柴胡皂苷類成分提取分離及生物活性研究進展

鄭連軍，付然，王慶潔，馮安琪,b，李丹琦,b*

柴胡皂苷類成分提取分離及生物活性研究進展

鄭連軍a，付然a，王慶潔a，馮安琪a,b，李丹琦a,b*

（沈陽化工大學 a.制藥與生物工程學院；b.功能分子研究所, 遼寧 沈陽 110142）

柴胡為我國傳統(tǒng)中藥，廣泛用于治療感冒發(fā)熱、寒熱往來、瘧疾、肝郁氣滯等癥。《中華人民共和國藥典（2020版）》中記載包括柴胡在內(nèi)的處方約有60多個，柴胡質(zhì)量控制的主要指標為柴胡皂苷類化學成分。柴胡皂苷(Saikosaponins)為柴胡中的主要活性成分，其結構主要為五環(huán)三萜衍生物。近年來，柴胡中已分離得到100多個不同的三萜皂苷。就近年來柴胡皂苷及其藥理活性的研究進展進行綜述，旨在為柴胡今后的合理開發(fā)利用提供科學依據(jù)基礎。

柴胡；皂苷；生物活性

柴胡（）為一年生或多年生草本，十大隴藥之一，作為中藥在我國已經(jīng)有2000多年的用藥歷史。柴胡始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，將其列為可用藥之上品，其性苦，微寒，味辛，入肝、膽、肺經(jīng)[1]。柴胡被認為是中國最重要的中草藥之一，因其解表清熱、調(diào)理肝氣、扶正陽氣的功效而被廣泛應用于治療多種疾病[1-2]。傳統(tǒng)中醫(yī)主張以小柴胡湯、柴胡舒肝散等典型中藥復方治療感冒發(fā)熱和肝臟疾病,如肝纖維化，肝炎等[2]。植物柴胡的各個部位都有豐富的化學成分，其中柴胡的根通常是柴胡的藥用部分，為了便于使用，通常被加工成片[3]。近年來，柴胡因其豐富的成分和重要的開發(fā)和利用價值獲得了食品健康與醫(yī)藥領域廣泛的關注。2020年版《中國藥典》將北柴胡和南柴胡統(tǒng)稱為柴胡。事實上，許多其他柴胡品種在亞洲東部的國家也被收整用作藥物，如鐮柴胡、銀柴胡、山柴胡被正式列入日本藥典以及中國部分省級藥典[2-4]。這些柴胡屬藥用植物廣泛分布于北半球，也常用于歐亞大陸和北非的藥用。隨著現(xiàn)代天然藥物化學的發(fā)展，許多有價值的和重要的功效在柴胡中發(fā)現(xiàn)，如抗炎、抗腫瘤、抗抑郁藥、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)等功能[1，5-6]。所有這些有效作用都是源于其各種次生代謝產(chǎn)物，尤其是柴胡皂苷，其含量可高達柴胡根干重的7%。迄今為止，已從柴胡中分離和鑒定出100多個糖基化齊墩果烷型皂苷，其中一些已經(jīng)被證明在體內(nèi)和體外都具有顯著的生物活性。本文對柴胡屬植物已分離得到的皂苷類成分進行總結整理，旨在為該屬植物皂苷的進一步分離純化及藥理活性研究提供參考。

1 柴胡皂苷

1.1 齊墩果烷型五環(huán)三萜類

到目前為止，已經(jīng)從柴胡屬植物中分離得到100多個齊墩果烷型五環(huán)三萜類皂苷，根據(jù)苷元結構可將其分為以下幾種類型[4-7]，如圖1所示。

1.1.1 I型柴胡皂苷

I 型柴胡皂苷為柴胡中的原生苷，結構中含有13, 28-環(huán)氧醚鍵，常見的如柴胡皂苷 a、柴胡皂苷c、柴胡皂苷d、柴胡皂苷e等40余種。Fang[8]等通過波譜數(shù)據(jù)分析鑒定出6″-O-乙酰基-柴胡皂苷 B2。Wang[9]等通過液質(zhì)聯(lián)用法鑒定出新的柴胡皂苷類化合物，柴胡皂苷X, 為柴胡皂苷在C-15上帶有羥基的第一個實例。

1.1.2 II型柴胡皂苷

II型皂苷具有異環(huán)雙烯結構，常見的如柴胡皂苷 b1、柴胡皂苷b2等40余種。Fang[8]等分析鑒定出柴胡皂苷II和柴胡皂苷IV, 其中，柴胡皂苷 IV為柴胡皂苷l的差向異構體。Wang[9]等鑒定出新的柴胡皂苷類化合物，柴胡皂苷Y-1、柴胡皂苷 Y-2、23-O-乙酰基-柴胡皂苷B2，而23-O-乙酰基柴胡皂苷B2為23-乙酰氧基-油酸-11,13（18）-二烯柴胡皂苷。

1.1.3 III型柴胡皂苷

III型皂苷12位為雙鍵結構，通常具有 C11-OCH3或C11-OH 取代基，常見的如柴胡皂苷 b3、柴胡皂苷b4等20余種。Fang[8]等分離得到3-O- [-L-rhamnopyranosyl (1?2)--D-glu copyranosyl (1?2)--D-glucopyranosyl]-28-O-[-D- glucopyranosyl (1?2)--D-glucopyra nosyl] echinocystic acid等III型柴胡皂苷。Dahmoune[10]等鑒定出三個從未報道過的三萜皂苷類化合物，如3-O--D-glucopyranosyl-(1→6)- [-D-glucopyranosyl-(1→2)]-[-L-rhamnopyranosyl- (1→4)]--D-glucopyranosyl-3,16,23,28-tetrahydr- oxyolean-12-ene等三個母核相同的化合物。

1.1.4 IV型柴胡皂苷

IV型皂苷的同環(huán)雙烯結構通常被認為是其原生苷的環(huán)氧醚鍵斷裂，后發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)移而形成，常見的如柴胡皂苷g等[11]。Fang[8]等分析鑒定出柴胡皂苷III。Wang[9]等鑒定出新的柴胡皂苷類化合物，柴胡皂苷Z，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)柴胡皂苷Z是柴胡皂苷G的C-16差向異構體，具有α取向的16-OH。

1.1.5 其他

V型皂苷具有C12-烯-C28-COOH結構，為齊墩果酸型衍生物[11], Sandra[12]等分離得到柴胡皂苷 X和柴胡皂苷IX。VI 型和VII 型皂苷均含有五元環(huán)，Just[13]等鑒定出新的VI 型化合物 fruticesaponin A-C。Estevez-Braun[14]等鑒定出新的VII型化合物lup-20(29)-en-3, 28-diol和lup-20(29)-en-3, 28, 30-triol等。

1.2 烏蘇烷型五環(huán)三萜類

Fujioka[15]等分離得到10個新的五環(huán)三萜類皂苷，即rotundifoliosides A-J，其中 A, I, 和J具有相同的母核結構，G和H具有相同的母核結構, E和 F相同, B和C相同。

2 生物活性

中藥作為天然藥物，其成分頗為復雜。一般情況下，中藥的副作用要比合成西藥和生物制藥小得多[16-17]。現(xiàn)代藥理研究表明，柴胡具有解熱、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、止咳、消炎、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化、抗抑郁、抗癲癇、保肝、利膽等作用，可用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等疾病的預防治療[16-19]。

2.1 解熱鎮(zhèn)痛

中藥通過配伍組方協(xié)同增加藥效降低副作用來達到治療疾病的目的，柴胡與桂枝、葛根、板藍根、甘草等配伍用藥可以起到發(fā)汗解表、清熱導滯的效果，臨床用于風熱感冒。談英[20]等在網(wǎng)絡藥理學的基礎上探討了柴胡的鎮(zhèn)痛機制，篩選出了柴胡的13個主要鎮(zhèn)痛靶點，主要影響細胞增殖、精氨酸分解代謝、血小板活化等過程。石亮[21]等研究了柴胡水提物對背部皮下注射大鼠發(fā)熱模型的解熱機制，其作用機制主要與降低血中炎癥介質(zhì)IL-1, IL-6, TNF-ɑ, PGE2含量和調(diào)節(jié)下丘腦cAMP及AVP的合成分泌有關。

圖1 七種齊墩果烷型五環(huán)三萜類皂苷的苷元結構

2.2 抗炎作用

Ma[22]等研究了柴胡皂苷s的抗炎作用，發(fā)現(xiàn)柴胡皂苷s對急性炎癥小鼠具有較好的抗炎作用，柴胡皂苷s可以通過調(diào)控煙酸、煙酰胺和花生四烯酸的代謝，有效調(diào)控生物標志物的表達水平。重癥急性胰腺炎，伴隨著多器官衰竭和高死亡率，并伴有明顯的氧化應激和炎癥反應。Li[23]等發(fā)現(xiàn)柴胡皂苷A誘導的腸道微生物群變化減弱了大鼠模型中重癥急性胰腺炎的進展，可能是重癥急性胰腺炎輔助治療的潛在天然藥物。NLRP3炎癥體激活導致嚴重的肝臟炎癥。Chen[24]等發(fā)現(xiàn)丙二醛和線粒體超氧化物水平升高，超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和過氧化氫酶活性降低，而柴胡皂苷d可顯著降低丙二醛和線粒體超氧化物水平，具有抗炎作用。

2.3 保肝利膽作用

有研究通過測定Wistar大鼠血漿乳酸脫氫酶(LDH)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)活性，評價柴胡多糖水提物對d-半乳糖胺誘導的大鼠肝損傷的肝保護作用[25]。Zhang[26]等研究發(fā)現(xiàn)柴胡皂苷d是柴胡皂苷中的主要保肝成分，但也與肝毒性有關，半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶能有效抑制柴胡皂苷d誘導的肝毒性，破壞的LPC和膽汁酸是柴胡皂苷d肝毒性的最顯著特征，而半胱天冬酶抑制劑可以恢復這些變化。Xia[27]等發(fā)現(xiàn)柴胡皂苷a的保肝作用同樣與劑量有關，小劑量對酒精性脂肪肝斑馬魚有保護作用，大劑量柴胡皂苷a對斑馬魚有肝毒性。

2.4 抗抑郁作用

Guo[28]等以誘導的抑郁癥大鼠模型為研究對象，探討柴胡皂苷a抗抑郁作用的靶蛋白。結果表明，柴胡皂苷a能減輕4周內(nèi)CUMS大鼠的抑郁癥狀，上調(diào)海馬多巴胺含量。柴胡皂苷d作為柴胡的主要活性成分，在臨床前研究中具有抗抑郁作用，Wang[29]等發(fā)現(xiàn)低劑量的柴胡皂苷d可以改善LPS誘導的小鼠神經(jīng)炎癥并減輕神經(jīng)元凋亡，這表明柴胡皂苷d可能具有激素劑量反應。賀澤慧[30]等發(fā)現(xiàn)柴胡總皂苷能改善肝氣郁結小鼠的抑郁行為，其機制可能與CYP3A4蛋白表達下調(diào)有關，并且研究發(fā)現(xiàn)柴胡疏肝散通過增強ERK5活性，調(diào)節(jié)磷脂、膽汁代謝等途徑發(fā)揮抗抑郁作用。

2.5 抗腫瘤作用

Wang[31]等發(fā)現(xiàn)柴胡皂苷d可顯著導致TNBC細胞凋亡，且呈劑量依賴性，柴胡皂苷d作為一種天然藥物提取物，在低劑量時也表現(xiàn)出良好的治療效果。趙新[32]等誘導大鼠乳腺癌為實驗模型，研究其抗腫瘤機制，與對照組相比，柴胡皂苷a顯著抑制腫瘤生長和腫瘤細胞增殖。Tang[33]等發(fā)現(xiàn)經(jīng)過動物實驗發(fā)現(xiàn)柴胡皂苷d增強了吉非替尼的抗腫瘤作用，為對表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑耐藥的非小細胞肺癌患者提供了一種新的治療方法。

2.6 抗癲癇作用

Ye[34]等研究發(fā)現(xiàn)，柴胡皂苷a通過抑制mTOR信號通路抑制p-mTOR和p-70S6K的表達，從而抑制戊四氮PTZ誘導的癲癇發(fā)作，保護海馬神經(jīng)元凋亡。Wei[35]等發(fā)現(xiàn)柴胡皂苷a以劑量依賴性的方式顯著抑制4AP癲癇模型中海馬CA1神經(jīng)元的癲癇樣放電頻率和持續(xù)時間。Li[36]等初步研究了柴胡皂苷的抗癲癇機制，發(fā)現(xiàn)柴胡皂苷可以降低癲癇發(fā)作的頻率和時間，降低病理神經(jīng)元的興奮性，顯著抑制癲癇發(fā)作，保護神經(jīng)元。

3 結 論

柴胡作為常用中藥材，具有多種藥理活性，對于新藥的開發(fā)和利用有著重要的意義。但天然藥物成分復雜繁多，對其有效成分進行質(zhì)量控制和定量分析就顯得十分重要。柴胡皂苷作為柴胡主要活性成分，與其藥理活性密切相關，對其相關內(nèi)容進行綜述，可為柴胡藥材的開發(fā)和利用提供了理論依據(jù)，為含柴胡藥材的復方制劑的配伍研究奠定基礎，進一步提高了臨床安全用藥。

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Research Progress of the Extraction, Separation and Biological Activity of Saikosaponins

a,a,a,a,b,a,b *

（a. College of Pharmaceutical and Biological Engineering; b. Institute of Functional Molecules, Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang Liaoning 110142, China）

is one of the most successful and widely used Chinese herbal medicines for the treatment of many diseases. It is a common component in traditional Chinese medicine prescriptions for treating fever, influenza, regulating metabolism and controlling endocrine. There are about 60 prescriptions includingin(2020). The main index ofquality control is the chemical components of Bupleurum saponins. Saikosaponins has been studied and applied for a long time, and its structure is mainly pentacyclic triterpene derivatives. In recent years, more than 100 different triterpenoid saponins have been isolated from. In this paper, the research progress of saikosaponin and its physiological activities in recent years was reviewed, in order to provide a scientific basis for the rational development and utilization of saikosaponin in the future.

; Saponins; Biological activity

2020年大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計項目，南柴胡的化學成分和藥理活性研究（項目編號：x202010149113）；遼寧省教育廳面上項目，南柴胡中抗抑郁活性先導化合物的快速發(fā)現(xiàn)及作用機制研究（項目編號：LJKZ0438）。

2021-11-01

鄭連軍（1999-），男，山東省高密市人，研究方向：天然藥物化學。E-mail：2683742865@qq.com。

李丹琦（1987-），女，吉林省遼源市人，講師，博士，畢業(yè)于沈陽藥科大學，研究方向：天然藥物化學。E-mail：lidanqi@yeah.net。

R284

A

1004-0935（2022）01-0050-04