薯蕷皂苷的研究進(jìn)展

鐘佳樂 李早慧

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，吉林 吉林 132101）

薯蕷皂苷是一種天然的植物來源的甾體皂苷，在自然界中廣泛存在，并且價(jià)格便宜，在制作藥品時(shí)成本低，高產(chǎn)量?，F(xiàn)代研究表明薯蕷皂苷具有多種藥理作用，可以改善動脈粥樣硬化癥狀，抑制癌細(xì)胞增殖、促進(jìn)凋亡，保護(hù)心血管，降低血糖，治療更年期骨質(zhì)疏松癥，抗炎，抑菌等活性。其抗腫瘤作用為近幾年研究熱點(diǎn)，可以通過多種途徑促進(jìn)腫瘤凋亡。本文對其提取方法和藥理作用進(jìn)行綜述，為薯蕷皂苷的進(jìn)一步開發(fā)利用提供指導(dǎo)。

1.提取方法

薯蕷皂素提取方法很多，主要是傳統(tǒng)的先水解后提取法、先提取后水解法、酶解、表面活性劑法及改進(jìn)的超聲波法以及多種方法聯(lián)合。趙明蕊等人利用閃式提取法，通過對提取溶劑使用量、提取時(shí)間和次數(shù)的優(yōu)選最終確定提供工藝為料液比為1:10，每次提取2min,提取1次,薯蕷皂苷提取率達(dá)到8.14mg/g。雷蕾等人采用復(fù)合酶協(xié)同超聲法確定薯蕷皂苷的最佳提取工藝為2.5%復(fù)合酶制劑、30℃，PH6，酶解2h,可達(dá)到最大的薯蕷皂苷得率2.29%。韓秋敏等采用微波法提取，微波功率350 W，藥物與提取溶劑的體積比為1:10，70%甲醇,提取15min，最終確定薯蕷皂苷的提取率為0.0562%；楊轉(zhuǎn)萍等利用超聲波-表面活性劑協(xié)同萃取，在常溫條件下, 8.6×10-3mol·L-的表面活性劑,藥材與溶劑比例為1:14(m/v), 25.8 k Hz下萃取40 min,最終達(dá)到最大的薯蕷皂苷得率為6.50%。薛眾眾等人利用超聲法提取，在 50℃，超聲功率60W，提取溶劑為80%，乙醇藥物與溶劑比例1:10，提取30min，獲得鐵棍山藥為原料藥的薯蕷皂苷的獲得率為0.0918%。王志娟等采用泡沫分離法，采用單因素和Box-Behnken響應(yīng)面通過對上樣濃度、溫度、氣速、裝樣量優(yōu)化了薯蕷皂苷的提取方法，利用最優(yōu)方法在28℃，0.03mg/mL上樣濃度，450mL/min氣速，400mL裝液量進(jìn)行提取，可以達(dá)到86%以上的提取率。魏荷琳等采用預(yù)浸泡-超聲提取工藝進(jìn)行薯蕷皂苷提取，也是采用單因素與響應(yīng)面相結(jié)合進(jìn)行提取條件的優(yōu)化，最終確定的提取方法可以使薯蕷皂苷元的回收率達(dá)到86%以上。高中超利用階梯酶解-超聲輔助提取姜黃薯蕷皂苷，篩選出最優(yōu)的提取條件為纖維素酶和果膠酶用量各50mg，在50℃，PH6.0的條件下反應(yīng)2h，得率可達(dá)3.3%，淀粉酶的最優(yōu)條件用量100 mg，酶解pH為6.0，酶解時(shí)間為4h，作用溫度為65℃，此條件下薯蕷皂苷的得率可達(dá)到3.47%，相較于不進(jìn)行階梯酶解皂苷提取率提高了1.37%和1.60%。然后利用泡沫發(fā)分離薯蕷皂苷，通過單因素和響應(yīng)面優(yōu)化條件最終確定在20℃，稀釋倍數(shù)84，436mL/min裝液量的條件下回收率可達(dá)91%以上。

2.薯蕷皂苷的藥理藥效

2.1 降脂作用

高血脂是現(xiàn)在常見的疾病，通過臨床發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過薯蕷皂苷藥物治療的，膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白的含量都大幅度下降。Gil等發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷通過減少炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)減輕小鼠高脂肪飲食誘導(dǎo)的肥胖，顯著降低了高脂飲食喂養(yǎng)小鼠的體重增加和內(nèi)臟肥胖，可以減少高脂飲食誘導(dǎo)的脂肪變性，高脂飲食誘導(dǎo)的瘦素增加，這可能歸因于預(yù)防內(nèi)臟脂肪細(xì)胞肥大。Barun Poudel等研究顯示薯蕷皂苷可以抑制3T3-L1 細(xì)胞中的脂質(zhì)積累，下調(diào)脂肪生成轉(zhuǎn)錄因子，降低肥胖小鼠體重，通過AMPK/MAPK 信號調(diào)節(jié)脂肪生成。Li等發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷通過 IRS-1/PI3K/Akt 通路顯著減輕脂肪組織的胰島素抵抗，顯著逆轉(zhuǎn)了磷酸化 (p-)IRS-1/IRS-1 (P＜0.05) 和 p-Akt/Akt (P＜0.05) 值的顯著增加，并有可能用作治療 HFD 誘導(dǎo)的脂肪組織胰島素抵抗的新型治療劑。

2.2 抗腫瘤作用

薯蕷皂苷抗癌作用的發(fā)現(xiàn)最開始來自對云南白藥的研究逐步被人們發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，其抗癌作用可能與調(diào)控細(xì)胞增殖，死亡受體途徑、線粒體凋亡途徑等其他可能介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的途徑或通路密切相關(guān)。ZHANG等研究中發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷對肝癌細(xì)胞HepG2的增殖有較強(qiáng)的抑制作用，細(xì)胞周期被阻滯在G2/M期.薯蕷皂苷會使Fas及其配體FasL、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、腫瘤壞死因子受體-1、腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子1和FADD表達(dá)上調(diào)，從而介導(dǎo)胃癌細(xì)胞的凋亡，說明薯蕷皂苷可以銅過死亡受體途徑介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。宋曉玲在薯蕷皂苷抑制膽囊癌的研究中發(fā)現(xiàn)，薯蕷皂苷可通過PI3K/AKT信號通路破壞線粒體膜的通透性及誘導(dǎo)ROS的釋放，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體凋亡，介導(dǎo)膽囊癌細(xì)胞凋亡。KIM等對MDA-MB-231細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)，薯蕷皂苷以劑量依賴的方式抑制細(xì)胞生長，它可通過凋亡誘導(dǎo)因子（AIF）促進(jìn)Caspase非依賴性途徑，以及下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2、cIAP1、cIAP2-1和Mcl-1的表達(dá)。

2.3 抗炎

褚春民等研究發(fā)現(xiàn)，薯蕷皂苷對膠原性關(guān)節(jié)炎模型大鼠具有良好的雙向免疫調(diào)節(jié)作用，,薯蕷皂苷低、高劑量組CD4、F4/80、GFAP和IBA-1的表達(dá)明顯降低（P＜0.05）,IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3的蛋白表達(dá)水平均明顯低于模型組,而IL-4水平明顯高于模型組。在脊髓細(xì)胞質(zhì)中NF-κB水平上調(diào)、細(xì)胞核NF-κB水平下調(diào)。Li等試驗(yàn)證明薯蕷皂苷可通過抑制清道夫受體和p38 MAPK的表達(dá)，減弱高糖條件下薯蕷皂苷對ROS的產(chǎn)生、炎性細(xì)胞因子的分泌和人氧化低密度脂蛋白（oxLDL）的攝取，從而起到預(yù)防動脈粥樣硬化的積極作用； Wu等證明薯蕷皂苷通過減少總細(xì)胞數(shù)、炎癥細(xì)胞數(shù)、肺水腫、髓過氧化物酶活性和丙二醛含量來保護(hù)機(jī)體免受博來霉素誘導(dǎo)的急性肺損傷。此外，其能夠顯著抑制腫瘤壞死因子a（TNF-a）、白介素1b（IL-1b）、核因子JB（NF-jB）、環(huán)氧化酶2（COX-2）、高遷移率族蛋白B1（HMGB1）水平，并上調(diào)白介素10（IL-10）的水平，從而減輕博來霉素給小鼠帶來的氧化應(yīng)激、肺炎癥反應(yīng)和急性肺損傷；

2.4 心血管保護(hù)作用

在心血管系統(tǒng)保護(hù)方面，薯蕷皂苷在冠心病豬模型研究時(shí)被發(fā)現(xiàn)能夠通過抗炎、抗氧化作用，降低血清肌酸蛋白（CK）、肌酸激酶同工酶（CK-mb）、肌酸脫氫酶（LDH）、心肌肌鈣蛋白（cTnT）水平，增加左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF），抑制左心室收縮期內(nèi)徑(LVIDs)，其發(fā)生機(jī)制是薯蕷皂苷通過NAD-依賴性去乙酰化酶Sirtuin-1/核因子E2相關(guān)因子2轉(zhuǎn)錄因子（Sirt1-Nrf2）和p38 MAPK途徑減少氧化應(yīng)激和炎癥，從而預(yù)防冠心病。薯蕷皂苷可以增加冠心病豬模型的心臟功能，通過下調(diào)caspase-3表達(dá)、上調(diào)Sirt1/Nrf2表達(dá)和p38 MAPK途徑預(yù)防冠心病。郭春宏等研究顯示薯蕷皂苷的含藥血清提高心肌細(xì)胞存活率水平，降低損傷細(xì)胞MDA、LDH含量，提高CAT、T-SOD活性。薯蕷皂苷可以抑制血管平滑肌增殖，HE染色顯示球囊損傷后頸動脈內(nèi)膜增生被抑制， PCNA表達(dá)水平降低， SM22-α及α-SMA表達(dá)水平升高，預(yù)防血管再狹窄。

2.5 抗骨質(zhì)疏松

趙菁研究表明薯蕷皂苷可以提高大鼠骨密度和股骨中骨小梁厚度與數(shù)量，提高PI3K、P38、p-ERK蛋白水平，降低c-Caspase3表達(dá)水平，促進(jìn)絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松大鼠成骨細(xì)胞的增殖和分化。張春芳等人研究也表明薯蕷皂苷促進(jìn)MC3T3-E1細(xì)胞的增殖和ALP的活性，使Lrp5、β-catenin、OPG/RANKL mRNA表達(dá)水平下調(diào)。袁人飛研究顯示薯蕷皂苷提高M(jìn)C3T3-E1細(xì)胞增殖，提高成骨細(xì)胞內(nèi)堿性磷酸酶活性、成骨細(xì)胞礦化結(jié)節(jié)量。降低β-catenin,runx2,Cyclin D1的表達(dá)水平。

3.薯蕷皂苷的潛在毒性

周倩等通過對肝細(xì)胞增殖及凋亡檢測，發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷抑制肝細(xì)胞增殖，細(xì)胞的凋亡和壞死成劑量依賴性；動物試驗(yàn)也顯示小鼠肝組織內(nèi)偶見巨核干細(xì)胞，上調(diào)血清中AST水平。梁玉瓊等通過對LO2人肝細(xì)胞的研究顯示薯蕷皂苷抑制LO2增殖，使其細(xì)胞分布密度降低，邊界模糊，Bcl-2蛋白的表達(dá)降低,Bax蛋白的表達(dá)升高。張亞欣等發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷與Hep G2 共孵育12h后，顯示細(xì)胞活性降低，LDH和ROS 升高，細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變甚至死亡，上調(diào)CYP1A1蛋白表達(dá)。

4.結(jié)論

薯蕷皂苷在是穿山龍、盾葉薯蕷、黃山藥等薯蕷科植物中含量較高，其結(jié)構(gòu)與甾體激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，是一種經(jīng)典的皂苷類成分。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,薯蕷皂苷的研究也越來越受到關(guān)注, ,而且它還是合成甾體激素類藥物的基礎(chǔ)原料和中間體,除了具有良好的藥理作用外，有一定的肝毒性，因此如何合理利用開發(fā)薯蕷皂苷產(chǎn)品，有很大的研究空間，本文對薯蕷皂苷的提取方法、藥理作用、潛在毒性做簡單總結(jié)，為薯蕷皂苷的產(chǎn)品進(jìn)一步開發(fā)提供參考。