三七莖葉研究進展

石萍萍，潘俊，李宏，劉秀嶶，金鵬程，吳昕怡，田浩

(云南省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，云南 昆明 650032)

三七莖葉為五加科人參屬三七[Panaxnotoginseng(Burk.) F.H.Chen]的干燥莖葉，三七作為中國傳統(tǒng)中藥，在臨床上應用廣泛，有較高的藥用價值和經(jīng)濟價值，目前，三七在云南文山州、紅河州均有大規(guī)模種植以滿足快速增長的市場需求，但三七莖葉作為三七副產(chǎn)物利用率極低。三七莖葉，性溫，味辛，能治跌打，消察散血，敷毒瘡，治痰火，又能止血，又因其獨特的風味“味苦回甘”，故而在我國及東南亞國家有較長的藥用和食用歷史[1-2]。現(xiàn)代藥理學研究表明，三七莖葉具有改善睡眠[3]、抗抑郁[4]、預防治療心血管疾病[5]、抗氧化[6]、保肝[7]等作用。三七莖葉的主要活性成分為皂苷[8]。此外，還富含維生素、氨基酸、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分。三七莖葉于2016年被納入地方特色食品[9]，次年，發(fā)布了關(guān)于干制三七莖葉的食品安全地方標準[10]。截至目前，關(guān)于三七莖葉在食用和藥用方面的綜合利用引起了越來越多人的關(guān)注。隨著對三七莖葉研究的進一步深入，綜合開發(fā)利用三七莖葉是大勢所趨。本文綜述了三七莖葉的化學成分和藥理作用，為其進一步深入研究和開發(fā)利用提供參考。

1 化學成分

1.1 總皂苷 三七莖葉中皂苷類化合物含量較高，總皂苷含量達8.53%±0.92%[1]，是三七莖葉的主要藥理活性成分[8]。三七中富含達瑪烷型皂苷，化學上又將達瑪烷型皂苷分為20(S)-原人參三醇型皂苷(PPT)和20(S)-原人參二醇型皂苷(PPD)，PPT型皂苷主要存在于三七地下部分，PPD型皂苷主要存在于三七地上部分，人參皂苷Rc、Rb2、Rb3在三七葉中含量較高，但根中極少[11-12]。2012年，Mao等[12]利用LC-QTOF-MS對三七葉乙醇提取物中的化學成分進行鑒定，共鑒定出48種皂苷，其中40種皂苷為PPD型，7種皂苷為PPT型，1種皂苷為齊墩果烷型。2019年，Cao等[13]通過建立一項液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，鑒定了三七葉中的226種皂苷。本文歸納整理了近年來從三七莖葉中分離純化得到的72個皂苷類化合物[8，12，14-29]，詳情請見表1～3。

表1 母核類型

表2 三七莖葉中的主要皂苷類化合物

表2(續(xù))

表3 三七莖葉中的主要皂苷類化合物

表3(續(xù))

1.2 黃酮類 三七莖葉中總黃酮含量為1.94%±0.18%[1]，截至目前，從三七莖葉中分離得到了9種黃酮類化合物，分別為山柰酚(1)，山柰酚-3-O-β-D-半乳糖苷(2)，山柰酚-3-O-β-D-半乳糖(2→1)葡萄糖苷(3)，山柰酚-7-O-α-L鼠李糖苷(4)，槲皮素(5)，槲皮素-3-O-槐糖苷(6)，槲皮素-3-O-β-D-半乳糖(2→1)葡萄糖苷(7)，甘草素(8)及甘草芹糖苷(9)[30]。其中，槲皮素平均含量為0.16%[31]。

圖1 三七莖葉中的黃酮類化合物

1.3 其他類 三七莖葉中含有豐富的維生素C、維生素B2、維生素B5、維生素B12、維生素K1、煙醜胺，生物素和葉酸；富含酮、鋅、鐵、錳、鈣、鎂、鈉等微量元素及蛋白質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)成分[31]，其中，氨基丁酸是三七地上部分中一種重要氨基酸類有效成分，具有調(diào)節(jié)血壓與心率、治療神經(jīng)退行性疾病、保肝利腎、抗衰老、促進生長激素分泌、預防肥胖等功效[32]。七莖葉中還含有多酚類成分，如沒食子酸[31]。三七莖葉粗蛋白含量≥9.0%[1]，粗纖維含量為8.33%～20.45%[33]，而脂肪含量低，有較高的營養(yǎng)價值和食用價值。

2 藥理作用

三七莖葉安全無毒[34]，具有多種藥理活性作用，如抗焦慮，抗抑郁，抗骨質(zhì)疏松，抗糖尿病，抗癌，保肝等。

2.1 抗焦慮作用 2019年，杜瑤等[35]研究發(fā)現(xiàn)，三七葉總皂苷在500 mg·kg-1劑量下，與模型組相比能明顯增加小鼠開臂時間百分比(OT%)且使海馬內(nèi)γ-氨基丁酸(GABA)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)的含量增加，表明三七葉總皂苷能通過調(diào)節(jié)BDNF-GABA 信號通路，從而降低老齡小鼠焦慮易感性，起到抗老年焦慮癥的作用。

2.2 抗抑郁 2011年，Xiang等[36]通過小鼠強迫游泳實驗和大鼠慢性溫和應激模型實驗，發(fā)現(xiàn)三七莖葉總皂苷能通過調(diào)節(jié)腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)，增加5-羥色胺、多巴胺和去甲腎上腺素水平，并降低細胞內(nèi)Ca2+濃度從而發(fā)揮抗抑郁作用。

2015年，張華林等[37]通過建立慢性應激抑郁大鼠模型發(fā)現(xiàn)三七葉總皂苷在100 mg·kg-1劑量下可以使腦內(nèi)多巴胺和去甲腎上腺素水平分別升高13.89%和19.66%，表明三七葉總皂苷具有良好的抗抑郁作用。

2018年，Zhang等[4]以慢性非預期輕度應激小鼠為模型，通過體重曲線、強迫游泳和懸尾實驗監(jiān)測小鼠行為，證明三七葉總皂苷是一種有效的抗抑郁藥，又通過與環(huán)狀RNA的分析，推測三七葉總皂苷的抗抑郁機制可能與調(diào)節(jié)環(huán)狀RNA的表達有關(guān)。

2.3 保肝作用 2015年，Wang等[38]研究發(fā)現(xiàn)，三七葉總皂苷可通過降低乙醇誘導的氧化應激反應及改善腸道內(nèi)毒素介導的炎癥，從而有效地保護酒精性肝損傷。

2019年，Liu等[7]通過建立一種基于超高效液相串聯(lián)四極桿飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(UHPLC-QTOF/MS)的代謝組學方法，評價了三七葉總皂苷對酒精性脂肪肝小鼠的保肝作用。研究發(fā)現(xiàn)，大劑量三七葉總皂苷(300 mg·kg-1)與水飛薊素(100 mg·kg-1)對比，兩者對酒精性脂肪肝小鼠起到的保肝作用近乎相同。研究闡明高劑量的三七葉總皂苷可能通過調(diào)節(jié)PLA2、LACT和5,6-δ-去飽和酶的表達來介導乙醇攝入引起的代謝紊亂。

2.4 抗骨質(zhì)疏松 臨床上常以放射為基礎進行惡性腫瘤的治療，在放射過程中，正常組織也易受損，可能造成骨質(zhì)疏松。2015年，Du等[39]通過建立輻射致骨質(zhì)疏松的小鼠模型進行體內(nèi)和體外檢測，發(fā)現(xiàn)與空白組相比，每天分別用50、100和200 mg·kg-1劑量給三七葉總皂苷15 d后，這3組輻照小鼠的骨密度平均值分別增加了80.4%、85.4%和81.5%，此外，給三七葉總皂苷后使輻照小鼠的細胞增殖增加，AKP活性增加，RUNX2和OPG蛋白水平升高并促進了鈣結(jié)節(jié)的形成，表明三七葉總皂苷可通過調(diào)節(jié)骨形成和骨吸收來抑制輻射引起的骨質(zhì)疏松。

2.5 神經(jīng)保護作用 2014年，Zhou等[6]研究了三七葉總皂苷在體外對氧化應激誘導的腦細胞損傷的作用，該研究證實了三七葉總皂苷可通過激活抗氧化系統(tǒng)，對H2O2誘導的星形膠質(zhì)細胞損傷和ODG/復氧誘導的SH-SY5Y細胞損傷發(fā)揮保護作用。這些作用也可以保護大腦免受神經(jīng)紊亂中氧化應激所引起的損傷。

2018年，Liu等[29]以神經(jīng)生長因子(NGF)做對照，采用MTT法檢測發(fā)現(xiàn)，nototronesides B在1.0 μmol·L-1濃度下，可以增加游離血清誘導的人神經(jīng)母細胞瘤PC12細胞的細胞活力，細胞活力為79.33%。表明三七葉中含有的nototronesides B對人成神經(jīng)細胞瘤PC12細胞有神經(jīng)保護作用。

2.6 抗糖尿病作用 2014年，Li等[14]對從三七葉中分離得到的21種化合物做了蛋白酪氨酸磷酸酶1B抑制活性實驗，發(fā)現(xiàn)化合物notoginsenoside-LY、20(R)-protopanaxadiol、20(R)-ginsenoside-Rh2和20(S)-ginsenoside-Mc對其有抑制活性，上述4種化合物的50%抑制濃度分別為29.08、21.27、28.12和26.59 μmol·L-1。同時，發(fā)現(xiàn)：糖基的存在會降低化合物對PTP 1B的抑制活性；20(R)-PPD型三萜比20(S)-PPD型三萜更有效；PPT類三萜對PTP 1B無任何抑制活性。

2.7 抗炎作用 2019年，Li等[20]從三七莖葉中分離得到的化合物gypenoside IX在非細胞毒性濃度100 μmol·L-1下，在脂多糖(LPS)刺激的RAW264.7細胞中能夠抑制一氧化氮(NO)的產(chǎn)生，表明有抗炎活性。同年，Zhang等[23]從三七葉中分離得到11種達瑪烷型三萜皂苷，在LPS刺激的RAW264.7細胞中檢測了上述化合物對NO的抑制活性。其中，化合物notoginsenoside NL-A1、notoginsenoside NL-A2、notoginsenoside NL-B1、notoginsenoside NL-B2、notoginsenoside NL-C1、notoginsenoside NL-C2和notoginsenoside NL-C3在非細胞毒性濃度50 μmol·L-1下，均能顯著抑制NO的產(chǎn)生，其抑制率分別為62.4%±8.0%、33.1%±1.2%、36.8%±4.1%、51.3%±5.8%、44.6%±4.8%、30.1%±3.0%、39.4%±1.9%，且上述7種三七皂苷均對NO的抑制作用呈劑量依賴性。

2.8 抗癌 人參皂苷Rg3對多種癌細胞表現(xiàn)出抗癌活性，2012年，Mao等[12]研究發(fā)現(xiàn)從三七葉中分離得到的化合物Pn-1對人肺癌細胞(NCI-H460)、人肝癌細胞(HepG2)和人胃癌細胞(SGC-7901)均表現(xiàn)出抗癌活性，且Pn-1抗癌活性要強于Rg3。

2014年，Qian等[17]研究發(fā)現(xiàn)，三七葉總提物經(jīng)大孔吸附樹脂洗脫得到的85%乙醇洗脫物對KP4細胞(人胰腺癌)、NCI-H727細胞(人肺癌)、HepG2細胞(人肝癌)和SGC-7901細胞(人胃腺癌)有較好的細胞毒性，表現(xiàn)出較強的抗癌作用。

2.9 改善貧血和免疫異常 2018年，Zhao等[40]研究發(fā)現(xiàn)，三七葉總皂苷可通過增加再生障礙性貧血小鼠血中白細胞、血小板、紅細胞和血紅蛋白的數(shù)量，促進小鼠骨髓內(nèi)皮祖細胞的增殖，促進骨髓增生、增加粒細胞和巨核細胞數(shù)量來恢復造血改善小鼠再生障礙性貧血，與此同時，三七葉總皂苷通過調(diào)節(jié)T細胞群的平衡，提高P-ERK1/2、GATA-3和FOXP3的水平來改善異常免疫。

3 討論

三七作為中國傳統(tǒng)大宗藥材，其根和根莖入藥，應用十分廣泛，在云南文山州、紅河州均有大規(guī)模種植，但三七莖葉利用率極低，常作為廢棄物丟棄。由于三七莖葉安全無毒[34]，并在我國及東南亞國家有長期的食用歷史，2016年被納入地方特色食品[9]，以三七莖葉提取物為主要原料的相關(guān)產(chǎn)品也應運而生，如三七莖葉壓片糖果[41]，杜仲三七保健茶等[42]。但關(guān)于對三七莖葉的研究開發(fā)，多使用其粗提物，很少將三七莖葉中活性成分應用于產(chǎn)品開發(fā)上。

本文歸納整理了近40年關(guān)于三七莖葉化學成分及藥理作用的相關(guān)文獻報道。發(fā)現(xiàn)，三七莖葉中皂苷類化合物含量較高，總皂苷含量達8.53%±0.92%，為主要的活性成分。目前，從三七莖葉中分離得到了72種皂苷類化合物，主要為達瑪烷型三萜皂苷，包含20(S)-原人參三醇型皂苷(PPT)和20(S)-原人參二醇型皂苷(PPD)。其中，人參皂苷Rb1、Rc、Rb2和Rb3在三七莖葉中含量較高。從三七莖葉中分離得到了9種黃酮類化合物，總黃酮含量為1.94%±0.18%。此外，三七莖葉中富含各種營養(yǎng)成分，粗蛋白含量≥9.0%[1]，粗纖維含量為8.33%～20.45%[33]，還有維生素、煙醜胺，生物素，葉酸，酮、鋅、鐵、錳、鈣、鎂、鈉等微量元素及蛋白質(zhì)、氨基酸等，有較高的營養(yǎng)價值和食用價值。

《本草綱目》記載三七莖葉“治折傷、跌撲出血，敷之即止，青腫經(jīng)夜即散，余功同根”。現(xiàn)代藥理研究表明，三七莖葉總皂苷具有多種生物活性，如抗焦慮，抗抑郁，抗骨質(zhì)疏松，抗糖尿病，抗癌，保肝等作用。隨著藥理研究的深入，逐漸闡明了三七皂苷中某些單體皂苷的活性及作用機制。如，人參皂苷Rb3的抗抑郁作用[43]，單體皂苷nototronesides B對人成神經(jīng)細胞瘤PC12細胞有神經(jīng)保護作用[29]，三七皂苷Fe和人參皂苷Rd有抗腫瘤的作用[18]等，但要闡述清楚每種皂苷的作用機理及信號通路還有待更深入的研究。除皂苷外，三七莖葉中含有的的氨基丁酸具有調(diào)節(jié)血壓與心率、治療神經(jīng)退行性疾病、保肝利腎、抗衰老、促進生長激素分泌、預防肥胖等功效。

三七莖葉有長期的食用歷史，內(nèi)含多種營養(yǎng)成分和活性物質(zhì)，具有良好的生物活性功能，可作為膳食補充劑和具有特定保健功能的食品開發(fā)利用。在提高三七莖葉資源利用率的同時，對其他中藥材的非藥用部位綜合開發(fā)利用提供了良好的參考價值。