半枝蓮多糖的研究進展*

蘇發智，孫延平，楊炳友，匡海學

（黑龍江中醫藥大學 教育部北藥基礎與應用研究重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150040）

半枝蓮（中文又叫韓信草）是唇形科藤本植物半枝蓮（Scutellaria barbata D.Don）的干燥根莖全草，主要加工生產于浙江、江蘇、安徽、河南、四川等原產地[1]，性寒，味辛、苦，歸肺、肝、腎經，在七、八月莖葉茂盛的時候采收最佳，功效是能夠清熱解毒，化瘀利尿，常常被人們用于入藥治療疔瘡腫毒、咽喉腫痛、水腫、黃疸、蛇蟲咬傷[2]。根據近十年的研究發現，半枝蓮主要含有黃酮類、揮發油類、多糖類以及二萜類等多種化學成分[3]，藥理作用主要并廣泛地表現在抗腫瘤、抗菌、抗炎、抗病毒、抗氧化[4]等多個方面。然而，大量的文獻研究集中在半枝蓮的黃酮類和二萜類成分[5]，而對于多糖的構效關系研究以及抗腫瘤作用機制研究相對較少，因此，研究和開發半枝蓮多糖具有更大的潛力。

多糖由多個不同單糖分子經過脫水、縮合而形成，是一類分子結構復雜而且分子質量龐大的糖類化學物質。結構復雜的多糖具有較強的生物活性，臨床上常用于人體免疫功能調節、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化以及降血糖[6，7]，而天然植物多糖不僅僅是天然植物體內一類非常重要的生物大分子，同時也是一種維持生物體內部生命系統活動正常運轉的基本物質，深入地開發和研究天然植物多糖具有重要的實際意義。植物藥半枝蓮是臨床上公認的抗癌藥物，多糖是其重要的有效成分，本文綜述了半枝蓮的多糖類成分以及與其相關的生物活性，以期為半枝蓮多糖的深入研究提供參考。

1 化學組成

化學成分是研究中藥藥效的物質基礎，熟悉中藥的組分對于我們研究其藥理活性具有重要的指導意義。多糖作為植物半枝蓮中一種抗腫瘤的主要活性成分，分布在不同的藥用部位中（全草、根、莖、葉、花），且不同藥用有效部位中所含多糖的含量水平差異較大，其中多糖在根中的分布量最高[8]。

1.1 酸性多糖

寧欣[9]采用熱水煮提的方法制得半枝蓮總多糖WSBP，然后用DEAE-纖維素離子交換柱將半枝蓮多糖WSBP 分級，得到半枝蓮酸性糖級分WSBP-A，得率為20.2%。采用HPLC 法對所得的糖分進行單糖組分分析，半枝蓮總多糖中的主要單糖及其摩爾比為GlcA∶Glc∶Man∶Ara∶GalA∶Gal∶Rha=14.7∶11.4∶16.9∶8.0∶21.1∶18.8∶6.2；酸性糖級分中主要的單糖及其摩爾比為GlcA∶Man∶Ara∶GalA∶Gal∶Rha=17.2∶20.3∶5.4∶27.5∶18.8∶5.9?？酌鞫Y[10]等人采用蒸餾水在60℃時快速提取多糖，經過DE-52 纖維素柱層析，得到了酸性多糖SPS II，將其水解后的產物進行氣相色譜分析，結果表明，半枝蓮多糖組分中含有阿拉伯糖、甘露糖、果糖、半乳糖。

1.2 中性多糖

寧欣[9]等人將半枝蓮多糖進行分級，得到中性糖級分WSBP-N，得率為50.8%，其中含量最多的單糖是Glc、Gal 和Ara；孔明禮[10]等人采用蒸餾水在60℃時快速提取多糖，經過DE-52 纖維素柱層析，得到了中性多糖SPS I，將其水解后的產物進行氣相色譜分析，結果表明，半枝蓮中性多糖組分中含有鼠李糖、核糖、木糖、葡萄糖。王志遠[11]采用水提的方式，經過葡聚糖凝膠和離子交換柱層析技術將中性多糖純化，并且運用質譜考察了其單糖組成，結果表明，半枝蓮多糖中所含單糖及其摩爾比為鼠李糖∶巖藻糖∶阿拉伯糖∶木糖∶甘露糖∶葡萄糖∶半乳糖=1.00∶0.13∶0.80∶0.10∶0.34∶0.56∶3.04。

2 提取工藝

由于多糖分子內含有大量的極性基團，表現出較強的親水性，易溶于水而難溶于醇，因此，常常選擇水為溶劑來提取多糖。

2.1 水提醇沉法

多糖類成分能夠溶于水而難溶于醇，采用水提醇沉的方法能夠除去雜質，使水提液得到精制。紀耀華[12]等人采用水提取有效成分，醇除雜純化的方法，優化了提取時間、提取溫度以及料液比等因素，篩選出提取半枝蓮多糖的最佳工藝：提取溫度100℃，料液比1∶3，提取時間1h。

2.2 微波輔助提取

微波輔助提取是采用微波能萃取物質的一種新技術，具有快速高效、加熱均勻的特點，溶質和溶劑的極性越大，萃取速度越快，因此，能夠大大增加多糖的提取速度和效率。章春宇[13]等人采用微波輔助提取法進行半枝蓮多糖提取，設計正交實驗優化了半枝蓮多糖的提取工藝：半枝蓮多糖的提取時間為6min，微波功率為700W，料液比為1∶15。

2.3 超聲波協同復合酶法

超聲波法和復合酶法能夠大大縮短提取多糖的時間，并且能夠很好地保證半枝蓮多糖的生物活性。黃秀香[14]等人研究超聲波協同復合酶法提取半枝蓮多糖，進行了單因素實驗和正交實驗，最終確定了提取半枝蓮多糖的最佳工藝為pH 值為4.5，復合酶用量0.025g，料液比1∶60，超聲時間15min，酶解溫度為50℃，在此條件下多糖得率為2.166%，此方法提取半枝蓮多糖得率高、節省時間、有效成分破壞少、提取的半枝蓮多糖穩定。

3 分離純化

在半枝蓮多糖的提取過程中，所得的多糖大部分是粗多糖，其中含有除多糖以外的小分子物質，因此需要將所得的粗多糖進行純化，避免對后續的分析工作帶來誤差。

3.1 去除蛋白質

蛋白質與多糖的溶解性非常相似，都能夠溶于水中，因此，想要準確地分離得到多糖組分首先要去除蛋白質。當前報道的去除蛋白質的途徑主要有：鹽酸法、酒精變性法、蛋白酶法等。Sevage 法主要是通過利用氯仿：戊醇或丁醇以4∶1 的比例混合后再加到樣品中進行振搖，使樣品中的蛋白質發生變性或轉化成不溶液體的狀態，用離心法將其除去。劉曉茵[15]等人采用Sevage 法優化了半枝蓮多糖的去除蛋白質工藝，大大提高了半枝蓮多糖的含量。

3.2 柱色譜分離

多糖常見分離方式有凝膠柱層析法、離子交換柱層析法以及大孔樹脂法等。DEAE 纖維柱層析法是分離多糖類成分常用的方法，王志遠[11]等人采用DEAE-Cellulose-52 色譜柱（2.6cm×50cm），以水/0.5mol·L-1NaCl 溶液為洗脫劑將多糖進行分離，進一步采用快速色譜純化系統將分離后的組分純化，色譜柱Superdex 200 10/300 GL，洗脫液為含有0.5mol·L-1NaCl 的pH 值為7.2（0.02mol·L-1）磷酸緩沖液（PBS）。純化后的多糖經過收集、透析、濃縮、冷凍干燥制得，便于進行下一步的研究。

3.3 去除有色物質

馬維坤[16]比較了大孔樹脂脫色法和H2O2脫色法，結果表明，大孔樹脂更加適合半枝蓮脫色，脫色效果更好，多糖損失率低。

4 藥理作用

4.1 抗腫瘤

4.1.1 抗結腸癌 Hanqing Li[17]等人研究了半枝蓮多糖拮抗TGF-β1 誘導HT-29 結腸癌細胞侵襲、遷移的作用，采用TGF 大鼠作為EMT 的刺激因子，結果發現，半枝蓮多糖能通過Smad 通路逆轉腫瘤細胞的EMT 過程來抑制腫瘤細胞的遷移。而Pengda Sun[18]等人證明了半枝蓮多糖能夠通過抑制PI3KAkt 通路的活化和激活作用來抑制患者結腸癌HT29 細胞的生長和增殖，誘導細胞發生凋亡和阻斷EMT 過程，從而有效地達到治療結腸癌的效果。

4.1.2 抗肺癌 李玉鳳[19]等人通過觀察半枝蓮多糖對Lewis 肺癌小鼠VEGF、EGFR、nm23 表達的影響，證實了半枝蓮多糖能夠通過抑制腫瘤組織中的VEGF、EGFR 表達，并且上調nm23 基因的表達水平來抑制肺癌。Xiaokun Yang[20]等人證明了半枝蓮多糖能夠通過下調c-Met 磷酸化水平、阻斷p-AKT 和p-ERK 通路來抑制95-D 腫瘤細胞的生長，從而達到治療肺癌的目的。

4.1.3 抗宮頸癌 李潔[21]等人建立了U14 宮頸癌小鼠自發轉移模型，通過免疫組化法觀察半枝蓮多糖對宮頸癌小鼠腫瘤組織AMFR 表達的影響，證明了半枝蓮多糖能夠通過下調腫瘤細胞AMFR 的表達來抑制宮頸癌。

4.1.4 抗胃癌 高山[22]等人研究了半枝蓮多糖對胃癌細胞SGC-7901 的生長活性及其對野生型P53抑癌基因的影響，結果表明，半枝蓮多糖能夠抑制胃癌細胞SGC-7901 的活性，劑量越大，抑制作用越強，證明了半枝蓮多糖通過上調P53 基因來抑制胃癌細胞的增殖。

4.1.5 抗肝癌 于水瀾[23]等人對比篩選出H22 肝癌小鼠和半枝蓮多糖干預后血清間差異表達的蛋白。對比結果顯示，腫瘤組與半枝蓮多糖組蛋白表達發生了改變的有18 個，在半枝蓮多糖組有6 個蛋白表達上調，1 個下調，1 個特異表達，10 個表達缺失，說明了半枝蓮多糖治療肝癌是通過多靶點調節共同作用的，然而這些蛋白質的氨基酸序列還需進一步研究確認。

4.2 抗氧化活性

趙紫君[24]等人通過細胞抗氧化實驗發現，半枝蓮多糖對人腎胚293 細胞的氧化損傷有修復作用，呈劑量依賴關系，濃度越高，其修復能力越強。此外，實驗還發現半枝蓮多糖的Fe2+還原能力和清除過氧自由基的能力均強于陽性對照藥物BHT，證實了半枝蓮的抗氧化物質基礎。

4.3 對環磷酰胺的增效減毒活性

宋高臣[25]等人通過給移植性H22 肝癌小鼠肌肉注射藥物來深入研究半枝蓮多糖對環磷酰胺的增效減毒作用，實驗結果表明，半枝蓮多糖能夠明顯地增強環磷酰胺對小鼠H22 細胞增長的抑制作用，對環磷酰胺引起的外周血WBC 減少、免疫器官萎縮等毒性反應都具有明確的保護作用，證實了半枝蓮多糖對環磷酰胺有著增進效果和降解毒副產物的作用。

4.4 其他作用

劉巍[26]等人用家兔作為載體，制造家兔左下頜骨體部分骨折的模型，給予半枝蓮多糖進行治療，同時對骨折愈合過程中關鍵的細胞因子含量進行檢測、觀察，評估半枝蓮多糖的治療效果。結果發現，半枝蓮多糖能夠升高家兔靜脈血中VEGF、SGF、bFGF因子的含量，促進家兔下頜骨骨折的愈合。趙杰[27]等人在實驗中發現，半枝蓮多糖能夠增加肝組織中NO 的含量，并且能夠增強NOS 的活性，能夠有效組織CCl4引起的脂質過氧化，從而對肝損傷起到了保護作用。許斌[28]等人通過扶正解毒湯中藥加減，治療了慢性病毒性乙型肝炎94 例，其中有效率能夠達到67%，此方主要具有抗病毒、調節機體免疫功能、抗纖維化作用以及保肝作用，方中半枝蓮具有廣譜抗病毒的作用。

5 展望

多糖類化合物作為半枝蓮的重要有效成分，其在促進人體的自身免疫系統調節、抗炎以及抗腫瘤方面都已經發揮了重要的作用。今后，我們需要繼續深入研究半枝蓮的多糖類成分，優化提取工藝，提高半枝蓮多糖的純度，了解其構效關系，從而更加方便研究其大分子功能效應，研究半枝蓮多糖在人體內的生物活性。天然多糖的研究作為當前中藥學領域的熱點之一，充滿著機遇和挑戰，在生物活性的研究方面有著巨大的潛力，也充分體現了多糖類成分的醫學價值。