梔子化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展

卜妍紅，陸 婷，吳 虹，孫明慧，張 衡，鄧 然，王 言

(1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)，安徽 合肥 230012；2.新安醫(yī)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230012；3.中藥復(fù)方安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230012；4.云南省林業(yè)和草原技術(shù)推廣總站，云南 昆明 650224)

梔子(GardeniajasminoidesEllis)來源于茜草科梔子屬，《中國植物志》記載中國本屬有植物5種、1變種，產(chǎn)于中部以南各省區(qū)[1]?！吨腥A人民共和國藥典》把梔子列入常用中藥，果實(shí)、花、根及葉均可入藥。《神農(nóng)本草經(jīng)》《傷寒論》和《本草衍義》都對梔子藥用價(jià)值有十分詳實(shí)的記載，其性寒、味苦，無毒，主歸心、肺、三焦經(jīng)，具有涼血解毒、清熱利尿之功效[2]。

梔子化學(xué)成分復(fù)雜，包括以梔子苷為主的環(huán)烯醚萜苷類、二萜類、黃酮類及有機(jī)酸酯類等。研究[3-4]發(fā)現(xiàn)，梔子苷可調(diào)節(jié)炎癥疾病相關(guān)免疫細(xì)胞的功能和活化，恢復(fù)促炎/抗炎細(xì)胞因子間的動態(tài)平衡，改善異常信號通路及信號通路之間的相互干擾?，F(xiàn)代藥理實(shí)驗(yàn)表明，梔子具有顯著的抗炎鎮(zhèn)痛、保肝利膽、消腫解熱功效，臨床上將生梔子用于治療跌打損傷、扭挫傷等病癥。本研究總結(jié)梔子的化學(xué)成分、藥理作用和部分作用機(jī)制，重點(diǎn)闡述梔子苷的抗感染、免疫調(diào)節(jié)及抗氧化作用，為梔子的進(jìn)一步開發(fā)研究與利用提供參考。

1 化學(xué)成分

1.1 環(huán)烯醚萜類 環(huán)烯醚萜類化合物為梔子中主要的一類活性成分，其母核為半縮醛及環(huán)戊烷結(jié)構(gòu)，由于醇羥基屬于半縮醛羥基，其性質(zhì)不穩(wěn)定，易與糖(多為葡萄糖)形成環(huán)烯醚萜苷，并以苷的形式存在于梔子果實(shí)中。環(huán)烯醚萜基本骨架經(jīng)環(huán)氧化、羥基化及芳香酸酯化，導(dǎo)致該類化合物的多樣性和廣泛的生物活性，是多種植物藥的活性成分。梔子果實(shí)中已報(bào)道的環(huán)烯醚萜苷類化合物有梔子苷、京尼平-1-β-龍膽苷、梔子苷酸、去乙?；嚾~草苷酸等20余種[5]。此類化合物多存在于梔子果實(shí)中，且多以梔子苷為母核，不同化合物間僅取代基之間有差異。

中藥梔子化學(xué)成分復(fù)雜，單用或配伍使用在劑量上沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此進(jìn)入體內(nèi)后的代謝也會有所不同。目前研究表明，梔子苷主要以口服給藥方式為主，在正常大鼠體內(nèi)組織分布廣，生物利用度高。從分布的結(jié)果來看，藥物在血漿中濃度最高，組織中濃度由高到低依次為腎、肝、脾和腦[6]。近年來，相關(guān)研究[7-8]表明，牛膝總皂苷對梔子苷具有靶向引導(dǎo)作用,可增加梔子苷在關(guān)節(jié)腔的濃度,二者協(xié)同可增強(qiáng)藥效。

1.2 二萜類 梔子中還富含二萜色素類成分，如藏紅花素、藏紅花酸及其衍生物。藏紅花素類在梔子果實(shí)中含量較高，作為梔子黃色素的主要成分，其具有無毒、安全性高等特點(diǎn)，是天然色素的良好來源。目前,從梔子屬植物中檢測出此類成分多為全反式西紅花糖苷結(jié)構(gòu)，有藏紅花酸，E-、Z-藏紅花素-二-β-D-龍膽二糖酯，新西紅花苷A等[9]。除在梔子中發(fā)現(xiàn)此類成分，二萜類化合物還大量存在于藏紅花中，但由于藏紅花藥材稀缺名貴，梔子則成為該類成分的主要來源。

臨床上梔子常以炮制品入藥，而色素類成分以及其含量經(jīng)炮制均會發(fā)生改變，因此主要以梔子苷含量高低評價(jià)炮制品質(zhì)量。此外，炮制過程中輔料姜汁的加入方式對梔子二萜色素苷類成分也有較大影響[10]。隨著對二萜類成分的抗癌活性等藥理作用和機(jī)制研究的不斷深入，該類成分展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用和開發(fā)前景。

1.3 黃酮類 梔子中黃酮類成分主要存在于梔子的花和樹膠。文獻(xiàn)報(bào)道，從梔子屬植物分離得到的黃酮類成分有20多種，主要有槲皮素、梔子素A、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、3′,4′,5′-四甲氧基黃酮等。隨著分離技術(shù)的發(fā)展，張忠立等[11]鑒定了梔子果實(shí)中12個(gè)黃酮類化合物，其中5,7-二羥基-3′,4′,5′-三甲氧基黃酮和5,7,4′-三羥基-8-甲氧基黃酮為首次從梔子中分離得到。目前，有關(guān)梔子屬植物黃酮類成分的研究較少，僅集中于成分的提取分離。有研究[12]報(bào)道，通過響應(yīng)面法建立黃酮類成分的提取模型，可較好地預(yù)測、分析并優(yōu)化提取工藝，為工業(yè)上制備分離梔子總黃酮奠定基礎(chǔ)。劉美琴[13]運(yùn)用超聲協(xié)同復(fù)合酶技術(shù)提取的黃酮類提取物的純度為97.6%，提取率大大提高，酶解時(shí)間明顯縮短，可為工業(yè)生產(chǎn)提供依據(jù)。

1.4 有機(jī)酸酯類 有機(jī)酸酯類化合物在自然界各種屬植物中廣泛存在，文獻(xiàn)報(bào)道梔子屬植物中含有近20種有機(jī)酸酯類成分，主要有綠原酸、3,4-二-O-咖啡酞基奎寧酸、歐前胡素、異歐前胡素等。有研究[14]采用高效液相-全波長紫外掃描-質(zhì)譜分析法從梔子果實(shí)中提取出多種新化合物，其中有機(jī)酸酯類化合物有隱綠原酸、新綠原酸等。另有研究[15]證明，喹寧酸衍生物可抑制脂氧酶活性，其中喹寧酸酯的抗HIV-1作用主要與其清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基活性有關(guān)。相較于藏紅花素等二萜類化合物的弱清除作用，咖啡酰喹尼酸等有機(jī)酸酯類化合物對自由基的清除起主導(dǎo)作用，說明梔子有一定的抗氧化活性。

2 藥理活性

2.1 抗炎與免疫調(diào)節(jié) 目前，關(guān)于梔子及其有效成分梔子苷的抗炎與免疫調(diào)節(jié)作用研究較多。如黃芩清熱除痹膠囊常用于因風(fēng)寒濕熱所致的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，方中梔子作為君藥被證實(shí)可抑制佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠炎癥細(xì)胞增生、繼發(fā)性腫脹以及血清中炎癥細(xì)胞因子水平[16]。梔子生品的抗炎作用最強(qiáng)，但當(dāng)炮制溫度過高時(shí)，其抗炎作用消失[17]。這與梔子苷受熱破壞分解，有效成分損失增加有關(guān)，說明梔子發(fā)揮抗炎作用的成分主要為梔子苷。

當(dāng)機(jī)體發(fā)生炎癥反應(yīng)時(shí)，誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞因子和趨化因子釋放，而大量炎癥細(xì)胞因子的釋放又促進(jìn)炎癥反應(yīng)的進(jìn)行。大量研究證明，梔子苷可通過降低炎癥細(xì)胞因子水平發(fā)揮抗感染及免疫調(diào)節(jié)作用。如梔子苷能升高白細(xì)胞介素-10(interleukin-10，IL-10)的表達(dá)水平，降低IL-1β、腫瘤壞死因子- α(tumor necrosis factor α，TNF-α)水平，從而減少小膠質(zhì)細(xì)胞損傷[18]。梔子苷能下調(diào)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎大鼠促炎細(xì)胞因子干擾素-γ、IL-6和IL-17的分泌水平，上調(diào)抗炎細(xì)胞因子IL-4和轉(zhuǎn)化生長因子-β1水平，恢復(fù)促炎/抗炎細(xì)胞因子間的動態(tài)平衡[19]，降低Th17細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌水平和增加Treg細(xì)胞的細(xì)胞因子水平[20]。

研究[21]表明，梔子苷通過降低細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases 1/2, ERK1/2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun NH2-terminal kinase, JNK)和p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase, p38MAPK)的過度磷酸化水平，抑制亢進(jìn)的MAPKs信號，從而改善滑膜組織的炎癥反應(yīng)，緩解佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠癥狀。結(jié)果提示，梔子苷發(fā)揮抗炎免疫作用可能與JNK、ERK1/2和p38的協(xié)同作用密切相關(guān)，靶向MAPKs信號傳導(dǎo)可能是新的炎癥性/自身免疫性疾病的治療策略。阻斷一個(gè)MAPK通路會抑制其他MAPKs通路的激活，表明MAPKs信號之間存在串?dāng)_。梔子苷調(diào)節(jié)促炎/抗炎細(xì)胞因子的動態(tài)平衡并減弱了成纖維樣滑膜細(xì)胞(fibroblast-like synoviocyte, FLS)的通透性，與下調(diào)RhoA/p38MAPK/NF-κB/F-actin信號傳導(dǎo)有關(guān)[22]。在TNF-α誘導(dǎo)的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎FLS中，梔子苷可能通過間接作用上調(diào)miR-124a的表達(dá)水平，抑制其靶基因整合素 1的表達(dá)，從而抑制Ras-MEK1/2-ERK1/2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的激活，發(fā)揮抗炎及免疫調(diào)節(jié)作用[23]。

2.2 抗血管新生 血管新生在發(fā)育、傷口愈合和組織修復(fù)等生理過程中發(fā)揮重要作用。然而，異常血管新生作為關(guān)鍵病理改變已被證實(shí)與多種疾病相關(guān)，如癌癥、慢性炎癥性疾病和糖尿病視網(wǎng)膜病變。血管新生與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎亦有關(guān)聯(lián)，其不僅通過增加氧氣和養(yǎng)分維持關(guān)節(jié)滑膜內(nèi)的細(xì)胞數(shù)量，而且促使白細(xì)胞向組織內(nèi)募集，從而加重病程。

血管生成本是機(jī)體正常的生理過程，但生成過度會導(dǎo)致疾病的發(fā)生，糖尿病的主要病理改變即為病理性血管新生。梔子苷通過抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells，HUVECs)的黏附和細(xì)胞黏附分子基因的表達(dá)，減少糖尿病的病理性血管生成，發(fā)揮治療糖尿病的作用[24]。梔子的乙醇提取物通過抑制腫瘤細(xì)胞中促血管生成因子的釋放，抑制腫瘤誘導(dǎo)的血管生成，包括微血管出芽和內(nèi)皮細(xì)胞遷移，從而抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和生長[25]，且研究發(fā)現(xiàn)這一機(jī)制可能通過抑制NF-κB p65核移位和缺氧誘導(dǎo)因子-1α通路實(shí)現(xiàn)。此外，梔子中另一有效成分藏紅花素可通過血管內(nèi)皮生長因子及其下游的PI3K/Akt/eNOS軸，增加細(xì)胞活力，調(diào)節(jié)HUVECs的血管生成[26]。在癌癥發(fā)展過程中，藏紅花素通過誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡以及抑制HUVEC增殖、遷移和成管作用，以抑制腫瘤細(xì)胞生長，但其分子機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

2.3 抗氧化 細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)會引起機(jī)體損傷，從而誘發(fā)疾病?？寡趸饔米鳛槿梭w防御系統(tǒng)中不可缺少的一部分已引起廣泛關(guān)注。氧化過程中產(chǎn)生的活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)具有高度化學(xué)活性，ROS過多引起蛋白質(zhì)變構(gòu)、細(xì)胞器及DNA氧化損傷，從而誘發(fā)衰老、癌癥及一系列退行性疾病。由于ROS對人體有廣泛而嚴(yán)重的危害，因此,抗氧化即抗自由基成為一個(gè)重要的研究課題。研究[27]表明，梔子苷可抑制氧化應(yīng)激損傷模型中脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生，降低細(xì)胞內(nèi)ROS水平，并通過激活PI3K/Akt通路抑制缺氧/復(fù)氧誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞氧化損傷。隨著梔子苷含量的增加，氧化應(yīng)激保護(hù)作用有不同程度的增強(qiáng)，說明梔子苷呈劑量相關(guān)性地發(fā)揮內(nèi)皮細(xì)胞抗氧化應(yīng)激作用[28]。腦缺血再灌注損傷(ischemia-reperfusion injury, IRI)使腦組織內(nèi)氧化與抗氧化系統(tǒng)失衡，引起一系列由ROS和活性氮自由基參與的氧化應(yīng)激級聯(lián)反應(yīng)。梔子苷可通過抑制炎癥細(xì)胞因子和黏附分子表達(dá)，提高腦組織中神經(jīng)細(xì)胞的線粒體活性，從而對抗自由基和神經(jīng)細(xì)胞損傷，對局灶性IRI發(fā)揮保護(hù)作用[29]。

近年來，研究發(fā)現(xiàn)梔子的環(huán)烯醚萜苷成分具有較強(qiáng)的生物學(xué)活性，推斷其抗氧化應(yīng)激可能與母核結(jié)構(gòu)有關(guān)，主要體現(xiàn)在分別以梔子苷和藏紅花酸為代表的環(huán)烯醚萜類和二萜色素類成分[30]。二者不僅能直接清除ROS，還能提高超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性，從而增加體內(nèi)小分子抗氧化劑含量以及作用于靶蛋白等途徑發(fā)揮抗氧化作用[31]。

2.4 保肝利膽及肝毒性 作為傳統(tǒng)的保肝利膽中藥，國內(nèi)外有關(guān)梔子治療肝臟疾病的研究均肯定了其主要有效成分梔子苷的保肝利膽作用。然而，近年來研究發(fā)現(xiàn)其具有肝毒性，限制了梔子苷的臨床應(yīng)用。因此，許多學(xué)者對梔子苷保肝利膽及肝毒性進(jìn)行研究。

在四氯化碳致肝中毒小鼠模型中，梔子苷通過降低血清谷氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶活性，增加肝臟內(nèi)谷胱甘肽(glutathione, GSH)濃度，從而發(fā)揮保肝作用[32]。四氯化碳由于細(xì)胞色素P450活化，產(chǎn)生自由基從而造成肝臟損傷，而GSH促使其與自由基的反應(yīng)，以清除自由基，減少毒害。在雷公藤多苷引起的肝損傷中，梔子苷可降低肝臟GSH和炎癥細(xì)胞因子TNF-α水平，抑制炎癥和氧化應(yīng)激，并促進(jìn)組織修復(fù)和再生，發(fā)揮肝臟保護(hù)作用[33]。

綜上，梔子發(fā)揮保肝利膽的作用機(jī)制可能為：①抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)，減少ROS生成并增強(qiáng)清除ROS的能力；②抗脂質(zhì)過氧化作用[34]；③誘導(dǎo)信號通路激活，調(diào)控肝細(xì)胞凋亡和炎癥因子釋放；④調(diào)節(jié)肝微粒體酶的活性。

梔子對肝臟的雙重作用與個(gè)體差異、給藥途徑、給藥劑量、腸道內(nèi)pH值密切相關(guān)。梔子苷小、中劑量具有肝保護(hù)作用，而大劑量產(chǎn)生肝毒性，且呈劑量依賴性。原因可能是大劑量條件下細(xì)胞色素氧化酶CYP3A2活性受到抑制，導(dǎo)致代謝減慢，毒性代謝成分蓄積而產(chǎn)生毒性反應(yīng)。梔子苷在腸道內(nèi)水解為京尼平，從而自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)槎┲虚g體，共價(jià)結(jié)合肝蛋白游離賴氨酸殘基的伯胺基團(tuán)，京尼平與非蛋白巰基化合物反應(yīng)，影響GSH系統(tǒng)[35]。

3 結(jié)語

目前國內(nèi)外對梔子的研究非常廣泛，關(guān)于其化學(xué)成分的研究主要包括以梔子苷為代表的環(huán)烯醚萜苷類、二萜色素類以及多糖、黃酮類等成分。由于梔子苷具有廣泛的藥理活性，以其為主的環(huán)烯醚萜類成分至今仍是研究的重點(diǎn)。作為中藥梔子的主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，梔子苷的抗感染作用最為顯著，且具有多系統(tǒng)、多靶點(diǎn)的治療作用。梔子苷抗炎與免疫調(diào)節(jié)作用的廣泛性，一方面是指其作用靶點(diǎn)的廣泛性，另一方面是其結(jié)合的靶標(biāo)具有廣泛的治療作用。梔子苷可通過降低炎癥細(xì)胞因子的分泌，抑制APKs/ERK、GPCRs、NF-κB等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的過度激活，以及改善由免疫細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥及免疫反應(yīng)，發(fā)揮抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用。隨著研究的深入，越來越多新的藥理活性被發(fā)現(xiàn)，抑制血管新生和抗氧化應(yīng)激正成為研究的熱點(diǎn)。以目前研究進(jìn)展來看，探討的靶點(diǎn)蛋白或信號通路較為單一，且未深入涉及信號通路方面的研究。梔子的有效成分具體通過哪些信號通路發(fā)揮作用還需要進(jìn)行更加深入的研究。今后應(yīng)以中醫(yī)藥理論為指導(dǎo)，對化學(xué)成分和藥理作用進(jìn)行深入研究，旨在闡明梔子已知藥理作用的分子機(jī)制并發(fā)掘新的藥理活性，為其臨床應(yīng)用提供依據(jù)。