知母皂苷及其苷元的藥理作用研究進(jìn)展

蔡 飛，王維泓，高守紅，陳萬(wàn)生(.解放軍廣州軍區(qū)機(jī)關(guān)門(mén)診部藥械科，廣東 廣州 50080;.第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長(zhǎng)征醫(yī)院藥學(xué)部，上海 00003)

中藥知母為百合科植物知母Anemarrhena asphodeloides Bge.的干燥根莖，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，現(xiàn)為《中國(guó)藥典》收載，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其化學(xué)成分和藥理作用等方面做了大量的研究工作。其化學(xué)成分主要有皂苷類(lèi)、黃酮類(lèi)、雙苯吡酮類(lèi)、木脂素類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)、多糖類(lèi)以及無(wú)機(jī)元素等成分，其中皂苷及其苷元是具有廣泛藥理活性的最主要成分，根莖含量約為6%，且種類(lèi)較多［1］。知母中所含皂苷為甾體皂苷，主要為知母皂苷A、B以及異菝葜皂苷等，皂苷元是皂苷水解后去掉結(jié)合糖基的產(chǎn)物，主要有菝葜皂苷元(sarsasapogenin)，馬爾可皂苷元(markogenin)，新吉托皂苷元(neogitogenin)，薯蕷皂苷元(diosgenin)等。近年來(lái)，有關(guān)知母皂苷及其苷元的藥理活性研究有較大進(jìn)展，值得關(guān)注，現(xiàn)綜述如下。

1 對(duì)老年癡呆癥的防治作用

腦組織中膽堿能M受體密度下降與患老年癡呆癥密切相關(guān)，N受體數(shù)量與大腦的學(xué)習(xí)記憶功能密切相關(guān)。夏宗勤和Hu等［2～4］證明知母皂苷元能使癡呆模型大鼠腦內(nèi)M1受體密度增加，其學(xué)習(xí)記憶能力明顯增強(qiáng)，對(duì)老年性癡呆的膽堿能系統(tǒng)功能漸進(jìn)性退化發(fā)揮一定的預(yù)防和治療作用。實(shí)驗(yàn)表明［5］知母總皂苷能顯著提高衰老大鼠腦內(nèi)的N受體數(shù)量，而且知母總皂苷在大鼠體內(nèi)經(jīng)吸收轉(zhuǎn)化后可抑制大鼠腦皮質(zhì)乙酰膽堿酯酶的活性［6］，從而發(fā)揮益智和抗老年癡呆的作用。Lee等［7］的研究也表明知母皂苷A-Ⅲ主要通過(guò)抑制乙酰膽堿酯酶及炎癥因子的表達(dá)而改善小鼠的學(xué)習(xí)和記憶障礙。也有研究［8］提出知母皂苷通過(guò)抗氧化作用而發(fā)揮改善學(xué)習(xí)和記憶障礙的作用。另外，有研究［9］表明知母皂苷B可通過(guò)抑制tau蛋白的異常磷酸化，維護(hù)海馬神經(jīng)元的正常結(jié)構(gòu)和功能，從而達(dá)到治療老年癡呆癥的目的。同時(shí)，我們的研究［10］表明知母皂苷 B-Ⅱ可通過(guò)提高白介素-10(IL-10)和抗炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)而起到改善學(xué)習(xí)和記憶障礙的作用?？傊罅康难芯恳呀?jīng)證實(shí)通過(guò)不同的作用途徑，知母皂苷及其苷元具有良好的改善老年癡呆癥狀的作用。

2 對(duì)腦缺血損傷的保護(hù)作用

Oh等［11］對(duì)腦缺血大鼠灌服以知母皂苷為主要成分的知母水提物，發(fā)現(xiàn)腦缺血再灌注損傷得到顯著改善，其作用機(jī)制可能和降低嗜中性粒細(xì)胞滲入腦組織有關(guān)。我們的研究［12］也表明，大鼠腦缺血損傷后灌服不同劑量的知母總皂苷，大鼠偏癱癥狀評(píng)分減小，缺血側(cè)腦半球水腫程度減輕，腦梗塞體積縮小，且作用強(qiáng)度與劑量存在一定關(guān)系。病理檢查結(jié)果顯示，知母總皂苷能減輕缺血側(cè)大腦出血壞死、減輕神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)纖維的損傷，從而對(duì)大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷具有明顯的保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)表明［13］，知母皂苷能明顯減輕自由基損傷、炎癥反應(yīng)以及一氧化氮的毒性作用，因而對(duì)腦缺血再灌注大鼠具有一定的保護(hù)作用。吳非等［14］發(fā)現(xiàn)一氧化氮合酶(NOS)的表達(dá)變化在腦缺血再灌注損傷的機(jī)制中起著重要作用，推測(cè)知母皂苷主要降低腦組織中神經(jīng)元型NOS表達(dá)，同時(shí)增加內(nèi)皮型NOS表達(dá)，而表現(xiàn)出一定的腦神經(jīng)保護(hù)作用。

3 抗凝血作用

Niwa等報(bào)道知母皂苷A-Ⅲ及馬爾可皂苷元對(duì)人血小板聚集有抑制作用［15］。李素燕等［16］也報(bào)道知母皂苷A-Ⅲ在體、內(nèi)外對(duì)大鼠血小板聚集和血栓形成均有抑制作用，但不影響體內(nèi)凝血時(shí)間，這說(shuō)明知母皂苷A-Ⅲ可能只是影響血小板的聚集、粘附和活化，而對(duì)血液中的各種凝血因子和血細(xì)胞因子沒(méi)有影響。Dong等［17］首次分離得到知母皂苷B時(shí)就發(fā)現(xiàn)其對(duì)兔血小板聚集具有抑制作用。Kodama研究小組［18，19］還發(fā)現(xiàn)知母皂苷Ⅰ、Ⅰa、B-Ⅰ、B-Ⅱ、B-Ⅲ、A-Ⅲ、E1和E2均對(duì)人血小板聚集具有顯著的抑制作用，此作用隨皂苷濃度的升高而增強(qiáng)，但知母皂苷A-Ⅲ對(duì)人血紅細(xì)胞具有強(qiáng)的溶血作用，知母皂苷Ⅰa具輕微溶血作用，其它皂苷無(wú)此作用，且皂苷抗血小板聚集及溶血作用強(qiáng)弱與C-22位所連基團(tuán)相關(guān)。最近，Chen等［20］發(fā)現(xiàn)菝葜皂苷元、薯蕷皂苷元在體外通過(guò)抑制組織因子的表達(dá)也顯示出一定的抗凝血活性。

4 抗氧化作用

Zhang和 Meng 等［18～21］發(fā)現(xiàn)知母皂苷Ⅰ、Ⅰa、B-Ⅱ和B-Ⅲ均對(duì)甲酰-甲硫氨酰-亮氨酰-苯丙氨酸(fMLP)、花生四烯酸(AA)誘導(dǎo)的過(guò)氧化物有抑制作用，此作用強(qiáng)度與濃度呈正比關(guān)系，但對(duì)卟啉醇肉豆蔻酸乙酸酯(PMA)誘導(dǎo)的過(guò)氧化物有增強(qiáng)作用。知母皂苷B-Ⅰ僅對(duì)fMLP誘導(dǎo)的過(guò)氧化物有增強(qiáng)作用，而對(duì)其它兩者誘導(dǎo)的過(guò)氧化物基本無(wú)作用，知母皂苷A-Ⅲ對(duì)PMA誘導(dǎo)的過(guò)氧化物有增強(qiáng)作用而對(duì)AA誘導(dǎo)的過(guò)氧化物有顯著抑制作用。知母皂苷E1、E2對(duì)fMLP誘導(dǎo)的過(guò)氧化物有顯著抑制作用而對(duì)PMA誘導(dǎo)的過(guò)氧化物有增強(qiáng)作用，但對(duì)AA誘導(dǎo)的過(guò)氧化物無(wú)作用［19］。鄧云等［22］的研究也顯示知母皂苷B-Ⅱ?qū)w外培養(yǎng)的原代大鼠神經(jīng)細(xì)胞具有明顯的抗氧化損傷作用。由于知母皂苷對(duì)過(guò)氧化物的產(chǎn)生有抑制作用，因而其也可能具有抗炎作用。實(shí)驗(yàn)表明［13］知母皂苷有清除氧自由基的作用，使細(xì)胞內(nèi)氧化還原反應(yīng)處在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡之中，因而改善腦內(nèi)自由基代謝，對(duì)慢性應(yīng)激引起的腦過(guò)氧化損傷有保護(hù)作用。

5 抗腫瘤作用

較早的文獻(xiàn)［23］報(bào)道知母皂苷能抑制新生大鼠甲胎蛋白(AFP)的基因表達(dá)，使人肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)染的裸鼠生存期延長(zhǎng)。近年來(lái)，知母皂苷的抗腫瘤活性越來(lái)越受到重視。王麗娟等［24］發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷元在小鼠體內(nèi)對(duì)肉瘤、腹水型肝癌和宮頸癌等有顯著的抑制作用，在體外對(duì)小鼠肺上皮癌細(xì)胞、人宮頸癌細(xì)胞和人乳腺癌細(xì)胞等也有明顯的抑制作用。Trouillas等［25］考察了菝葜皂苷元、異菝葜皂苷元、薯蕷皂苷元對(duì)人源1547骨腫瘤細(xì)胞的生物活性，發(fā)現(xiàn)它們可造成腫瘤細(xì)胞的凋亡和生長(zhǎng)周期停滯。Ni等［26］發(fā)現(xiàn)，菝葜皂苷元能誘導(dǎo)人肝腫瘤細(xì)胞HepG2的凋亡，作用機(jī)制在于其導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞中線粒體活性氧的瞬時(shí)暴增，中斷了細(xì)胞生長(zhǎng)周期。Huang等［27］也發(fā)現(xiàn)菝葜皂苷元對(duì)人源A2780、HO-8910、Eca-109、MGC-803、CNE、LTEP-a-2和KB等多種腫瘤細(xì)胞以及小鼠L1210腫瘤細(xì)胞均有不同程度的細(xì)胞毒性。Sy等［28］發(fā)現(xiàn)知母皂苷A-Ⅲ通過(guò)線粒體介導(dǎo)誘發(fā)Hela腫瘤細(xì)胞的凋亡，而且構(gòu)效關(guān)系表明知母皂苷A-Ⅲ的糖鏈?zhǔn)瞧浒l(fā)揮活性的必需結(jié)構(gòu)，而其母核菝葜皂苷元沒(méi)有相應(yīng)活性。King等［29］進(jìn)一步研究表明知母皂苷B-Ⅱ沒(méi)有抗腫瘤活性，但其酶解后生成的知母皂苷A-Ⅲ能誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞凋亡，且對(duì)正常細(xì)胞無(wú)影響。其作用途徑主要有兩條，一是抑制mTOR靶點(diǎn)的磷酸化，二是誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激阻斷真核起始因子的磷酸化和半胱天冬酶的激活。另外，Kang等［30］以人結(jié)腸癌細(xì)胞 HCT-15證明誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和中斷生長(zhǎng)周期是知母皂苷A-Ⅲ抗腫瘤活性的作用機(jī)制，并且在轉(zhuǎn)染此癌細(xì)胞的裸鼠體內(nèi)驗(yàn)證了知母皂苷A-Ⅲ能顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)。

6 抗骨質(zhì)疏松作用

維A酸可造成小鼠骨丟失為主的骨質(zhì)疏松，楊茗等［31］發(fā)現(xiàn)菝葜皂苷元可對(duì)抗維A酸所致的小鼠股橫徑、骨礦物質(zhì)及骨膠原的減少，升高雌二醇及骨鈣素值，降低堿性磷酸酶及抗酒石酸酸性磷酸酶水平，從而對(duì)維A酸所致小鼠骨質(zhì)疏松具有一定的防治作用，其機(jī)制可能與減緩雌激素水平的降低，抑制骨的高轉(zhuǎn)換有關(guān)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，知母皂苷元能促進(jìn)體外培養(yǎng)的成骨細(xì)胞增殖與分化成熟，對(duì)分化成熟的破骨細(xì)胞無(wú)明顯影響，但可抑制骨髓細(xì)胞向破骨細(xì)胞的分化。Nian等的實(shí)驗(yàn)［32］表明，知母皂苷對(duì)卵巢切除致骨丟失大鼠模型連續(xù)給藥12周，可明顯增強(qiáng)大鼠血清堿性磷酸酶活性，同時(shí)降低血清骨鈣素濃度，抑制骨礦物質(zhì)密度下降，對(duì)大鼠模型具有顯著的成骨促進(jìn)作用，但不影響破骨細(xì)胞數(shù)量，這充分說(shuō)明知母皂苷通過(guò)促進(jìn)骨形成而非抑制骨質(zhì)吸收防止卵巢切除導(dǎo)致的骨丟失。另一實(shí)驗(yàn)［33］也表明，知母皂苷B-Ⅱ不僅能提高卵巢切除大鼠的骨礦物質(zhì)密度，還能促進(jìn)骨形成。

7 抗炎作用

我們最近的實(shí)驗(yàn)［34］表明知母皂苷B-Ⅱ具有體外抗炎活性，在mRNA和蛋白表達(dá)水平可抑制白介素-1β(IL-1beta)、腫瘤壞死因子-α(TNF-alpha)和白介素-6(IL-6)等炎癥因子的生成，同時(shí)抑制細(xì)胞核因子-κB(NF-kappaB)和促細(xì)胞分裂劑激活性蛋白激酶(p38 MAP kinase)的激活。因而抑制NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性，以及抑制p38 MAP kinase的激活是其可能的作用機(jī)制。同時(shí)，Kim等［35］發(fā)現(xiàn)知母皂苷B也具有抗炎作用，且作用途徑與知母皂苷B-Ⅱ相同。鄧云等［13］的研究表明在模型大鼠體內(nèi)知母皂苷還能降低血液中白細(xì)胞及中性粒細(xì)胞數(shù)量，從而發(fā)揮抗炎作用。

8 降血壓作用

李澤松等［36］證明知母皂苷作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞后，血管緊張素酶原基因、腎上腺素α2A受體基因及內(nèi)皮素轉(zhuǎn)換酶-1基因的表達(dá)均有不同程度的下調(diào)，從而發(fā)揮調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞功能達(dá)到降低血壓的作用。也有研究［37］報(bào)道，知母皂苷及其苷元可使動(dòng)物模型病理性升高的β腎上腺素受體水平趨于正常，且這種作用與糖皮質(zhì)激素及其受體無(wú)關(guān)。研究表明［38］知母皂苷A-Ⅲ能拮抗去氧腎上腺素引起的血管收縮，可能是由于其促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞鈣離子內(nèi)流而導(dǎo)致NO的釋放增加。Xiao等［39］發(fā)現(xiàn)知母皂苷具有抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖和促進(jìn)其凋亡的作用，且作用機(jī)制也是依賴NO通路實(shí)現(xiàn)的。

9 降血糖作用

有報(bào)道［40］稱知母皂苷A-Ⅲ能降低四氧嘧啶致糖尿病小鼠模型的血糖水平，且呈劑量依賴性關(guān)系，其作用機(jī)制可能為抑制肝內(nèi)糖原分解或異生。李春梅等［41］研究了知母皂苷對(duì)正常小鼠和糖尿病小鼠糖耐量及空腹血糖的影響，發(fā)現(xiàn)知母皂苷對(duì)正常小鼠無(wú)降血糖作用，但可使糖耐量曲線趨于平緩，其能顯著提高糖尿病小鼠糖耐量，降低實(shí)驗(yàn)性糖尿病小鼠的空腹血糖，從而發(fā)揮一定的降糖作用。

10 降血脂作用

韓兵等［42］采用高脂飼料喂養(yǎng)鵪鶉建立高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化模型，知母皂苷連續(xù)灌胃給藥2周，可顯著降低血清總膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白含量，提高高密度脂蛋白/總膽固醇比值，縮小斑塊面積，減輕動(dòng)脈粥樣硬化程度，表現(xiàn)出對(duì)高脂血癥及動(dòng)脈粥樣硬化明顯的抑制作用。而付寶才等［43］的研究也表明，對(duì)高脂飼料造模的SD大鼠灌胃知母皂苷30 d后，知母皂苷能顯著增強(qiáng)高脂血癥大鼠肝臟低密度脂蛋白受體的活性，加快血中低密度脂蛋白的清除，從而起到調(diào)控血脂水平的作用。

11 其它作用

Ren等［44］發(fā)現(xiàn)知母總皂苷對(duì)多種抑郁模型具有一定的抗抑郁作用，作用機(jī)制可能與其增強(qiáng)去甲腎上腺素能及5-羥色胺能神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)，亦有可能是對(duì)抗皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷。另外，知母皂苷有殺血吸蟲(chóng)宿主釘螺的作用，其中知母皂苷A-Ⅲ活性最強(qiáng)［45］。最近還有研究［46］表明知母皂苷 A-Ⅲ、B-Ⅲ、D及菝葜皂苷元對(duì)皮膚過(guò)敏和瘙癢具有抑制作用。

12 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，知母皂苷及其苷元具有豐富的生物活性和藥理作用。有關(guān)它們的活性、藥理作用和制備工藝等方面的專利已被大量申請(qǐng)，相應(yīng)的新藥研究與開(kāi)發(fā)工作也正在進(jìn)行之中。尤其是知母皂苷及其苷元在老年癡呆癥、心腦血管系統(tǒng)疾病、腫瘤及骨質(zhì)疏松等方面的預(yù)防和治療作用逐漸被人們深入認(rèn)識(shí)和廣泛報(bào)道，越來(lái)越受到重視，因而有效部位或單體成分(如知母皂苷B-Ⅱ、A-Ⅲ等)的臨床應(yīng)用前景廣闊，但其作用機(jī)制及體內(nèi)代謝等方面還需要進(jìn)一步系統(tǒng)深入的闡明，以期為新藥開(kāi)發(fā)積累充分的研究資料。

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