元寶草的化學(xué)成分、藥理作用研究進(jìn)展和質(zhì)量標(biāo)志物分析預(yù)測(cè)

謝孟姣，郭勇秀，李芳嬋，陳海燕，賴信宏，隨家寧，蔣林,2*

(1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，廣西 南寧 530001；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)壯瑤藥工程技術(shù)中心，廣西 南寧 530001)

元寶草，為金絲桃科植物元寶草HypericumsampsoniiHance的全草。辛、苦，寒。具有涼血止血、清熱解毒、活血調(diào)經(jīng)、祛風(fēng)通絡(luò)之功效，我國(guó)江蘇、浙江、臺(tái)灣、江西、湖南、廣東、廣西、四川等省區(qū)均有分布，野生于山坡草叢中或曠野路旁;印度東部和日本也有分布[1]。《本草從新》“辛寒補(bǔ)陰,治吐血衄血”[2]，晚清《植物名實(shí)圖考》記載能治乳癰，治痧癥極效[3]。元寶草在很多地方文獻(xiàn)中都有記載，杭州民間用作收敏止血藥，與墨旱蓮?fù)瑯庸πА?又據(jù)浙江仙居朱壽朋報(bào)告，元寶草具有伏蛇、治痢、外敷消散指瘍的作用[4]，《江西草藥》記載：“可治創(chuàng)傷化膿、鵝口瘡”[5]。元寶草是一味歷史悠久的中藥，在民間得到廣泛使用，含有多環(huán)多異戊烯基間苯三酚衍生物、類(lèi)黃酮類(lèi)、 萘駢雙蒽酮類(lèi)、二苯甲酮類(lèi)、揮發(fā)油、蒽醌等化學(xué)成分，具有抗癌、抗腫瘤、抗抑郁、抗炎、抗病毒及抗菌等作用。本文在綜述元寶草的化學(xué)成分和藥理作用的基礎(chǔ)上，對(duì)元寶草的質(zhì)量標(biāo)志物進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)為元寶草的藥效物質(zhì)提供新的思路。

1 化學(xué)成分

元寶草化學(xué)成分的報(bào)道主要為多環(huán)多異戊烯基間苯三酚衍生物、類(lèi)黃酮類(lèi)、 萘駢雙蒽酮類(lèi)、二苯甲酮類(lèi)、揮發(fā)油、蒽醌等化學(xué)成分。

1.1 多環(huán)多異戊烯基間苯三酚衍生物(PPAPs)

PPAPs類(lèi)是元寶草的主要活性成分，該類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)新穎，田文靜、曾祎含以及朱虎成等人從元寶草中分離并鑒定出多種PPAPs化合物，結(jié)構(gòu)差異大，它的絕對(duì)構(gòu)型是通過(guò)計(jì)算ECD以及結(jié)合分子軌道分析對(duì)比CD譜圖來(lái)確定的，該類(lèi)化合物具有抗腫瘤、抗抑郁、抗菌、抗病毒等作用，成為了目前研究的熱點(diǎn)[6-7]，其成分見(jiàn)表1。

表1 多環(huán)多異戊烯基間苯三酚衍生物(PPAPs)成分

續(xù)表1

1.2 類(lèi)黃酮類(lèi)

元寶草類(lèi)黃酮主要包括黃酮類(lèi)、呫噸酮及其苷類(lèi)。 黃酮類(lèi)化合物大都顯黃色，廣泛存在于自然界，是一類(lèi)重要的天然有機(jī)化合物。這類(lèi)化合物多存在于雙子葉植物及裸子植物中。黃酮類(lèi)成分見(jiàn)表2。

表2 元寶草黃酮類(lèi)化合物

呫噸酮也是目前藤黃科研究的熱點(diǎn)之一，目前在國(guó)內(nèi)外學(xué)者從元寶草中發(fā)現(xiàn)出的呫噸酮成分不斷上升，龔穎珍[16]利用軟件建立了總呫噸酮數(shù)據(jù)庫(kù)，包含28個(gè)呫噸酮的化學(xué)式、分析式、相對(duì)分子質(zhì)量。呫噸酮成分見(jiàn)表3。

表3 元寶草呫噸酮化合物

1.3 萘駢雙蒽酮類(lèi)

這類(lèi)化合物有金絲桃素和假金絲桃素等，金絲桃素類(lèi)具有抗腫瘤、抗抑郁、抗人體免疫缺陷病毒(HIV)、光動(dòng)活性作用[17]，細(xì)胞鮮重的增加與金絲桃素和假金絲桃素含量密切相關(guān)[18]。

1.4 二苯甲酮類(lèi)

二苯甲酮類(lèi)成分見(jiàn)表4。

表4 元寶草的二苯甲酮類(lèi)化合物

1.5 蒽醌類(lèi)

元寶草蒽醌類(lèi)部分成分見(jiàn)表5。

表5 元寶草的蒽醌類(lèi)化合物

1.6 揮發(fā)油

元寶草的揮發(fā)油成分包括烴類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)、單萜和倍半萜、脂肪酸和脂類(lèi)、烯醇和烯醛。肖丙坤等[22]利用水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油，結(jié)果共分離73個(gè)組分,鑒定了56個(gè)化學(xué)成分，占揮發(fā)油相對(duì)含量的81.7%，其中含量較高的是棕櫚酸乙酯7.49%，其次為苯甲醛6.32%。

1.7 其他

元寶草另外還含有對(duì)羥基苯甲酸、3,4-二羥基苯甲酸、白樺脂酸[13]、3,4-二羥基苯甲酸乙酯、β-谷甾醇[19]、二十八烷醇、三十烷酸、2,5-二甲基苯酚、苯甲酸、香草酸、胡蘿卜苷[20]、阿魏酸、咖啡酸甲酯、香草酸等成分[23]。

2 藥理作用

2.1 抗抑郁

抑郁癥是自身機(jī)體、環(huán)境、社會(huì)等多種因素造成的精神疾病，主要癥狀為情緒低落、快感缺失、自我價(jià)值感降低，具有高自殺率和死亡率，位于全球負(fù)擔(dān)疾病前列[24]。金絲桃素是抗抑郁的主要成分之一，元寶草總醇提物具有抗抑郁作用，其中的乙酸乙酯部位和正丁醇萃取部位也具有抗抑郁活性，兩個(gè)部位富集的總黃酮抗抑郁作用存在劑量依賴關(guān)系[25-26]，花中總黃酮含量最高，葉次之[27]，石金成等也研究發(fā)現(xiàn)元寶草正丁醇萃取部位和水萃取部位也有活性，初步機(jī)理探索提示元寶草提取物抗抑郁作用與去甲腎上腺素(NA)和多巴胺(DA)受體關(guān)系密切[28]。龔穎珍[16]研究利用開(kāi)野實(shí)驗(yàn)、小鼠強(qiáng)迫游泳和懸尾實(shí)驗(yàn)三個(gè)模型對(duì)元寶草粗提取物，元寶草總呫噸酮部位和單體芒果苷進(jìn)行抗抑郁實(shí)驗(yàn),研究結(jié)果證明元寶草粗提物、總呫噸酮部位、芒果苷具有抗抑郁作用，初步揭示元寶草總咕酮抗抑郁活性機(jī)制可能與提高小鼠海馬組織內(nèi)單胺內(nèi)物質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)NA有聯(lián)系。

綜合上述文獻(xiàn)，元寶草的醇提取物、乙酸乙酯部位、正丁醇部位、水萃取部位都能產(chǎn)生抗抑郁作用，分離鑒定出其中的活性成分包括金絲桃素、芒果苷、黃酮、呫噸酮等成分。

2.2 抗癌、抗腫瘤

通過(guò)細(xì)胞毒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，元寶草的氯仿和乙酸乙酯提取物有抗癌活性[29]，芒果苷、槲皮素、二氯甲烷萃取部位對(duì)胃癌細(xì)胞的增殖具有抑制作用，其中二氯甲烷萃取部位效果最穩(wěn)定[25]。韓春蘭等研究發(fā)現(xiàn)元寶草醇提物的氯仿萃取部位能與維甲酸受體(RXRα)結(jié)合，并且通過(guò)誘導(dǎo)RXRα出核和抑制RXRα轉(zhuǎn)錄活性而引起肺癌細(xì)胞H460的凋亡[30]，活性成分是大黃素-6-甲醚和葉綠素a[31]，Jin-Zhang Zeng等研究發(fā)現(xiàn)元寶草提取物能夠誘導(dǎo)RXRα從細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)遷移，定位于線粒體上，引起細(xì)胞色素C的釋放和細(xì)胞的凋亡[32]，hypersampsone H對(duì)肺腺腫瘤細(xì)胞株A549有弱抑制作用[33]。具有PPAPs結(jié)構(gòu)的peroxysampsone D對(duì)5種腫瘤細(xì)胞株均表現(xiàn)出一定的活性[11]。朱虎成等對(duì)新的化合物進(jìn)行抗病毒活性篩選，結(jié)果證明大多數(shù)化合物都能對(duì)五種腫瘤細(xì)胞HL-60，SMMC-7721，A-549以及MCF-7產(chǎn)生細(xì)胞毒活性[12]，田文靜[10]研究發(fā)現(xiàn)二環(huán)骨架PPAPs能抑制視黃醇受體(RXRα)轉(zhuǎn)錄并且對(duì)Hela細(xì)胞產(chǎn)生毒性。Chen等[34]研究發(fā)現(xiàn)多種蒽醌類(lèi)、間苯三酚類(lèi)、黃酮類(lèi)成分能對(duì) 癌細(xì)胞A375、 MDA-MB-231、SGC-7901、SiHa 、SHSY-5Y 產(chǎn)生毒性從而發(fā)揮抗癌活性， IC50在10.59-42.75 μmol/L。從石油醚提取物中分離的PPAPs類(lèi)化合物Sampsonols A and B對(duì)腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性，IC50值在13-28 μmol/L[35]。

2.3 抗菌、抗病毒

元寶草還具有抗菌、抗病毒等作用。曾祎含等研究發(fā)現(xiàn)元寶草果實(shí)提取物中的PPAPs對(duì)多耐藥金葡萄球菌有抑制作用[33]，肖志勇等從元寶草中分離純化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PPAPs類(lèi)7-epiclusianone、peroxysampone A和呫噸酮類(lèi) hyperixanthone A能抗多藥耐藥金葡萄球菌。

PPAPs化合物hyperisampsin A表現(xiàn)出較好的抗艾滋病病毒HIV活性[12]， 山柰酚對(duì)禽流感病毒H5N1有一定抑制作用[20]。中藥抗菌目前已受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，目前初步發(fā)現(xiàn)苦寒藥具有很好的抗菌效果，中藥對(duì)多重耐藥致病菌具有很好的作用[36]，由于病毒的結(jié)構(gòu)特殊，尚無(wú)特異性的抗病毒藥物。我們需要研制出療效確切、針對(duì)性強(qiáng)的藥物[37]，元寶草在抗菌、抗病毒方面值得更加深入的研究。

2.4 抗炎、鎮(zhèn)痛

PPAPs、二苯甲酮類(lèi)、蒽醌、黃酮類(lèi)化合物具有抗炎作用。sampsonols C and F 對(duì)RAW 264.7巨噬細(xì)胞中LPS誘導(dǎo)的NO產(chǎn)生有效的抑制活性，從而產(chǎn)生抗炎作用[35]，Jun-Sheng Zhang等研究發(fā)現(xiàn)PPAPs和另外三個(gè)二苯甲酮類(lèi)化合物能抑制NO的產(chǎn)生[38]， Qian Chen等[34]從元寶草中分析鑒定出25種成分，包括四種酚，兩種蒽醌類(lèi)化合物，六種氧雜蒽酮，一種二苯甲酮，一種間苯三酚，九種類(lèi)黃酮和一個(gè)生物堿、一個(gè)甾醇，HPLC分析表明，類(lèi)黃酮是元寶草的主要成分，結(jié)果有多種成分能夠抑制LPS刺激的RAW264.7，THP-1和BV-2小膠質(zhì)細(xì)胞中的NO含量。

3 質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測(cè)分析

3.1 基于親緣性及成分特有性的質(zhì)量標(biāo)志物的預(yù)測(cè)分析

藤黃科金絲桃屬的植物全球約有460多種，廣泛分布于溫帶和亞熱帶地區(qū)。中國(guó)有64種，廣泛分布于全國(guó)，但主要集中在西南地區(qū)，其中28種亞種可藥用[39]。金絲桃屬植物的根、果實(shí)、全草大多含有苯駢雙蒽酮、PPAPs、呫噸酮、黃酮、揮發(fā)油等多種成分[40]，金絲桃素和金絲桃苷被認(rèn)為是該屬最具代表性的活性成分，該屬的絕大部分植物都有，裴謹(jǐn)?shù)萚41]采用分光光度法對(duì)川產(chǎn)4組7種1變種金絲桃屬藥用植物的金絲桃素進(jìn)行含量測(cè)定，發(fā)現(xiàn)金絲桃素含量各不相同，李元宏等[42]采用反相高效液相色譜(RP-HPLC)法對(duì)不同地點(diǎn)的元寶草中金絲桃素和金絲桃苷的含量進(jìn)行測(cè)定，含量分別在0.211 7～0.301 2 mg/g，0.736 4～0.798 9 mg/g，金絲桃素和金絲桃苷具有良好的抗抑郁、抗腫瘤、抗病毒、抗氧化等作用，PPAPs因此通過(guò)分析金絲桃屬植物分類(lèi)特征和考查其親緣關(guān)系，可考慮將金絲桃素、金絲桃苷類(lèi)化合物能作為元寶草的Q-marker。

3.2 基于傳統(tǒng)功效的質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測(cè)分析

中藥的傳統(tǒng)功效是在中醫(yī)理論的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐對(duì)其臨床療效的高度總結(jié)，對(duì)中藥的臨床使用具有重要的指導(dǎo)意義。元寶草的傳統(tǒng)功效為清熱解毒、涼血止血，用于吐血衄血、乳癰、跌打損傷等，外用可治頭癬、口瘡、毒蛇咬傷等[1]。現(xiàn)代藥理研究表明PPAPs類(lèi)具有抗菌、抗病毒的作用，其中的sampsonols C and F以及norhypersampsone A等具有抗炎作用，黃酮類(lèi)抑制LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞NO的形成，從而發(fā)揮抗炎作用[34]，可以看出元寶草的PPAPs成分、黃酮類(lèi)與元寶草的傳統(tǒng)藥效相一致，可作為元寶草的主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，是元寶草Q-marker依據(jù)。

3.3 基于傳統(tǒng)藥性的質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測(cè)分析

藥物之所以能夠正對(duì)病情，發(fā)揮作用，是借助藥物自身所具有的若干特性和作用，前人稱(chēng)之為藥物的偏性。藥物偏性即藥物與療效有關(guān)的性質(zhì)，統(tǒng)稱(chēng)為藥性。元寶草“辛、苦，寒”[1]，辛味藥物中化學(xué)成分多數(shù)含有揮發(fā)油，苦寒藥中的化學(xué)成分多為苷類(lèi)、生物堿、黃酮等[43]，那么元寶草的揮發(fā)油、黃酮類(lèi)成分可為元寶草Q-marker提供參考。

3.4 基于新的藥效的質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測(cè)分析

關(guān)于元寶草新的藥效，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)元寶草能治療抑郁癥、癌癥，對(duì)元寶草的抗抑郁方面，其活性成分包括金絲桃素、黃酮、呫噸酮等成分[28，44]。二環(huán)骨架PPAPs能抑制視黃醇受體(RXRα)轉(zhuǎn)錄并且對(duì)Hela細(xì)胞產(chǎn)生毒性， PPAPs類(lèi)、黃酮類(lèi)成分能對(duì)癌細(xì)胞產(chǎn)生毒性從而發(fā)揮抗癌作用，PPAPs類(lèi)化合物sampsonol A and B對(duì)腫瘤細(xì)胞能產(chǎn)生毒性[10,34-35]，因此金絲桃素、黃酮類(lèi)、PPAPs、呫噸酮可為元寶草Q-marker提供參考。

3.5 基于成分可測(cè)性的質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測(cè)分析

化學(xué)成分的可測(cè)性是質(zhì)量標(biāo)志物的重要依據(jù)，目前中藥化學(xué)成分是通過(guò)色譜方法來(lái)分析測(cè)定的[45]，為了便于建立元寶草質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，制定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，元寶草也是采用色譜分析來(lái)進(jìn)行定性、定量測(cè)定。李元宏等[42]采用反相高效液相色譜(RP-HPLC)法對(duì)元寶草中金絲桃素和金絲桃苷含量進(jìn)行測(cè)定，該方法重現(xiàn)性好，檢測(cè)結(jié)果正確，可用于質(zhì)量控制，龔穎珍等利用單因素和正交實(shí)驗(yàn)法確定了總呫噸酮最佳提取工藝，該部位元寶草總呫噸酮部位含量為56%，考察了元寶草中總黃酮最佳提取工藝，條件為70%乙醇,提取溫度60℃,乙醇用量20倍,提取次數(shù)3次，該條件下元寶草中總黃酮平均得率為2.38%[16]，而曾虹燕等[46]用石油醚和甲醇提取元寶草植株中的總黃酮，含量為4.33%，帶牙的愈傷組織總黃酮含量比植株高1.54%，目前對(duì)元寶草PPAPs成分的定量分析很少，主要是由于PAPs成分結(jié)構(gòu)高度氧化和復(fù)雜，不易測(cè)定，但是PPAPs作為元寶草的主要活性成分，需要進(jìn)一步探索元寶草PPAPs定量測(cè)定方法。綜上，金絲桃素、呫噸酮、黃酮可作為元寶草成分可測(cè)的Q-marker的參考。

4 總結(jié)和展望

目前中藥質(zhì)量控制的趨勢(shì)是測(cè)量某種中藥的單一成分和特征性成分的含量，存在著中藥質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、中藥控制手段與中藥的有效性聯(lián)系不大的情況， 2016年劉昌孝院士[47]提出了中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)物的概念，基于此理念，本文在元寶草化學(xué)成分和藥理作用的基礎(chǔ)上，從植物親緣關(guān)系及化學(xué)成分、傳統(tǒng)功效、傳統(tǒng)藥性、新的藥效、成分可測(cè)性的角度對(duì)元寶草質(zhì)量標(biāo)志物(Q-marker)進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，建議將黃酮類(lèi)、呫噸酮、多環(huán)多異戊烯基間苯三酚衍生物化合物作為元寶草總成分類(lèi)Q-marker的備選物質(zhì)，把金絲桃素、金絲桃苷作為元寶草單一成分類(lèi)Q-marker備選物質(zhì)。本文通過(guò)確定元寶草Q-marker篩選的備選物質(zhì)，以期為解決元寶草質(zhì)量問(wèn)題、建立更加科學(xué)的質(zhì)量評(píng)價(jià)體系和制定高水平的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供參考，為今后能夠全面、準(zhǔn)確分析元寶草的藥材質(zhì)量，為推動(dòng)后續(xù)元寶草的生產(chǎn)和發(fā)展提供依據(jù)。