半枝蓮多糖的研究進(jìn)展*

蘇發(fā)智，孫延平，楊炳友，匡海學(xué)

（黑龍江中醫(yī)藥大學(xué) 教育部北藥基礎(chǔ)與應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150040）

半枝蓮（中文又叫韓信草）是唇形科藤本植物半枝蓮（Scutellaria barbata D.Don）的干燥根莖全草，主要加工生產(chǎn)于浙江、江蘇、安徽、河南、四川等原產(chǎn)地[1]，性寒，味辛、苦，歸肺、肝、腎經(jīng)，在七、八月莖葉茂盛的時候采收最佳，功效是能夠清熱解毒，化瘀利尿，常常被人們用于入藥治療疔瘡腫毒、咽喉腫痛、水腫、黃疸、蛇蟲咬傷[2]。根據(jù)近十年的研究發(fā)現(xiàn)，半枝蓮主要含有黃酮類、揮發(fā)油類、多糖類以及二萜類等多種化學(xué)成分[3]，藥理作用主要并廣泛地表現(xiàn)在抗腫瘤、抗菌、抗炎、抗病毒、抗氧化[4]等多個方面。然而，大量的文獻(xiàn)研究集中在半枝蓮的黃酮類和二萜類成分[5]，而對于多糖的構(gòu)效關(guān)系研究以及抗腫瘤作用機(jī)制研究相對較少，因此，研究和開發(fā)半枝蓮多糖具有更大的潛力。

多糖由多個不同單糖分子經(jīng)過脫水、縮合而形成，是一類分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且分子質(zhì)量龐大的糖類化學(xué)物質(zhì)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多糖具有較強(qiáng)的生物活性，臨床上常用于人體免疫功能調(diào)節(jié)、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化以及降血糖[6，7]，而天然植物多糖不僅僅是天然植物體內(nèi)一類非常重要的生物大分子，同時也是一種維持生物體內(nèi)部生命系統(tǒng)活動正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本物質(zhì)，深入地開發(fā)和研究天然植物多糖具有重要的實(shí)際意義。植物藥半枝蓮是臨床上公認(rèn)的抗癌藥物，多糖是其重要的有效成分，本文綜述了半枝蓮的多糖類成分以及與其相關(guān)的生物活性，以期為半枝蓮多糖的深入研究提供參考。

1 化學(xué)組成

化學(xué)成分是研究中藥藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)，熟悉中藥的組分對于我們研究其藥理活性具有重要的指導(dǎo)意義。多糖作為植物半枝蓮中一種抗腫瘤的主要活性成分，分布在不同的藥用部位中（全草、根、莖、葉、花），且不同藥用有效部位中所含多糖的含量水平差異較大，其中多糖在根中的分布量最高[8]。

1.1 酸性多糖

寧欣[9]采用熱水煮提的方法制得半枝蓮總多糖WSBP，然后用DEAE-纖維素離子交換柱將半枝蓮多糖WSBP 分級，得到半枝蓮酸性糖級分WSBP-A，得率為20.2%。采用HPLC 法對所得的糖分進(jìn)行單糖組分分析，半枝蓮總多糖中的主要單糖及其摩爾比為GlcA∶Glc∶Man∶Ara∶GalA∶Gal∶Rha=14.7∶11.4∶16.9∶8.0∶21.1∶18.8∶6.2；酸性糖級分中主要的單糖及其摩爾比為GlcA∶Man∶Ara∶GalA∶Gal∶Rha=17.2∶20.3∶5.4∶27.5∶18.8∶5.9?？酌鞫Y[10]等人采用蒸餾水在60℃時快速提取多糖，經(jīng)過DE-52 纖維素柱層析，得到了酸性多糖SPS II，將其水解后的產(chǎn)物進(jìn)行氣相色譜分析，結(jié)果表明，半枝蓮多糖組分中含有阿拉伯糖、甘露糖、果糖、半乳糖。

1.2 中性多糖

寧欣[9]等人將半枝蓮多糖進(jìn)行分級，得到中性糖級分WSBP-N，得率為50.8%，其中含量最多的單糖是Glc、Gal 和Ara；孔明禮[10]等人采用蒸餾水在60℃時快速提取多糖，經(jīng)過DE-52 纖維素柱層析，得到了中性多糖SPS I，將其水解后的產(chǎn)物進(jìn)行氣相色譜分析，結(jié)果表明，半枝蓮中性多糖組分中含有鼠李糖、核糖、木糖、葡萄糖。王志遠(yuǎn)[11]采用水提的方式，經(jīng)過葡聚糖凝膠和離子交換柱層析技術(shù)將中性多糖純化，并且運(yùn)用質(zhì)譜考察了其單糖組成，結(jié)果表明，半枝蓮多糖中所含單糖及其摩爾比為鼠李糖∶巖藻糖∶阿拉伯糖∶木糖∶甘露糖∶葡萄糖∶半乳糖=1.00∶0.13∶0.80∶0.10∶0.34∶0.56∶3.04。

2 提取工藝

由于多糖分子內(nèi)含有大量的極性基團(tuán)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的親水性，易溶于水而難溶于醇，因此，常常選擇水為溶劑來提取多糖。

2.1 水提醇沉法

多糖類成分能夠溶于水而難溶于醇，采用水提醇沉的方法能夠除去雜質(zhì)，使水提液得到精制。紀(jì)耀華[12]等人采用水提取有效成分，醇除雜純化的方法，優(yōu)化了提取時間、提取溫度以及料液比等因素，篩選出提取半枝蓮多糖的最佳工藝：提取溫度100℃，料液比1∶3，提取時間1h。

2.2 微波輔助提取

微波輔助提取是采用微波能萃取物質(zhì)的一種新技術(shù)，具有快速高效、加熱均勻的特點(diǎn)，溶質(zhì)和溶劑的極性越大，萃取速度越快，因此，能夠大大增加多糖的提取速度和效率。章春宇[13]等人采用微波輔助提取法進(jìn)行半枝蓮多糖提取，設(shè)計正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了半枝蓮多糖的提取工藝：半枝蓮多糖的提取時間為6min，微波功率為700W，料液比為1∶15。

2.3 超聲波協(xié)同復(fù)合酶法

超聲波法和復(fù)合酶法能夠大大縮短提取多糖的時間，并且能夠很好地保證半枝蓮多糖的生物活性。黃秀香[14]等人研究超聲波協(xié)同復(fù)合酶法提取半枝蓮多糖，進(jìn)行了單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，最終確定了提取半枝蓮多糖的最佳工藝為pH 值為4.5，復(fù)合酶用量0.025g，料液比1∶60，超聲時間15min，酶解溫度為50℃，在此條件下多糖得率為2.166%，此方法提取半枝蓮多糖得率高、節(jié)省時間、有效成分破壞少、提取的半枝蓮多糖穩(wěn)定。

3 分離純化

在半枝蓮多糖的提取過程中，所得的多糖大部分是粗多糖，其中含有除多糖以外的小分子物質(zhì)，因此需要將所得的粗多糖進(jìn)行純化，避免對后續(xù)的分析工作帶來誤差。

3.1 去除蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)與多糖的溶解性非常相似，都能夠溶于水中，因此，想要準(zhǔn)確地分離得到多糖組分首先要去除蛋白質(zhì)。當(dāng)前報道的去除蛋白質(zhì)的途徑主要有：鹽酸法、酒精變性法、蛋白酶法等。Sevage 法主要是通過利用氯仿：戊醇或丁醇以4∶1 的比例混合后再加到樣品中進(jìn)行振搖，使樣品中的蛋白質(zhì)發(fā)生變性或轉(zhuǎn)化成不溶液體的狀態(tài)，用離心法將其除去。劉曉茵[15]等人采用Sevage 法優(yōu)化了半枝蓮多糖的去除蛋白質(zhì)工藝，大大提高了半枝蓮多糖的含量。

3.2 柱色譜分離

多糖常見分離方式有凝膠柱層析法、離子交換柱層析法以及大孔樹脂法等。DEAE 纖維柱層析法是分離多糖類成分常用的方法，王志遠(yuǎn)[11]等人采用DEAE-Cellulose-52 色譜柱（2.6cm×50cm），以水/0.5mol·L-1NaCl 溶液為洗脫劑將多糖進(jìn)行分離，進(jìn)一步采用快速色譜純化系統(tǒng)將分離后的組分純化，色譜柱Superdex 200 10/300 GL，洗脫液為含有0.5mol·L-1NaCl 的pH 值為7.2（0.02mol·L-1）磷酸緩沖液（PBS）。純化后的多糖經(jīng)過收集、透析、濃縮、冷凍干燥制得，便于進(jìn)行下一步的研究。

3.3 去除有色物質(zhì)

馬維坤[16]比較了大孔樹脂脫色法和H2O2脫色法，結(jié)果表明，大孔樹脂更加適合半枝蓮脫色，脫色效果更好，多糖損失率低。

4 藥理作用

4.1 抗腫瘤

4.1.1 抗結(jié)腸癌 Hanqing Li[17]等人研究了半枝蓮多糖拮抗TGF-β1 誘導(dǎo)HT-29 結(jié)腸癌細(xì)胞侵襲、遷移的作用，采用TGF 大鼠作為EMT 的刺激因子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，半枝蓮多糖能通過Smad 通路逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的EMT 過程來抑制腫瘤細(xì)胞的遷移。而Pengda Sun[18]等人證明了半枝蓮多糖能夠通過抑制PI3KAkt 通路的活化和激活作用來抑制患者結(jié)腸癌HT29 細(xì)胞的生長和增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡和阻斷EMT 過程，從而有效地達(dá)到治療結(jié)腸癌的效果。

4.1.2 抗肺癌 李玉鳳[19]等人通過觀察半枝蓮多糖對Lewis 肺癌小鼠VEGF、EGFR、nm23 表達(dá)的影響，證實(shí)了半枝蓮多糖能夠通過抑制腫瘤組織中的VEGF、EGFR 表達(dá)，并且上調(diào)nm23 基因的表達(dá)水平來抑制肺癌。Xiaokun Yang[20]等人證明了半枝蓮多糖能夠通過下調(diào)c-Met 磷酸化水平、阻斷p-AKT 和p-ERK 通路來抑制95-D 腫瘤細(xì)胞的生長，從而達(dá)到治療肺癌的目的。

4.1.3 抗宮頸癌 李潔[21]等人建立了U14 宮頸癌小鼠自發(fā)轉(zhuǎn)移模型，通過免疫組化法觀察半枝蓮多糖對宮頸癌小鼠腫瘤組織AMFR 表達(dá)的影響，證明了半枝蓮多糖能夠通過下調(diào)腫瘤細(xì)胞AMFR 的表達(dá)來抑制宮頸癌。

4.1.4 抗胃癌 高山[22]等人研究了半枝蓮多糖對胃癌細(xì)胞SGC-7901 的生長活性及其對野生型P53抑癌基因的影響，結(jié)果表明，半枝蓮多糖能夠抑制胃癌細(xì)胞SGC-7901 的活性，劑量越大，抑制作用越強(qiáng)，證明了半枝蓮多糖通過上調(diào)P53 基因來抑制胃癌細(xì)胞的增殖。

4.1.5 抗肝癌 于水瀾[23]等人對比篩選出H22 肝癌小鼠和半枝蓮多糖干預(yù)后血清間差異表達(dá)的蛋白。對比結(jié)果顯示，腫瘤組與半枝蓮多糖組蛋白表達(dá)發(fā)生了改變的有18 個，在半枝蓮多糖組有6 個蛋白表達(dá)上調(diào)，1 個下調(diào)，1 個特異表達(dá)，10 個表達(dá)缺失，說明了半枝蓮多糖治療肝癌是通過多靶點(diǎn)調(diào)節(jié)共同作用的，然而這些蛋白質(zhì)的氨基酸序列還需進(jìn)一步研究確認(rèn)。

4.2 抗氧化活性

趙紫君[24]等人通過細(xì)胞抗氧化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，半枝蓮多糖對人腎胚293 細(xì)胞的氧化損傷有修復(fù)作用，呈劑量依賴關(guān)系，濃度越高，其修復(fù)能力越強(qiáng)。此外，實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)半枝蓮多糖的Fe2+還原能力和清除過氧自由基的能力均強(qiáng)于陽性對照藥物BHT，證實(shí)了半枝蓮的抗氧化物質(zhì)基礎(chǔ)。

4.3 對環(huán)磷酰胺的增效減毒活性

宋高臣[25]等人通過給移植性H22 肝癌小鼠肌肉注射藥物來深入研究半枝蓮多糖對環(huán)磷酰胺的增效減毒作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，半枝蓮多糖能夠明顯地增強(qiáng)環(huán)磷酰胺對小鼠H22 細(xì)胞增長的抑制作用，對環(huán)磷酰胺引起的外周血WBC 減少、免疫器官萎縮等毒性反應(yīng)都具有明確的保護(hù)作用，證實(shí)了半枝蓮多糖對環(huán)磷酰胺有著增進(jìn)效果和降解毒副產(chǎn)物的作用。

4.4 其他作用

劉巍[26]等人用家兔作為載體，制造家兔左下頜骨體部分骨折的模型，給予半枝蓮多糖進(jìn)行治療，同時對骨折愈合過程中關(guān)鍵的細(xì)胞因子含量進(jìn)行檢測、觀察，評估半枝蓮多糖的治療效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，半枝蓮多糖能夠升高家兔靜脈血中VEGF、SGF、bFGF因子的含量，促進(jìn)家兔下頜骨骨折的愈合。趙杰[27]等人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，半枝蓮多糖能夠增加肝組織中NO 的含量，并且能夠增強(qiáng)NOS 的活性，能夠有效組織CCl4引起的脂質(zhì)過氧化，從而對肝損傷起到了保護(hù)作用。許斌[28]等人通過扶正解毒湯中藥加減，治療了慢性病毒性乙型肝炎94 例，其中有效率能夠達(dá)到67%，此方主要具有抗病毒、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能、抗纖維化作用以及保肝作用，方中半枝蓮具有廣譜抗病毒的作用。

5 展望

多糖類化合物作為半枝蓮的重要有效成分，其在促進(jìn)人體的自身免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)、抗炎以及抗腫瘤方面都已經(jīng)發(fā)揮了重要的作用。今后，我們需要繼續(xù)深入研究半枝蓮的多糖類成分，優(yōu)化提取工藝，提高半枝蓮多糖的純度，了解其構(gòu)效關(guān)系，從而更加方便研究其大分子功能效應(yīng)，研究半枝蓮多糖在人體內(nèi)的生物活性。天然多糖的研究作為當(dāng)前中藥學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，充滿著機(jī)遇和挑戰(zhàn)，在生物活性的研究方面有著巨大的潛力，也充分體現(xiàn)了多糖類成分的醫(yī)學(xué)價值。