金鐵鎖研究進(jìn)展綜述

李斌　李德龍　尹麗莎　王永強(qiáng)　于鑫　常曉勇

摘 要：該文對(duì)我國(guó)西南地區(qū)特有單屬種藥用植物金鐵鎖的本草考證、生物學(xué)特性、化學(xué)成分、藥理活性、臨床應(yīng)用、種子繁殖與栽培、組織培養(yǎng)以及遺傳多樣性等方面的研究和利用現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，并且分析了目前該植物開發(fā)利用中存在的問題，在此基礎(chǔ)上提出了一些建議，為該植物的進(jìn)一步開發(fā)和合理應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：金鐵鎖；研究現(xiàn)狀；問題；建議

中圖分類號(hào) R284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）03-04-23-04

Study Advance on Psammosilene tunicoides

Li Bin1 et al.

（1Key Laboratory for Forest Genetic and Tree Improvement & Propagation in Universities of Yunnan Province，Southwest Forestry University，Kunming 650224，China）

Abstract：Studies and using actualities on herbal research，biological characteristics，chemical constituents，pharmacological actions，clinical application，seed propagation and cultivation，tissue culture and genetic diversity of Psammosilene tunicoides which was one of the medicinal plant ‘single-genera species，in southwest China were summarized. Basing on the analyzing of exploitation and using problems of this kind of plant，some suggestions were provided，in order to offer the reference for reasonable exploitation and using.

Key words：Psammosilene tunicoides；Research status；Problem；Suggestion

金鐵鎖（Psammosilene tunicoides W.C.Wu et C.Y.Wu）隸屬石竹科（Caryophyllaceae）金鐵鎖屬（Psammosilene），是我國(guó)西南地區(qū)特有的單種屬植物和傳統(tǒng)的藥用植物，又名獨(dú)定子、小霸王、金絲矮陀陀、象牙七、對(duì)葉七、土人參等[1]，主要分布在貴州、四川、云南等地[2]，是國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物，為云南白藥的重要成分之一。金鐵鎖以根入藥，味苦、辛，性微熱，有小毒，入冷經(jīng)，具有活血化瘀、消炎、止血、止痛化膿等作用，傳統(tǒng)中醫(yī)用于治療胃痛、跌打扭傷以及風(fēng)濕類風(fēng)濕等癥[3]，具有較好的鎮(zhèn)痛和抗炎作用[4]。本文對(duì)金鐵鎖的本草考證、化學(xué)成分、藥理活性及臨床應(yīng)用等方面的研究現(xiàn)狀作一概述，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其可持續(xù)發(fā)展及合理開發(fā)提出了一些建議，為金鐵鎖的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 本草考證 金鐵鎖是常用中藥材，在明代本草學(xué)家蘭茂著的《滇南本草》一書中第一次被記載，“味辛辣，性大溫，有小毒，吃之令人多吐。專治面寒疼，胃氣心氣痛，攻瘡癰排膿[5]。1906年，英國(guó)人Forrest在云南麗江采得標(biāo)本，由德國(guó)柏林植物園的Diels鑒定為蠅子草屬的一個(gè)新種，定名為Silenecryptantha Diels，后來(lái)由我國(guó)植物學(xué)家吳蘊(yùn)珍和吳征鎰在昆明采到本種標(biāo)本，觀察其花和果實(shí)的解剖結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)與蠅子草屬植物不同，將其單獨(dú)定為一單屬種，即為金鐵鎖屬（Psammosilene tunicoides W.C.Wu et C.Y.Wu），并被后人所認(rèn)可[1]。1977年金鐵鎖被列入《中華人民共和國(guó)藥典》[6]，1979年被列入《中藥志》，這是第一次非常詳細(xì)的記載了該植物的形態(tài)、生境、分布、化學(xué)成分以及主治功能[7]。在《中藥辭?！穂8]、《中華本草》[9]、《現(xiàn)代中藥學(xué)大辭典》[10]中也對(duì)其形態(tài)特征作了詳細(xì)記載?！顿F州植物志》（1982年版）[11]也對(duì)金鐵鎖的生物形態(tài)以及海拔分布進(jìn)行了描述。1991年被列入稀有瀕危物種被收入《中國(guó)植物紅皮書》第一冊(cè)[12]?！吨袊?guó)中藥資源志要》中也指出金鐵鎖是我國(guó)特有的物種，是我國(guó)國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物[13]。

1.2 化學(xué)成分 金鐵鎖的根主要是含皂苷成分[14-16]，并含有三萜化合物、果酸以及一些氨基酸等化合物[17]。在20世紀(jì)80年代初期就有學(xué)者從其根部提取出了2種新型的齊墩果酸皂苷，并對(duì)此種化合物分析鑒定后，發(fā)現(xiàn)均為五環(huán)三萜化合物[14]。鐘惠民等[18-19]從金鐵鎖根中分離得到2種五環(huán)三萜皂苷，分別為5個(gè)齊墩果烷型五環(huán)三萜皂苷和4個(gè)齊墩果酸型五環(huán)三萜皂苷，隨后其于2003年有相繼發(fā)現(xiàn)2種新的化合物。丁中濤等[20-22]則從其根中提取出2個(gè)新的天然環(huán)二肽和2個(gè)新的環(huán)八肽，同時(shí)也得到2個(gè)環(huán)二肽及由環(huán)二肽組成的混合物，結(jié)構(gòu)為環(huán)（丙-丙）、環(huán)（丙-纈）、環(huán)（丙-亮）和環(huán)（丙-異亮）。在其丙酮溶解中分離得到3個(gè)環(huán)二肽，結(jié)構(gòu)為（脯-纈）、環(huán)（脯-丙）和環(huán)（脯-脯），其中環(huán)（脯-脯）是首次從金鐵鎖中分離得到，其余均為新的天然產(chǎn)物，此外還分離提出氨基酸、有機(jī)酸及三萜類化合物。最近幾年從金鐵鎖中分離并鑒定得到了11個(gè)化合物，且豆甾醇、D-3-O-甲基肌醇、尿囊素、正十八烷酸和正二十六烷醇等是首次從金鐵鎖中分離得到[23]。曹桂紅等[24]從金鐵鎖根中提取出揮發(fā)油，并利用毛細(xì)管柱氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定了其化學(xué)成分。但是，對(duì)金鐵鎖地上部分化學(xué)成分研究的內(nèi)容目前還鮮見報(bào)道。

1.3 藥理活性 目前，金鐵鎖藥理活性方面的研究報(bào)道主要是其水煎浸膏和總皂苷的研究。宋烈昌[25]研究了金鐵鎖中總皂苷的急性毒性、溶血、刺激性、體外抑菌、鎮(zhèn)痛、抗炎等作用，為后來(lái)的研究工作奠定了重要基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)證明，金鐵鎖提取物具有很好的鎮(zhèn)痛效果[26]，鎮(zhèn)痛成分與總皂苷有關(guān)，主要的機(jī)理是降低MDA含量以及控制Cor的穩(wěn)定[27]。另有研究表明，金鐵鎖根部所含皂苷對(duì)于治療風(fēng)濕、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等有良好的療效，主要作用機(jī)理是抑制因子L-β和TNF-α的含量。許建陽(yáng)等[28-29]以弗氏完全佐劑（FCA）作為實(shí)驗(yàn)性類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）疼痛模型為基礎(chǔ)，結(jié)合中、西藥對(duì)照組使用金鐵鎖的水煎浸膏分別進(jìn)行治療，研究發(fā)現(xiàn)，金鐵鎖的水煎成分能夠有效地提高疼痛閾值，使生物機(jī)體對(duì)于低強(qiáng)度的疼痛神經(jīng)傳導(dǎo)信號(hào)降低，在促進(jìn)止痛以及恢復(fù)淤血等方面有良好的功效。王美娥等[30]在同樣的基礎(chǔ)上，用不同劑量的金鐵鎖水煎浸膏，設(shè)立了空白對(duì)照組、模型組、中藥陽(yáng)性對(duì)照組和西藥陽(yáng)性對(duì)照組，分別進(jìn)行治療，并檢測(cè)大鼠痛閾和腦組織神經(jīng)遞質(zhì)的變化，研究表明，水煎浸膏對(duì)實(shí)驗(yàn)性關(guān)節(jié)痛具有顯著的鎮(zhèn)痛效果。金鐵鎖提取物在小鼠疼痛試驗(yàn)中表現(xiàn)出較好的疼痛抑制作用，同時(shí)它還對(duì)炎癥初期毛細(xì)血管通透性升高和無(wú)菌性炎癥的肉芽組織增生均有一定的抑制作用，對(duì)一些致病性細(xì)菌和真菌也呈現(xiàn)出一定的抑制作用[25]。

1.4 臨床應(yīng)用 金鐵鎖是我國(guó)西南地區(qū)特有的一種天然藥用植物，臨床療效好，特別是在治療風(fēng)濕痹痛，跌打損傷及止血等方面具有很好的功效，近年來(lái)，其在臨床上的應(yīng)用越來(lái)越受到了人們的重視。金鐵鎖作為“云南白藥”和“百寶丹”等中成藥的主要成分，在臨床應(yīng)用方面已有全面的報(bào)道[31]。除此之外，金骨蓮膠囊、痛血康膠囊、杜仲壯骨膠囊、速效止痛劑等藥劑，這些藥在消炎、止痛、活血、止血、治療炎癥方面有顯著療效。金骨蓮膠囊在治療風(fēng)濕痹阻引起的肌肉酸痛、關(guān)節(jié)紅腫疼痛、屈伸不利等癥總有效率為93.4%[32]；北京醫(yī)科大學(xué)用金鐵鎖、草血竭等7味中草藥研制成的痛血康膠囊，在治療出血、疼痛及多種婦產(chǎn)科疾病均取得了較好的效果[33]。據(jù)報(bào)道，云南紅藥膠囊是由金鐵鎖、重樓、石菖蒲等藥用植物的藥用成分制成，具有良好的活血化瘀消腫的功效[34]。目前，很多以金鐵鎖為主要成分的中成藥、西藥制劑已經(jīng)投入市場(chǎng)，并且效果良好。

1.5 種子繁殖及栽培 金鐵鎖繁殖方式為有性繁殖，在一枚果實(shí)中只有一顆種子，且種子萌發(fā)率很低，在人工條件下也只有37%～56%[35]，因此發(fā)展人工栽培保護(hù)其自然資源非常重要。1977年，貴州省植物園和威寧縣藥檢所先后進(jìn)行野生變家種工作，并總結(jié)得到很好的人工栽培技術(shù)[36-37]。金鐵鎖種子不存在休眠現(xiàn)象，采收后經(jīng)過晾曬可直接進(jìn)行播撒作業(yè)，但是萌發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)[38]。湯王外等[39]發(fā)現(xiàn)，去除種皮的金鐵鎖有較高的萌發(fā)率，還可以有效的縮短發(fā)芽時(shí)間，對(duì)于大田栽培控制種植周期具有較大的實(shí)踐意義。楊麗云等[40]研究表明，金鐵鎖種子的壽命較長(zhǎng)，在常溫情況下，種子活力可保持2a，最適宜萌發(fā)溫度為22℃左右，出苗的濕度一般不低于50%，播撒時(shí)覆土的厚度不可太厚，一般不超過10mm。呂小梨等[41]研究認(rèn)為，金鐵鎖種子在20℃的自然環(huán)境條件下具有最高的萌發(fā)率。對(duì)其進(jìn)行鹽脅迫，在浸種處理時(shí)間小于24h時(shí)，對(duì)發(fā)芽率影響不顯著；在浸種處理時(shí)間大于24h時(shí)，隨著鹽溶液濃度的升高發(fā)芽率逐漸下降。金鐵鎖通常采用直播和育苗移栽2種人工栽培方式。在灌溉條件便利的地方一般是以直播為主，灌溉條件不便的地方以育苗移栽或選擇在雨季播種的方式種植。兩者相比較，直播種苗的成本較低，主根不易分岔，但小苗期對(duì)土壤濕度的要求相對(duì)較高，期間雜草較難防治。育苗移栽的主根易分岔，苗期集中管理可節(jié)省勞動(dòng)力成本，小苗移栽地還可以充分利用灌溉條件不利的坡地及山地[42]。楊麗云等[43]對(duì)育苗移栽的土壤元素成分比例以及種植密度與產(chǎn)量的關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，金鐵鎖對(duì)于氮肥的需求量不高，而對(duì)于鉀肥的需求量比較大，種植密度在3.75×105株/hm2時(shí)產(chǎn)量最高。

1.6 組織培養(yǎng) 目前對(duì)于金鐵鎖組織培養(yǎng)的研究主要集中在植株再生方面，而對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)和培養(yǎng)的研究很少。楊耀文等[44]以金鐵鎖幼嫩莖段作作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)和快速繁殖研究，結(jié)果表明：培養(yǎng)基MS+0.1-1.0mg/LIAA+0.5-1.0mg/L6-BA能誘導(dǎo)金鐵鎖莖段進(jìn)一步分化；而增值最佳培養(yǎng)基是MS+0.5mg/L6-BA+0.1mg/LKT+0.1mg/LIAA+0.2mg/LNAA+0.5mg/L2，4-D，最佳增殖培養(yǎng)條件為19.5±1℃、光照強(qiáng)度1 200lx和光照周期12dx。歐陽(yáng)志勤等[45]以MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/LIAA激素配比進(jìn)行組織培養(yǎng)的誘導(dǎo)，待芽生長(zhǎng)至2cm以上，取其莖段、芽以及具有活力的愈傷組織，接種于培養(yǎng)基MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/LIAA中，研究發(fā)現(xiàn)，芽和莖段的生長(zhǎng)速度較快，可在10d左右生長(zhǎng)出叢狀芽，而愈傷組織要達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)需要培養(yǎng)20d以上。李巖等[46]以金鐵鎖幼嫩莖和愈傷組織為研究材料，發(fā)現(xiàn)金鐵鎖愈傷組織誘導(dǎo)最佳培養(yǎng)基是MS+0.5mg/L2，4-D+0.5mg/LNAA+0.1mg/LKT；繼代增值的最佳培養(yǎng)基是MS+1.0mg/L6-BA+0.5mg/L2，4-D+0.5mg/LNAA+0.3mg/LKT。李景濱等[47]以金鐵鎖幼莖為外植體的進(jìn)行組織培養(yǎng)研究，篩選出最佳誘導(dǎo)、增殖和生根培養(yǎng)的培養(yǎng)基結(jié)果是：外植體最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基是誘導(dǎo)的最佳培養(yǎng)基是B5+0.5mg/L6-BA+0.5mg/LIAA，繼代增殖的最佳培養(yǎng)基是B5+0.5mg/L6-BA+0.5mg/LIAA+0.2mg/LKT，而在B5+0.1mg/LNAA+0.05mg/LIBA的生根培養(yǎng)基中生根，其生根率可達(dá)到83%，最適培養(yǎng)溫度和光照時(shí)間是24℃和12h/d[50]。

1.7 遺傳多樣性 金鐵鎖作為西南地區(qū)的道地藥材、國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物和稀有瀕危物種，資源保護(hù)非常重要，因此其遺傳多樣性的研究就顯得尤為必要。物種保護(hù)措施的制定，是建立在充分了解物種多樣性水平和群居遺傳結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上[48]。比較金鐵鎖8個(gè)不同居群組培物的生長(zhǎng)量得出，云南麗江云杉坪及云南昆明小墨雨兩居群相對(duì)其他居群具有明顯優(yōu)勢(shì)，可作為優(yōu)良種源[49-50]。梁南熙[51]研究了金鐵鎖7個(gè)居群的12個(gè)形態(tài)性狀多樣性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，變異主要存在于居群之間，營(yíng)養(yǎng)器官性狀變異程度比生殖器官大。對(duì)云南昆明、鶴慶和中甸的3個(gè)不同金鐵鎖居群進(jìn)行遺傳性多樣性研究表明，其居群內(nèi)的遺傳多樣性較為豐富，也存在較大的分化[50]。近年來(lái)，金鐵鎖居群遺傳多樣性分析中采用顯性分子標(biāo)記擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性（AFLP）和共顯性分子標(biāo)記直接擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性（DALP）技術(shù)，結(jié)果表明，金鐵鎖種內(nèi)遺傳多樣性水平豐富，但居群內(nèi)的遺傳多樣性水平相對(duì)較低，在居群間的遺傳分化顯著[52]。屈燕研究認(rèn)為，金鐵鎖資源保護(hù)應(yīng)以不同生態(tài)地理居群取樣保存為主，以優(yōu)良單株取樣保存為輔，從而全面保護(hù)金鐵鎖遺傳多樣性[53]。

2 問題與建議

2.1 問題 目前，對(duì)金鐵鎖的研究仍有很多不足，在化學(xué)成分、藥理作用及其新制劑等方面的研究都未能滿足人們的需要，研究也主要集中在根部藥用價(jià)值方面，對(duì)其莖和葉的研究還鮮見報(bào)道。金鐵鎖中發(fā)現(xiàn)的一系列環(huán)肽成分缺乏相關(guān)的生理活性試驗(yàn)的研究結(jié)果。藥用成分在植株中的分布及隨生長(zhǎng)年限的積累，是有待研究的內(nèi)容。不同產(chǎn)地的金鐵鎖，由于海拔、氣溫和土壤等因子的不同，在形態(tài)、生理及遺傳等方面存在較顯著的居群分化，但其化學(xué)成分在植株中的含量和分布在居群間的差異有待進(jìn)一步的研究[53]。王世清等[54]對(duì)野生和栽培金鐵鎖進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在外觀顏色、植株大小、導(dǎo)管大小與排列方面有所差別，認(rèn)為野生金鐵鎖的品質(zhì)較好。要解決金鐵鎖需求量不斷升高、野生資源匱乏、野生和栽培的質(zhì)量差異等問題，就必須加強(qiáng)育種和種植研究。如何改良品種、提高種植技術(shù)、藥用成分的開發(fā)與利用是值得進(jìn)一步深入研究的內(nèi)容。

2.2 建議

2.2.1 種質(zhì)改良 利用雜交、細(xì)胞培養(yǎng)、組織培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因等方法可改良品種，可創(chuàng)育新的優(yōu)質(zhì)種源。在居群間進(jìn)行雜交育種試驗(yàn)，通過雜種優(yōu)勢(shì)選育出優(yōu)良種質(zhì)資源，培育出優(yōu)良品種。（1）利用金鐵鎖自然居群中的雄性不育個(gè)體培育雄性不育系，而省去雜交育種中人工去雄過程，提高種子產(chǎn)量和質(zhì)量。（2）利用分子生物學(xué)技術(shù)得到DNA指紋圖譜和化學(xué)成分指紋圖譜，對(duì)不同地方金鐵鎖的基因型、藥用成分、在植株中的含量和分布進(jìn)行深入研究，為金鐵鎖的品種鑒別及質(zhì)量評(píng)定提供理論依據(jù)，有助于篩選出優(yōu)良品種。（3）利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，通過導(dǎo)入優(yōu)良性狀基因改良品種。

2.2.2 藥效成分 近年來(lái)，對(duì)金鐵鎖化學(xué)成分的研究主要是三萜類及環(huán)肽類化合物，且研究不夠全面，有待進(jìn)一步研究。（1）植株中藥用化學(xué)成分的定位和分布，及隨生長(zhǎng)年限的積累而呈現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變化，是有待研究的內(nèi)容。（2）目前，環(huán)肽類化合物的特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)及廣泛的生物活性，是研究的熱點(diǎn)。因此，對(duì)金鐵鎖中已發(fā)現(xiàn)的環(huán)肽類化合物的生物活性研究是有待深入研究的內(nèi)容。（3）對(duì)金鐵鎖次生代謝物及三萜皂苷生物合成關(guān)鍵酶是有待研究的內(nèi)容。（4）對(duì)金鐵鎖主要藥用成分的合成機(jī)理及相關(guān)功能基因的研究，能為通過細(xì)胞工程和基因工程技術(shù)生產(chǎn)藥用生理代謝產(chǎn)物提供理論基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著人們對(duì)金鐵鎖藥用價(jià)值的認(rèn)識(shí)及瀕危物種保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，就必將對(duì)金鐵鎖進(jìn)行更全面、更系統(tǒng)的研究，并朝著產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，這對(duì)于我國(guó)稀有藥用植物的保護(hù)，合理利用生態(tài)資源，發(fā)揮我國(guó)民族藥業(yè)優(yōu)勢(shì)，發(fā)展我國(guó)的經(jīng)濟(jì)有著重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。

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（責(zé)編：張宏民）