獨(dú)活化學(xué)成分及藥理活性研究進(jìn)展△

周璐麗，曾建國(guó)

1.中獸藥湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所，海南 ?？?571101

獨(dú)活始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，因“一莖直上，不為風(fēng)搖”的特點(diǎn)而得名。其性辛、微溫，味苦，歸肝、腎、膀胱經(jīng)。獨(dú)活品種繁多，根據(jù)《中華人民共和國(guó)藥典》規(guī)定，其正品為傘形科植物重齒毛當(dāng)歸AngelicapubescensMaxim.f.biserrataShan et Yuan的干燥根。主產(chǎn)于四川、湖北、陜西，常見(jiàn)于山坡陰濕的灌叢林下[1-2]。在春初剛發(fā)芽或秋末莖葉枯萎時(shí)采挖，除去須根及泥沙，烘至半干，堆置2～3 d，發(fā)軟后再烘至全干[3]。古有記載，獨(dú)活可散里之伏風(fēng)，祛濕止痛，治療風(fēng)寒濕痹。因其入腎經(jīng)，腎主腰膝，故主治部位在腰及下肢，善行祛腰膝筋骨間風(fēng)寒濕邪所致的下焦之病癥，如腰膝痹痛、兩足痛痹、足趾腫脹等?，F(xiàn)代藥理研究表明，獨(dú)活具有抗炎、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、催眠、降壓、抗心律失常、抗凝血、抗腫瘤等藥理活性。本文對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)獨(dú)活的化學(xué)成分和藥理活性等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為更好地對(duì)獨(dú)活資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供參考。

1 獨(dú)活的植物資源分布

獨(dú)活植物資源豐富、品種多、差異大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，《中藥大辭典》收載了13種，《中藥志》收載了8種[4-5]。在中國(guó)及日本、朝鮮等東南亞國(guó)家，有近70余種植物被當(dāng)作獨(dú)活使用。主要可分為四大類(lèi)：肉獨(dú)活類(lèi)，為傘形科植物重齒毛當(dāng)歸，產(chǎn)于四川、湖北等地，是現(xiàn)代獨(dú)活的主流產(chǎn)品；牛尾獨(dú)活類(lèi)，為傘形科獨(dú)活屬植物，產(chǎn)于四川、陜西、甘肅、云南、貴州、廣西等地；九眼獨(dú)活類(lèi)，為五加科蔥木屬植物，產(chǎn)于西南三省及甘肅、陜西、湖北，廣西部分地區(qū)等；其他獨(dú)活類(lèi)，如東北的白芷、新疆的短莖獨(dú)活、浙江的大齒山芹等，均為地區(qū)性習(xí)慣用藥[6]。因?yàn)槿猹?dú)活類(lèi)質(zhì)量品質(zhì)優(yōu)于其他類(lèi)品種被作為《中國(guó)人民共和國(guó)藥典》的正品收載，所以現(xiàn)代研究主要以肉獨(dú)活類(lèi)作為對(duì)象，展開(kāi)了大量的研究，為其應(yīng)用推廣提供了有力的科學(xué)依據(jù)。

2 獨(dú)活的化學(xué)成分

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，目前常采用紫外分光光度法、高效液相-全波長(zhǎng)紫外掃描-質(zhì)譜法(HPLC-DAD-MS)、高效液相色譜法(HPLC)、高速逆流色譜法、氣相質(zhì)譜法(GC-MS)和液相質(zhì)譜法(LC-MS)等科技手段對(duì)成分復(fù)雜的藥用植物進(jìn)行化學(xué)成分分析研究。據(jù)報(bào)道，當(dāng)歸屬、獨(dú)活屬獨(dú)活的主要成分為香豆素類(lèi)、揮發(fā)油類(lèi)；食用楤木主要為二萜和三萜類(lèi)，其他還有植物甾醇、有機(jī)酸、糖類(lèi)等化學(xué)成分[7]。

2.1 香豆素類(lèi)成分

香豆素類(lèi)化合物由于其具有共軛雙鍵的結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出如抗炎、抗凝血、抗癌等藥理活性。據(jù)國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道，香豆素類(lèi)化合物是獨(dú)活的主要活性成分，其含量是衡量獨(dú)活藥用價(jià)值和質(zhì)量品質(zhì)的重要指標(biāo)。目前從獨(dú)活中已分離出69個(gè)單體香豆素類(lèi)物質(zhì)[8-31]。其具體的化學(xué)名稱(chēng)、分子式、精確分子量、參考文獻(xiàn)等見(jiàn)表1，結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1。

表1 獨(dú)活的化學(xué)成分

續(xù)表1

續(xù)表1

圖1 獨(dú)活的香豆素類(lèi)物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)式

2.2 揮發(fā)油類(lèi)成分

揮發(fā)油(volatile oils)又稱(chēng)精油，是一類(lèi)在常溫下能揮發(fā)的、可隨水蒸氣蒸餾的、與水不相混的油狀液體。大多數(shù)揮發(fā)油具有芳香氣味。目前，常見(jiàn)的揮發(fā)油萃取方法有水蒸氣蒸餾法、頂空液相微萃取、頂空固相微萃取和超臨界流體萃取等。其中水蒸氣蒸餾法是萃取揮發(fā)油的傳統(tǒng)方法[32]。獨(dú)活揮發(fā)油類(lèi)成分主要含有萜品油烯、石竹烯、環(huán)苜蓿烯、3-蒈烯、桉葉烷-4(14)，11-二烯、α-芹子烯、β-水芹烯等烯類(lèi)，1-辛醇、喇叭醇(1.14%)、α-甜沒(méi)藥萜醇(6.03%)等醇類(lèi)和乙酸-2-氯-1，3-苯基丙基酯、異戊酸龍腦酯等酯類(lèi)，其他還有醛類(lèi)、烷類(lèi)等物質(zhì)[33-36]。研究分析3種商品獨(dú)活(浙獨(dú)活、資丘獨(dú)活、川獨(dú)活)的揮發(fā)油成分差異，結(jié)果表明，浙獨(dú)活與資丘獨(dú)活的共有成分為12個(gè)，資丘獨(dú)活與川獨(dú)活的共有成分13個(gè)，3種商品獨(dú)活的共有成分僅4個(gè)[37]；研究分析甘肅產(chǎn)獨(dú)活及牛尾獨(dú)活的揮發(fā)油成分異同，發(fā)現(xiàn)甘肅產(chǎn)獨(dú)活揮發(fā)油主要成分為α-蒎烯(20.295%)、1-甲基-4-異丙基苯(15.568%)、3-甲基-壬烷(5.904%)等，牛尾獨(dú)活揮發(fā)油主要成分為β-蒎烯(24.321%)、α-蒎烯(8.167%)、1-甲基-4-異丙烯基-環(huán)己烯(8.061%)等，兩者共有成分為α-蒎烯、β-蒎烯、β-檀香醇等[38]。以上研究表明，可能由于產(chǎn)地氣候、土壤等自然條件及加工等不同，造成了不同產(chǎn)地、不同種的獨(dú)活揮發(fā)油成分有一定的差異。

2.3 其他類(lèi)成分

目前，已報(bào)道從獨(dú)活中分離得到的其他類(lèi)化合物有胡蘿卜苷(Daucosteroside)[16]、阿魏酸(Ferulic Acid)[13]、3-O-反式阿魏?；鼘幩?3-O-trans-Feruloylquinic Acid)[30，41]、3-O-反式香豆酰基奎寧酸(3-O-trans-Coumaroylquinic Acid)[30，39-40]、新綠原酸(Neochlorogenic Acid)[13]、異綠原酸B(Isochlorogenic Acid B)[13]等25個(gè)化合物。其具體的化學(xué)名稱(chēng)、分子式、精確分子量、參考文獻(xiàn)等見(jiàn)表1，結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖2。

3 獨(dú)活的藥理活性

3.1 獨(dú)活有效化學(xué)成分的藥理活性

隨著現(xiàn)代藥理學(xué)研究的深入，獨(dú)活的主要功效已經(jīng)逐步地體現(xiàn)在某一類(lèi)成分，甚至到某種成分上。2015版《中華人民共和國(guó)藥典》已將甲氧基歐芹素(蛇床子素)、二氫歐山芹素(二氫歐山芹醇當(dāng)歸酸酯)作為獨(dú)活質(zhì)量控制的主要指標(biāo)。

3.1.1 甲氧基歐芹素 甲氧基歐芹素(Osthole)又名蛇床子素。已有研究報(bào)道，蛇床子素(由獨(dú)活乙醇提取物中分離獲得)質(zhì)量濃度在3.75～120 μg mL-1對(duì)5株腫瘤細(xì)胞(人胃癌細(xì)胞株MKN-45、BGC-823、人肺腺癌細(xì)胞株A549、人乳腺癌細(xì)胞株MCF-7及人結(jié)腸癌細(xì)胞株LOVO)均有明顯的抑制作用，且呈劑量-效應(yīng)關(guān)系，而且在相同條件下，蛇床子素對(duì)5株腫瘤細(xì)胞的抑制作用明顯強(qiáng)于獨(dú)活乙醇提物，說(shuō)明蛇床子素有可能是獨(dú)活醇提物中抗腫瘤作用的主要成分[42]。胡靜等[43]研究表明，蛇床子素能抑制人皮靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)增殖、遷移和小管形成，誘導(dǎo)HUVEC凋亡，阻滯HUVEC細(xì)胞周期，是獨(dú)活發(fā)揮抗血管生成作用的主要成分。蛇床子素還可作用于小鼠血管平滑肌細(xì)胞，增加腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)和鳥(niǎo)嘌呤核糖核苷酸(GMP)含量，發(fā)揮抗增殖作用，其抗增殖作用主要發(fā)生在細(xì)胞周期G1期[44]。王嗣岑等[45]用高表達(dá)表皮生長(zhǎng)因子受體細(xì)胞膜色譜與高效液相色譜/質(zhì)譜在線聯(lián)用方法(EGFR/CMC-online-HPLC/MS)快速篩選發(fā)現(xiàn)，獨(dú)活中的活性成分蛇床子素對(duì)HEK293EGFR細(xì)胞增殖及EGFR表達(dá)均有抑制作用。

3.1.2 二氫歐山芹素 二氫歐山芹素(Columbianadin)又名二氫歐山芹醇當(dāng)歸酸酯。T?rnquist等[46]研究表明，在大鼠垂體GH3細(xì)胞分泌鈣依賴(lài)性催乳素的實(shí)驗(yàn)中，二氫歐山芹素具有鈣通道阻斷活性，對(duì)促甲狀腺激素釋放激素(TRH)誘導(dǎo)的催乳素(PRL)釋放有明顯的抑制作用。Chen等[9]從獨(dú)活中提取分離得到16個(gè)單體化合物，分別通過(guò)小鼠鎮(zhèn)痛實(shí)驗(yàn)(醋酸致小鼠腹部扭體實(shí)驗(yàn)和福爾馬林實(shí)驗(yàn))和抗炎實(shí)驗(yàn)(1.5%卡拉膠誘導(dǎo)后足水腫實(shí)驗(yàn)、腹膜血管通透性實(shí)驗(yàn)和皮窗實(shí)驗(yàn))發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二氫歐山芹素用藥劑量在10 mg kg-1時(shí)，均表現(xiàn)出較強(qiáng)的鎮(zhèn)痛和抗炎活性。

3.1.3 其他成分的作用 汪開(kāi)毓等[47]通過(guò)殺指環(huán)蟲(chóng)活性跟蹤實(shí)驗(yàn)，首次發(fā)現(xiàn)東莨菪內(nèi)酯(Scopoletin)在殺滅魚(yú)類(lèi)中型指環(huán)蟲(chóng)方面具有較好的效果，且在安全濃度下的最高殺蟲(chóng)率達(dá)到75%。已有研究報(bào)道，獨(dú)活的活性成分二氫歐山芹醇(Columbianetin)能顯著性降低脂多糖(LPS)誘導(dǎo)人外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)炎癥中腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素6(IL-6)、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)、白細(xì)胞介素1β(IL-1β)表達(dá)而抑制含核苷酸結(jié)合寡聚化域蛋白1(NOD1)，受體相互作用蛋白2(RIP2)，活化核因子κB(NF-κB)活性[48]。可抑制中波紫外線(UVB)誘導(dǎo)的與皮膚美容相關(guān)的人角質(zhì)形成細(xì)胞損傷[49]，抑制血小板聚集和腦、腎組織的脂質(zhì)過(guò)氧化[50]，抑制IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α的產(chǎn)生、COX-2的表達(dá)以及組胺釋放[51]等。獨(dú)活中的歐前胡素(Imperatorin)則可通過(guò)死亡受體和線粒體介導(dǎo)的途徑誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用[52]，它也能通過(guò)抑制環(huán)氧酶和脂氧酶活性而減少大鼠腹膜巨噬細(xì)胞中前列腺素以及環(huán)氧酶-2、前列腺素E合成酶的產(chǎn)生[53-54]，對(duì)多種細(xì)菌，如綠膿桿菌、革蘭陽(yáng)性菌、變形桿菌、金黃色葡萄球菌等均有不同程度抑制作用[55]。Tang等[56]研究表明，香柑內(nèi)酯(Bergapten)能提高BMP-2的mRNA表達(dá)水平和通過(guò)p38和ERK依賴(lài)的信號(hào)通路，增強(qiáng)堿性磷酸酶(ALP)的活性，促進(jìn)1型膠原合成和骨結(jié)節(jié)形成。

圖2 獨(dú)活的其他類(lèi)物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)式

3.2 獨(dú)活提取物的藥理活性

3.2.1 抗氧化作用 Min等[57]采用DPPH法測(cè)定獨(dú)活提取物的抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)可能因獨(dú)活提取物中含有多酚類(lèi)物質(zhì)而具有明顯的抗氧化活性。胡昱等[58]研究顯示，獨(dú)活不同提取部位均能增強(qiáng)超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低丙二醛(MDA)含量，不同程度減輕H2O2對(duì)SH-SY5Y細(xì)胞損傷。裴媛等[59]研究表明，獨(dú)活香豆素類(lèi)能明顯降低PD(帕金森病)模型大鼠血清、腦組織中MDA、Glu(興奮性氨基酸谷氨酸)的含量，提高血清中總超氧化物歧化酶(T-SOD)的活性。盧永昌等[60]采用測(cè)定油脂過(guò)氧化值(POV)的方法，發(fā)現(xiàn)獨(dú)活乙醇提取物中的乙酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸及其他酸性物質(zhì)，可延長(zhǎng)脂肪氧化的誘導(dǎo)期，終止油脂氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的傳播，起到對(duì)5種油脂(菜籽油、花生油、酥油、大豆油、市售豬油)的抗氧化作用。

3.2.2 抗炎作用 賈冬梅等[61]采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析方法，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)、芳香烴受體(AHR)、組蛋白H3(Histone h3)、前列腺素E受體2(PTGER2)、核因子-κB(NF-κB)、程序化細(xì)胞死亡分子5(PDCD5)、IL-36A、IL-10、IL-4、缺氧誘導(dǎo)因子1A(HIF1A)、花生四烯酸15脂氧合酶(ALOX15) 等分子以及類(lèi)花生酸信號(hào)通路是獨(dú)活靶蛋白及類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎相關(guān)基因共同關(guān)聯(lián)的分子和通路。已有研究表明，獨(dú)活乙醇提取物可不同程度地抑制環(huán)氧化酶-1(COX-1)和環(huán)氧化酶-2(COX-2)，且其COX-2 的抑制率大于COX-1而起到祛風(fēng)濕作用[62]，其能降低二甲苯誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，尤其是60%獨(dú)活乙醇提取物抗炎效果最好[63]。據(jù)報(bào)道，獨(dú)活揮發(fā)油對(duì)蛋清致大鼠足腫脹具有明顯的抗炎作用，可能是獨(dú)活發(fā)揮抗炎作用的主要物質(zhì)基礎(chǔ)[64]。將獨(dú)活揮發(fā)油灌胃能部分阻止兔OA關(guān)節(jié)軟骨的退變，其機(jī)制可能為減少滑液中炎性介質(zhì)IL-1的分泌、促進(jìn)TGF-β的分泌，從而減輕滑膜炎癥，緩解對(duì)軟骨細(xì)胞的破壞[65]。獨(dú)活揮發(fā)油也可抑制NAAA(N-脂肪?；掖及匪饷?水解活性，升高脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞內(nèi)PEA水平，下調(diào)細(xì)胞炎癥因子TNF、iNOS、IL-6mRNA表達(dá)，抑制TNF-α、NO釋放發(fā)揮抗炎作用[66]。

3.2.3 抗老年癡呆癥 研究表明，獨(dú)活可通過(guò)抑制p38 MAPK在癡呆模型大鼠腦中的表達(dá)，上調(diào)Bcl-2表達(dá)，抑制Bax 表達(dá)，提高Bcl-2/Bax的比值，抑制癡呆大鼠神經(jīng)細(xì)胞的凋亡[67-68]。宋波等[69]采用2種體外抑酶實(shí)驗(yàn)對(duì)獨(dú)活乙醇提取物及不同部位進(jìn)行膽堿酯酶抑制活性的篩選，結(jié)果表明獨(dú)活醇提取物、石油醚萃取部位及三氯甲烷萃取部位對(duì)乙酰膽堿酯酶和丁酰膽堿酯酶均具有抑制作用，三氯甲烷萃取部位為其主要的活性部位，因此從獨(dú)活的三氯甲烷層中開(kāi)發(fā)出治療抗老年性癡呆的活性單體化合物藥物具有很大的應(yīng)用前景。教亞男等[70]發(fā)現(xiàn)，采用14.4 mg kg-1獨(dú)活香豆素類(lèi)浸膏能增強(qiáng)中分子量神經(jīng)絲蛋白表達(dá)和減少細(xì)胞凋亡，從而減少APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因阿爾茨海默模型小鼠腦內(nèi)神經(jīng)性損傷。已有研究發(fā)現(xiàn)，獨(dú)活及其醇提取物可抑制老齡小鼠腦組織中mtDNA的缺失，減少自由基對(duì)mtDNA的氧化損傷，提高線粒體呼吸鏈酶復(fù)合體Ⅰ和Ⅳ的活性，或修復(fù)大腦皮層、海馬、紋狀體不同部位的膜磷脂結(jié)構(gòu)，提高衰老模型小鼠的IL-2含量，減少自由基及炎癥損傷，從而起到提高衰老模型小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，延緩腦老化的作用[71-72]。

3.2.4 其他作用 研究表明，獨(dú)活水提物在體外對(duì)人肝癌細(xì)胞亞細(xì)胞毒濃度下可以有效抑制人微血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖而抑制血管網(wǎng)形成[73]。陳文良等[74]研究獨(dú)活乙醇提取物對(duì)眩暈患者的作用效果，結(jié)果顯示，給予獨(dú)活乙醇提取物能夠明顯降低患者的全血黏度、血漿黏度及紅細(xì)胞聚集指數(shù)，明顯改善患者的腦血管血流速度，具有很好的活血化瘀作用，可治療眩暈癥。獨(dú)活香豆素類(lèi)提取物通過(guò)降低TNF-α、IL-1β和IL-6的水平，顯著下調(diào)受損DRG神經(jīng)元中TRPV1和pERK的表達(dá)而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用，且可能與其含有甲氧基歐芹素、二氫歐山芹素2種活性成分有關(guān)[75]。

4 獨(dú)活的應(yīng)用及未來(lái)展望

隨著現(xiàn)代醫(yī)藥科技的飛速發(fā)展，人們對(duì)傳統(tǒng)中藥獨(dú)活發(fā)揮功效的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)、作用機(jī)制等方面的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入，為獨(dú)活的應(yīng)用發(fā)展提供了理論依據(jù)。獨(dú)活已從僅是治療風(fēng)寒濕痹的傳統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展到了防治腫瘤、腦、心血管及骨關(guān)節(jié)等多種疾病的現(xiàn)代多種應(yīng)用。

隨著藥理學(xué)、藥物化學(xué)、藥物代謝動(dòng)力學(xué)、分子生物學(xué)等理論和色譜-質(zhì)譜儀、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)等技術(shù)研究手段的不斷創(chuàng)新成熟，人們健康意識(shí)和生活水平的不斷提高，對(duì)獨(dú)活基礎(chǔ)研究不斷深入的同時(shí)，也將使獨(dú)活的應(yīng)用研究從人類(lèi)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域延伸到畜禽產(chǎn)品、化妝品等多領(lǐng)域發(fā)展。