海百合的另一面

 

文、圖－恆春工商生物老師 邱靜玟     海生館企研組 蘇瑞欣

臺灣夏季日曬炎熱，蚊蟲也特別活躍，是否會讓您想起可用來止癢的蘆薈？庭院中常見的蘆薈（Aloe vera）可說是多數臺灣人最熟悉的植物了，其民間使用的歷史相當悠久，人們會去除蘆薈葉片的綠色外皮，並使用中間含黏液的｢凝膠｣作為外敷材料，是降溫、保濕或是快速止癢消炎的家庭秘方；蘆薈果肉加上蜂蜜，便是夏日生津解渴的飲料。中醫則會將蘆薈葉榨汁並乾燥後，製為瀉劑治療便秘，並具有驅除蛔蟲等功效〔1,2〕。    

蘆薈的藥用活性，來自蘆薈的大黃素（Emodin）及蘆薈素（aloin）內的「蒽醌類」（anthraquinones）的化學結構 （圖１），其它中藥材，如大黃、何首烏、決明子等也含有蒽醌類的活性成分〔3〕。蒽醌類具有顏色、苦味及毒性，含蒽醌類的中藥具有促進排便（瀉下）的作用。與我們切身相關的例子，就是被稱為「最強瀉藥」的早餐店的大冰奶，因為裡頭加了含有決明子成份的紅茶，讓許多人喝完後「一瀉千里」，被部分網友當作宿便解方。而蘆薈及大黃這類含有蒽醌類的植物也引起學界重視，因此開啟了此類天然物的科學與臨床研究，目前已有相關藥物核准臨床使用，例如用於口腔黏膜發炎的外用藥Anthraquinone glycosides（蒽醌配醣體）〔4〕、用於緩解便秘的sennosides（番瀉苷）等〔5〕。

圖1

隨著近代海洋天然物的發展，學者們也發現，原來除了陸地生物，海洋生物也能製造蒽醌類化合物，像是一些海洋細菌、真菌、海綿，及本片文章的主角：海百合（sea lilies，crinoids）〔6〕。    

海百合是海洋裡的百合花嗎？事實上，海百合並非植物，而是「動物」，與海星、海膽跟海參同為棘皮類。海百合的色彩鮮豔，具有能順著海流、靈活彎曲擺動的腕足（羽枝），移動時就像一朵隨風搖曳的百合花。有些人則認為海百合的腕肢看起來較像是蕨類植物的羽狀葉，因此也有人稱呼這類動物為「海羊齒」〔7〕。

海百合存在地球的歷史十分悠久，盛行於古生代，是最原始的棘皮動物，現生於地球上的種類約有600多種〔8〕；截至2024年9月，臺灣地區的海百合綱紀錄有22屬31種，在臺灣本島東北角、花東、恆春半島及澎湖、金門、小琉球、綠島、蘭嶼等海域都有觀察紀錄〔9-11〕。牠們屬於底棲生物，多喜好生活在近海至水深600公尺間，有豐富海流的區域。有些種類的海百合甚至會藏身在礁岩下，或是附著在海綿和珊瑚等生物上〔12〕，有些海百合則會與棲地中的其他生物共生〔13〕。海百合與海星、海參等其他棘皮動物不同，牠們的口部是朝上的，當海流較強時，生物會展開長長的腕肢，利用觸手上的纖毛和黏液捕捉流經的浮游生物或有機顆粒，再將食物傳遞至口中消化。

蒽醌類正是海百合體內常見的化學物質（圖2），此化合物不但讓生物有們繽紛的體色，還能防禦魚類的掠食。研究顯示，即使是海百合的化石裡也能檢測出蒽醌類，表示這類化合物已存在海百合體內至少數千萬年〔14〕。蒽醌類除了前文提到能幫助消化外，還被發現有抗癌、抗發炎、保護皮膚及抗菌等醫藥應用的潛力〔15-16〕。目前雖然尚未充分探明海洋與陸地蒽醌類間是否有生態、演化或生化上的關聯，但海百合以及所含的蒽醌類已被認為具有醫藥用途的潛力，學者也將持續地探勘與研究。

圖2：海百合體內黃色的化學物質

過去這幾年來，臺灣的海洋天然物研究主要集中於海綿、軟珊瑚、海葵、海洋微生物等，並在生物體內發現數種具有抗發炎或細胞毒殺等生物活性的海洋天然化合物。近年來，國立海洋生物博物館館長溫志宏、研究員蘇瑞欣及宋秉鈞也針對臺灣海域所採集的巨翅美羽枝海百合（Himerometra magnipinna）及本氏海齒花海百合（Comanthus bennetti）進行天然藥物的研究，並從上述兩種物種分離出一種蒽醌類化合物Rhodoptilometrin和一種naphthopyrone類化合物Comaparvin，並評估其促進細胞再生、抗發炎及鎮痛等方面的效果（圖3及圖4）。    

圖3巨翅美羽枝海百合與其天然物Rhodoptilometrin化學結構

本氏海齒花海百合與其天然物Comaparvin化學結構

研究發現，在Rhodoptilometrin對人類牙齦纖維母細胞（hGF-1）的生物活性實驗中，顯示在出促進細胞遷移、細胞活力及傷口癒合方面的顯著效果。實驗中，與細胞遷移相關的標誌物如酪胺酸磷酸酶 （FAK）、纖維連接蛋白和I型膠原蛋白的基因及蛋白表現均顯著增加。此外，Rhodoptilometrin還促進了線粒體氧化磷酸化（OXPHOS）和糖解活性，顯示出對細胞能量生成和遷移的重要影響，表明其在促進促進牙齦傷口癒合及再生中具有潛在應用價值〔17〕。另外，海洋天然物Comaparvin在抗發炎及鎮痛的研究中表現出優異效果。實驗顯示，Comaparvin在脂多醣 （LPS）誘導的炎症模型中，能顯著抑制iNOS蛋白（誘發型一氧化氮合成酶）和mRNA（信使核醣核酸）的表現，從而減少炎症反應。並且，在大鼠受鹿角菜膠 （carrageenan）誘導的炎症模型中，Comaparvin有效緩解了機械性和熱覺過敏，並減少發炎部位的白血球浸潤，進一步降低iNOS蛋白的表現，展示其作為非類固醇抗發炎藥物的潛力〔18〕。綜合上述，臺灣本土的海百合研究展現了天然物Rhodoptilometrin在促進傷口癒合及細胞再生的潛力，而天然物Comaparvin則展現了在抗發炎及鎮痛方面的應用前景。這些研究不僅為牙科治療和抗發炎藥物的開發提供了新思路，也顯示了海洋天然物研究的重要價值。

參考資料：

1.蘆薈。中華藥典第九版，1449-1450。

2.蘆薈。臺灣中藥典第四版，435-436。

3.溫國慶，中藥多酚配醣體定量方法之建立。Yearbook of Chinese Medicine and Pharmacy（中醫藥年報）, 2008, 26（4）, 81-126.

4.學名藥查詢：anthraquinone glycosides，國家網路醫藥。2024年9月14日查詢。 https://www.kingnet.com.tw/medicine/generic?recno=1467619781

5.學名藥查詢：sennosides，國家網路醫藥。https://www.kingnet.com.tw/medicine/generic?recno=1593398723，2024年9月14日查詢。

6.Mar. Drugs 2021, 19, 272-320

7.棘皮動物-海百合，海報。國立海洋生物博物館出版品。

8.Messing, C.; Gondim, A.I.; Markello, K.; Poatskievick Pierezan, B.; Taylor, K.; Eléaume, M. （2024）. World List of Crinoidea. Crinoidea. Accessed through: World Register of Marine Species at: https://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=123081 on 2024-09-15

9.海百合綱（Crinoidea）。臺灣生命大百科 https://taieol.tw/pages/3499/taxonomy 查詢日期：20240903

10.海百合綱（Crinoidea）。臺灣物種名錄 https://taicol.tw/zh-hant/taxon/t0000487 查詢日期：20240903

11.海百合（Sea lilies）。愛自然 https://www.inaturalist.org/observations?subview=map&taxon_id=51245 查詢日期：20240915

12.黃興倬等（社團法人台灣珊瑚礁學會），「臺灣北部海岸棘皮動物資源調查」案成果報告書。海洋委員會海洋保育署，2023。

13. Symbiosis 39, 47-51.

14. Molecules 2020, 25, 1324-1360

15. Mar. Drugs 2021, 19, 272.

16. Journal of Natural Products, 2009,2036-2039

17. Mar. Drugs 2019, 17, 138

18. Molecules 2014, 19, 14667-14686