苗藥血人參研究進(jìn)展及質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測(cè)分析

李開敏,劉育辰,劉 剛,張永萍,孫慶文

(貴州中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,貴州 貴陽 550000)

血人參為豆科(Leguminosae)木藍(lán)屬(Indigofera)植物茸毛木藍(lán)IndigoferastachyodesLindl.的干燥根,為貴州苗族習(xí)用藥,又名鐵刷子(《貴州民間方藥集》[1])、山紅花、紅苦刺(《云南中草藥》[2])、雪人參,其味甘、微苦,性溫,歸肝、腎、大腸經(jīng),具有滋陰補(bǔ)虛、調(diào)經(jīng)攝血、活血舒筋功效,主治崩漏、體虛久痢、腸風(fēng)下血、潰瘍不斂、風(fēng)濕痹痛、跌打損傷、肝硬化、疳積等[2-3],主要分布于云南、貴州、福建、廣西等地[3-4],尤其在貴陽、安順、黔西南、黔東南等地較為廣泛分布[5]。

目前已從血人參中分離得到苯丙素類、黃酮類、三萜類、甾體類等成分[6-14],現(xiàn)代藥理研究表明,血人參具有保肝、抗氧化、抗癌、抗病毒、抗炎抑菌、降血糖等作用[15]。然而,血人參質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)目前執(zhí)行《貴州省中藥材、民族藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[16],僅有性狀描述,無法對(duì)血人參質(zhì)量進(jìn)行有效控制。本文在對(duì)血人參化學(xué)成分和藥理作用進(jìn)行綜述基礎(chǔ)上,結(jié)合中藥質(zhì)量標(biāo)志物(Q-Marker)新概念,從血人參藥用植物親緣學(xué)及化學(xué)成分相似性和特有性、傳統(tǒng)功效、傳統(tǒng)藥性、化學(xué)成分可測(cè)性等方面對(duì)其Q-Marker成分進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,為血人參質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建立和品質(zhì)評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

1 血人參化學(xué)成分

截至目前,已從血人參中分離得到苯丙素類、黃酮類、酚酸類、甾醇及其苷類、酯類、揮發(fā)油等多種類型化學(xué)成分。

1.1 苯丙素類

從血人參乙酸乙酯部位分離得到苯丙素類化合物[8-14]:五味子苷[12]和Iyoniside[10],由兩分子苯丙素(C3-C6)聚合而成,經(jīng)保肝活性篩選,發(fā)現(xiàn)五味子苷具有保護(hù)肝損傷生物活性。化合物結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 血人參中苯丙素類

1.2 黃酮類

黃酮類化合物是以2-苯基色原酮為基本母核的化合物,目前從血人參中分離得到黃酮類化合物較多,主要有黃酮二聚體類、三聚體類、2-氫黃酮類、黃酮醇類、2-氫異黃酮類[8-12,15-19]。其中黃酮二聚體類由兒茶素和表兒茶素結(jié)構(gòu)單元聚合而成,兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元以C4-C8或C4-C6位連接形式常見。化合物名稱見表1,化合物結(jié)構(gòu)見圖2。

(續(xù)表1)

圖2 血人參中黃酮類化合物結(jié)構(gòu)

1.3 酚酸類

楊雅欣等[15]采用超高壓液相色譜-二級(jí)管陣列檢測(cè)器-四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜(UHPLC-DAD-Q-TOF-MS/MS)聯(lián)用技術(shù),在負(fù)離子模式下開展血人參水煎煮提取物中化學(xué)成分的一級(jí)及二級(jí)質(zhì)譜研究,分析血人參的水溶性化學(xué)成分,得到多個(gè)以苯甲酸為母核酚酸類化合物,化合物名稱見表2,化合物結(jié)構(gòu)見圖3。

表2 血人參中酚酸素類化合物

圖3 血人參中酚酸素類化合物結(jié)構(gòu)

1.4 3-硝基丙酰基類

3-硝基丙酰基類化合物是木藍(lán)屬植物最主要特征成分[39],包括3-硝基丙酸和3-硝基丙酰基葡萄糖的1、2、3、4、6位羥基的酯化產(chǎn)物,后者主要有兩類,即α-吡喃葡萄糖的取代物和β-吡喃葡萄糖的取代物,但最后都會(huì)轉(zhuǎn)化為3-硝基丙酸,抑制線粒體酶引起呼吸毒性,對(duì)牲畜、昆蟲及其他哺乳動(dòng)物有毒;3-硝基丙酸能抑制琥珀酰脫氫酶的活性,從而嚴(yán)重影響細(xì)胞能量代謝,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[40]。裘璐等[8,10]采用95%乙醇回流提取,乙酸乙酯萃取,用色譜及重結(jié)晶技術(shù)分離純化方法,經(jīng)化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定,從血人參根里得到3,6-二-O-(3-硝基丙酰基)-D-吡喃葡萄糖-α-和β-端基異構(gòu)體混合物及4,6-二-O-(3-硝基丙酰基)-D-吡喃葡萄糖-α-和β-端基異構(gòu)體混合物。化合物見表3,化合物結(jié)構(gòu)見圖4。

表3 血人參中3-硝基丙酰基類化合物

圖4 血人參中3-硝基丙酰基類化合物結(jié)構(gòu)

1.5 甾醇類

從乙醇提取物中分離得到的甾醇類化合物,具體化合物見表4,化合物結(jié)構(gòu)見圖5。

表4 血人參中甾醇類化合物

圖5 血人參中甾醇類化合物結(jié)構(gòu)

1.6 酯類

傅建等[13]從乙醇提取物中分離得到兩個(gè)酯類化合物:棕櫚酸甲酯、鄰苯二甲酸二辛酯,化合物結(jié)構(gòu)見圖6。

圖6 血人參中酯類化合物結(jié)構(gòu)

1.7 糖苷類

雷鐘等[11-12]采用95%乙醇回流提取得到糖苷類化合物,具體化合物見表5,化合物結(jié)構(gòu)見圖7。

表5 血人參中糖苷類化合物

圖7 血人參中糖苷類化合物結(jié)構(gòu)

1.8 揮發(fā)油類

對(duì)比血人參地上部分和地下部分揮發(fā)性成分[41-42],發(fā)現(xiàn)血人參花和根揮發(fā)性成分有差異,但主要成分相同,其中脂肪烴是血人參揮發(fā)油重要組成部分。具體化合物見表6。

表6 血人參中揮發(fā)油類

(續(xù)表6)

2 苗藥血人參藥理作用研究進(jìn)展

2.1 保肝作用

血人參乙酸乙酯部位是保肝活性的有效部位,其藥效物質(zhì)基礎(chǔ)為2α,3α-epoxy-5,7,3′,4′-tetrahydroxyflavan-(4β→8)-epicatechin、2α,3α-epoxyflavan-5,7,3′,4-tetraol-(4β→8)-flavan-5、chizandriside、表兒茶素、兒茶素、毛蕊異黃酮及7-hydroxy-2-(4′-methoxyphenyl)chroman-4-one[11-12,14]。經(jīng)測(cè)定指標(biāo)性成分,發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯部位能使小鼠血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性與丙二醛(MDA)含量降低、還原性谷胱甘肽(GSH)含量升高,抑制肝組織代謝酶表達(dá)和細(xì)胞凋亡,上調(diào)Nrf2、HO-1抗氧化基因表達(dá)和下調(diào) Egr-1、TNF-α、IL-1β、IL-6等抗炎基因表達(dá)有關(guān),從而發(fā)揮保肝作用[12,43-46]。

2.2 抗腫瘤作用

血人參不同萃取部位可抑制乳腺癌4TI細(xì)胞增殖[3]。乙酸乙酯部位和石油醚部位可升高荷瘤小鼠胸腺指數(shù)和血清中IL-2,促進(jìn)T細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖及分化,增強(qiáng)小鼠免疫力并提高TNF-α等細(xì)胞因子含量,從而抑制腫瘤生長(zhǎng),且在輔助抗腫瘤同時(shí)沒有對(duì)機(jī)體正常免疫功能產(chǎn)生負(fù)面影響。以血人參為主要原料的中成藥芪膠升白膠囊,可有效增加體內(nèi)因腫瘤化療后減少的白細(xì)胞數(shù),提高人體免疫功能,對(duì)抗腫瘤有輔助作用[47-50]。

2.3 抗氧化作用

對(duì)血人參不同萃取部位進(jìn)行體內(nèi)抗氧化試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯部位清除DPPH自由基、ABTS自由基和還原Fe3+能力較強(qiáng),根據(jù)抗氧化劑不同濃度對(duì)自由基的影響,在適當(dāng)濃度范圍內(nèi),乙酸乙酯部位的清除率隨濃度增加而增加[46]。還有研究發(fā)現(xiàn)[],乙酸乙酯層能使小鼠血清中超氧化物歧化酶(SOD)水平升高、降低丙二醛(MDA)含量、增強(qiáng)細(xì)胞中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活力、抑制脂質(zhì)過氧化物形成,具有一定抗氧化延緩機(jī)體衰老的作用。

2.4 抗炎作用

用綠色熒光蛋白(EGFP)標(biāo)記巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)基因斑馬魚研究血人參不同極性提取部分抗炎活性,結(jié)果顯示,除水層外各極性部位均具有明顯抗炎活性,其中石油醚層、乙酸乙酯層的抑制作用較好[20]。秦帥等[52]從296種中藥(民族藥)中篩選得出血人參乙醇提取物可顯著抑制巨噬細(xì)胞遷移與聚集,進(jìn)行小鼠炎癥試驗(yàn)表明[53],該提取物能抑制由二甲苯致小鼠耳廓腫脹引起的巨噬細(xì)胞遷移與聚集,并且對(duì)雞蛋清致小鼠足腫脹也有一定抑制作用,該試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證血人參具有較好的抗炎作用,且其作用具有一定劑量依賴關(guān)系。

2.5 抗病毒作用

有研究報(bào)道[54],復(fù)方血人參能降低小鼠血清中谷丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶含量、升高小鼠的胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù),對(duì)環(huán)磷酰胺具有減毒作用,其作用機(jī)制與促進(jìn)骨髓造血功能,預(yù)防和改善骨髓抑制,促進(jìn)粒系增殖存在一定關(guān)系。

2.6 降血糖作用

以四氯化碳誘導(dǎo)糖尿病小鼠為模型,用4-硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG)為底物對(duì)血人參的石油醚、乙酸乙酯和正丁醇三個(gè)提取部位進(jìn)行α-葡萄糖苷酶抑制活性研究,測(cè)定小鼠體內(nèi)降糖作用,發(fā)現(xiàn)正丁醇提取部位活性最強(qiáng),對(duì)糖尿病及其并發(fā)癥具有治療作用[46]。

2.7 抗菌作用

血人參中富含大量黃酮類化合物[8,11-14,46],用富集后總黃酮進(jìn)行體外抑菌活性研究[55],得出極性較小組分抑菌活性較強(qiáng),對(duì)比富集前后黃酮最低抑菌濃度,發(fā)現(xiàn)提高血人參黃酮純度可以增強(qiáng)抑菌活性。

2.8 止咳祛痰作用

趙鴻賓等[56]首次以濃氨水引咳實(shí)驗(yàn)和酚紅祛痰實(shí)驗(yàn)對(duì)血人參不同極性部位止咳祛痰作用進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯萃取部位能顯著延長(zhǎng)小鼠咳嗽潛伏期、減少咳嗽次數(shù)、增加酚紅排泌量,具有止咳祛痰的作用。

3 質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測(cè)分析

劉昌孝院士提出的中藥質(zhì)量標(biāo)志物概念,是指存在于中藥材和中藥產(chǎn)品中固有的或加工制備過程中形成的、與中藥的功能屬性密切相關(guān)的化學(xué)物質(zhì),作為反映中藥安全性和有效性的標(biāo)志性物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量控制[57]。因此,對(duì)血人參的質(zhì)量標(biāo)志物進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,可進(jìn)一步建立科學(xué)的血人參質(zhì)量控制方法。

3.1 基于植物親緣學(xué)及化學(xué)成分特有性的Q-Marker預(yù)測(cè)分析

木藍(lán)屬系豆科蝶形花亞科木藍(lán)族,豆科植物中含有大量的黃酮類化合物[9],木藍(lán)屬有3-硝基丙酰基類、黃酮類、萜類、甾醇類、酚酸類、生物堿類、苯并呋喃類等化學(xué)成分。木藍(lán)屬種類多,化學(xué)成分復(fù)雜,且具有廣泛生物活性。已報(bào)道木藍(lán)屬藥理活性[57]與血人參化學(xué)成分的藥理作用基本一致。近幾年研究發(fā)現(xiàn),血人參提取物乙酸乙酯部位化學(xué)成分具有較好的保肝作用,其中從血人參中分離得到的苯丙素類化合物五味子苷和黃酮類化合物是其主要的保肝活性成分[10-14]。因此結(jié)合植物親緣關(guān)系,將苯丙素類和黃酮類成分作為血人參Q-Marker。

3.2 基于傳統(tǒng)功效的Q-Marker預(yù)測(cè)分析

傳統(tǒng)功效屬于中藥有效性特征,是開展臨床用藥的前提[58],為臨床用藥提供指導(dǎo)依據(jù)[59]。現(xiàn)代研究表明[11-13],血人參中苯丙素類化合物具有保肝作用;黃酮類化合物具有保肝、抗菌作用。這兩類化合物的藥理作用與血人參的傳統(tǒng)功效調(diào)經(jīng)攝血、利濕化痰解表基本一致,可作為血人參Q-Marker篩選的重要參考依據(jù)。

3.3 基于傳統(tǒng)藥性的Q-Marker預(yù)測(cè)分析

根據(jù)中藥藥性理論,“甘味”藥的物質(zhì)基礎(chǔ)具有能緩、能和、能補(bǔ)的功能屬性,甘味藥化學(xué)成分多含有苷類、糖類、蛋白質(zhì)、甾醇等成分[60];苦味藥具有能泄、能燥、能堅(jiān)的功能屬性,多含有萜類、黃酮類、揮發(fā)油等成分[61],甘味、苦味物質(zhì)基礎(chǔ)與血人參中黃酮類、苯丙素類化合物五味子苷和揮發(fā)油等成分相對(duì)應(yīng),可作為血人參Q-Marker的選擇依據(jù)。

3.4 基于成分可測(cè)性的Q-marker預(yù)測(cè)分析

目前中藥質(zhì)量評(píng)價(jià)主要依靠色譜法對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行定性鑒別和定量分析[62-63],而血人參質(zhì)量評(píng)價(jià),朱新宇等[64]、駱瀚超等[65]采用薄層色譜法(TLC)對(duì)血人參藥材進(jìn)行定性鑒別和HPLC法測(cè)定藥材中表兒茶素、原兒茶酸、2α,3α-epoxy-5,7,3′,4′-tetrahydroxyflavan-(4β→8)-epicatechin和schizandriside的含量。楊雅欣等[15]采用超高壓液相色譜-二級(jí)管陣列檢測(cè)器-四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析血人參的兒茶素、表兒茶素等化學(xué)成分。劉夢(mèng)鴿等[66]采用高效液相色譜法建立血人參的HPLC指紋圖譜。馬艷妮等[16]采用薄層色譜法鑒別血人參藥材中槲皮素。現(xiàn)有研究結(jié)果為血人參藥材的鑒別以及《貴州省中藥材、民族藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(2003年版)中血人參藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提升提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

綜上,兒茶素、表兒茶素、原兒茶酸、2α,3α-epoxy-5,7,3′,4′-tetrahydroxyflavan-(4β→8)-epicatechin、schizandriside及槲皮素可作為血人參Q-Marker。

4 結(jié)語

血人參是我國(guó)少數(shù)民族習(xí)用藥,其所含化學(xué)成分復(fù)雜多樣,藥理活性廣泛,隨著現(xiàn)代研究的深入,血人參許多新的藥理作用不斷被發(fā)現(xiàn),如保肝、抗病毒、抗菌等。同時(shí),血人參含有3-硝基丙酰基類化合物,據(jù)相關(guān)報(bào)道[67],在木藍(lán)屬植物中發(fā)現(xiàn)其是一類白色的有毒化合物,服用后有四肢發(fā)涼、血壓下降、呼吸節(jié)律不整等血管運(yùn)動(dòng)和呼吸中樞受損的表現(xiàn)[39],在血人參中目前未見有毒的報(bào)道,因此在使用時(shí)對(duì)用法用量需提高警惕,同時(shí)在今后研究中應(yīng)重視該化合物的毒性與藥效關(guān)系,提高血人參藥用價(jià)值。盡管目前對(duì)血人參的化學(xué)成分和藥理活性做了大量研究,但仍有不足,現(xiàn)階段對(duì)血人參的研究主要集中在乙酸乙酯部位,單體化合物的活性報(bào)道很少,多數(shù)藥理活性發(fā)揮作用機(jī)制尚不明確,因此對(duì)血人參活性成分進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究,將會(huì)成為今后研究的一大熱點(diǎn)。

中藥化學(xué)成分多樣,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,明確血人參化學(xué)成分,建立全面、系統(tǒng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法,有利于科學(xué)準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)血人參質(zhì)量,保證血人參臨床療效,并指導(dǎo)其資源合理利用。本文在綜述血人參的化學(xué)成分和藥理作用研究進(jìn)展基礎(chǔ)上,從植物親緣學(xué)及化學(xué)成分相似性和特有性、傳統(tǒng)功效、傳統(tǒng)藥性、化學(xué)成分可測(cè)性等方面進(jìn)行血人參質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測(cè)分析,為血人參質(zhì)量標(biāo)志物的選擇和確定提供思路,以便于建立健全血人參的藥材質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)臨床合理用藥。