 replication[J].Phytomedicine，2014，21（11）：1273-1280.

[45] PAVLOVA NI，SAVINOVA OV，NIKOLAEVA SN，et al.Antiviral activity of betulin，betulinic and betulonic acids against some enveloped and non-enveloped viruses[J]. Fitoterapia，2003，74（5）：489-492.

[46] SILVA FSG，OLIVEIRA PJ，DUARTE MF. Oleanolic，ursolic，and betulinic acids as food supplements or pharmaceutical agents for type 2 diabetes：promise or illusion？[J]. J Agric Food Chem，2016，64（15）：2991-3008.

[47] KIM SJ，QUAN HY，JEONG KJ，et al. Beneficial effect of betulinic acid on hyperglycemia via suppression of hepatic glucose production[J]. J Agric Food Chem，2014，62（2）：434-442.

[48] CASTRO AJ，F(xiàn)REDERICO MJ，CAZAROLLI LH，et al.Betulinic acid and 1，25（OH）2 vitamin D3 share intracellular signal transduction in glucose homeostasis in soleus muscle[J]. Int J Bio Chem Cell Biol，2014，48（1）：18-27.

[49] HEISS EH，KRAMER MP，ATANASOV AG，et al. Glycolytic switch in response to betulinic acid in non-cancer cells[J]. Plos One，2014，9（12）：e115683.

[50] POLS TWH，NORIEGA LG，NOMURA M，et al. The bile acid membrane receptor TGR5：a valuable metabolic target[J]. Dig Dis，2011，29（1）：37-44.

[51] LO SH，CHENG KC，LI YX，et al. Development of betulinic acid as an agonist of TGR5 receptor using a new in vitro assay[J]. Drug Des Devel Ther，2016. DOI：10.2147/DDDT.S113197.

[52] WANG XY，ZHANG SY，JING L，et al. Highly lipophilic 3-epi-betulinic acid derivatives as potent and selective TGR5 agonists with improved cellular efficacy[J]. Acta Pharmacol Sin，2014，35（11）：1463-1472.

[53] XIE R，ZHANG H，WANG XZ，et al. The protective effect of betulinic acid（BA） diabetic nephropathy on streptozotocin（STZ）-induced diabetic rats[J]. Food Funct，2016，8（1）：299-306.

[54] KIM J，LEE YS，KIM CS，et al. Betulinic acid has an inhibitory effect on pancreatic lipase and induces adipocyte lipolysis[J]. Phytother Res，2012，26（7）：1103-1106.

[55] LEE WS，IM KR，PARK YD，et al. Human ACAT-1 and ACAT-2 inhibitory activities of pentacyclic triterpenes from the leaves of Lycopus lucidus TURCZ[J]. Biol Pharm Bull，2006，29（2）：382-384.

[56] BRUSOTTI G，MONTANARI R，CAPELLI D，et al. Betulinic acid is a PPARγ antagonist that improves glucose uptake，promotes osteogenesis and inhibits adipogenesis[J]. Sci Rep，2017，7（1）：5777-5783.

[57] QUAN HY，KIM DY，KIM SJ，et al. Betulinic acid alle- viates non-alcoholic fatty liver by inhibiting SREBP1 acti- vity via the AMPK-mTOR-SREBP signaling pathway [J]. Biochem Pharmacol，2013，85（9）：1330-1340.

[58] ZHU L，XIANGLIAN YI，ZHAO J，et al. Mechanism of betulinic acid on oxidative stressed mice induced by dexamethasone[J]. Chin J Anim Nutr，2018，30（3）：1035- 1043.

[59] JIAO S，ZHU H，HE P，et al. Betulinic acid protects against cerebral ischemia/reperfusion injury by activating the PI3K/Akt signaling pathway[J]. Biomed Pharmaco- ther，2016. DOI：10.1016/j.biopha.2016.11.028.

[60] EKSIOGLU-DEMIRALP E，KARDAS ER，OZGUL S，et al. Betulinic acid protects against ischemia/reperfusion-induced renal damage and inhibits leukocyte apoptosis[J].Phytother Res，2010，24（3）：325-332.

[61] KALRA J，LINGARAJU MC，MATHESH K，et al. Betulinic acid alleviates dextran sulfate sodium-induced colitis and visceral pain in mice[J]. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol，2018，391（39）：1-13.

[62] NAVABI SP，SARKAKI A，MANSOURI E，et al. The effects of betulinic acid on neurobehavioral activity，electrophysiology and histological changes in an animal model of the Alzheimer’s disease[J]. Behav Brain Res，2017.DOI：10.1016/j.bbr.2017.10.002.

（收稿日期：2018-07-17 修回日期：2018-12-25）

（編輯：段思怡）