高麗大薊活性成分、生物活性及毒理研究進展

王玉清 ，徐凌川 ，2

（1.山東中醫(yī)藥大學，山東 濟南 250355； 2.山東省藥用真菌資源與開發(fā)重點實驗室，山東 濟南 250355）

隨著快節(jié)奏社會的不斷發(fā)展，亞健康人群占比越來越大，人們對疾病的預防意識增強，食品作為一種健康因子被高度重視，而高麗大薊（Cirsium setidens Nakai）作為一種具有涼血、止血、消腫功效的藥食兩用品進入我們的視線［1］。 高麗大薊為菊科多年生草本植物，主要分布在高海拔、緩坡、高氮環(huán)境地區(qū)，目前在中國境內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)分布，主要來源依靠進口。 高麗大薊全株可入藥，但地上部分和地下部分采收期不同，地上部分在開花期割下，地下部分（根）在秋季采摘并晾干［2］。 本文對高麗大薊的活性成分、生物活性及毒性進行歸納總結(jié)，旨在為開發(fā)作用機制明確的新型功能食品提供參考。

1 高麗大薊的活性成分

高麗大薊的化學成分研究大多為粗提物研究，目前高麗大薊中有文獻可查的化學成分共48 種，包括黃酮類、酚酸類、萜烯類等，其中黃酮類成分為主要藥效成分。

1.1 黃酮類

黃酮類成分按不同提取部位可分為水提、70%醇提、甲醇提三類，共 22 種。 水提部位成分包括（+）-兒茶素、3-羥基黃酮、柚皮苷、桑黃素水合物、二水槲皮素、（- ）-表沒食子兒茶素、（- ）-倍兒茶酸、（- ）-表沒食子兒茶素沒食子酸酯、楊梅素［3］。 70%醇提部位成分包括芹菜素、木犀草素、紫云英苷、山奈酚、山奈酚-7-O-葡萄糖苷、柳穿魚黃素、柳穿魚黃素-7-O-葡萄糖苷、柳穿魚葉苷、異槲皮苷、蘆丁［4-6］。 甲醇提部位成分包括高車前素-7-O-新橙皮糖苷、木犀草素-5-O-葡萄糖苷、木犀草苷［7］。

1.2 酚酸類

酚酸類成分按不同提取部位可分為水提、70%醇提兩類，共14 種。 水提部位成分包括間苯三酚、香草酸、沒食子酸、丁香酸、2-氨基-3，4-二甲基苯甲酸、對甲氧基苯甲酸、對羥基肉桂酸、咖啡酸、反式阿魏酸、3，4-二羥基苯甲酸乙酯、綠原酸［3］。 70%醇提部位成分包括間羥基肉桂酸、p-對香豆?；鼘幩?、3-O-咖啡酰莽草酸［6］。

1.3 萜烯類

萜烯類成分為70%醇提部位成分，共5 種，包括Mokko lactone、24-hydrope-roxycycloart-25-en-3β-ol、25-hydroper-oxycycloart-23-en-3β-ol、反式植醇、DL-α-生育酚［8］。

1.4 其他

除黃酮、酚酸、萜烯類成分外，高麗大薊中還含有棕櫚酸、9，12-十八碳共軛二烯酸、亞麻酸、β-谷甾醇、胡蘿卜苷、2R-1，2-O-（9Z，12Z，15Z-dioctadecatrienoyl）-3-O-β-D-galactopyranosyl glycerol、東莨菪內(nèi)酯等化學成分［9］。

2 高麗大薊的生物活性

2.1 抗氧化

抗氧化是高麗大薊的主要生物活性，并在保肝、減肥、抗糖尿病、神經(jīng)保護作用中均有體現(xiàn)。

Jeong 等［10］通過對過氧亞硝酸鹽和二苯代苦味肼基自由基（DPPH）進行測定，高麗大薊的地上部位及地下部位均具有抗氧化活性。 而Lee 等［11］通過對不同器官活性的研究，發(fā)現(xiàn)在不同器官中高麗大薊莖的抗氧化活性最好。 Cho 等［12］發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地環(huán)境下的高麗大薊栽培品的抗氧化能力差距大，其最大DPPH自由基清除活性可達到31.25%～81.93%，還原力和氧自由基吸收能力（ORAC）測定達514.49 μMTE/g，而不同采收時間對DPPH 自由基清除活性無顯著影響［13］。 高麗大薊鮮品的抗氧化活性優(yōu)于干品［14］，發(fā)酵品抗氧化能力優(yōu)于未發(fā)酵品，發(fā)酵過程中釋放的多酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)對DPPH 自由基的清除能力和還原能力較高［15］。 此外，Lee 等［16］以 α-生育酚和 L-抗壞血酸作為陽性對照，通過體外清除DPPH 自由基發(fā)現(xiàn)，高麗大薊葉和根的正丁醇部分DPPH 自由基的還原能力（IC50：33.53 μg/mL，9.75 μg/mL），與 α-生育酚（11.37 μg/mL）和 L-抗壞血酸（4.68 μg/mL）標準值非常相似；而后 Lee 等［17］通過體外清除 DPPH 自由基、鐵還原抗氧化力（FRAP）、ORAC 等方法發(fā)現(xiàn)高麗大薊提取物顯著抑制了3T3-L1 細胞成脂過程中活性氧（ROS）產(chǎn)生，與空白對照組相比抑制率可達50.00%，抑制率高出 N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）組10.00%，高麗大薊具有很強的抗氧化活性。 Kim 等［18］通過DPPH 和ABTS+ 自由基清除實驗評價其不同極性部位抗氧化活性，（+）-兒茶素用作陽性對照，發(fā)現(xiàn)正丁醇溶性部分活性最強（IC50：24.3±1.7，25.0±3.3 μg/mL）且具有劑量依賴性。 Lee 等［19］采用 ROS法檢測骨髓間充質(zhì)干細胞（MSCs）內(nèi)ROS 水平的變化，發(fā)現(xiàn)高麗大薊提取物（100 μg/mL）預處理可顯著抑制過氧化氫（H2O2）誘導的ROS 生成，高麗大薊可抑制磷酸化p38 絲裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）、c-Jun 氨基末端激酶（JNK）、毛細血管擴張性共濟失調(diào)癥突變蛋白（ATM）、人體抑癌基因（p53）的表達，上調(diào)抗凋亡蛋白B 細胞淋巴瘤2（BCL-2）的表達水平，降低促凋亡蛋白BCL-2 相關X 蛋白的表達水平，預防ROS 誘導的氧化損傷。

高麗大薊全株具有抗氧化活性，通過不同器官、不同化學部位的對照研究及與多種陽性藥對照發(fā)現(xiàn)，莖的正丁醇部位的抗氧化活性最高。 高麗大薊抗氧化的主要作用機制是調(diào)節(jié)細胞凋亡過程中的信號通路，從而預防ROS 誘導的氧化損傷。

2.2 保肝

肝臟損傷可由攝入或感染的有毒化學物質(zhì)、藥物和病毒引起。 ROS 是引起氧化應激的主要原因。 氧化應激是一種有害的過程，會導致細胞結(jié)構(gòu)、核酸、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和 DNA 的損傷。Valko 等［20］用四氯化碳（CCl4）誘導大鼠肝毒性，進行血清谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）活性測定，水飛薊素（100 mg/kg）作為陽性對照，500 mg/kg 的高麗大薊根正丁醇部位保肝效果更好，高麗大薊正丁醇提取物能降低CCl4誘導的大鼠肝臟損傷和編碼抗氧化酶的基因轉(zhuǎn)錄水平，如谷胱甘肽過氧化物酶1（GPO1）、谷胱甘肽過氧化物酶 3（GPO3）和一氧化氮歧化酶（SOD1），推測高麗大薊提取物對肝臟的保護作用與其抗氧化活性有關。 Yoo 等［21］利用半乳糖胺誘發(fā)大鼠肝損傷，對高麗大薊中柳穿魚葉苷、柳穿魚黃素的保肝機制進行研究，柳穿魚黃素和柳穿魚葉苷能顯著降低血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、堿性磷酸酶（ALP）和乳酸脫氫酶（LDH）的活性，提高谷胱甘肽（GSH）、谷胱甘肽還原酶（GR）、谷胱甘肽半胱氨酸合成酶（GCS）、谷胱甘肽 s-轉(zhuǎn)移酶（GST）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性水平，且對SOD 活性有顯著影響，這兩種成分主要通過SOD 抗氧化機制表現(xiàn)出保肝作用。 Ju 等［22］在對高麗大薊基礎物質(zhì)的研究中提到，柳穿魚黃素、柳穿魚葉苷能夠活性化GR 和GCS，從而預防半乳糖胺肝損傷引起的肝臟GSH 含量降低。

Noh 等［4］研究高麗大薊乙醇提取物對非酒精性脂肪肝發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)高麗大薊乙醇提取物通過激活脂肪酸氧化基因表達，抑制高脂飲食引起的小鼠肝臟脂肪積累，預防非酒精性脂肪性肝病。 Kim等［23］研究高麗大薊乙醇提取物對酒精性脂肪肝的發(fā)展及相關損傷，發(fā)現(xiàn)高麗大薊提取物顯著抑制ALT和AST，增加磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶（p-AMPK）和磷酸化乙酰輔酶A 羧化酶（p-ACC）水平，抑制磷酸化核轉(zhuǎn)錄因子κB（NF-κB），減少肝臟腫瘤壞死因子（TNF）的蛋白質(zhì)含量，從而抑制酒精誘導的脂滴在肝組織中的積累。

高麗大薊對于多種因素造成的肝損傷具有抑制作用，主要通過激活抗氧化相關酶、增強抗氧化活性，達到抑制肝損傷的作用；此外，高麗大薊醇提物對于酒精性及非酒精性脂肪肝具有防治作用，主要通過激活脂肪酸氧化基因、抑制ALT 和AST 等途徑抑制肝組織中的脂肪堆積。

2.3 減肥

Lee 等［17］將高麗大薊甲醇提取物（100 g/mL）用于小鼠胚胎成纖維前脂肪（3T3-L1）細胞，并用油紅染色觀察脂肪堆積量，以NAC 為陽性對照，陽性對照組3T3-L1 細胞的脂質(zhì)積累顯著降低約85.00%，而高麗大薊甲醇組顯著降低了3T3-L1 細胞的脂肪堆積約80.00%，且數(shù)據(jù)表明脂肪積累與ROS 呈正相關。此外 Cho 等［13，24-25］以 3T3-L1 細胞、C57BL/6J 小鼠為對象研究高麗大薊提取物對脂肪代謝的作用途徑，發(fā)現(xiàn)高麗大薊乙醇提取物以AMPK 依賴的方式刺激脂肪酸氧化，在3T3-L1 細胞中，高麗大薊提取物可以抑制NADPH 氧化酶4（NOX4）的產(chǎn)生，從而抑制ROS 的產(chǎn)生，降低脂肪堆積程度。 高麗大薊提取物能夠抑制過氧化物酶體增殖劑激活受體（PPARγ）、CAAT 增強子結(jié)合蛋白 α（C/EBPα）、脂肪酸結(jié)合蛋白 4（FABP4）、固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c（SREBP-1c）和脂肪酸合酶（FAS），增強脂聯(lián)素（ADPN）和肝臟肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶（CPT-1）表達。 Noh 等［4］將C57BL/6J 小鼠作為研究對象發(fā)現(xiàn)，高麗大薊醇提取物通過增強脂肪酸β 氧化基因表達，顯著增加肝臟 CPT-1 和中鏈?；o酶 A（MCAD）的 mRNA 水平，并改善AMP 依賴的蛋白激酶（AMPK）的水平，抑制肝臟脂肪堆積。 高麗大薊醇提取物能顯著減少肝組織中的脂滴，降低肝臟和血清中甘油三酯（TG）的濃度。 MCAD 基因表達受過氧化物酶體增殖活化受體（PPAR）調(diào)控，但高麗大薊醇提物刺激MCAD表達的機制尚不清楚。

高麗大薊減肥作用主要體現(xiàn)在兩個方面，抑制脂肪生成基因的表達和增強脂解基因的表達，抑制ROS產(chǎn)生，從而抑制脂肪油滴堆積。 高麗大薊的各種成分都具有抑制脂肪積累的作用，柳穿魚黃素通過誘導 PPARγ 細胞凋亡抑制脂肪細胞分化［26］，木犀草素在棕櫚酸誘導的脂肪細胞模型中具有降脂作用［27］，上調(diào)CPT-1 水平，木葉素和芹菜素能增強脂肪細胞的脂解作用［28］，通過 AMPK 激活［29］或 PPARγ 調(diào)控抑制脂肪細胞分化［30］。

2.4 抗糖尿病

Noh 等［18］通過 AGEs 形成抑制實驗測定了高麗大薊中各部位（正己烷、乙酸乙酯、正丁醇、水）成分的抗糖尿病活性，以氨基胍作為陽性對照，其中正丁醇部位抑制作用最高（IC50：46.0±1.5 g/mL）。 高麗大薊黃酮類成分具有抑制醛糖還原酶活性的作用，Jung 等［31］對高麗大薊根、葉進行醛糖還原酶活性抑制率比較實驗發(fā)現(xiàn)，以西利馬林作為對照，根的甲醇提取物的抑制率最高為 64.04%（IC50：70.45 g/mL），而根水提物抑制率低，葉水提物沒有抑制作用。

糖尿病的致病因素多，發(fā)病機制復雜。 對于2 型糖尿病治療，通過抑制碳水化合物水解酶如酶-淀粉酶和酶-糖苷酶來降低餐后高血糖［32］。 Guo 等［33］發(fā)現(xiàn)高麗大薊水提物較醇提物降糖效果更佳，通過體內(nèi)外實驗對高麗大薊降糖效果進行測定。 在體外實驗中以肉桂、葡萄籽等復合物為對照1（C1），阿卡波糖為對照2（C2），高麗大薊全株水提物對酶-糖苷酶和酶-淀粉酶的抑制作用呈劑量依賴性，且抑制作用優(yōu)于C1 和C2。 在體內(nèi)實驗中通過對鏈脲佐菌素誘導的2 型糖尿病大鼠和正常大鼠的研究，發(fā)現(xiàn)高麗大薊水提取物具有良好的降糖作用，給藥組鏈脲佐菌素誘導的2 型糖尿病大鼠餐后最高血糖水平比對照組（餐后60 min）低約29.00%。 正常大鼠給予高麗大薊水提物處理，與對照組相比，餐后30 min 血糖峰值降低約30.00%。

雖有研究結(jié)果表明高麗大薊醇提部位具有抗糖尿病效果，但其機制并不明確。 目前，研究較為全面的高麗大薊抗糖尿病機制以抑制碳水化合物水解酶為主，主要藥效成分存在于高麗大薊水提部位。

2.5 神經(jīng)保護

Chung 等［5，34］從高 麗大薊 乙酸乙 酯 部 位 中 分 離出的三種主要化合物胡蘿卜素、柳穿魚黃素和黃芪素，研究成分對H2O2誘導的人腦神經(jīng)母細胞瘤（SKN-SH）細胞死亡的神經(jīng)保護作用，發(fā)現(xiàn)由這三種成分預處理可以抑制MAPK 的磷酸化，如胞外蛋白調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERKs）、p38 和 H2O2作用的 c-Jun 氨基末端激酶，這些成分通過下調(diào)MAPK 通路和上調(diào)血紅素加氧酶 1（HO-1）、過氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶2（SOD2）抗氧化基因發(fā)揮神經(jīng)保護作用，并與 SK-N-SH 細胞氧化應激的降低有關。 Kwon 等［35］通過研究發(fā)現(xiàn)高麗大薊通過抗氧化活性和抑制腦神經(jīng)細胞中p38 的磷酸化，對氧化應激的神經(jīng)有很好保護作用。

2.6 其他作用

在抗炎方面，Ju 等［22］發(fā)現(xiàn)花生四烯酸合成的類二十烷酸類成分如前列腺素、白三烯等在炎癥和變應性疾病中發(fā)揮重要作用。 高麗大薊中的柳穿魚黃素和柳穿魚黃素［15］可抑制炎癥病變中此類成分的形成。

在抗癌方面，Lee 等［8］從高麗大薊地上部分二氯甲烷提取物中提取到11 種化合物，其中25-hydroperoxycycloart-23-en-3-β-ol 對非小細胞肺腺癌細胞（A549）、皮膚黑色素瘤細胞（SK-MEL-2）和結(jié)腸癌細胞（HCT15）表現(xiàn)出中度細胞毒性（ED50：17.53 μmol/L，21.84 μmol/L，27.91 μmol/L），mokko lactone ［4（15），10（14）-guaiadien-12，6-olide］對 SK-MEL-2 和 HCT15具有中度細胞毒性（ED50：20.27 μmol/L M，20.06 μmol/L），24-hydroperoxycycloart-25-en-3β-ol 對卵巢癌細胞（SK-OV-3）和 SK-MEL-2 具有顯著的細胞毒性（ED50：4.24 μmol/L，2.66 μmol/L）， （2R） -1，2 -O -（9Z，12Z，15Z -dioctadecatrienoyl） -3 -o -13 -D -galactopyranosyl glycerol 對 SK-MEL-2（ED50：6.64 μmol/L）具有選擇性的細胞毒性。 Cho 等［13］發(fā)現(xiàn)，高麗大薊中成分金合歡素可抑制肝癌細胞Hep G2 的增殖，具有預防肝癌的作用。

在調(diào)控黑色素形成方面，高麗大薊各部位組分具有不同的作用。 柳穿魚黃素和柳穿魚葉苷是高麗大薊的指標性化合物，對黑色素具有顯著抑制作用，且柳穿魚黃素對黑色素合成的抑制作用強于柳穿魚葉苷［2］。 另一方面，高麗大薊乙酸乙酯提取物中分離得到東莨菪素，可增加cAMP 反應元件結(jié)合蛋白（CREB）的磷酸化，上調(diào)微鄰苯二甲酸相關轉(zhuǎn)錄因子（MITF）的表達，并最終上調(diào)酪氨酸酶的表達，從而刺激黑色素細胞中的黑色素合成，東莨菪素通過增加黑色素合成，可治療白癜風［9］。

在修復皮膚彈性方面，局部涂抹高麗大薊提取物能夠顯著增加皮膚彈性，1 mg/mL 高麗大薊提取物對陰離子自由基的清除作用達87.47%，對超氧陰離子自由基的清除作用達61.71%，100 g/mL 高麗大薊提取物對亞油酸脂質(zhì)過氧化的抑制作用達95.54%，UVA 誘導的人真皮成纖維細胞中的MMP-1 表達降低到 54.69%［36］。

此外，Kim 等［37］將高麗大薊 40%乙醇提取的濃縮干粉稀釋至 0.01、0.05、0.1、0.2、0.25 μg/mL 進行細胞培養(yǎng)，不同質(zhì)量濃度的高麗大薊培養(yǎng)液均顯示可促進細胞代謝活性和礦化骨形成。

3 高麗大薊的毒理作用

Lee 等［17］使用高麗大薊甲醇提取物對 3T3-L1 細胞處理24 h，顯示在100 μg/mL 的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，3T3-L1 脂肪細胞在光鏡下細胞未見形態(tài)改變。 Cho等［13］對不同采收期（6、7、8 月）高麗大薊的乙醇提取物進行3T3-L1 脂肪細胞毒性實驗，顯示細胞在50～200 μg/mL 的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)沒有形態(tài)學變化。 高麗大薊醇提物體外實驗顯示，高麗大薊對3T3-L1 細胞無毒性。

在體內(nèi)實驗中，Lee 等［3］提取高麗大薊提取物給SD 大鼠灌胃給藥14 d，在死亡率、臨床體征、體質(zhì)量、尿檢、眼底鏡檢、尸檢結(jié)果、血液學和組織病理學方面沒有引起性別匹配組的顯著毒理學變化，使用高麗大薊提取物給SD 大鼠進行4 周重復口服給藥，各組體質(zhì)量均沒有顯著變化，顯示高麗大薊的急性給藥和4 周重復給藥是安全的。

高麗大薊醇提物在細胞層面尚未表現(xiàn)出毒性，關于體內(nèi)急性、短期實驗也沒有口服毒性反應發(fā)生。同時沒有關于評估高麗大薊長期安全性的慢性毒性研究報告，高麗大薊在韓國已有上百年食用歷史，并未有對人體產(chǎn)生慢性毒性的相關報道，且已在韓國完成藥食兩用的申報。

4 討論

高麗大薊中活性成分復雜，至今尚未完全明晰。筆者通過文獻整理發(fā)現(xiàn)，高麗大薊的主要藥效成分為黃酮類成分，高麗大薊中有文獻可考的成分有48種，而黃酮類成分有22 種，占45.80%，其中黃酮類成分柳穿魚葉苷、柳穿魚黃素為韓國藥典規(guī)定的高麗大薊含量測定標準物。

高麗大薊具備多種生物活性，其抗氧化效果卓著，是后續(xù)多種生物活性或藥理作用的基礎，如保肝、減肥、神經(jīng)保護等。 高麗大薊對酒精性、非酒精性肝損傷均具有預防、抑制損傷擴大的作用，可抑制脂肪的形成并促進脂肪降解，保護氧化應激神經(jīng)。 高麗大薊醇提部位抗糖尿病的機制尚不明確，水提部位機制為抑制碳水化合物水解酶。 高麗大薊還有抗炎、抗癌、調(diào)控黑色素、修復皮膚細胞、促代謝等作用，但其多為初步研究，機制尚不明確。 筆者整理高麗大薊毒理相關文獻，發(fā)現(xiàn)高麗大薊無細胞毒性、急性毒性、短期毒性，且無慢性毒性相關報道，認為其作為藥食兩用品在保健品、化妝品開發(fā)上具有廣闊前景。

總之，高麗大薊成分研究較少，多以提取部位為活性研究對象，筆者認為應進一步將成分與生物活性緊密聯(lián)系，因此，明確各提取部位成分組成，將是高麗大薊基礎研究的重要方向；明確成分與活性對應關系，利于確保高麗大薊產(chǎn)品成分的精確性，為大薊植物資源的開發(fā)利用提供理論基礎。