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徐长卿化学成分和药理作用的研究进展及质量标志物(Q

 鉴益堂 2022-10-05 发布于福建

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摘要:徐长卿为萝摩科植物徐长卿Cynanchum paniculatum 的干燥根和根茎,为我国传统中药,于《神农本草经》中列为上品。其化学成分多样,至今已发现挥发油类、C 21 甾体类、多糖类、黄酮类成分等共计168 余种。现代药理学研究表明,徐长卿具有广泛的镇痛、抗炎、抗病毒、神经保护等药理作用。主要对徐长卿的化学成分和药理作用的研究进展进行综述,并对其质量标志物(qualitymarker,Q-Marker)进行预测分析,丹皮酚和邻羟基苯乙酮 可作为徐长卿的主要Q-Marker,以期为徐长卿进一步深入研究和临床应用提供参考 。

徐长卿为萝摩科植物徐长卿Cynanchum paniculatum (Bge.) Kitag. 的干燥根和根茎,性辛、温,归肝、胃经,属于祛风寒湿药,广泛种植栽培在我国中部地区,如河北、辽宁、陕西等,具有极大的 药用价值[1]。徐长卿又名鬼督邮、三百根、药王、九头狮子草、铃柴胡、蛇草等,是常用中药和民间草药,在《神农本草经》中首次出现。研究表明徐长卿具有镇痛、解痉、利水、活血、解毒之功效,其主要成分丹皮酚兼具抗炎、抗病毒、抗蛇毒、免疫调节、抗肿瘤、保护心血管等作用。本文主要对徐长卿的化学成分和药理作用的研究进展进行综述,并对其质量标志物(quality marker,Q-Marker)进行预测分析,以期为徐长卿的深入研究和临床应用提供参考。

1化学成分

徐长卿中化学成分以挥发油类、C 21 甾体类成分和多糖为主,同时含有少量生物碱、糖醚、呋喃、甾醇和脂类物质。徐长卿中所含化学成分已见报道的有168 种,其中挥发油类成分86 种、C 21 甾体类成分47 种、多糖类成分8 种、其他类成分27 种。

1.1挥发油类

徐长卿中富含大量挥发油类化合物,包括苯乙酮类、酚类、萜类及其含氧衍生物、脂肪族化合物、芳香族化合物、含硫及含氮化合物等。受入药部位不同影响,其总挥发油成分中,丹皮酚占90.00% 、对羟基苯乙酮占8.32% ,其余各成分占1.68% 。见表1 。

1.2 C 21 甾体类

C 21 甾体类化合物是苷元为孕甾烷或其异构体,基本骨架有5 种(图1 ),其A/B 环反式,B/C 环、C/D 环顺式或反式排列,在C 5 、C 6 位多数有双键,C 3 位有β-OH ,C 20 位可能有羰基,C 11 位和C 12 位羟基,可与醋酸、桂皮酸和苯甲酸等结合成酯,具旋光性,易溶于极性溶剂。徐长卿中C 21 甾体类化合物见表2 。

1.3多糖及其他类成分

研究发现,徐长卿中含有多类葡聚糖和杂多糖成分,由阿拉伯糖、木糖、鼠李糖和半乳糖以特定的连接方式组成,结构复杂,见表3 。此外,徐长卿中还含有少量其他类等成分,如黄酮类、木脂素类、生物碱类、酚类等成分,见表4 。

2药理作用

现代药理学研究表明,徐长卿具有镇痛、抗炎、抗病毒、抗肿瘤、神经保护等药理作用,其研究方向已由最初的临床药理作用逐渐向药效机制研究过渡。

2.1镇痛作用

临床研究表明,徐长卿提取物可广泛用于治疗各种疼痛,疗效良好。许青松等[35] 研究发现,徐长卿水煎液,可有效减少小鼠扭体次数,增强疼痛阈值。Tang 等[36] 以盆腔炎小鼠为模型,发现徐长卿煎剂能显著降低血清白细胞介素(interleukin ,IL )-1β 、肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α ,TNF-α )、细胞间黏附分子-1(intercellularadhesion molecule-1,ICAM-1 )和血管内皮生长因子(vascularendothelial growth factor ,VEGF )水平,降低小鼠子宫和输卵管组织中ICAM-1 和VEGF 的表达。孙奋治等[37] 发现,从徐长卿中分离得到的3- 羟基-4- 甲氧苯乙酮兼具镇痛和抑制胃肠蠕动的作用,其效果与丹皮酚相仿。此外,徐长卿还可与其他药物联用,增强其镇痛作用。王曙东等[38] 以徐长卿与红茴香1 ∶1 配比 入药,镇痛效果最佳。沈之嶒[39]以徐长卿为主药,配合复原活血汤,治疗小儿水痘后遗神经痛疗效显著。

2.2心血管系统作用

徐长卿可以有效增加冠脉血流量,缓解心肌细胞功能损伤,改善心肌舒张能力,增强心肌收缩,防治心肌功能障碍。Li 等[40] 研究发现,徐长卿中挥发油成分丰富,尤以丹皮酚为甚,其对电压依赖性和受体操纵型钙通道以及细胞内钙释放均有抑制作用,并通过调节细胞内钙离子浓度,产生血管舒张作用。孙平龙等[41] 研究发现,于内关穴注射徐长卿注射液,能对心脏疾病引起的系列损伤,如心功能受损,血压、血流量降低起到明显的治疗作用,且该法相较于肌内注射和静脉注射,作用更迅速,效果更优。

此外,徐长卿还可参与体内血脂调节,对动脉粥样硬化具有一定的防治作用。周晓霞等[42] 采用高血脂症兔模型,发现徐长卿可调节血液中血脂水平、胆固醇及脂蛋白,抑制平滑肌细胞异常增殖,对动脉粥样硬化具有治疗作用。

2.3抗炎和抗病毒作用

研究表明,徐长卿提取物在体内外均表现出明显的抗炎、抗病毒的活性,其抗病毒活性与提取溶剂及提取工艺相关[43-45] 。Wei 等[22] 研究发现,徐长卿中白薇苷A 和白薇苷C 能通过调节核因子κB (nuclearfactor κB ,NF-κB )和丝裂原活化蛋白激酶信号通路,抑制流感病毒A/FM/1/47 感染小鼠肺微血管内皮细胞,降低体内TNF-α 、IL-6 和IL-1β 水平,降低小鼠肺微血管内皮细胞表达的IL-1 mRNA ,弱化p38 蛋白、细胞外调节蛋白激酶和c-Jun 氨基末端激酶 的磷酸化,表现出较强的抗炎和抗病毒作用。Li等[46]研究发现,徐长卿乙醇提取物通过降低脑组织中TNF-α 和一氧化氮(nitric oxide ,NO )水平,可提高单纯疱疹病毒感染小鼠的存活率,预防单纯疱疹病毒感染后神经细胞损伤,降低脑细胞死亡率,对单纯疱疹病毒性脑炎细胞损伤有保护作用。

2.4抗肿瘤作用

现代药理学研究表明,恶性肿瘤因病因复杂死亡率高、预后较差,已严重威胁人类生命安全。丹皮酚作为徐长卿中含量最高的挥发油成分,可在体内外抑制肿瘤细胞增殖[47-49] 。Cheng 等[50] 发现,丹皮酚的肿瘤抑制作用机制,是通过上调钙黏附蛋白E 、下调钙黏附蛋白N 和波形蛋白水平,抑制上皮- 间充质转化,同时下调转化生长因子-β1(transforminggrowth factor ,TGF-β1 ),p-Smad2/Smad2 和p-Smad3/Smad3 水平,抑制TGF-β1/Smad1 信号通路。

安托芬为徐长卿中天然存在的菲并吲哚里西啶生物碱成分,其可诱导肿瘤细胞阻滞于G 0 /G 1 期,抑制细胞周期蛋白(cyclin )D1 、cyclin E 和周期素依赖激酶4 的表达,下调糖蛋白mRNA 和蛋白表达水平,抑制肿瘤细胞增殖,同时兼具延缓肿瘤细胞耐药性的优良特性[51-52] 。此外,徐长卿中多糖类成分对小鼠肿瘤细胞的增殖也有一定的抑制作用[53] 。

2.5神经保护作用

Weon 等[4,9] 以80% 甲醇对徐长卿根部进行提取,分离得到2,3- 二羟基-4- 甲氧基苯乙酮和4,5- 二甲氧基邻苯二酚。通过评价其对谷氨酸诱导的海马HT 22 细胞毒性,发现其可通过氧化应激作用降低HT 22 细胞内活性氧含量和钙离子浓度,起到神经保护的作用。

2.6抗蛇毒作用

林丽珊等[54] 发现徐长卿提取物对眼镜蛇毒引起的炎症及毒性有明显的抑制作用。进一步研究发现,腹腔注射徐长卿提取物能显著抑制眼睛蛇毒心脏毒素毒性,但对眼镜蛇毒神经毒素毒性作用不明显[55] 。Xiong 等[56] 评价了徐长卿提取物对尖吻蝮毒液的抗毒作用,发现在毒液- 提取物质量比为1 ∶100 和1 ∶50 的孵育条件下,徐长卿提取物能抑制蛋白酶活性,中和磷脂酶A2 和纤溶酶活性,起到抗蛇毒作用。GC-MS 研究表明,提取物中包括亚油酸、棕榈酸、γ- 谷甾醇在内的5 个活性成分为抗蛇毒有效成分。

2.7其他作用

2.7.1调脂作用Jang 等[57] 研究发现,安托芬可通过抑制过氧化物酶体增殖物激活受体γ 蛋白的表达,抑制aP2 启动子活性,下调成脂基因的表达,抑制脂肪细胞分化以及脂滴形成,具有较强的调脂作用,该作用在一定范围内呈剂量相关性。

2.7.2 治疗软组织损伤Wang 等[58] 采用锤击法建立大鼠后肢肌肉急性闭合性模型,对八角茴香- 徐长卿止痛喷雾剂进行了研究。研究发现,该制剂可抑制软组织损伤引起的NF-κBp65 及其下游基因表达增加,抑制肌肉肿胀,降低机体前列腺素E 2 、IL-1β 、NO 等炎症介质的水平,抑制炎症反应,缓解细胞损伤。

2.7.3抗血小板聚集作用血小板可参与体内凝血过程,其数量、功能异常时,会造成止血困难及各类变态炎性反应,进而发展成为动脉粥样硬化及血栓等疾病[59] 。吉中强等[60] 发现徐长卿能减轻血小 板的聚集,同时不影响红细胞的形变能力。李薇等[61]对比丹皮酚和阿司匹林发现,丹皮酚具有降低血小板和红细胞聚集的特性,可全方面提升降低血液流变学指标,优于阿司匹林的作用。

2.7.4免疫调节作用免疫调节是机体通过调节相关细胞、分子及生理系统间的相互作用,维持自身稳定的状态。朱世权等[62] 研究发现,徐长卿中多糖CPBB 能显著降低放化疗对骨髓的毒性作用,预防白细胞减少。王顺春等[28-30] 证明徐长卿的多糖成分具有增殖脾细胞和淋巴细胞的作用,增强T 细胞及B 细胞等免疫细胞的功能,提高机体免疫功能。

此外,研究表明,徐长卿还有抗过敏[63] 、抗精子抗体阳性的不育不孕[64] 及抗寄生虫作用[65-66] 。

3Q-Marker预测分析

为进一步规范中药的质量研究及质量标准的建立,刘昌孝院士[67-68] 提出了Q-Marker 概念,即存在于中药材或中药产品(如中药饮片、中药煎剂、中药提取物、中成药制剂)中固有的或加工制备过程中形成的、与中药功能属性密切相关的化学物质,并以此作为反映中药安全性和有效性的标示性物质。本文以Q-Marker 的影响因素和确定原则为出发点,从植物亲缘学及化学成分特有性、药效及药性因素、化学成分可测性、制剂因素等几个方面对徐长卿的Q-Marker 进行预测。

3.1基于植物亲缘学及化学成分特有性的Q-Marker预测分析

徐长卿为萝摩科植物徐长卿的干燥根和根茎,其化学成分种类丰富,已见报道的化学成分达168 种,以挥发油类、C 21 甾体类成分及多糖为主,同时含有少量生物碱、糖醚、呋喃、甾醇和脂类物质,其药理作用主要与其挥发油类成分相关。

徐小娜等[6] 采用GC-MS 的分析方法,测定徐长卿地上和地下部分,发现其挥发油成分主要为丹皮酚和邻羟基苯乙酮,且含量差异明显,其中地下部分丹皮酚和邻羟基苯乙酮质量分数分别为88.45% 、8.89%,地上部分分别为66.30%、16.99%。赵超等[2]采用固相微萃取- 气相色谱- 质谱(SPME-GC-MS )联用技术测定徐长卿根挥发油的占比,验证其主要成分分别为丹皮酚(90.00% )、对羟基苯乙酮(8.32% )。综上所述,徐长卿中挥发油类成分丹皮酚和邻羟基苯乙酮可作为Q-Marker 筛选的参考成分。

3.2基于药效药性的Q-Marker预测分析

徐长卿性温,味辛,归肝、胃经,《神农本草经》中记载其主鬼物,百精,蛊毒,疫疾邪恶气,温疟,久服,强悍轻身。现代药理学研究表明,徐长卿具有镇痛、抗炎、抗癌、神经保护、调节心血管系统等药理作用,其主要发挥药效的成分为挥发油类和C 21 甾体类成分。研究表明,辛味药所含的化学成分主要概括为3 类:一是挥发油(83 种),二是氨基酸、有机酸(80 种),三是苷类、生物碱(40 种);温性药所含的化学成分主要有挥发油、酯类、有机酸、糖类、无机物、生物碱等,辅以萜类等[69-70] 。综上所述,徐长卿中挥发油类成分可作为Q-Marker 筛选的参考成分。

3.3基于化学成分可测性的Q-Marker预测分析

Q-Marker 应具有明确的化学结构,且可通过现代检测手段,如SPME 、HPLC 、GC 、UV 、MS 、NMR 等进行定性鉴别和定量测定。邹传生等[12] 运用多种色谱检测技术,从徐长卿根中萃取分离出18 个成分并完成检测,分别为橙皮苷、柚皮素、丁香脂素、(−)- 南烛木树脂酚、5- 甲氧基-( +)- 异落叶松脂素、( +)- 异落叶松脂醇、2- 羟甲基-5- 羟基吡啶、邻苯二甲酸二丁酯、大理白前苷A 、川橙皮素、橘红素、cynanoside K 、cynanoside J 、hirundigoside C 、stauntoside O、白薇苷D、atratcynoside B、白薇苷E。杜跃中等[7] 运用GC-MS 对包括丹皮酚、棕榈酸、油酸在内的20 个挥发油类化学成分进行测定,占挥发油总量的99.4% 。综上所述,徐长卿中多类成分如挥发油类、C 21 甾体类、黄酮类可通过NMR 、MS 等检测手段进行定性定量分析,可作为Q-Marker 筛选的参考成分。

3.4基于制剂因素的Q-Marker预测分析

丹皮酚为徐长卿中主要药效成分,具有镇痛、抗炎、抗肿瘤、抗过敏等药理作用,但其水溶性较差、易挥发、不稳定,成为限制其应用的影响因素。高杰等[71] 以丹皮酚为评价指标,采用Box-Behnken 响应面法,优化其挥发油-β-CD 包合物的制备工艺,最终选定工艺参数为质量比1 ∶8.34 ,包合温度50.2 ℃,包合时间2.17 h 。张东京等[72] 采用超声饱 和溶液法制备丹皮酚-β-环糊精包合物,分别考察了包和温度、包和时间、投料比和分散溶剂浓度等工艺,优化工艺参数为,包合温度30 ℃、包合时间1h、料液比1 ∶10 。综上所述,丹皮酚可作为Q-Marker 筛选的参考成分。

4结语

徐长卿在我国分布广泛,药效突出,是我国本草中一味重要的传统中药。目前而言,围绕徐长卿的研究大多局限于定性分析研究和临床实验研究,定量研究及药效机制研究的开展还有待于进一步拓展。本文总结了国内外研究现状,并预测了丹皮酚和邻羟基苯乙酮可作 为其 Q-Marker 的参考成分,以期为进一步开展药效物质研究提供理论及数据上的参考。相信随着现代分析手段,如分子生物学、代谢组学、网络药理学等不断发展,徐长卿的药用价值还会进一步挖掘研究。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献(略) 

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