中藥紫草化學成分及藥理作用最新研究進展＊

崔曉秋

（濟寧醫(yī)學院藥學院，山東 日照276826）

紫草為中國傳統(tǒng)名貴藥材，別名山紫草，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，為紫草科植物新疆紫草Arnebia euchroma（Royle）Johnst．或內(nèi)蒙古紫草Arnebia guttata Bunge干燥根，主產(chǎn)于新疆、甘肅及西藏西部［1］。紫草主要含有萘醌類化合物——左旋紫草素及其衍生物，具有多種生物活性，有顯著的抗腫瘤、抗菌、抗氧化、抗炎、治療水火燙傷及促進傷口愈合作用［2］。現(xiàn)將有關中藥紫草化學成分、藥理活性研究進展作一綜述。

1 紫草化學成分

1．1 紫草化學成分研究概況

紫草化學成分具有一定的多樣性，采用快速高效液相色譜—飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用技術分析，推斷出紫草中可能含有紫草素、β－羥基異戊酰紫草素、乙酰紫草素、β－乙酰氧基異戊酰紫草素、異丁酰紫草素、β，β－二甲基丙烯酰紫草素和α－甲基－正丁酰紫草素等10種主要化學成分［3］。近年來，人們對紫草中化合物的研究不斷取得可喜進展。用95%乙醇提取，粗浸膏水溶液以石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取，硅膠柱層析（不同梯度的二氯甲烷—甲醇洗脫）、凝膠層析等多種色譜手段，從10．0kg粉碎的干燥紫草根中分離得到3個化合物。結(jié)合高分辨電噴霧質(zhì)譜（HR－ESI－MS）及各種二維核磁共振技術（HSQC、HMBC、H1－H1COSY），鑒定了這3個化合物為新化合物。其中包括一個二聚體－軟紫草新素（arnebiabinone）、一個新的酚類化合物－9－（2｀，5｀－二羥基苯基）壬酸乙酯及一個新的天然產(chǎn)物阿魏酸辛酯［4］。Atallah F．Ahmed等從中藥紫草中分離4個化合物，2個新化合物多環(huán)香葉基氫醌衍生的代謝物arnebacene和arnebidin，2個已知化合物假紫草素－7以及香草酸。通過波譜分析法，二維核磁共振及與其它相關化合物比較的方法，確定了新化合物的相對構型及絕對構型。為了進一步確證其構型的準確性，對2個新化合物的可能的生物合成途徑進行了進一步推導［5］。

1．2 紫草化學成分的提取

1．2．1 乙醇提取法 Lou等采用乙醇提取法優(yōu)化紫草提取工藝，考察因素為4個固液比1∶4、1∶6、1∶8和1∶12，3個不同提取溫度40℃、50℃和60℃，設定3個不同提取時間4h、24h和36h。經(jīng)反復試驗，確定紫草最佳提取工藝參數(shù)為：固液比1∶12，35℃條件下，95%乙醇提取36h，在此條件下，提取率最高，提取物活性最好。將最佳條件下的提取物制備成紫草微囊進行生物活性評價，藥物釋放時間可達120h，能有效促進傷口愈合（11d內(nèi)傷口減小91．3%）［6］。

1．2．2 高壓提取及超聲波提取技術 Kim使用高壓提取技術及超聲波法進行中藥紫草提取工藝優(yōu)化，并與傳統(tǒng)的乙醇回流提取法比較。應用70%乙醇提取，固液比1∶10、提取溫度60℃的條件下，獲得最佳提取工藝參數(shù)分別為500Mpa 60min和120kHz 90min，最大提取率達到27．49%和3．19% （w／w），與傳統(tǒng)的乙醇提取法相比，提取率提高了16．32%和1．81%。高壓法與超聲法提取物的透明質(zhì)酸酶抑制活性達64．19%，而乙醇提取物的活性僅為44．24%［7］。

將紫草素粉碎后用不同濃度乙醇（100%、80%和60%）超聲波提取法室溫下提取3次，每次30min。應用安捷倫7100毛細管電泳儀二極管陣列檢測器測定紫草素含量，根據(jù)全波長掃描確定紫草素最大吸收有218、304和594nm 3個峰，經(jīng)反復測試發(fā)現(xiàn)，在218nm下紫草素分離度最好，能夠?qū)崿F(xiàn)基線分離。因此，在218nm下進行測定，檢測限0．603ppm，紫草素含量為4．4～4．8mg／kg［8］。

1．2．3 超聲波強化亞臨界水提取法 Yang等研究超聲波強化亞臨界水提取法提取紫草素，并與CO2超臨界流體提取法及索氏提取法進行比較，亞臨界水提取法中紫草素提取率高達0．31%，而CO2超臨界流體提取法及索氏提取法中紫草素提取率則分別為0．21%和0．19%。同時，亞臨界水提法所得化合物純度也高，經(jīng)抑菌活性測試，發(fā)現(xiàn)其具有非常好的抗大腸桿菌活性和金黃色葡萄球菌活性［9］。

1．2．4 表面活性劑協(xié)同溶劑提取法 表面活性劑以其特殊的結(jié)構形式，通過在其表面或界面的吸附作用而改變化學成分的溶解性能，正逐步應用于中藥化學成分的提取。

在研究中，先計算藥材與溶劑的接觸角，確定最佳提取溶劑及表面活性劑的種類，再采用超聲協(xié)同溶劑法提取紫草素，最優(yōu)提取工藝條件為35℃提取35min，液固比1∶12，表面活性劑吐溫20的加入量為0．0004g／L，在此條件下紫草素的提取率為30．64mg／L［10］。

1．2．5 勻漿提取法 勻漿提取技術是一種快速、高效、對環(huán)境無污染的新的提取技術，尤其適用于熱敏性化合物的提取。紫草素為熱不穩(wěn)定化合物，在采用熱回流法提取時，一旦溫度超過60℃，該化合物會迅速發(fā)生降解。采用響應面法設計3因素3水平試驗方案，勻漿提取技術對新疆紫草中紫草素進行提取，最佳提取方案是78%乙醇，勻漿提取4．2min，10∶3的液固比提取2次，提取率0．097 mg／g，純度0．32%。為驗證響應面分析方法對紫草素提取的準確性，對該提取方案進行了5次驗證，平均提取率0．095mg／g，提取率0．34%［11］。

2 藥理作用研究進展

2．1 抗癌作用

盡管目前化療在癌癥的治療中占主導地位，但其持續(xù)的副作用也是臨床中常見問題，因此，尋找更高療效的治療方法迫在眉睫。據(jù)調(diào)查顯示，有2／3以上的抗癌藥物來自于天然產(chǎn)物或者以天然產(chǎn)物為基礎研制而成。紫草素作為中藥紫草主要活性成分，一直以來對多種癌細胞具有潛在的抑制作用，可有效地干擾蛋白質(zhì)與DNA間的關聯(lián)，因而表現(xiàn)出很好的抗癌活性［12］。

2．1．1 抑制人乳腺癌及肝癌細胞活性 在紫草素與人乳腺癌（MCF－7）細胞作用24h內(nèi)，未檢測到MCF－7細胞明顯改變；48h后，紫草素可有效抑制MCF－7的生長［13］。研究人員以 HCC細胞（肝癌細胞）為模型，研究細胞自噬時間。曾一度認為紫草素在濃度6μM時肝癌細胞發(fā)生自噬，但隨著進一步深入研究發(fā)現(xiàn)，紫草素在低劑量（2．5μM）、短時間內(nèi)（12h）即可完成細胞自噬［14］。

2．1．2 抗人非小細胞肺癌（A549）活性 將純度達98%以上的左旋紫草素，以DMSO溶解，作用于A549細胞，采用MTT染色法測定。研究發(fā)現(xiàn)，當A549細胞與左旋紫草素作用24h，濃度為8μm時，左旋紫草素對A549細胞具有顯著的抑制作用；而同樣的作用時間，當濃度小于2μm時，即可明顯抑制胞外基質(zhì)入侵［15］。

2．1．3 抑制前列腺及胃癌細胞增殖活性 紫草素也可通過降低基質(zhì)金屬蛋白酶MMP2／MMP9，從而抑制前列腺癌細胞增殖作用［16］。Kim考察了12．5～100ng／mL的左旋紫草素作用于AGS胃癌細胞系時，監(jiān)測了6h細胞內(nèi)活性氧、細胞衰老表型的出現(xiàn)、細胞周期進展、細胞內(nèi)的周期蛋白依賴性激酶和細胞周期蛋白等級。利用這些胃癌細胞增殖的影響因素，借以評價左旋紫草素對AGS胃癌細胞的抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，紫草素抗AGS細胞增生活性，主要是通過誘導細胞周期停滯在G2／M期，從而抑制AGS人胃癌細胞中Egr1基因表達［17］。

2．1．4 抑制人胰腺癌細胞增殖活性 紫草素也能抑制人胰腺癌細胞的增殖，以胰腺癌異種移植物細胞模型，研究紫草素單獨作用于胰腺癌及與吉西他濱協(xié)同作用胰腺癌細胞的異同。當紫草素與吉西他濱協(xié)同作用時，能顯著抑制3種不同胰腺癌細胞的增殖；而紫草素單獨作用于胰腺癌細胞，也同樣能夠起到非常顯著的作用［18］。

2．2 抗炎及抗病毒活性

2．2．1 抗炎活性 紫草素能夠顯著減少白細胞介素 （IL－6）、一氧化氮 （NO）以及腫瘤壞死因子－α（TNF－α）在巨噬細胞RAW264．7中的含量。紫草素具有很強的抗炎活性，作用機制之一是降低巨噬細胞中高遷移率族蛋白（HMGB）的表達而發(fā)揮作用［19］。以脂多糖（LPS）致小鼠急性肺損傷作為模型，研究紫草素在有機體內(nèi)及體外的抗炎作用。采用地塞米松為陽性對照藥，評價紫草素的抗炎作用。蛋白質(zhì)印跡結(jié)果表明，紫草素顯著抑制核NF－κβ信號轉(zhuǎn)錄因子的活性而發(fā)揮抗炎作用［20］。將60只成年大鼠隨機分成6組，分別為對照組、紫草素組（50mg／kg）、脂多糖組、加入3個不同劑量的紫草素的對照組（12．5、25和50mg／kg），脂多糖作用6h后評價肺損傷的嚴重性。研究結(jié)果表明，紫草素可明顯減少炎癥因子，對脂多糖誘導的小鼠急性肺損傷有很好的保護作用［21］。將蛙皮素先后六次注入小鼠腹膜腔內(nèi)，誘導小鼠急性胰腺炎，在蛙皮素第一次被注入前將高度脂溶性的萘醌類色素紫草素進行預處理。經(jīng)過生物活性評價，確定紫草素可能通過釋放炎癥因子而具有抗胰腺炎活性［22］。

2．2．2 抗病毒活性 紫草素及其衍生物有一定的抗炎抗病毒功效，如紫草素可抗人乳頭瘤病毒（HPV）、抗副流感病毒和甲型流感病毒、抗人類免疫缺陷病毒（HIV）、抗肝炎病毒［23］。紫草素衍生物乙酰紫草素可抑制乙型肝炎病毒X蛋白（HBX）增殖，從而有效促進乙型肝炎病毒凋亡［24］。

2．3 促進燒燙傷、創(chuàng)傷愈合作用

中醫(yī)臨床常用紫草治療皮膚傷口愈合，但其對于腸傷口愈合作用卻鮮為人知。用體外創(chuàng)傷模型探討紫草素促進腸上皮細胞遷移作用，主要是通過大鼠回腸細胞IEC－18中的TCF－β轉(zhuǎn)化生長因子的釋放［25］。紫草中除了具有紫草素外，還有紫草素的二聚體，該化合物對傷口愈合有顯著的促進作用。通過檢測傷口表面焦痂生化參數(shù)羥（基）脯氨酸含量的方法，研究紫草素對傷口愈合的促進作用。紫草粉末用石油醚（60℃～80℃）提取，紫草素的二聚體占所有化合物的62．4%，其對大鼠切開的傷口具有顯著的愈合效果［26］。紫草主要活性成分紫草素能夠誘導與傷疤相關聯(lián)的細胞凋亡，這在傷疤組織改變中是必不可少的過程［27］。

3 結(jié)語

紫草為多年生草本植物，歸肝、心經(jīng)，性寒，味甘、咸，中醫(yī)臨床用于治療血熱毒盛、水火燙傷等癥，是臨床常用的傳統(tǒng)中藥。綜上所述，紫草藥理活性非常顯著，主要體現(xiàn)在促進傷口愈合、抗流感病毒、抗腫瘤、抗癌等方面，但對其作用機理研究較少。由于紫草在中醫(yī)臨床上的應用已有上千年的歷史，目前紫草臨床相對較少，主要是通過藥理活性研究，發(fā)現(xiàn)新的治療作用。本文從紫草化學成分和藥理活性兩方面研究概況對中藥紫草進行了較詳盡的概述，可見紫草具有潛在的可開發(fā)利用價值，具有廣闊的應用前景。

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