壯藥土甘草化學成分及藥理活性研究概況

陳 路，蒙桂賓，歐 敏，劉 鈺，秦明珍，謝唐貴，藍鳴生，吳無畏

（廣西壯族自治區(qū)藥用植物園 西南瀕危藥材資源開發(fā)國家工程實驗室，南寧 530023）

土甘草為豆科魚藤屬植物毛果魚藤Derris eriocarpaHow.的干燥藤莖，又名毛果魚藤、斑花藤、扣來、雞血藤（《廣西藥植名錄》）、藤子甘草、美麗相思子《云南思茅中草藥選》，壯語又稱“藤糖”，是廣西壯族地區(qū)具有民族特色的常用藥材之一，生于山地，疏、密林，海拔1 200～1 400 m，主要分布于我國的廣西、貴州、云南等地[1-3]。土甘草性平，味甘、苦，具有利尿通淋、化痰止咳等功效。藥理實驗研究發(fā)現土甘草具有抗炎、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤及降糖等作用，常用于治療咳血、咳嗽、咽喉腫痛、腎炎、膀胱炎、尿道炎、腳氣、水腫等疾病。土甘草是壯族民間驗方的重要組成成分，其中，壯藥制劑“桂龍藥膏”就是以土甘草為主要原料的重要全國性銷售的中成藥品種，收載于《中華人民共和國衛(wèi)生部藥品標準中藥成方制劑》第八冊。經文獻檢索研究發(fā)現，國內外對土甘草的研究報道主要集中在化學成分及藥理活性方面，且尚未發(fā)現有相關總結報道。因此，本文就土甘草化學成分及其藥理活性進行綜述，為其進一步研究和開發(fā)利用提供理論參考。

1 化學成分

化學成分預試驗研究表明，土甘草中還可能含有氨基酸、多肽、蛋白質、糖、多糖、苷類、蒽醌、強心苷、酚類等化學成分[4]。近年來，國內外學者對土甘草化學成分進行深入研究，共分離得到63 個化合物，其中包括黃酮、三萜、香豆素等多種類化合物。

1.1 黃酮類化合物（1-20）黃酮類化合物是土甘草的主要化學成分，也是主要活性成分之一，主要有黃酮、異黃酮和黃烷類，其中異黃酮占比較大。ZHANG H X等[5]從土甘草中分離鑒定了7個異黃酮類化合物，其中兩個新化合物分別為4-羥基-5,7-二甲氧基-6-(3-甲基-2-丁烯基)-異黃酮[4′-hydroxy-5,7-dimethoxy-6-(3-methyl-2-butenyl)-isoflavone]和7-羥基-5-甲氧基-6-（3-甲基-2-丁烯基）-3＇,4＇-（亞甲二氧基）-異黃酮（Derrubon 5-methyl ether）。YANG LF 等[6]從土甘草中首次分離得到3＇,4＇-二-O-亞甲基-5-羥基-7-甲氧基-6-異戊烯基異黃酮（3＇,4＇-di-O-methylene-5-hydroxy-7-methoxy-6-isopentenyl isoflavone）。王倫興等[7]通過多色譜聯(lián)合方法從毛果魚藤乙酸乙酯部位首次分離鑒定出9 個黃酮類化合物，其中6 個為異黃酮類化合物。見表1。

1.2 雙環(huán)氧木脂素類（21-28）該類化合物在土甘草所分離鑒定的化合物中結構較為新穎，主要有雙氧環(huán)五六相連和雙氧環(huán)六六相連兩種類型。見表1。

1.3 三萜類（29-40）三萜類化合物也是土甘草的主要成分之一，主要為五環(huán)三萜類化合物。張憲民等[8]從土甘草中分離獲得了五個三萜化合物，其中三個五環(huán)三萜化合物為首次從土甘草中分離獲得，分別為魚藤三萜A[3β,15α-dihydroxy-olean-12 (13) -en-16-one]、魚藤三萜B（3β,15α,23-tri-hydroxy--olean-12-en-16-one）、魚藤三萜C[15α-hydroxy-16-oxo-olean-12(13)-en-3-O-β-glucuronopyranoside]。吳紅果等[9]在土甘草中首次分離了大豆甾醇B（soyasapogenol B）、羽扇-20(29)-烯-3-酮[Lup-20(29)-en-3-one]和白樺脂酸（Betulinic acid）。ZHANG H X 等[10]從土甘草中首次分離獲得了崖豆藤皂苷A（millettiasaponin A）。見表1。

1.4 香豆素類（41-45）香豆素類化合物在土甘草已知化合物中占比較小。楊東愛等[12]首次分離鑒定了土甘草的第一個香豆素成分-土甘草A。見表1。

1.5 其他類（46-63）經過進一步對土甘草中其他化合物進行梳理發(fā)現，主要含有白藜蘆醇類（46-48）、環(huán)己烷醇類（49-51）以及鏈烴和甾醇等。見表1。

表1 土甘草中的分離鑒定的化合物一覽表

2 藥理活性研究

2.1 安全性評價 《中華本草》中土甘草（毛果魚藤）的劑量換算得小鼠最大臨床等效量約為5 g/kg，大鼠最大臨床等效量為3.15 g/kg[1]。試驗結果表明，土甘草水提物對小鼠灌胃給藥的最大耐受量為62.8 g/kg（生藥量）；乙醇提物對小鼠灌胃給藥的最大耐受量為96.0 g/kg（生藥量），兩者均未出現毒性反應，提示土甘草具有較低的生物毒性[14-15]。

2.2 抗炎、鎮(zhèn)痛 土甘草水、醇提取物及民間成方制劑具有明顯的抗炎、鎮(zhèn)痛作用。中藥實驗藥理研究發(fā)現，土甘草水提取物（5 g/kg、10 g/kg、20 g/kg）、乙醇提取物（15 g/kg、30 g/kg）和正丁醇提取物（30 g/kg、60 g/kg）均可顯著抑制二甲苯致小鼠耳廓腫脹（與空白對照組比較，P＜0.05），抑制率（%）分別為：33.59、33.79、37.00/23.88、30.74/33.87、56.45、48.39（阿司匹林：25.99%）；土甘草水提取物（5 g/kg、10 g/kg、20 g/kg），乙醇提取物（5 g/kg、10 g/kg、20 g/kg）及正丁醇提取物（15 g/kg、30 g/kg、60 g/kg）能顯著減少醋酸注射導致的小鼠扭體反應（與空白對照組比較，P＜0.05），抑制率（%）分別為：51.02、52.55、60.71/33.16、41.84、68.88/74.29、74.29、78.57（阿司匹林：87.76%）[15-16]。提示土甘草的水、乙醇和正丁醇提取物均有明顯的抗炎鎮(zhèn)痛作用，高劑量組抗炎鎮(zhèn)痛效果與陽性對照阿司匹林（200 mg/kg）相當。廣西學者利用大鼠佐劑性關節(jié)炎模型，開展了成方制劑“桂龍藥膏”的抗類風濕性關節(jié)炎藥效實驗，結果顯示桂龍藥膏（54.5 g/kg）對大鼠佐劑性關節(jié)炎有明顯抑制作用，與陽性藥醋酸潑尼松（5 mg/kg）療效相當。連續(xù)給藥32 d 后，大鼠足趾腫脹值由（8.30±0.67）mm 降低至（5.60±0.90）mm [醋酸潑尼：（5.20±1.14）mm]。此外，桂龍藥膏（72.8 g/kg）能明顯縮短小鼠足跖底部瘀斑消失時間（消癍時間：（78.0±13.0）h、抑制棉球肉芽組織增生（抑制率：18.2%）、提高小鼠痛閾（提高值：39.2%），抗炎鎮(zhèn)痛作用呈劑量依賴性[17]。

2.3 止咳祛痰 土甘草多用于治療咳血、咳嗽等癥，是壯族民間常用的止咳藥。藥理研究發(fā)現，土甘草水提取物（5 g/kg、10 g/kg、20 g/kg），乙醇提取物（7.5 g/kg、15 g/kg、30 g/kg）能夠有效延長小鼠對氨水引起的咳嗽的潛伏期，其中水提取物（20 g/kg）、乙醇提取物（15 g/kg）止咳效果最明顯（與空白組比較，P＜0.01），止咳率分別為342.21%和300.62%；土甘草水提取物（5 g/kg、10 g/kg、20 g/kg）和乙醇提取物（30 g/kg）明顯增加小鼠氣管酚紅排泌量（與空白組比較，P＜0.05），酚紅吸收度值分別為：（0.185±0.031）（0.194±0.027）（0.180±0.022）（0.217±0.061），提示土甘草具有明顯的祛痰作用[18]。

2.4 抗腫瘤 土甘草提取分離得到的黃酮類化合物-Alpinumisoflavone（AIF），具有明顯的抗黑色素瘤、食管鱗狀上皮細胞癌、膠質細胞瘤和甲狀腺癌等作用。AIF 抗腫瘤作用具體表現為促細胞分化、抑制癌細胞黏附、轉移和侵襲能力、誘導DNA 損傷、細胞凋亡以及細胞周期阻滯。

GAO M 等[19]利用黑色素瘤的體外和體內模型，評價了AIF的抗黑色素瘤轉移作用。體外實驗中發(fā)現，AIF 可以促進人黑色素瘤細胞A375 和SK-MEL-1 細胞分化，抑制其黏附、轉移和侵襲能力，其作用機制可能通過降低COX-2 的表達、增加miR-124 水平，降低miR-124 靶向蛋白SphK1 含量來抑制黑色素瘤細胞的轉移。此外，在小鼠黑色素瘤體內模型中，AIF 明顯抑制了黑色素瘤的轉移。ZHANG B 等[20]體內外研究發(fā)現，AIF 通過抑制輻射誘導的食管鱗狀上皮細胞癌細胞（ESCC）DNA 損傷、細胞凋亡以及細胞周期阻滯，從而顯著提高ESCC 對輻射的敏感性。其機制為通過抑制核轉錄因子Nrf2 的表達，間接抑制Nrf2 調控的抗氧化分子NQO-1 和 HO-1 的表達，從而增強輻照誘導的活性氧（ROS）生成。該研究提示AIF 是一種人食管鱗狀上皮細胞癌潛在的放射增敏劑，具有一定的抗凋亡、促進細胞分裂和抗氧化作用。ZHAO X Z 等[21]研究表明，AIF 能夠降低膠質細胞瘤（GBM）細胞T98G 和U373 的存活率。AIF 治療中觀察到細胞內Caspase-9 被激活、線粒體膜電位破壞以及線粒體細胞色素C 丟失等現象，表明AIF 可以通過兩種經典凋亡途徑（線粒體途徑和非線粒體途徑）共同促進GBM細胞凋亡。此外，研究發(fā)現HK2 是AIF 抗GBM 細胞活性的分子靶點，敲除HK2 基因能夠增強AIF 的抗腫瘤活性。其機制可能是通過靶分子HK2，減少GBM 細胞的葡萄糖消耗和乳酸輸出（抑制GBM 細胞糖酵解），從而展現出抗膠質細胞瘤的作用。FANG M 等[22]開展的AIF 抗甲狀腺癌（PTC）實驗研究顯示，AIF 顯著抑制了PTC 細胞的存活、遷移、侵襲以及上皮細胞的間質轉化（EMT）過程，并誘導細胞凋亡。通過基因敲除實驗證實miR-141-3p 可能介導了AIF 對PTC 細胞的抑制作用。體內的研究也證實了AIF 的抗生長和抗轉移活性至少部分是通過iR-141-3p 的上調介導的，提示AIF 可以作為一個治療PTC 的潛在化合物。

2.5 骨骼保護作用 CONG W 等[23]利用卵巢切除的小鼠模型，研究AIF 對骨骼的保護作用。結果顯示AIF 可以通過P38MAPK、ERK 和JNK 通路抑制c-Fos和NFATc1 的表達，進而抑制破骨細胞的分化，減輕卵巢切除小鼠的骨質流失。WANG Y 等[24]通過大鼠模型研究成骨細胞和骨細胞的凋亡，探討AIF 對糖皮質激素地塞米松引起的全身性骨質疏松的保護作用。結果表明AIF 能有效預防地塞米松所致的骨質疏松癥。其機制可能在于AIF 激活了成骨細胞和骨細胞Nrf2 信號通路，抑制了ROS 的產生，從而逆轉了地塞米松誘導的成骨細胞和骨細胞凋亡。YIN J 等[25]發(fā)現AIF 能有效保護MLO-Y4 細胞免受地塞米松誘導產生的細胞凋亡。上述研究表明，AIF 可以抑制細胞NAD（P）H 氧化酶（Nox2）的表達，進而減少了MLO-Y4 細胞中ROS 的產生和細胞凋亡，提示AIF 可能通過激活AMPK 通路來對過度氧化應激反應引起的骨損傷和骨細胞凋亡產生保護作用。

2.6 降血糖 鄧麗姚等[26]研究表明，土甘草石油醚提取物高劑量組（800 mg/kg）能顯著提升糖尿病小鼠體質量（13.86%）、降低胰腺指數（9.47%）、提高肝臟指數（13.30%），提高血清SOD、GSH-Px水平（45.14%、125.21%），降低MDA 含量（64.58%），與陽性藥二甲雙胍效果相當。土甘草石油醚提取物能顯著改善2 型糖尿病小鼠糖耐量，減輕糖尿病小鼠的氧化應激。HE 染色及免疫組化結果顯示，土甘草油醚提取物通過抗氧化作用保護胰腺和肝臟，使胰島細胞凋亡和炎癥因子表達顯著下降，從而發(fā)揮降糖作用。楊麗芳等[27-28]進一步研究發(fā)現，土甘草石油醚提取物能顯著提高糖尿病小鼠血清胰島素，小鼠胰島素敏感指數升高，TC、TG 含量降低，HDL-C 含量升高，小鼠炎性指標IL-1β、MCP-1 水平降低，肝臟內TLR-4、NF-κB、Caspase-3、mRNA及蛋白的表達顯著降低，減緩了糖尿病小鼠的肝損傷。此外，小鼠腹腔注射土甘草石油醚提取物（PEEDEH）可以降低空腹血糖、血尿氮和血清肌酐水平，改善腎指數，降低體內白細胞介素6（IL-6）和腫瘤壞死因子的水平。免疫組織化學檢測顯示，使用PEEDEH 后，TLR-4、NF-κB、半胱天冬蛋白酶-3和COX-2 的表達均降低。以上研究表明，土甘草石油醚提取物可能是通過提高糖尿病小鼠胰島β 細胞分泌胰島素、調節(jié)血脂，增加小鼠的抗炎能力、保護肝臟，通過TLR-4/NF-κB/半胱天冬蛋白酶-3 通路發(fā)揮抗糖尿病腎病作用。

3 小結

土甘草化學成分和藥理活性研究取得了一定的進展。目前從土甘草中分離鑒定了63 個單體化合物，其中黃酮和三萜類化合物是其主要化學成分，具有廣泛藥理活性，AIF 具有一定的抗腫瘤和骨骼保護作用。土甘草水提取物、醇提取物、石油醚粗取物具有顯著的抗炎、鎮(zhèn)痛、止咳、降血糖作用，且安全性較高。以土甘草為主要原料的制劑“桂龍藥膏”對大鼠佐劑型關節(jié)炎有非常好的治療作用?？v觀化學成分和藥理活性研究，目前國內外關于土甘草藥理作用研究主要集中在水、醇提取物及黃酮類單體化合物AIF，除此之外的其他化合物的藥理活性至今未見相關報道。因此，我們認為土甘草的藥理學和化學研究工作開展的還不夠充分，化學成分僅鑒定了數十個化合物，大量新的化合物有待發(fā)掘?？寡?、鎮(zhèn)痛等藥理研究一直停留在提取物層面，對已發(fā)現和鑒定的化合物應加大藥理研究力度，進一步完善該藥材的基礎研究資料。