虎耳草屬植物化學(xué)成分及藥理活性的研究進(jìn)展

溫望文，姚寶樂(lè)，朱曉娟，佟天天，白隆博，胡海波，溫慧玲，張文平，黃 浩，

（1. 贛南醫(yī)學(xué)院2019級(jí)碩士研究生；2. 贛南醫(yī)學(xué)院2020級(jí)碩士研究生；3. 贛南醫(yī)學(xué)院2021級(jí)碩士研究生，江西 贛州 341000；4. 澳門科技大學(xué)中藥質(zhì)量研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，澳門 999078；5. 贛南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院國(guó)家中藥現(xiàn)代化工程技術(shù)研究中心-客家中醫(yī)藥資源研究分中心，江西 贛州 341000；6. 比利時(shí)荷語(yǔ)天主教魯汶大學(xué)生物系，魯汶 3000；7. 贛南醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，江西 贛州 341000）

虎耳草屬（Saxifraga Tourn. ex L）植物隸屬虎耳草科（Saxifragaceae），是最大且分類最復(fù)雜的屬，多為耐寒性多年生草本植物，偶有一年生或二年生草本［1］。全球約有500 種，廣泛分布于北半球的高山地區(qū)，部分物種亦分布于南美洲的安第斯山脈和火地島，其物種多樣性中心包括阿爾卑斯山脈、高加索山脈和青藏高原等地區(qū)［2］。我國(guó)境內(nèi)虎耳草屬植物約220種，各地均有分布，其中以喜馬拉雅山脈和橫斷山脈最為豐富，僅橫斷山脈就多達(dá)75種［3-4］?；⒍輰僦参镌谌珖?guó)均有分布，但主產(chǎn)于我國(guó)西南和甘肅、青海省的高山地區(qū)［5］。其中，以中藥虎耳草應(yīng)用最為廣泛，其性微苦辛、寒、有小毒。具有疏風(fēng)解熱、祛濕消腫、涼血止血等功效［6］。在東亞國(guó)家地區(qū)，多種虎耳草屬植物被作為民間用藥，其中篦齒虎耳草作為藏藥“松蒂”，是藏民用于治療肝膽疾病的常用藥物［7］，瑤醫(yī)將中藥虎耳草與其他藥物配伍，用于治療皮膚瘙癢癥［8］，苗族醫(yī)學(xué)記載了用虎耳草可以治療帶狀皰疹［9］；日本民間利用虎耳草醫(yī)治耳痛、痔瘡、傷口止血以及腫脹［10］；在韓國(guó)，虎耳草的地上部分常用于治療凍瘡、炎癥和感染［11］。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)以虎耳草為代表的虎耳草屬植物的化學(xué)成分及藥理活性開展了大量的研究，但目前尚未有相關(guān)的系統(tǒng)性融合整理，本文就近40 年來(lái)虎耳草屬植物的化學(xué)成分及藥理活性進(jìn)行整理綜述，以期為該屬植物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)、臨床應(yīng)用、產(chǎn)品開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)和參考。

1 化學(xué)成分

虎耳草屬植物化學(xué)成分復(fù)雜繁多，主要為黃酮類和苯丙素類成分。自1972—2021年，在虎耳草屬植物中一共發(fā)現(xiàn)有191 個(gè)化學(xué)成分，包括黃酮類72個(gè)、苯丙素類23個(gè)、有機(jī)酸類38個(gè)、萜類13個(gè)、甾體類8個(gè)、酚類24個(gè)、其他類型化合物13個(gè)。

1.1 黃酮類黃酮類是虎耳草屬植物的主要化學(xué)成分，當(dāng)前共計(jì)報(bào)道有72個(gè)黃酮類化合物，根據(jù)C6-C3-C6母核結(jié)構(gòu)，可分為黃酮醇類（flavonols，1～39）、二氫黃酮醇類（flavanonols，40～42）、黃酮（flavones，43～51）、二氫黃酮類（flavanones，52～60）、黃烷-3-醇類（flavan-3-ols，61～67）、口山酮類（xanthones，68～72）。該類成分為主要以槲皮素和山奈酚為苷元的黃酮類化合物，多數(shù)化合物以黃酮苷的形式存在（占48個(gè)），糖基主要包括吡喃葡萄糖、吡喃半乳糖、吡喃鼠李糖、吡喃木糖、蘆丁糖、阿拉伯呋喃糖和阿拉伯吡喃等?；衔镏悬S酮類母核結(jié)構(gòu)中被取代的位置以C-3位（如化合物4～9）為主，少量取代發(fā)生在C-5（如化合物3）、C-7（如化合物37）、C-3'（如化合物39，41）、C-4'（如化合物19～20）等位置?；⒍輰僦参稂S酮類成分見表1。

表1 虎耳草屬植物黃酮類成分

續(xù)表1 虎耳草屬植物黃酮類成分

續(xù)表1 虎耳草屬植物黃酮類成分

1.2 苯丙素類虎耳草屬植物中已報(bào)道的苯丙素類化學(xué)成分有23 個(gè)，分別為異香豆素類10 個(gè)（73～82）、苯丙酸類10 個(gè)（83～92）、7-羥基香豆素2 個(gè)（93～94）和雙香豆素1 個(gè)（95）。其中異香豆素類成分74～81 均為巖白菜素或其衍生物，巖白菜素（73）是虎耳草屬植物中最為常見的代表性成分，亦是主要活性成分之一。在多種植物中均有發(fā)現(xiàn)，且含量較大。有學(xué)者測(cè)定21 批采自不同地區(qū)的虎耳草中巖白菜素的含量，發(fā)現(xiàn)其含量最高，為3.69 mg·g-1（其次是槲皮素-5-O-β-D-葡萄糖苷2.09 mg·g-1，沒(méi)食子酸1.02 mg·g-1，原兒茶酸0.18 mg·g-1）［21］，因此，巖白菜素可作為虎耳草的質(zhì)量標(biāo)志物，用于虎耳草藥材的質(zhì)量評(píng)價(jià)［33-34］?；⒍輰僦参锉奖仡惢瘜W(xué)成分見表2。

表2 虎耳草屬植物苯丙素類化學(xué)成分

續(xù)表2 虎耳草屬植物苯丙素類化學(xué)成分

1.3 有機(jī)酸及其酯類在虎耳草屬植物中已分離鑒定了38個(gè)有機(jī)酸或有機(jī)酸酯類成分，包括酚酸及其酯類25 個(gè)（96～120）、脂肪酸及其酯類10 個(gè)（121～130）、芳香酸酯類2 個(gè)（131～132）以及五元環(huán)內(nèi)酯1個(gè)（133）?；⒍輰僦参镏杏袡C(jī)酸及其酯類化學(xué)成分見表3。

表3 虎耳草屬植物中有機(jī)酸及其酯類化學(xué)成分

續(xù)表3 虎耳草屬植物中有機(jī)酸及其酯類化學(xué)成分

1.4 萜類虎耳草屬植物中還存在少量的萜類成分，目前已報(bào)道的13 個(gè)萜類成分包括3 個(gè)裂環(huán)烯醚萜（134～136）、3 個(gè)齊墩果烷型五環(huán)三萜（137～139）、4 個(gè)葫蘆烷型四環(huán)三萜（140～143）、2 個(gè)烏蘇烷型三萜（144～145）和1個(gè)羽扇豆烷型五環(huán)三萜（146）。文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，每個(gè)萜類成分僅存在于虎耳草屬的一種植物，推測(cè)該類成分可能是該屬植物不同種間藥理活性差異的物質(zhì)基礎(chǔ)。虎耳草屬植物萜類化學(xué)成分見表4。

表4 虎耳草屬植物萜類化學(xué)成分

1.5 甾體類甾體化合物是一類具有環(huán)戊烷駢多氫菲母核的化學(xué)成分，具有抗腫瘤、抗炎等藥理活性。截至目前，從虎耳草屬植物中分離了8 個(gè)該類成分（147～154），且均屬于植物甾醇類。各化合物的具體信息見表5。

表5 虎耳草屬植物甾體類化學(xué)成分

1.6 酚類共有24 種酚類成分（155～168）被報(bào)道存在于該屬植物中，其中化合物164～174 屬于二芳基庚烷類，僅存在于唐古特虎耳草中?；瘜W(xué)成分見表6。

表6 虎耳草屬植物酚類化學(xué)成分

1.7 其他類成分除前述六類成分外，虎耳草屬植物中還存在少量的多糖、生物堿、醌、烷烴等其他類化合物?；瘜W(xué)成分見表7。

表7 虎耳草屬植物其他類化學(xué)成分

2 藥理作用

2.1 抗病毒虎耳草屬植物被報(bào)道具有廣泛的抗病毒活性。有研究表明，黑蕊虎耳草的乙醇提取物在體內(nèi)、體外均表現(xiàn)出良好的抗HIV-1 病毒作用［51-53］，半數(shù)抑制濃度（IC50）為（11.97±1.09） μg·mL-1。離體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黑蕊虎耳草提取物對(duì)HIV-1的Vif蛋白、Vpu 蛋白和Sso7d-ⅠN 整合酶具有很強(qiáng)的親和性。HIV-1 為RNA 病毒，Vif 蛋白、Vpu 蛋白是病毒的輔助蛋白，在病毒復(fù)制、生長(zhǎng)過(guò)程中起重要作用，前者作為促感染因子，調(diào)節(jié)病毒侵入、組裝、出芽和成熟，后者是HIV-1病毒特有的蛋白，輔助病毒裝配和從宿主細(xì)胞釋放。而Sso7d-ⅠN 整合酶能幫助病毒將RNA 整合到宿主細(xì)胞的DNA 上，以便進(jìn)一步復(fù)制、增殖［54］。黑蕊虎耳草抗HIV-1 病毒的機(jī)制可能是藥物分子與Vif 蛋白、Vpu 蛋白和Sso7d-ⅠN 整合酶結(jié)合，抑制其生物活性；并通過(guò)直接作用于病毒基因組，下調(diào)Vif 蛋白和Vpu 蛋白的表達(dá)，從而抑制HIV-1的復(fù)制增殖［53］。

丙型肝炎病毒（HCV）感染是慢性肝病的主要原因之一，常導(dǎo)致肝硬化、肝衰竭和肝細(xì)胞癌等［55］。目前市場(chǎng)上仍然缺乏有效的抗HCV 藥物，已批準(zhǔn)上市的藥物僅有干擾素（INF-α）和利巴韋林，且患者的總治愈率不到50%［56］。與市場(chǎng)上傳統(tǒng)抗HCV 藥物相比，黑蕊虎耳草的乙酸乙酯部位提取物具有更顯著的抗HCV 活性，IC50為（4.3±1.1） μg·mL-1。其作用機(jī)制為藥物作用于NS3 絲氨酸蛋白酶，降低其活性，從而抑制了HCV 病毒復(fù)制增殖。因?yàn)镹S3 絲氨酸蛋白酶是HCV 病毒內(nèi)一種重要的蛋白酶，不但參與病毒多聚蛋白前體的切割，還具有螺旋酶活性，參與解旋HCV-RNA 分子，協(xié)助病毒RNA 復(fù)制［36，57］。對(duì)黑蕊虎耳草的乙酸乙酯部位進(jìn)行化學(xué)分離、鑒定，得到18 個(gè)多酚類單體化合物。單體抗病毒試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大部分單體均具有抗HCV 病毒活性，其中1，2，3，4，6-penta-O-galloyl-β-D-glucoside 活性最強(qiáng)，IC50僅為0.68 μM，具有開發(fā)成為抗HCV 病毒新藥的潛力［15］。

2019 年新冠病毒肺炎疫情暴發(fā)以來(lái)，抗病毒藥物尤其抗新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）藥物成為研究熱點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)［14］，虎耳草屬中小短尖虎耳草具有抗SARS-CoV-2、甲型流感病毒（IAV）、諾如病毒（MNV）、貓杯狀病毒（FCV）活性，其水提物中富含鄰苯三酚部位（Fr 1C），可以直接結(jié)合并破壞病毒基因組和蛋白組，產(chǎn)生顯著的抗SARS-CoV-2活性，25 μg·mL-1Fr 1C在10 s內(nèi)滅活99.6%的SARS-CoV-2。小短尖虎耳草的單體成分活性驗(yàn)證表明，gallocatechin gallate能夠滅活試驗(yàn)中IAV、MNV、FCV 和SARS-CoV-2 等病毒，構(gòu)效關(guān)系分析發(fā)現(xiàn)，化合物中的沒(méi)食子酸基團(tuán)和鄰苯三酚是殺滅病毒的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。提示小短尖虎耳草的Fr 1C 部分具有開發(fā)成為廣泛病毒清除劑的潛能。

2.2 抗癌虎耳草屬植物抗癌作用的研究主要集中在前列腺癌、胃癌、肺癌和肝癌等方面，研究對(duì)象也僅限于虎耳草和唐古特虎耳草，其不同提取物或單體成分對(duì)癌細(xì)胞具有細(xì)胞毒性，但對(duì)正常細(xì)胞的毒性較小甚至有一定的保護(hù)作用，部分單體化合物具有開發(fā)成為新抗癌藥物的潛力。相關(guān)研究情況見表8。

表8 虎耳草屬植物的抗癌作用考察

2.3 抗菌隨著對(duì)微生物耐藥性認(rèn)識(shí)的逐漸深入，尋找、開發(fā)新的抗菌藥物已成必然趨勢(shì)，從天然產(chǎn)物中篩選結(jié)構(gòu)新穎的抗菌先導(dǎo)化合物，是發(fā)現(xiàn)新抗菌藥物的主要途徑之一。研究發(fā)現(xiàn)，虎耳草屬植物對(duì)細(xì)菌、真菌都具有較好的抑制作用，且具有廣譜的抗菌活性。相關(guān)研究見表9。

表9 虎耳草屬植物的抗菌作用考察

2.4 保肝作用肝臟是人體內(nèi)重要的消化、代謝和排毒器官，虎耳草屬藥材及其提取物均被證明具有良好的保肝作用［18，70-71］，其中生長(zhǎng)于高海拔青藏地區(qū)的篦齒虎耳草、唐古特虎耳草的提取物對(duì)CCl4引起的小鼠急性肝損傷均具有一定的防治效果，二者均能顯著降低血液中轉(zhuǎn)氨酶ALT、AST 水平，但篦齒虎耳草能改善膽汁排泄指標(biāo)、升高TBIL 水平，而后者卻無(wú)此活性。提示該屬植物雖來(lái)源于同一地區(qū)，主治功能相似，但藥理作用存在一定差異［18］。此外，關(guān)于唐古特虎耳草和小傘虎耳草提取物對(duì)急性肝內(nèi)膽汁淤積的研究結(jié)果證明，二者能明顯降低血清中肝功能酶學(xué)指標(biāo)ALT、AST 以及黃疸指數(shù)指標(biāo)TBA、TBIL、DBIL 和IBIL 的水平，通過(guò)“降酶”和“退黃”起到保肝作用［72］。從虎耳草中分離得到單體成分巖白菜素被證明具有良好的保肝作用，其作用機(jī)制可能是通過(guò)谷胱甘肽介導(dǎo)的解毒作用和對(duì)自由基的活性抑制作用實(shí)現(xiàn)的［73］。此外，YOUSEF M等［74］研究表明，作為虎耳草屬植物的主要成分之一的槲皮素，能改善肝臟功能，發(fā)揮保肝作用。

2.5 抗炎作用虎耳草屬植物在臨床上常被用作抗炎藥物［75-76］?，F(xiàn)代藥理研究表明，虎耳草的乙酸乙酯、水提取物對(duì)小鼠極性耳腫脹（急性炎癥）和小鼠瓊脂肉芽腫（慢性炎癥）具有良好療效，將其制成軟膏、煎服或外用還可以用于治療風(fēng)疹、瘙癢、濕疹等皮膚性炎癥疾?。?7-78］?；⒍莸乃逡壕哂锌孤栽錾郧傲邢傺椎淖饔?，其機(jī)制可能是虎耳草水煎液可以降低白細(xì)胞總數(shù)，減輕炎性細(xì)胞滲出，同時(shí)能夠提高超氧化物歧化酶的活力和睪酮的含量，降低血清中前列腺酸性磷酸酶和丙二醛［79］。此外，研究表明唐古特虎耳草的總黃酮對(duì)急、慢性炎癥也具有一定的治療作用，對(duì)二甲苯致小鼠耳廓腫脹有顯著的抑制效果，且與劑量呈正相關(guān)［80］。通過(guò)小鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)虎耳草屬的主要活性成分bergenin 具有治療結(jié)腸炎的作用，其作用機(jī)制可能是bergenin 作為PPARγ 的激動(dòng)劑，通過(guò)改善SIRT1 的表達(dá)，抑制NF-κB 介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞活化，從而改善結(jié)腸炎病癥［81］。司麗君等［82］研究表明，槲皮素可以選擇性地抑制機(jī)體COX-2，從而減輕炎癥反應(yīng)癥狀，具有較好的抗炎活性。

2.6 抗氧化、抗衰老虎耳草屬植物的抗氧化活性已得到廣泛驗(yàn)證?；⒍莺吞乒盘鼗⒍莸奶崛∥飳?duì)DPPH·自由基的最大清除率均超過(guò)80%，唐古特虎耳草的50%乙醇提取物對(duì)DPPH·及FRAP的IC50分別為（9.38±0.46） μg·mL-1、（15.46±0.52） μg·mL-1，被認(rèn)為具有開發(fā)成為天然抗氧劑的潛力［83］。本屬植物的抗氧化活性成分主要為巖白菜素、原兒茶酸乙酯、沒(méi)食子酸乙酯、protocatechuic aldehyde、rhododendrin等多酚類物質(zhì)，其中原兒茶酸乙酯的活性最強(qiáng)，IC50為（8.78±0.15） mM［41，84］。此外，虎耳草和唐古特虎耳草還具有抗衰老作用，二者提取物都能增強(qiáng)機(jī)體組織超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）的活性，降低丙二醛（MDA）含量，抗衰老作用基于其抗氧化活性，通過(guò)清除氧自由基、過(guò)氧化脂質(zhì)，保護(hù)組織、器官，延緩機(jī)體衰老［85］。

2.7 抑制酪氨酸酶及抗組織增生酪氨酸酶抑制劑是化妝品研發(fā)的熱點(diǎn)，酪氨酸酶是黑色素生成的關(guān)鍵限制酶，通過(guò)抑制其活性可以減少黑色素的生成，達(dá)到美白效果［86］。研究表明，篦齒虎耳草提取物中富含acrapollin、槲皮素等黃酮類化合物，且具有顯著的酪氨酸酶抑制作用，其乙酸乙酯、正丁醇提取物最大抑制率高達(dá)96.63%、87.71%［27］。其中槲皮素的作用機(jī)理為通過(guò)疏水作用、并與酪氨酸酶的活性中心Asn260、Gly62 殘基形成氫鍵，從而降低酶的活性［87］。前列腺增生是老年男性的常見病之一［88］。虎耳草對(duì)前列腺增生和乳腺小葉增生在臨床上表現(xiàn)出良好的治療效果［89］，其作用機(jī)制與虎耳草提取物能抑制成纖維細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)其凋亡有關(guān)［90］。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

虎耳草屬植物資源豐富，在藥用方面具有較大的開發(fā)利用價(jià)值。其化學(xué)成分豐富，其中以巖白菜素的含量最高，槲皮素等黃酮類成分次之。不同的提取條件下提取物的成分種類、含量存在一定差異，文獻(xiàn)報(bào)道的虎耳草屬植物提取主要采用70%乙醇，料液比為1∶20～1∶25，提取方法有加熱回流、超聲輔助提取等，值得注意的是，加熱回流提取溫度一般不超過(guò)80 ℃，因?yàn)檩^高的溫度可能破壞熱敏化合物的結(jié)構(gòu)?；⒍菟幚碜饔脧V泛，然而迄今為止，其藥理研究主要圍繞抗病毒、抗癌、抗菌等開展，且大部分研究仍處在初級(jí)階段，具體藥效物質(zhì)基礎(chǔ)與作用機(jī)理有待進(jìn)一步深入探索。虎耳草屬植物在全球已發(fā)現(xiàn)500余種，但迄今為止，具有相關(guān)化學(xué)成分或藥理活性報(bào)道的僅有12種，該屬植物仍存在較大的研究開發(fā)空間。結(jié)合中醫(yī)藥理論的指導(dǎo)和現(xiàn)代分離分析技術(shù)的支撐，進(jìn)一步對(duì)該屬植物進(jìn)行系統(tǒng)的化學(xué)成分分離和鑒定，有望明確其藥效物質(zhì)基礎(chǔ)；在傳統(tǒng)的細(xì)胞、組織、器官、動(dòng)物模型層面上，借助蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)等手段，對(duì)潛在活性成分和作用機(jī)制進(jìn)行探究，可為虎耳草屬植物的臨床應(yīng)用和產(chǎn)品開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。