菊花活性成分及藥理作用研究進展

洪夢杰柏超凡辛明杰于白音劉洋洋張光林

(1.河南科技職業大學醫學院，河南 周口 466000；2.廣東省粵北食藥資源利用與保護重點實驗室/韶關學院，廣東 韶關 512005)

菊花(Chrysanthemum×morifolium Ramat.)是多年生草本植物，隸屬于菊科，作為一種具有悠久歷史的傳統中藥，已經被廣泛應用于中藥方劑中，用于治療各種疾病，其豐富的活性成分和獨特的藥理作用也使其成為了中藥領域中備受關注的研究對象[1]。菊花中富含多種活性成分(多糖、黃酮、揮發油類物質等)，其中一些成分已被廣泛研究和報道。如，菊花中的揮發油是其最具代表性的活性成分之一，其主要成分包括α-桉葉烯、茉莉芳香醇和丁香酸等。此外，菊屬植物還含有豐富的萜類化合物、苯丙酮類化合物和黃酮類化合物[2]。此外，菊花具有多種藥理作用，這也是其在中醫臨床中被廣泛應用的重要原因之一。目前已經證實，菊花具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗腫瘤和抗衰老等多種作用[3，4]。近年來，國內外對菊花活性成分及藥理作用的研究已經取得了顯著的進展。一些最新的研究成果也表明，菊花中活性成分的提取方法和藥理作用的研究方法有巨大的創新潛力。本文綜述了菊花豐富的活性成分和多種藥理作用，為菊花的臨床應用和開發奠定了理論基礎。

1 活性成分

1.1 黃酮類物質

菊花中含有20余種黃酮類物質，主要包括菊花素、兒茶素、楊梅苷、槲皮素苷、楊梅素苷等，具有抗炎、抗血栓、抗氧化、抗過敏、抗菌、鎮痛和血管舒張作用[2]。其中，菊花素是藥效價值最高的一種黃酮類物質，自古以來就被用作傳統藥，毒副作用低，主要作用于血管內皮細胞，降低血壓和血糖，抑制血小板凝集[5]。近年來菊花酥在抗氧化活性的方面報道也逐漸增加，并且已經證實其抗氧化作用。菊花素(5，7-二羥基黃酮)是一種天然存在的類黃酮，具有2個苯環(A，B)和第3個含氧(C)環[6]。

1.2 揮發油類物質

揮發油類物質又稱精油類物質，也是菊花中極為重要的活性物質，菊花的香味就是由揮發油類物質所賦予的，揮發油物質大多數為萜類物質，如單萜、倍半萜化合物等，也包括烴類、酯類、醛類、酮類、酚類和有機酸類。其中，α-姜黃烯是揮發性成分最豐富的，具有抗炎、抑菌、抗氧化、解熱等功效，有廣泛的應用前景[7]。且據研究報道，揮發油物質在治療銀屑病中也有一定功效[8]。菊花中的揮發油類物質也會因為加工工藝、提取工藝、化合物種類的不同有所差異。而且揮發油類物質有著易揮發、難存貯，提取復雜等缺陷，導致應用不廣泛，所以一般以膠囊形式出現[9]。

1.3 多糖類物質

菊花作物為中藥材的一種，其體內多糖也是一種重要的藥用成分[10]。菊花中多糖是從菊花中提取的主要活性成分之一，是一種由醛糖或酮糖通過糖苷鍵連接形成的天然聚合物，由10個以上的分子通過糖苷鍵連接形成的大分子物質[11]。主要由果糖、葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖甘露糖等多種單糖組成。目前，有關菊花多糖化學結構的研究甚少，主要集中與其單糖的組成，單糖連接方式的研究。菊花多糖在抗氧化、抗病毒、抗腫瘤、降血壓、抗炎、免疫調節、保健方面均有一定效果，而多糖的效果和菊花的品種、產地，以及多糖提取方法密切相關[12]。雖然多糖是一種植物中常見的活性物質，但目前有關菊花多糖的研究相對較少，大部分研究對象為野菊花多糖，菊花多糖潛力有待開發。

1.4 其他

菊花中的活性物質除了多糖類、黃酮類、揮發油類等主要成分外，還有一些其他成分，如Cu、Ga、Pb、Fe、Ba、Mg、F、Zn、B、Mn、Na、Ca等人體所需的微量元素，可以用于維持人體元素的平衡[13]。抗壞血酸、維生素C、維生素A和β-胡蘿卜素、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素D2等10多種維生素，有助于人體消化和吸收，其中維生素A和β-胡蘿卜素還有保護視力明目等功效[14]。綠原酸、咖啡酸、奎寧酸等少量有機酸也可以起到抗氧化、消炎止痛、清熱解毒的作用。除此之外，菊花還含有脂肪酸、脂肪醇類、少量蒽醌類等活性成分。

2 藥理作用

2.1 抗腫瘤作用

腫瘤為機體細胞異常增殖和分化，常見的惡性腫瘤如肺癌、乳腺癌、肝癌、人鼻咽癌和骨肉瘤等，嚴重威脅人類身體健康[15]。菊花在抗腫瘤方面有一定功效，主要是通過其活性成分影響癌細胞的增殖、凋亡、侵襲和遷移[16]。有研究表明，菊花中的半萜類化合物中的α-亞甲基-γ-丁內酯環是具有抗腫瘤活性的有效基團，Luo等研究也有類似結論，從菊花中分離出了12種新的倍半萜化合物，發現其中angeloylcumambrin B，chrysanolide G，tigloylcumambrin B等在內的6種化合物對4種人鼻咽癌細胞系和一種人腸上皮細胞系(HT-29)具有多種細胞毒活性，并且8，8’-ditigloylchrysanolide D 可誘導G2/M細胞停滯，抗癌活性最強[17]。骨肉瘤是最常見的惡性原發性骨腫瘤，一般會產生多種藥物耐藥性，而菊花中的活性物質對其有很好的治療效果。Chrysanthemulide A(CA)是從草本植物菊花中提取的一種倍半萜類化合物，具有很強的抗骨肉瘤潛力。Zhou等研究發現，CA能引起骨肉瘤細胞凋亡，在這一過程中，CA處理激活了caspase-8介導的caspase級聯反應以及上調死亡受體5(DR5)在整個細胞和細胞膜上的表達，而使用小干擾RNA(siRNA)后可阻斷DR5的表達并且減少caspase-8介導的caspase級聯反應，有效減少CA誘導的細胞凋亡[18]。從菊花花蕾中提取的超臨界二氧化碳流體提取物(CISCFE)與抗腫瘤藥物博萊霉素(Bleomycin，BLM)聯合口服可明顯延長小鼠的壽命，減輕BLM誘導的肺纖維化，抑制促炎細胞因子、腫瘤壞死因子-α、髓過氧化物酶和丙二醛的活性[19]。與傳統藥物相比，菊花中的活性成分在體內的生物利用度較低，因此其單獨應用在抗腫瘤治療中的效果有限。目前，相關的研究主要集中在提取和純化這些活性成分，或者將其與其他化合物結合使用，以提高治療效果。

2.2 抗氧化及抗炎

肝臟作為人體代謝藥物和有毒物質的重要器官，在許多生理過程中發揮重要作用[20]。有證據表明，ROS驅動的氧化應激是損傷肝臟的一個關鍵介質，氧化應激可激活核因子-kappaB(NF-kappaB)轉錄因子，從而釋放促炎癥細胞因子，導致大腦和肝臟的炎癥損傷。此外，這可能反過來加劇氧化損傷和細胞凋亡過程[21]。有研究發現，菊花中的許多活性成分都被認為對保護肝臟具有益處[22]。從北黃菊花提取的一種漢防己甲素，可以抑制脂多糖(LPS)誘導的小鼠巨噬細胞RAW 264.7中NO和PGE2的產生以及促炎細胞因子TNF-α和IL-1β的誘導。進一步研究發現，漢防己甲素還可以抑制NF-kappaB與核蛋白的結合活性，降低NF-kappa B的轉錄活性，從而抑制急性炎癥[23]。Ming等發現，對菊花多糖(CIPS)進行磷酸化修飾，體外實驗結果顯示，鴨甲型肝炎病毒(DHAV)感染的肝細胞存活率增加，表明具有良好的抗DHAV活性；體內實驗結果顯示，CIPS和pCIPS都能減輕雛鴨感染DHAV后的肝損傷，尤其是pCIPS[5]。隨后的研究揭示了CPIS抑制DHAV復制的機制，DHAV感染增加了LC3-II的表達水平，并抑制了p62的降解。雷帕霉素能提高DHAV基因的表達水平。此外，DHAV感染和雷帕霉素處理還促進了PI3KC3的表達，并增加了PI3P的濃度。然而，CIPS處理能明顯下調DHAV和雷帕霉素誘導的LC3-II和PI3KC3的表達，從而抑制自噬體的形成[24]。因此，DHAV的復制受到抑制。Xue等發現，從菊花的氣生部分分離出新的高度氧化的單體、二聚體愈創木酚內酯以及已知的愈創木酚內酯衍生物，通過機理研究結果顯示，高度氧化單體的一種化合物的潛在抗炎活性似乎是通過抑制LPS誘導的NF-κB通路和下調MAPK激活來介導的[25]。

2.3 降血壓、降血脂作用

心肌梗死、高血壓、糖尿病等已經成為人們生活中的高發病癥，嚴重危害人們的健康及生活。菊花中多酚、黃酮、揮發類物質等提取物在治療心血管疾病中的有很好的效果。Gao等用菊花中富含多酚的物質對高血壓小鼠進行治療，試驗結果表示，經過治療后，血壓、心臟重量和心臟重量指數分別下降了5.7%～9.6%、9.2%～18.4%和10.9%～20.1%，心肌細胞橫截面積也下降了8.3%～30.4%，而且可以明顯抑制心肌缺氧誘導因子-1α的表達[26]。Kim D S等發現，從菊花中提取的揮發類精油可以提供精神和身體的放松，吸入菊花精油有助于降低血壓，并可能提供精神和身體放松[27]。而菊花素還可以通過增加內皮一氧化氮的生物利用度來調節血管功能。菊花蛋白也能通過減少血管炎癥來抑制動脈粥樣硬化的發展[28]。菊花中的其他提取物也可以通過促進血管緊張素轉換酶2(ACE2)表達影響機體氧化應激水平從而降低自發性高血壓小鼠收縮壓和舒張壓[29]。張留記等研究表明，懷菊花中的黃酮可以有效降低高血壓大鼠的心壓、心率、血管緊張素來治療高血壓[30]。

2.4 改善消化功能和免疫調節

菊花中的多糖、黃酮等活性物質對促進腸道消化，改善腸道菌群和提高免疫系統有一定的幫助，Wu D T等在試驗中發現，雪菊花中的多糖在促進人體消化的同時也可有效改變腸道菌群的組成和豐度[31]。除此之外，菊花也可以應用于飼料。Gagandeep等用萬壽菊花粉作為日本鵪鶉飼料，發現可以顯著提高生長日本鵪鶉的腸道菌群數量和消化能力[32]。除了對消化系統有顯著改善外，對改善免疫系統也有顯著效果。Ying等發現菊花多糖可以增強細胞的吞噬作用和增殖，無明顯的細胞毒性，并上調TNF-α、IFN-γ和NO的釋放水平，免疫增強活性與其分子量，適用于做增強免疫力的保健品[33]。Jeong等在實驗中得到類似結論，菊花中的多糖可以顯著增強了體內的免疫反應，包括抗原特異性多功能T細胞的產生，增加細胞毒性T淋巴細胞活性，Th1介導的體液免疫的誘導以及腫瘤生長的抑制[6]。說明菊花多糖可以有效調節免疫活性并有作為候選疫苗佐劑的潛力。

2.5 抗菌作用

菊花有一定的抑菌作用，可以有效地對金黃色葡萄桿菌、肺炎克雷伯菌、蠟樣芽胞桿菌、銅綠假單胞菌等產生抑制效果。諸多試驗也已經證實了其抗菌活性。Stanojevic P L等在洋甘菊花(Matricaria chamomilla L.)中提取的揮發油的化學成分可以有效抑制李斯特菌和金黃色葡萄球菌的活性[34]。劉光濤等發現，菊花提取物對金黃色葡萄球菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)、大腸埃希菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌等均具有較強的抑制效果。菊花提取物對金黃色葡萄球菌的抑菌作用研究除了揮發油類物質外，多酚和黃酮類物質也有同樣效果。有學者在研究中對伊朗菊花酚類和類黃酮含量以及抗菌活性進行了評估，發現酚類和黃酮類物物質對腸沙門氏菌和蠟樣芽胞桿菌都有顯著抑制效果[35]。而且，菊花的抑菌效果強弱也受提取位置的影響。Oji等發現，菊花中花油、莖油、葉油的成分不同，其中葉油中的成分最豐富，對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均具有一定抑制作用，葉和莖部位提取的精油物質抑制作用最強，菊花精油除抑制細菌活性外還可以抑制真菌活性[36]。

3 問題與展望

菊花作為一種傳統的中藥材，已有許多證據表明，其體內許多活性成分在抗氧化、抗炎、抗菌、抗腫瘤和抗衰老等方面發揮重要作用。目前，對菊花活性物質的研究取得了一些進展，但多成分、多靶點、協同作用的復雜性給深入研究帶來了困難[37]。大部分活性成分結構復雜，存在多種手性中心、構象和構型異構體，因此很難將其分離和鑒定。而且，在藥理活性方面，研究主要集中在純化合物的體外活性篩選，體內藥效學評價和結構-活性關系的研究幾乎沒有[38]。因此，未來的研究可以側重于進一步研究菊花中活性成分的鑒定和定量，研究其結構-活性關系、作用靶點的確定以及涉及通路和分子機制的詳盡解析。這些研究將有助于更好地理解菊花對腫瘤、炎癥、心血管系統等的調節作用，為其在藥物開發和治療疾病方面的應用提供科學依據。