獨活化學成分及藥理活性研究進展△

周璐麗，曾建國

1.中獸藥湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128；2.湖南農業大學 動物醫學院，湖南 長沙 410128；3.中國熱帶農業科學院 熱帶作物品種資源研究所，海南 海口 571101

獨活始載于《神農本草經》，因“一莖直上，不為風搖”的特點而得名。其性辛、微溫，味苦，歸肝、腎、膀胱經。獨活品種繁多，根據《中華人民共和國藥典》規定，其正品為傘形科植物重齒毛當歸AngelicapubescensMaxim.f.biserrataShan et Yuan的干燥根。主產于四川、湖北、陜西，常見于山坡陰濕的灌叢林下[1-2]。在春初剛發芽或秋末莖葉枯萎時采挖，除去須根及泥沙，烘至半干，堆置2～3 d，發軟后再烘至全干[3]。古有記載，獨活可散里之伏風，祛濕止痛，治療風寒濕痹。因其入腎經，腎主腰膝，故主治部位在腰及下肢，善行祛腰膝筋骨間風寒濕邪所致的下焦之病癥，如腰膝痹痛、兩足痛痹、足趾腫脹等。現代藥理研究表明，獨活具有抗炎、鎮靜、鎮痛、催眠、降壓、抗心律失常、抗凝血、抗腫瘤等藥理活性。本文對近年來國內外有關獨活的化學成分和藥理活性等方面的研究進展進行綜述，為更好地對獨活資源進行開發應用提供參考。

1 獨活的植物資源分布

獨活植物資源豐富、品種多、差異大。據統計，《中藥大辭典》收載了13種，《中藥志》收載了8種[4-5]。在中國及日本、朝鮮等東南亞國家，有近70余種植物被當作獨活使用。主要可分為四大類：肉獨活類，為傘形科植物重齒毛當歸，產于四川、湖北等地，是現代獨活的主流產品；牛尾獨活類，為傘形科獨活屬植物，產于四川、陜西、甘肅、云南、貴州、廣西等地；九眼獨活類，為五加科蔥木屬植物，產于西南三省及甘肅、陜西、湖北，廣西部分地區等；其他獨活類，如東北的白芷、新疆的短莖獨活、浙江的大齒山芹等，均為地區性習慣用藥[6]。因為肉獨活類質量品質優于其他類品種被作為《中國人民共和國藥典》的正品收載，所以現代研究主要以肉獨活類作為對象，展開了大量的研究，為其應用推廣提供了有力的科學依據。

2 獨活的化學成分

隨著科學技術的飛速發展，目前常采用紫外分光光度法、高效液相-全波長紫外掃描-質譜法(HPLC-DAD-MS)、高效液相色譜法(HPLC)、高速逆流色譜法、氣相質譜法(GC-MS)和液相質譜法(LC-MS)等科技手段對成分復雜的藥用植物進行化學成分分析研究。據報道，當歸屬、獨活屬獨活的主要成分為香豆素類、揮發油類；食用楤木主要為二萜和三萜類，其他還有植物甾醇、有機酸、糖類等化學成分[7]。

2.1 香豆素類成分

香豆素類化合物由于其具有共軛雙鍵的結構而表現出如抗炎、抗凝血、抗癌等藥理活性。據國內外研究報道，香豆素類化合物是獨活的主要活性成分，其含量是衡量獨活藥用價值和質量品質的重要指標。目前從獨活中已分離出69個單體香豆素類物質[8-31]。其具體的化學名稱、分子式、精確分子量、參考文獻等見表1，結構式見圖1。

表1 獨活的化學成分

續表1

續表1

圖1 獨活的香豆素類物質化學結構式

2.2 揮發油類成分

揮發油(volatile oils)又稱精油，是一類在常溫下能揮發的、可隨水蒸氣蒸餾的、與水不相混的油狀液體。大多數揮發油具有芳香氣味。目前，常見的揮發油萃取方法有水蒸氣蒸餾法、頂空液相微萃取、頂空固相微萃取和超臨界流體萃取等。其中水蒸氣蒸餾法是萃取揮發油的傳統方法[32]。獨活揮發油類成分主要含有萜品油烯、石竹烯、環苜蓿烯、3-蒈烯、桉葉烷-4(14)，11-二烯、α-芹子烯、β-水芹烯等烯類，1-辛醇、喇叭醇(1.14%)、α-甜沒藥萜醇(6.03%)等醇類和乙酸-2-氯-1，3-苯基丙基酯、異戊酸龍腦酯等酯類，其他還有醛類、烷類等物質[33-36]。研究分析3種商品獨活(浙獨活、資丘獨活、川獨活)的揮發油成分差異，結果表明，浙獨活與資丘獨活的共有成分為12個，資丘獨活與川獨活的共有成分13個，3種商品獨活的共有成分僅4個[37]；研究分析甘肅產獨活及牛尾獨活的揮發油成分異同，發現甘肅產獨活揮發油主要成分為α-蒎烯(20.295%)、1-甲基-4-異丙基苯(15.568%)、3-甲基-壬烷(5.904%)等，牛尾獨活揮發油主要成分為β-蒎烯(24.321%)、α-蒎烯(8.167%)、1-甲基-4-異丙烯基-環己烯(8.061%)等，兩者共有成分為α-蒎烯、β-蒎烯、β-檀香醇等[38]。以上研究表明，可能由于產地氣候、土壤等自然條件及加工等不同，造成了不同產地、不同種的獨活揮發油成分有一定的差異。

2.3 其他類成分

目前，已報道從獨活中分離得到的其他類化合物有胡蘿卜苷(Daucosteroside)[16]、阿魏酸(Ferulic Acid)[13]、3-O-反式阿魏酰基奎寧酸(3-O-trans-Feruloylquinic Acid)[30，41]、3-O-反式香豆酰基奎寧酸(3-O-trans-Coumaroylquinic Acid)[30，39-40]、新綠原酸(Neochlorogenic Acid)[13]、異綠原酸B(Isochlorogenic Acid B)[13]等25個化合物。其具體的化學名稱、分子式、精確分子量、參考文獻等見表1，結構式見圖2。

3 獨活的藥理活性

3.1 獨活有效化學成分的藥理活性

隨著現代藥理學研究的深入，獨活的主要功效已經逐步地體現在某一類成分，甚至到某種成分上。2015版《中華人民共和國藥典》已將甲氧基歐芹素(蛇床子素)、二氫歐山芹素(二氫歐山芹醇當歸酸酯)作為獨活質量控制的主要指標。

3.1.1 甲氧基歐芹素 甲氧基歐芹素(Osthole)又名蛇床子素。已有研究報道，蛇床子素(由獨活乙醇提取物中分離獲得)質量濃度在3.75～120 μg mL-1對5株腫瘤細胞(人胃癌細胞株MKN-45、BGC-823、人肺腺癌細胞株A549、人乳腺癌細胞株MCF-7及人結腸癌細胞株LOVO)均有明顯的抑制作用，且呈劑量-效應關系，而且在相同條件下，蛇床子素對5株腫瘤細胞的抑制作用明顯強于獨活乙醇提物，說明蛇床子素有可能是獨活醇提物中抗腫瘤作用的主要成分[42]。胡靜等[43]研究表明，蛇床子素能抑制人皮靜脈內皮細胞(HUVEC)增殖、遷移和小管形成，誘導HUVEC凋亡，阻滯HUVEC細胞周期，是獨活發揮抗血管生成作用的主要成分。蛇床子素還可作用于小鼠血管平滑肌細胞，增加腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)和鳥嘌呤核糖核苷酸(GMP)含量，發揮抗增殖作用，其抗增殖作用主要發生在細胞周期G1期[44]。王嗣岑等[45]用高表達表皮生長因子受體細胞膜色譜與高效液相色譜/質譜在線聯用方法(EGFR/CMC-online-HPLC/MS)快速篩選發現，獨活中的活性成分蛇床子素對HEK293EGFR細胞增殖及EGFR表達均有抑制作用。

3.1.2 二氫歐山芹素 二氫歐山芹素(Columbianadin)又名二氫歐山芹醇當歸酸酯。T?rnquist等[46]研究表明，在大鼠垂體GH3細胞分泌鈣依賴性催乳素的實驗中，二氫歐山芹素具有鈣通道阻斷活性，對促甲狀腺激素釋放激素(TRH)誘導的催乳素(PRL)釋放有明顯的抑制作用。Chen等[9]從獨活中提取分離得到16個單體化合物，分別通過小鼠鎮痛實驗(醋酸致小鼠腹部扭體實驗和福爾馬林實驗)和抗炎實驗(1.5%卡拉膠誘導后足水腫實驗、腹膜血管通透性實驗和皮窗實驗)發現，當二氫歐山芹素用藥劑量在10 mg kg-1時，均表現出較強的鎮痛和抗炎活性。

3.1.3 其他成分的作用 汪開毓等[47]通過殺指環蟲活性跟蹤實驗，首次發現東莨菪內酯(Scopoletin)在殺滅魚類中型指環蟲方面具有較好的效果，且在安全濃度下的最高殺蟲率達到75%。已有研究報道，獨活的活性成分二氫歐山芹醇(Columbianetin)能顯著性降低脂多糖(LPS)誘導人外周血單個核細胞(PBMC)炎癥中腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素6(IL-6)、單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)、白細胞介素1β(IL-1β)表達而抑制含核苷酸結合寡聚化域蛋白1(NOD1)，受體相互作用蛋白2(RIP2)，活化核因子κB(NF-κB)活性[48]。可抑制中波紫外線(UVB)誘導的與皮膚美容相關的人角質形成細胞損傷[49]，抑制血小板聚集和腦、腎組織的脂質過氧化[50]，抑制IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α的產生、COX-2的表達以及組胺釋放[51]等。獨活中的歐前胡素(Imperatorin)則可通過死亡受體和線粒體介導的途徑誘導HepG2細胞凋亡而發揮抗腫瘤作用[52]，它也能通過抑制環氧酶和脂氧酶活性而減少大鼠腹膜巨噬細胞中前列腺素以及環氧酶-2、前列腺素E合成酶的產生[53-54]，對多種細菌，如綠膿桿菌、革蘭陽性菌、變形桿菌、金黃色葡萄球菌等均有不同程度抑制作用[55]。Tang等[56]研究表明，香柑內酯(Bergapten)能提高BMP-2的mRNA表達水平和通過p38和ERK依賴的信號通路，增強堿性磷酸酶(ALP)的活性，促進1型膠原合成和骨結節形成。

圖2 獨活的其他類物質化學結構式

3.2 獨活提取物的藥理活性

3.2.1 抗氧化作用 Min等[57]采用DPPH法測定獨活提取物的抗氧化能力，發現可能因獨活提取物中含有多酚類物質而具有明顯的抗氧化活性。胡昱等[58]研究顯示，獨活不同提取部位均能增強超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低丙二醛(MDA)含量，不同程度減輕H2O2對SH-SY5Y細胞損傷。裴媛等[59]研究表明，獨活香豆素類能明顯降低PD(帕金森病)模型大鼠血清、腦組織中MDA、Glu(興奮性氨基酸谷氨酸)的含量，提高血清中總超氧化物歧化酶(T-SOD)的活性。盧永昌等[60]采用測定油脂過氧化值(POV)的方法，發現獨活乙醇提取物中的乙酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸及其他酸性物質，可延長脂肪氧化的誘導期，終止油脂氧化鏈式反應的傳播，起到對5種油脂(菜籽油、花生油、酥油、大豆油、市售豬油)的抗氧化作用。

3.2.2 抗炎作用 賈冬梅等[61]采用網絡藥理學分析方法，發現細胞外信號調節激酶1/2(ERK1/2)、芳香烴受體(AHR)、組蛋白H3(Histone h3)、前列腺素E受體2(PTGER2)、核因子-κB(NF-κB)、程序化細胞死亡分子5(PDCD5)、IL-36A、IL-10、IL-4、缺氧誘導因子1A(HIF1A)、花生四烯酸15脂氧合酶(ALOX15) 等分子以及類花生酸信號通路是獨活靶蛋白及類風濕關節炎相關基因共同關聯的分子和通路。已有研究表明，獨活乙醇提取物可不同程度地抑制環氧化酶-1(COX-1)和環氧化酶-2(COX-2)，且其COX-2 的抑制率大于COX-1而起到祛風濕作用[62]，其能降低二甲苯誘導的炎癥反應，尤其是60%獨活乙醇提取物抗炎效果最好[63]。據報道，獨活揮發油對蛋清致大鼠足腫脹具有明顯的抗炎作用，可能是獨活發揮抗炎作用的主要物質基礎[64]。將獨活揮發油灌胃能部分阻止兔OA關節軟骨的退變，其機制可能為減少滑液中炎性介質IL-1的分泌、促進TGF-β的分泌，從而減輕滑膜炎癥，緩解對軟骨細胞的破壞[65]。獨活揮發油也可抑制NAAA(N-脂肪酰基乙醇胺水解酶)水解活性，升高脂多糖(LPS)誘導的RAW264.7細胞內PEA水平，下調細胞炎癥因子TNF、iNOS、IL-6mRNA表達，抑制TNF-α、NO釋放發揮抗炎作用[66]。

3.2.3 抗老年癡呆癥 研究表明，獨活可通過抑制p38 MAPK在癡呆模型大鼠腦中的表達，上調Bcl-2表達，抑制Bax 表達，提高Bcl-2/Bax的比值，抑制癡呆大鼠神經細胞的凋亡[67-68]。宋波等[69]采用2種體外抑酶實驗對獨活乙醇提取物及不同部位進行膽堿酯酶抑制活性的篩選，結果表明獨活醇提取物、石油醚萃取部位及三氯甲烷萃取部位對乙酰膽堿酯酶和丁酰膽堿酯酶均具有抑制作用，三氯甲烷萃取部位為其主要的活性部位，因此從獨活的三氯甲烷層中開發出治療抗老年性癡呆的活性單體化合物藥物具有很大的應用前景。教亞男等[70]發現，采用14.4 mg kg-1獨活香豆素類浸膏能增強中分子量神經絲蛋白表達和減少細胞凋亡，從而減少APP/PS1雙轉基因阿爾茨海默模型小鼠腦內神經性損傷。已有研究發現，獨活及其醇提取物可抑制老齡小鼠腦組織中mtDNA的缺失，減少自由基對mtDNA的氧化損傷，提高線粒體呼吸鏈酶復合體Ⅰ和Ⅳ的活性，或修復大腦皮層、海馬、紋狀體不同部位的膜磷脂結構，提高衰老模型小鼠的IL-2含量，減少自由基及炎癥損傷，從而起到提高衰老模型小鼠的學習記憶能力，延緩腦老化的作用[71-72]。

3.2.4 其他作用 研究表明，獨活水提物在體外對人肝癌細胞亞細胞毒濃度下可以有效抑制人微血管內皮細胞的增殖而抑制血管網形成[73]。陳文良等[74]研究獨活乙醇提取物對眩暈患者的作用效果，結果顯示，給予獨活乙醇提取物能夠明顯降低患者的全血黏度、血漿黏度及紅細胞聚集指數，明顯改善患者的腦血管血流速度，具有很好的活血化瘀作用，可治療眩暈癥。獨活香豆素類提取物通過降低TNF-α、IL-1β和IL-6的水平，顯著下調受損DRG神經元中TRPV1和pERK的表達而發揮鎮痛作用，且可能與其含有甲氧基歐芹素、二氫歐山芹素2種活性成分有關[75]。

4 獨活的應用及未來展望

隨著現代醫藥科技的飛速發展，人們對傳統中藥獨活發揮功效的藥效物質基礎、作用機制等方面的認識越來越深入，為獨活的應用發展提供了理論依據。獨活已從僅是治療風寒濕痹的傳統應用發展到了防治腫瘤、腦、心血管及骨關節等多種疾病的現代多種應用。

隨著藥理學、藥物化學、藥物代謝動力學、分子生物學等理論和色譜-質譜儀、蛋白組學、代謝組學等技術研究手段的不斷創新成熟，人們健康意識和生活水平的不斷提高，對獨活基礎研究不斷深入的同時，也將使獨活的應用研究從人類醫學領域延伸到畜禽產品、化妝品等多領域發展。