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紫锥菊(Echinacea purpurea(L.)Moench.)系菊科松果菊属多年生草本植物,原产于北美,具有重要的免疫活性、抗病毒、抗菌消炎活性及抗氧化活性,在欧洲和北美被广泛应用于治疗感冒、上呼吸道感染等疾病。主要药效成分包括多糖、糖蛋白、咖啡酸衍生物、烷基酰胺类物质以及多炔、精油、生物碱等,其中咖啡酸衍生物菊苣酸被作为紫锥菊质量控制的指标性化学成分。
本文简要综述了紫锥菊的药理学研究、咖啡酸衍生物菊苣酸的研究进展及药用植物主要有效成分和合成场所定位的相关研究。采用活体荧光显微技术、细胞化学和免疫细胞化学三种互为验证、层层递进的方法来研究菊苣酸在紫锥菊根及根状茎中的分布位置及贮藏场所。主要研究结果及结论如下:
(1)紫锥菊根及根状茎活体切片经Neus溶液处理,在365nm紫外光下的荧光照片显示:经Neus溶液处理的活体切片有黄绿色荧光,而没有经Neus溶液处理的活体切片则只显示木质部导管自发的蓝色荧光;进而用100倍油镜的观察结果显示:在根及根状茎的皮层薄壁细胞、韧皮薄壁细胞、木薄壁细胞、髓薄壁细胞及部分胞间隙中有较强的黄绿色荧光颗粒存在,且这与菊苣酸标准样经Neus溶液处理后的荧光一致,说明这种荧光颗粒应为酚类物质菊苣酸。
(2)酚类物质能够被四氧化锇强烈着色,电镜下呈现电子不透明的黑色嗜锇物质。通过对紫锥菊根及根状茎薄壁细胞中黑色嗜锇物质的观察发现,在液泡中有球状或团状黑色嗜锇物质分布,它们往往单个存在,也有几个聚结在一起,少数出现在细胞间隙中,同时,在围绕胞间隙的细胞壁中也有絮状嗜锇物质分布。结合荧光观察结果,确定这些黑色嗜锇物质为菊苣酸(电镜下简称酚滴)。在细胞质中没有观察到酚滴的存在。
(3)使用多酚氧化酶——漆酶和胶体金溶液制作的免疫金探针(laccase-goldcomplex)对酚类物质菊苣酸进行精准定位的结果显示:液泡内含物中被强烈标记,在部分胞间隙及周围细胞壁上有标记,但无规则,量明显不如液泡,这种标记结果和前面组织化学及细胞化学定位的结果也基本吻合。细胞中各细胞器(线粒体、过氧化物酶体、高尔基体、质体和细胞核)及细胞质中均没有被标记上。但一些含有淀粉粒的质体上有一些金颗粒的分布,这些金颗粒大多聚集在淀粉粒周围,或直接标记在淀粉粒上。
综合而论,菊苣酸前体物在细胞质中合成,过氧化物酶体、质体及线粒体与菊苣酸前体物合成密切相关,在细胞质中合成的前体物在液泡膜和细胞膜处合成菊苣酸,并在线粒体提供能量的协助下分别转运至液泡和部分细胞壁上,液泡中的菊苣酸开始以细小的絮状物存在,随着量的积累,这些絮状物逐渐聚集成大的圆球状或者团块状,同时,细胞壁上的菊苣酸也向胞间隙中转移,并最终以圆球状或团块状存在于胞间隙中。据此,我们认为储存在胞间隙中的菊苣酸是紫锥菊抵御病菌通过质外体途径侵染的有力屏障。