苦參的化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展

蘇麗麗

（天津大學(xué) 藥物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，天津300072）

苦參（Sophora flavescens Ait.）是豆科植物苦參的干燥根，為圓柱形，長(zhǎng)10～30cm，直徑1～6.5cm，外部灰棕色，味苦性寒。在國(guó)內(nèi)，苦參目前主要分布在山西、河北、河南和湖北等省份。作為一種常用中藥，已有1800多年的歷史記載，目前已被廣泛用于傳統(tǒng)及流行醫(yī)學(xué)中，用于治療麻風(fēng)病、痢疾、潰瘍、便血、發(fā)燒、濕疹、炎性疾病、潰瘍和皮膚灼傷等，具有清熱解毒，抗炎鎮(zhèn)痛等藥理活性。隨著近年對(duì)苦參化學(xué)成分的研究及其藥理活性的開發(fā)，本文對(duì)其進(jìn)行相關(guān)進(jìn)展的綜述。

1 化學(xué)成分

苦參中主要的化學(xué)成分包括生物堿類、黃酮類、氧雜蒽酮類、醌類、三萜糖苷、脂肪酸和揮發(fā)油。

1.1 黃酮類化合物

黃酮類化合物作為一種重要的次生代謝產(chǎn)物，廣泛存在于大多數(shù)植物中。黃酮類化合物及其衍生物是苦參的主要生物活性成分，因此，受到越來越多的關(guān)注。依據(jù)其母核結(jié)構(gòu)，苦參黃酮類成分主要分為二氫黃酮（醇）類、黃酮（醇）類、異黃酮、紫檀素類及其他類[1]。大部分化合物的取代基還具有異戊二烯基和薰衣草基。迄今為止，從苦參中共分離提取出55種類異戊二烯類黃酮[2]。趙玉英[3]等首次從苦參總黃酮中分離出3種黃酮類化合物，高麗槐素，4-甲氧基高麗槐素以及槐屬二氫黃酮B。Kuroyanagi M等[1]從苦參的甲醇提取物中分離出12種新黃酮類化合物，并使用NMR和質(zhì)譜法進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，其中包括黃烷酮，黃烷醇以及3種紫檀類衍生物。黃等[4]從苦參的乙酸乙酯提取液中通過ODS柱色譜和半制備型HPLC純化得到一種新的黃酮類化合物8-（3-羥甲基-2-丁烯基）-5,7,2',4'-四羥基黃烷酮。Long等[5]用95%乙醇提取苦參，并通過真空蒸餾獲得提取物，經(jīng)光譜分析，確定了6種黃酮類化合物及其類似物，其中有兩種為新化合物：槐黃酮G和槐黃酮H。Chen等[6]從苦參的乙酸乙酯提取物中分離出15種黃酮類物質(zhì)，其中8-（2-異丙烯基-5-甲基己基）-5-甲氧基-3,7,4'-三羥基黃酮鑒定為新化合物，并命名為苦醇Z。在研究者深入開發(fā)苦參中新的黃酮類成分的同時(shí)，對(duì)于苦參總黃酮的提取工藝也在不斷地優(yōu)化和探索。盧麗萍等采用的回流法，總黃酮含量達(dá)2%左右；張瑞菊等研究的微波法和超臨界流體萃取法，總黃酮最高達(dá)5.82%；黃曉斌等使用的超聲法，黃酮總含量平均值達(dá)54.60mg·g-1，這些提取工藝都為苦參中黃酮類物質(zhì)的進(jìn)一步提取開發(fā)提供重要的參考價(jià)值[7]。為了優(yōu)化分析黃酮類物質(zhì)的方法，Weng等[8]建立了一種高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，可在10min內(nèi)同時(shí)測(cè)定16種黃酮類化合物的含量，包括5類化合物（異黃酮、紫檀、黃酮、黃酮醇和異戊二烯類黃酮）。此方法在線性、靈敏度、精密度、可重復(fù)性以及回收率等方面均得到充分驗(yàn)證，并成功應(yīng)用于檢測(cè)苦參的其他部位（根、莖、葉、莢果和種子）的甲醇提取物，該研究對(duì)合理利用苦參資源具有重要意義。

1.2 生物堿

近年來，人們對(duì)苦參的生物堿類化學(xué)成分也開展了越來越深入的研究。生物堿類按其骨架類型分為:苦參堿型、二聚苦參堿型、鷹爪豆堿型、金雀花堿型、羽扇豆堿型和雙哌啶型等。目前，分離出的大多化合物屬于以苦參堿為主的喹諾里西啶類生物堿，還有極少數(shù)化合物是雙哌啶類。張等[9]從苦參中分離出5種新的喹諾唑烷類生物堿，包括3種鷹爪豆堿型和2種金雀花堿型生物堿化合物，分別是（5α）-5-羥化胺-2-酮、7-羥色胺-2-酮、（7a R,14a S）-十二氫-2 H,11 H-7,14-甲基二吡啶[1,2-a:1',2'-e][1,5]重氮-11-酮-5-氧化物、（11a R）-癸氫-3-甲基-8 H-1,5-甲氧嘧啶[1,2-a][1,5]重氮-8-酮和3-丁基-1,2,3,4,5,6-六氫-8 H-1,5-甲氧吡啶[1,2-a][1,5]重氮-8-酮。孫磊等[10]采用大孔吸附樹脂柱色譜、硅膠柱色譜等方法分離純化苦參，并通過波譜分析得到9個(gè)生物堿類單體。張等[11]從苦參中提取出8種生物堿類物質(zhì)，其中苦參堿G，H，I是第一例D環(huán)開環(huán)的苦參堿類生物堿，而苦參堿J則是一個(gè)新的苦參堿類生物堿和哌啶二聚體，化合物alopecurine B是第一例C-5-C-6斷裂的苦參堿類生物堿。隨著人們對(duì)苦參生物堿的藥理作用的認(rèn)識(shí)，其提取純化工藝也在一直優(yōu)化探索中。楊美玲等的浸提法，苦參堿的得率可以達(dá)到8.88%；李茹等的滲漉法，苦參中總生物堿的得率達(dá)到2.126%；陳明月等的酸水溫浸提取法，苦參中生物堿的得率可達(dá)到74.5%。另外，超聲輔助和微波輔助等提取工藝的不斷優(yōu)化，苦參堿的得率大大提升。這對(duì)苦參生物堿的研究具有重要意義[12]。侯等[13]采用毛細(xì)管電泳指紋圖譜、線性定量分析和抗氧化活性測(cè)定相結(jié)合的方法，從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度，可以較好地對(duì)27批苦參生物堿物質(zhì)進(jìn)行綜合質(zhì)量鑒別。此外，利用偏最小二乘回歸模型建立了化學(xué)成分與體外抗氧化活性的指紋圖譜功效關(guān)系，為質(zhì)量控制提供了重要的藥效信息。本研究為苦參生物堿的整體質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了一種可靠有效的方法。

1.3 脂肪酸類和揮發(fā)油類

從苦參中分離提取出的脂肪酸有20多種，大部分為不飽和脂肪酸，如己酸甲酯、十四烷酸甲酯和十八烷酸甲酯等[14]。張俊華等[15]首次從苦參中分離出新的不飽和脂肪酸芥子酸十六酯。牛克彥等[16]采用超臨界CO2萃取法從苦參中提取出12種脂肪酸，其中不飽和脂肪酸亞麻酸和亞油酸含量較高。此外也有飽和脂肪酸例如棕櫚酸、硬脂酸等。從苦參提取鑒別出的揮發(fā)油有乙苯，己醛，月桂烯，間-二甲苯和正己酸等，這些物質(zhì)為其特殊氣味提供了參考意義。

1.4 氨基酸類和糖類

王秀坤等[14]從苦參的水提液分離提取出丙氨酸、脯氨酸和精氨酸等15種氨基酸，其中，脯氨酸和天冬氨酸濃度高，可作為質(zhì)檢的參考指標(biāo)。苦參中還能分離出蔗糖[15]。

1.5 萜類與甾醇類化合物

目前，已從苦參中提取得到羽扇豆醇、羽扇豆烯酮、Sophoraflavoside I-IV和soyasaponin等三萜及其苷類。張俊華等[15]從苦參中分離出β-谷甾醇。另外，甾醇類化合物還包括大豆甾醇B。

1.6 其他物質(zhì)

除上述物質(zhì)外，從苦參中分離提取出許多其他化合物，包括一些木脂素、醌類、苯丙酸類、香豆素類和酚酸類。在苦參中已鑒定出3種木脂素，包括枸櫞苦素A，枸櫞苦素B和松柏苷[14]。沈等[1]從苦參中分離出12種新的二苯甲?；苌锘倍郊总誂-L和5種新的異黃酮苷。

2 藥理作用

目前，對(duì)于苦參活性成分以及其藥理作用的基礎(chǔ)研究較多?？鄥⒌狞S酮類與生物堿類的抗癌，抗病原微生物和抗炎等方面的效果顯著?，F(xiàn)將苦參的活性成分的藥理作用進(jìn)行概述。

2.1 抗腫瘤活性

苦參中的黃酮類和和生物堿類物質(zhì)均有著明顯的抗腫瘤作用。Hong等[17]發(fā)現(xiàn)苦參堿能夠抑制葡萄糖的攝取和乳酸的產(chǎn)生，逆轉(zhuǎn)Warburg效應(yīng)，并在體內(nèi)外抑制人結(jié)腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。從機(jī)制上講，苦參堿通過抑制Warburg效應(yīng)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子HIF-1α的表達(dá)，從而下調(diào)HIF-1α調(diào)節(jié)葡萄糖代謝的下游靶標(biāo)的表達(dá)水平來抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。因此苦參堿可以進(jìn)一步開發(fā)為治療結(jié)腸癌的靶向抗腫瘤藥。Long等[5]使用MTT測(cè)定法在體外評(píng)估了新化合物對(duì)5種腫瘤細(xì)胞的抑制作用，IC50值小于20mM，表明其潛在的抑制作用，尤其是槐黃酮G對(duì)幾種腫瘤細(xì)胞具有明顯的細(xì)胞毒性，IC50值約為20mM，與順鉑相似，結(jié)果證明其作為腫瘤藥物的潛力。Chen等[6]發(fā)現(xiàn)的苦醇Z在正常肺上皮細(xì)胞中僅顯示中度細(xì)胞毒性，在非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）細(xì)胞中顯示出較強(qiáng)的抗增殖和促凋亡活性。從機(jī)理上講，苦醇Z抑制cAMP-PDE，使cAMP積累，從而導(dǎo)致PKA活性增強(qiáng)。另外，苦醇Z抑制了Akt活性，導(dǎo)致對(duì)PRAS40抑制作用的降低，從而阻礙NSCLC增殖，導(dǎo)致線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡。該研究表明，苦醇Z可用作靶向化療藥物試劑開發(fā)中的潛在cAMP-PDE和Akt抑制劑。Kim等[18]從苦參分離提取出的去甲基羥色胺（DMAI），在30μM的濃度下對(duì)U87MG細(xì)胞具有抗增殖作用，但對(duì)HEK-293細(xì)胞沒有影響。表明DMAI具有治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的潛力。Dai等[19]研究揭示了氧化苦參堿在體外多種癌細(xì)胞系中產(chǎn)生抗腫瘤活性的潛在機(jī)制，它可以改變細(xì)胞周期以及EGFR/PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路中調(diào)節(jié)因子的表達(dá)，來抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲并誘導(dǎo)其凋亡，這可能為惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤提供一種新的治療策略。

2.2 抗菌抗炎作用

盧迎宏等[20]研究苦參堿對(duì)氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)，通過檢測(cè)相關(guān)細(xì)胞因子的變化，以及分析細(xì)胞凋亡情況，發(fā)現(xiàn)模型加藥組促炎因子水平明顯降低，抗炎因子水平顯著升高，說明苦參堿可起到抗炎作用。孫磊等[10]發(fā)現(xiàn)苦參總生物堿及4個(gè)單體生物堿對(duì)所測(cè)得5種革蘭氏菌都具有明顯的抑菌作用，苦參總生物堿效果最強(qiáng)，各單體生物堿對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌作用最強(qiáng)。馬宏彥等[21]研究在體內(nèi)使用對(duì)二甲苯誘導(dǎo)的耳廓水腫，乙酸誘導(dǎo)的腹膜通透性和角叉菜膠誘導(dǎo)的后爪水腫評(píng)估苦參水和乙酸乙酯提取物的抗炎作用，結(jié)果表明能夠顯著抑制小鼠耳廓水腫和后爪水腫，以及乙酸增加的腹膜通透性。說明苦參中的黃酮類成分具有明顯的抗炎活性。研究表明[2]苦參酮可以通過抑制致病性CD4+T細(xì)胞分化和整體免疫反應(yīng)來改善慢性炎癥性皮膚病。此外，苦參酮和苦參堿能抑制HepG2細(xì)胞中TNF-α誘導(dǎo)的NF-kB轉(zhuǎn)錄活性，且呈劑量依賴性，IC50值分別為4.0μM和4.4μM。目前，已從苦參中分離提取出許多抗炎化合物，主要屬于生物堿類[1]。

2.3 對(duì)心血管系統(tǒng)的影響

王勇勝等[22]研究氧化苦參堿對(duì)小鼠的病毒性心肌炎所致心力衰竭的影響，結(jié)果表明，氧化苦參堿能夠保護(hù)線粒體，減少心肌細(xì)胞凋亡，逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)，起到改善小鼠心力衰竭的效果。胡燦等[23]采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR和Western blot檢測(cè)方法檢測(cè)不同劑量糖和苦參堿對(duì)H9C2心肌細(xì)胞的影響，結(jié)果表明苦參堿可以顯著降低細(xì)胞凋亡率，改善高糖誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷。

2.4 對(duì)免疫系統(tǒng)的影響

陳彥旭等[24]將苦參通過水煎、醇沉以及色譜分離等方法得到總多糖及多糖組分，再探究其對(duì)小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖和IFN-γ分泌的影響，結(jié)果表明，苦參多糖具有顯著的免疫活性,可起到抗乙肝和抗炎的效果。王剛等[25]給BALB/C小鼠注射高中低劑量的氧化苦參堿，并通過檢測(cè)分析Tfh細(xì)胞的比例，發(fā)現(xiàn)高劑量組作用強(qiáng)于中、低劑量組，并且可以抑制Tfh細(xì)胞Bcl-6 mRNA的轉(zhuǎn)錄，研究表明，氧化苦參堿可能具有調(diào)節(jié)Tfh細(xì)胞免疫功能的作用。

2.5 其他作用

除上述外，苦參中的活性成分還有其他很多藥理作用，比如抗肝損傷，抗過敏平喘，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的抑制，利尿，鎮(zhèn)痛解熱，體外殺精等。蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）是胰島素信號(hào)級(jí)聯(lián)的重要負(fù)調(diào)控因子。從苦參中提取的5種薰衣草黃酮類化合物被證明是PTP1B的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，并且還能在胰島素信號(hào)傳導(dǎo)途徑中提高人肝細(xì)胞中胰島素刺激的Akt磷酸化水平，表明它們具有開發(fā)抗胰島素抵抗藥物的潛力。有研究報(bào)道[2]苦參中的異戊二烯類黃酮槐黃酮G、苦參酮和苦參堿等化合物B環(huán)帶有的間苯二酚的部分結(jié)構(gòu)與低密度脂蛋白（LDL）氧化密切相關(guān)，結(jié)果顯示對(duì)銅誘導(dǎo)的LDL的氧化有抑制作用。也有研究證明，苦參總黃酮具有較強(qiáng)的1,1-二苯基-2-苦參酰肼（DPPH）和羥自由基清除能力，顯示出較好的抗氧化能力。

3 結(jié)語

苦參作為我國(guó)一種應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)中藥，近年來，隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)苦參的不斷深入研究，主要活性物質(zhì)苦參堿、氧化苦參堿、黃酮類的抗腫瘤、抗炎抗病毒等的藥理作用已得到充分證實(shí)。目前，苦參通過體內(nèi)和體外的各種藥理活性試驗(yàn)已被證實(shí)是低毒且具有很高的藥用價(jià)值，其化學(xué)成分具有新藥研發(fā)的潛力。未來，研究者可進(jìn)一步深入細(xì)致地研究苦參的其他有效化學(xué)成分，使更多安全、有效、質(zhì)量可控的成分能廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、醫(yī)藥、化妝品行業(yè)等領(lǐng)域。隨著藥效學(xué)和構(gòu)效關(guān)系的不斷探究，苦參的化學(xué)成分必將得到更加充分的開發(fā)和利用，以推動(dòng)中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。