苦參的化學成分及藥理作用研究進展

蘇麗麗

（天津大學 藥物科學與技術學院，天津300072）

苦參（Sophora flavescens Ait.）是豆科植物苦參的干燥根，為圓柱形，長10～30cm，直徑1～6.5cm，外部灰棕色，味苦性寒。在國內，苦參目前主要分布在山西、河北、河南和湖北等省份。作為一種常用中藥，已有1800多年的歷史記載，目前已被廣泛用于傳統及流行醫學中，用于治療麻風病、痢疾、潰瘍、便血、發燒、濕疹、炎性疾病、潰瘍和皮膚灼傷等，具有清熱解毒，抗炎鎮痛等藥理活性。隨著近年對苦參化學成分的研究及其藥理活性的開發，本文對其進行相關進展的綜述。

1 化學成分

苦參中主要的化學成分包括生物堿類、黃酮類、氧雜蒽酮類、醌類、三萜糖苷、脂肪酸和揮發油。

1.1 黃酮類化合物

黃酮類化合物作為一種重要的次生代謝產物，廣泛存在于大多數植物中。黃酮類化合物及其衍生物是苦參的主要生物活性成分，因此，受到越來越多的關注。依據其母核結構，苦參黃酮類成分主要分為二氫黃酮（醇）類、黃酮（醇）類、異黃酮、紫檀素類及其他類[1]。大部分化合物的取代基還具有異戊二烯基和薰衣草基。迄今為止，從苦參中共分離提取出55種類異戊二烯類黃酮[2]。趙玉英[3]等首次從苦參總黃酮中分離出3種黃酮類化合物，高麗槐素，4-甲氧基高麗槐素以及槐屬二氫黃酮B。Kuroyanagi M等[1]從苦參的甲醇提取物中分離出12種新黃酮類化合物，并使用NMR和質譜法進行結構鑒定，其中包括黃烷酮，黃烷醇以及3種紫檀類衍生物。黃等[4]從苦參的乙酸乙酯提取液中通過ODS柱色譜和半制備型HPLC純化得到一種新的黃酮類化合物8-（3-羥甲基-2-丁烯基）-5,7,2',4'-四羥基黃烷酮。Long等[5]用95%乙醇提取苦參，并通過真空蒸餾獲得提取物，經光譜分析，確定了6種黃酮類化合物及其類似物，其中有兩種為新化合物：槐黃酮G和槐黃酮H。Chen等[6]從苦參的乙酸乙酯提取物中分離出15種黃酮類物質，其中8-（2-異丙烯基-5-甲基己基）-5-甲氧基-3,7,4'-三羥基黃酮鑒定為新化合物，并命名為苦醇Z。在研究者深入開發苦參中新的黃酮類成分的同時，對于苦參總黃酮的提取工藝也在不斷地優化和探索。盧麗萍等采用的回流法，總黃酮含量達2%左右；張瑞菊等研究的微波法和超臨界流體萃取法，總黃酮最高達5.82%；黃曉斌等使用的超聲法，黃酮總含量平均值達54.60mg·g-1，這些提取工藝都為苦參中黃酮類物質的進一步提取開發提供重要的參考價值[7]。為了優化分析黃酮類物質的方法，Weng等[8]建立了一種高效液相色譜-質譜聯用技術，可在10min內同時測定16種黃酮類化合物的含量，包括5類化合物（異黃酮、紫檀、黃酮、黃酮醇和異戊二烯類黃酮）。此方法在線性、靈敏度、精密度、可重復性以及回收率等方面均得到充分驗證，并成功應用于檢測苦參的其他部位（根、莖、葉、莢果和種子）的甲醇提取物，該研究對合理利用苦參資源具有重要意義。

1.2 生物堿

近年來，人們對苦參的生物堿類化學成分也開展了越來越深入的研究。生物堿類按其骨架類型分為:苦參堿型、二聚苦參堿型、鷹爪豆堿型、金雀花堿型、羽扇豆堿型和雙哌啶型等。目前，分離出的大多化合物屬于以苦參堿為主的喹諾里西啶類生物堿，還有極少數化合物是雙哌啶類。張等[9]從苦參中分離出5種新的喹諾唑烷類生物堿，包括3種鷹爪豆堿型和2種金雀花堿型生物堿化合物，分別是（5α）-5-羥化胺-2-酮、7-羥色胺-2-酮、（7a R,14a S）-十二氫-2 H,11 H-7,14-甲基二吡啶[1,2-a:1',2'-e][1,5]重氮-11-酮-5-氧化物、（11a R）-癸氫-3-甲基-8 H-1,5-甲氧嘧啶[1,2-a][1,5]重氮-8-酮和3-丁基-1,2,3,4,5,6-六氫-8 H-1,5-甲氧吡啶[1,2-a][1,5]重氮-8-酮。孫磊等[10]采用大孔吸附樹脂柱色譜、硅膠柱色譜等方法分離純化苦參，并通過波譜分析得到9個生物堿類單體。張等[11]從苦參中提取出8種生物堿類物質，其中苦參堿G，H，I是第一例D環開環的苦參堿類生物堿，而苦參堿J則是一個新的苦參堿類生物堿和哌啶二聚體，化合物alopecurine B是第一例C-5-C-6斷裂的苦參堿類生物堿。隨著人們對苦參生物堿的藥理作用的認識，其提取純化工藝也在一直優化探索中。楊美玲等的浸提法，苦參堿的得率可以達到8.88%；李茹等的滲漉法，苦參中總生物堿的得率達到2.126%；陳明月等的酸水溫浸提取法，苦參中生物堿的得率可達到74.5%。另外，超聲輔助和微波輔助等提取工藝的不斷優化，苦參堿的得率大大提升。這對苦參生物堿的研究具有重要意義[12]。侯等[13]采用毛細管電泳指紋圖譜、線性定量分析和抗氧化活性測定相結合的方法，從定性和定量兩個角度，可以較好地對27批苦參生物堿物質進行綜合質量鑒別。此外，利用偏最小二乘回歸模型建立了化學成分與體外抗氧化活性的指紋圖譜功效關系，為質量控制提供了重要的藥效信息。本研究為苦參生物堿的整體質量評價提供了一種可靠有效的方法。

1.3 脂肪酸類和揮發油類

從苦參中分離提取出的脂肪酸有20多種，大部分為不飽和脂肪酸，如己酸甲酯、十四烷酸甲酯和十八烷酸甲酯等[14]。張俊華等[15]首次從苦參中分離出新的不飽和脂肪酸芥子酸十六酯。牛克彥等[16]采用超臨界CO2萃取法從苦參中提取出12種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸亞麻酸和亞油酸含量較高。此外也有飽和脂肪酸例如棕櫚酸、硬脂酸等。從苦參提取鑒別出的揮發油有乙苯，己醛，月桂烯，間-二甲苯和正己酸等，這些物質為其特殊氣味提供了參考意義。

1.4 氨基酸類和糖類

王秀坤等[14]從苦參的水提液分離提取出丙氨酸、脯氨酸和精氨酸等15種氨基酸，其中，脯氨酸和天冬氨酸濃度高，可作為質檢的參考指標。苦參中還能分離出蔗糖[15]。

1.5 萜類與甾醇類化合物

目前，已從苦參中提取得到羽扇豆醇、羽扇豆烯酮、Sophoraflavoside I-IV和soyasaponin等三萜及其苷類。張俊華等[15]從苦參中分離出β-谷甾醇。另外，甾醇類化合物還包括大豆甾醇B。

1.6 其他物質

除上述物質外，從苦參中分離提取出許多其他化合物，包括一些木脂素、醌類、苯丙酸類、香豆素類和酚酸類。在苦參中已鑒定出3種木脂素，包括枸櫞苦素A，枸櫞苦素B和松柏苷[14]。沈等[1]從苦參中分離出12種新的二苯甲酰基衍生物槐二苯甲苷A-L和5種新的異黃酮苷。

2 藥理作用

目前，對于苦參活性成分以及其藥理作用的基礎研究較多。苦參的黃酮類與生物堿類的抗癌，抗病原微生物和抗炎等方面的效果顯著。現將苦參的活性成分的藥理作用進行概述。

2.1 抗腫瘤活性

苦參中的黃酮類和和生物堿類物質均有著明顯的抗腫瘤作用。Hong等[17]發現苦參堿能夠抑制葡萄糖的攝取和乳酸的產生，逆轉Warburg效應，并在體內外抑制人結腸癌細胞的生長。從機制上講，苦參堿通過抑制Warburg效應的關鍵轉錄因子HIF-1α的表達，從而下調HIF-1α調節葡萄糖代謝的下游靶標的表達水平來抑制結腸癌細胞的生長。因此苦參堿可以進一步開發為治療結腸癌的靶向抗腫瘤藥。Long等[5]使用MTT測定法在體外評估了新化合物對5種腫瘤細胞的抑制作用，IC50值小于20mM，表明其潛在的抑制作用，尤其是槐黃酮G對幾種腫瘤細胞具有明顯的細胞毒性，IC50值約為20mM，與順鉑相似，結果證明其作為腫瘤藥物的潛力。Chen等[6]發現的苦醇Z在正常肺上皮細胞中僅顯示中度細胞毒性，在非小細胞肺癌（NSCLC）細胞中顯示出較強的抗增殖和促凋亡活性。從機理上講，苦醇Z抑制cAMP-PDE，使cAMP積累，從而導致PKA活性增強。另外，苦醇Z抑制了Akt活性，導致對PRAS40抑制作用的降低，從而阻礙NSCLC增殖，導致線粒體和內質網凋亡。該研究表明，苦醇Z可用作靶向化療藥物試劑開發中的潛在cAMP-PDE和Akt抑制劑。Kim等[18]從苦參分離提取出的去甲基羥色胺（DMAI），在30μM的濃度下對U87MG細胞具有抗增殖作用，但對HEK-293細胞沒有影響。表明DMAI具有治療膠質母細胞瘤的潛力。Dai等[19]研究揭示了氧化苦參堿在體外多種癌細胞系中產生抗腫瘤活性的潛在機制，它可以改變細胞周期以及EGFR/PI3K/Akt/mTOR信號通路中調節因子的表達，來抑制膠質瘤細胞的侵襲并誘導其凋亡，這可能為惡性神經膠質瘤提供一種新的治療策略。

2.2 抗菌抗炎作用

盧迎宏等[20]研究苦參堿對氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）誘導的血管平滑肌細胞炎癥反應，通過檢測相關細胞因子的變化，以及分析細胞凋亡情況，發現模型加藥組促炎因子水平明顯降低，抗炎因子水平顯著升高，說明苦參堿可起到抗炎作用。孫磊等[10]發現苦參總生物堿及4個單體生物堿對所測得5種革蘭氏菌都具有明顯的抑菌作用，苦參總生物堿效果最強，各單體生物堿對金黃色葡萄球菌抑菌作用最強。馬宏彥等[21]研究在體內使用對二甲苯誘導的耳廓水腫，乙酸誘導的腹膜通透性和角叉菜膠誘導的后爪水腫評估苦參水和乙酸乙酯提取物的抗炎作用，結果表明能夠顯著抑制小鼠耳廓水腫和后爪水腫，以及乙酸增加的腹膜通透性。說明苦參中的黃酮類成分具有明顯的抗炎活性。研究表明[2]苦參酮可以通過抑制致病性CD4+T細胞分化和整體免疫反應來改善慢性炎癥性皮膚病。此外，苦參酮和苦參堿能抑制HepG2細胞中TNF-α誘導的NF-kB轉錄活性，且呈劑量依賴性，IC50值分別為4.0μM和4.4μM。目前，已從苦參中分離提取出許多抗炎化合物，主要屬于生物堿類[1]。

2.3 對心血管系統的影響

王勇勝等[22]研究氧化苦參堿對小鼠的病毒性心肌炎所致心力衰竭的影響，結果表明，氧化苦參堿能夠保護線粒體，減少心肌細胞凋亡，逆轉心室重構，起到改善小鼠心力衰竭的效果。胡燦等[23]采用實時熒光定量PCR和Western blot檢測方法檢測不同劑量糖和苦參堿對H9C2心肌細胞的影響，結果表明苦參堿可以顯著降低細胞凋亡率，改善高糖誘導的心肌細胞損傷。

2.4 對免疫系統的影響

陳彥旭等[24]將苦參通過水煎、醇沉以及色譜分離等方法得到總多糖及多糖組分，再探究其對小鼠脾淋巴細胞增殖和IFN-γ分泌的影響，結果表明，苦參多糖具有顯著的免疫活性,可起到抗乙肝和抗炎的效果。王剛等[25]給BALB/C小鼠注射高中低劑量的氧化苦參堿，并通過檢測分析Tfh細胞的比例，發現高劑量組作用強于中、低劑量組，并且可以抑制Tfh細胞Bcl-6 mRNA的轉錄，研究表明，氧化苦參堿可能具有調節Tfh細胞免疫功能的作用。

2.5 其他作用

除上述外，苦參中的活性成分還有其他很多藥理作用，比如抗肝損傷，抗過敏平喘，對神經系統的抑制，利尿，鎮痛解熱，體外殺精等。蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）是胰島素信號級聯的重要負調控因子。從苦參中提取的5種薰衣草黃酮類化合物被證明是PTP1B的非競爭性抑制劑，并且還能在胰島素信號傳導途徑中提高人肝細胞中胰島素刺激的Akt磷酸化水平，表明它們具有開發抗胰島素抵抗藥物的潛力。有研究報道[2]苦參中的異戊二烯類黃酮槐黃酮G、苦參酮和苦參堿等化合物B環帶有的間苯二酚的部分結構與低密度脂蛋白（LDL）氧化密切相關，結果顯示對銅誘導的LDL的氧化有抑制作用。也有研究證明，苦參總黃酮具有較強的1,1-二苯基-2-苦參酰肼（DPPH）和羥自由基清除能力，顯示出較好的抗氧化能力。

3 結語

苦參作為我國一種應用廣泛的傳統中藥，近年來，隨著國內外對苦參的不斷深入研究，主要活性物質苦參堿、氧化苦參堿、黃酮類的抗腫瘤、抗炎抗病毒等的藥理作用已得到充分證實。目前，苦參通過體內和體外的各種藥理活性試驗已被證實是低毒且具有很高的藥用價值，其化學成分具有新藥研發的潛力。未來，研究者可進一步深入細致地研究苦參的其他有效化學成分，使更多安全、有效、質量可控的成分能廣泛應用于醫藥、食品、醫藥、化妝品行業等領域。隨著藥效學和構效關系的不斷探究，苦參的化學成分必將得到更加充分的開發和利用，以推動中醫藥產業的蓬勃發展。