桑枝的化學(xué)成分、藥理活性研究進(jìn)展及質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測分析

郭明鑫,吳 霞,沈 穎,胡志強(qiáng)*

1.江蘇大學(xué)附屬宜興醫(yī)院,宜興 214200;2.廣東藥科大學(xué)新藥研發(fā)中心,廣州 510006

自古以來,我國是蠶桑大國,桑屬植物資源豐富,主要分布于廣西、貴州、河南等地,具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,其中桑葉、桑枝、桑根皮及桑葚均可入藥。桑枝為?？浦参锷?MorusalbaL.)的干燥嫩枝,表面呈灰黃色或黃褐色,春末夏初為最佳采收期,其去葉、切片、曬干即可藥用[1]。關(guān)于桑枝的藥用價(jià)值始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,將其列為中品,《本草撮要》記載:“桑枝,功專祛風(fēng)濕拘攣”,《本草圖經(jīng)》和《本草綱要》中亦有相關(guān)記載,其微苦,性平,歸肝經(jīng),具有行水祛風(fēng)、利關(guān)節(jié)等功效,臨床常用于風(fēng)濕痹病、四肢酸痛麻木、腳氣浮腫和風(fēng)寒濕痹的治療[2]。相關(guān)研究報(bào)道,桑枝中主要含有黃酮類、芪類、Diels-Alder型加合物、多羥基生物堿和多糖等。此外,還含有多種維生素、香豆素類、多種氨基酸及揮發(fā)油等[3]。桑枝具有降血糖、降血脂、提高免疫力、抗衰老、抗炎及腎保護(hù)作用等藥理活性[4]。

我國桑樹資源豐富,主要以養(yǎng)蠶、藥用為主,但蠶桑業(yè)利用率低,導(dǎo)致資源浪費(fèi)。目前,對于桑科植物的根皮及果實(shí)化學(xué)成分及藥理作用的研究較多且全面,但關(guān)于桑枝的化學(xué)成分、藥理活性及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究的相關(guān)報(bào)道較少。中藥材的“多基源、一味藥”的問題引起廣大學(xué)者的關(guān)注。目前考察到有15個(gè)桑種、5個(gè)變種,這使得評價(jià)桑枝質(zhì)量的因素更加復(fù)雜[5]。同樣,在2020年版《中華人民共和國藥典》(以下簡稱《中國藥典》)中僅記載桑枝的性狀描述和顯微鑒別,沒有相關(guān)化學(xué)成分的質(zhì)量控制內(nèi)容,因此對桑枝質(zhì)量控制的研究尚不完善?；诖?筆者在對其化學(xué)成分、藥理作用歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,結(jié)合藥性功效、植物親緣性和化學(xué)成分特有性、新的藥效用途、可測成分及化學(xué)成分含量變化等方面對桑枝質(zhì)量標(biāo)志物(quality markers,Q-marker)進(jìn)行預(yù)測分析,為桑枝質(zhì)量評價(jià)研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 桑枝的化學(xué)成分

1.1 黃酮類化合物

桑枝中含有豐富的黃酮類化合物,目前已分離、鑒定化合物98個(gè)。主要包括黃酮及黃酮醇類化合物,如環(huán)桑素,桑皮酮A、桑皮酮B、桑皮酮C、桑皮酮S、桑皮酮T[6],桑色素,桑色烯及整合素[7]等;二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物,如桑皮酮D、桑皮酮F[7],桑根酮 F、桑根酮H、桑根酮I[8],桑根酮醇C、桑根酮醇D、桑根酮醇E[9]及黑桑素A至黑桑素G[7]等;查耳酮類化合物,如桑酮醇D[6]、異補(bǔ)骨脂查爾酮[10]及2, 4, 2′, 4′-四羥基查耳酮等[6];酮類化合物,如morusignin A、morusignin B、morusignin I、morusignin K[8]。此外,還含有黃烷苷,如7-羥基-8-羥乙基-4′-甲氧基黃酮-2′-O-β-D-葡萄糖苷[6];其他類成分,如8-羥乙基-7, 2′, 4′-三羥基黃酮、7-甲氧基-8-羥乙基-2′, 4′-二羥基黃酮[8]等。

桑枝中黃酮類化合物具有幾類相同的母核,在側(cè)鏈基團(tuán)表現(xiàn)出一定的差異。結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)為:(1)在5,7,4′位多含有羥基,如norartocarpetin、桑根酮H;(2)結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)或多個(gè)異戊烯基,如桑根酮醇 F、morachalcone B;(3)部分異戊烯基與其鄰位羥基氧形成六元氧雜環(huán),如桑黃酮 A、桑辛素及環(huán)桑色烯;(4)結(jié)構(gòu)多含有香葉基團(tuán),如桑黃酮 G、notabilisims A。

1.2 芪類化合物

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),桑枝中含有大量芪類化合物,主要分為芳基苯駢呋喃類,如桑辛素A至桑辛素Z[6],桑呋喃素A[9],mulberrofuran B、mulberrofuran D、mulberrofuran L、mulberrofuran V及mulberrofuran W至mulberrofuran Z,桑皮苷 C、桑皮苷 F及Wittifuran A至Wittifuran U[7];芳基苯駢呋喃類化合物多以2-苯基苯駢呋喃為母體,在其5,7,4′,6′位多存在酚羥基及異戊烯基,如桑辛素C、桑辛素S[8],還存在一些由異戊烯基與鄰位的羥基環(huán)合而成的六元或七元雜環(huán),如桑辛素U[9]等。二苯乙烯類化合物,如白藜蘆醇、氧化白藜蘆醇及桑皮苷A[10-11];芪類聚合物,如andalasin B、macrourin B及白桑八醇[6]。

1.3 Diels-Alder型加合物

在自然界中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了眾多環(huán)系復(fù)雜、類型多樣的天然Diels-Alder型加合物,如由木賊鐮刀菌產(chǎn)生的伊快霉素、放線菌的代謝產(chǎn)物多殺菌、真菌來源的洛伐他汀及天然倍半萜類與聚酮的各種加合物等[12];研究發(fā)現(xiàn),由異戊烯基與查爾酮的α、β雙鍵發(fā)生[4+2]環(huán)加成反應(yīng)生成的加合物是桑枝中的特征化學(xué)成分之一[10]。主要由查爾酮與含有異戊烯基的黃酮類化合物環(huán)合而成,如桑黃酮N[9]、桑根酮G、桑根酮I、austrilisine及mongolicin D等[6];查爾酮分子間的環(huán)合產(chǎn)物,如桑黃酮Q[8];查耳酮與異戊二烯基二氫黃酮(醇)的加合物,如桑根酮 E[7]、cathayanon A、cathayanon B及桑根酮醇J等[3];查耳酮與去氫異戊二烯2-芳基苯駢呋喃類型加合物,如桑呋喃、mulberrofuran C[10];查耳酮與二苯乙烯類型加合物,如桑黃酮 P[7];另外,還存在一些其他類型環(huán)加合而產(chǎn)生的加合物,如albanol B[6]、桑根酮B[8]及mongolicin E[9]。

1.4 生物堿類化合物

桑枝中含有多羥基生物堿及其苷類化合物,按照結(jié)構(gòu)類型分為3類:多羥基哌啶類,如1-脫氧野尻霉素(1-deoxynojirimycin,1-DNJ)、蕎麥堿[8];隨著研究的不斷深入,分離得到了1-DNJ與不同葡萄糖形成的糖苷類化合物,如4-O-α-D-glucopyransyl-l-deoxynojirirnycins、2-O-β-D-glucopyransyl-l-deoxynojirimycins、3-O-β-D-glucopyransyl-1-deoxynojirimycins[10,13]。多羥基吡咯類,如1,4-二脫氧-1,4-亞氨基-D-阿拉伯糖醇[7];多羥基去甲托品烷類,如calystegin B2、2α, 3β-二羥基去甲莨菪烷及2β,3β-二羥基去甲莨菪烷[7,14]等。

1.5 其他化合物

桑枝中的多糖是由葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖及木糖等按照一定順序以α-糖苷鍵連接的吡喃醛糖[15]。通過傅立葉變換紅外光譜(Fourier transform infrared,FT-IR)技術(shù)發(fā)現(xiàn)不同種屬桑枝多糖功能基團(tuán)無明顯差異,冷凍干燥后的桑枝多糖表面呈疏松多孔海綿狀[16]。桑枝中還有香豆素類化合物,如傘形花內(nèi)酯[17]、七葉苷元[7]。萜類化合物主要有葉綠醇、葉黃素、樺木酸及牛膝甾酮等[10]。此外,還含有木脂素、甾體類、α-蒎烯、月桂烯[18]、硒元素以及18種常見的氨基酸等化學(xué)成分[19]。

2 桑枝的藥理活性

2.1 降血脂活性

桑枝提取物能顯著降低急性高血脂癥小鼠血清中的三酰甘油(triglyceride,TG)、總膽固醇(total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)水平及小鼠血清的動(dòng)脈硬化指數(shù)值,也能明顯降低LDL/HDL比值[20]。研究認(rèn)為,桑枝的醇提取物對小鼠高脂血癥模型具有降脂作用,可能通過上調(diào)7α-羥化酶、卵磷脂膽固醇?；D(zhuǎn)移酶,下調(diào)膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶2和3-羥基-3′-甲基戊二酰輔酶A還原酶等相關(guān)通路的表達(dá)發(fā)揮作用[21]。此外,桑枝乙醇提取物還可降低肥胖模型小鼠的血脂水平,減少肝臟的脂質(zhì)積累,使參與脂肪生成基因表達(dá)的水平降低[21]。喻艷[22]用高通量篩選法測定4個(gè)萃取部分對脂肪酶的抑制率和半抑制濃度,結(jié)果表明,乙酸乙酯萃取部位對脂肪酶的抑制作用最強(qiáng),表明對脂肪酶有抑制活性的成分可能屬于黃酮和多酚類化合物。通過對乙酸乙酯萃取部位分離鑒定發(fā)現(xiàn)主要是蘆丁、槲皮素、桑色素、氧化白藜蘆醇等黃酮類化合物;槲皮素5-OH和槲皮素7-OH中的O原子或H原子與脂肪酶的4個(gè)氨基酸殘基結(jié)合形成氫鍵,使脂肪酶的活性殘基被占用,抑制其活性。

2.2 降血糖活性

研究人員用不同溶劑提取的桑枝提取物對糖尿病動(dòng)物模型進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,其能有效抑制小腸α-葡萄糖苷酶的活性,降低糖尿病小鼠的餐后血糖,藥效學(xué)研究表明桑枝中的黃酮類成分是降糖的有效成分[23]。不同品種桑枝的提取物,如二倍體和四倍體白桑和魯桑,均可降低糖尿病小鼠的空腹血糖,且各組間無明顯差異[24]。桑枝多糖能通過調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu),減少志賀氏菌、大腸桿菌、變形桿菌及克雷伯菌的數(shù)量,增加雙歧桿菌、腸球菌、乳桿菌及鏈球菌等的數(shù)量,從而達(dá)到降低血糖的作用[25]。桑枝低聚糖能通過改善胰島素抵抗、改善氧化應(yīng)激水平、調(diào)節(jié)腸道菌群等途徑降低糖尿病小鼠血糖,緩解糖尿病小鼠消瘦的狀況,修復(fù)結(jié)腸與腎臟損傷,從而起到降血糖的作用[26]。

已有研究表明,桑枝中生物堿類成分1-DNJ是良好的α-葡萄糖苷酶抑制劑。在催化口袋內(nèi),1-DNJ與α-葡萄糖苷酶相比與麥芽糖等雙糖具有更高的親和力,1-DNJ與α-葡萄糖苷酶以氫鍵結(jié)合,抑制雙糖水解和血糖升高[27]。已有研究報(bào)道,與1-DNJ相關(guān)的衍生物,如N-羥基-1-脫氧野尻霉素、N-甲基-1-脫氧野尻霉素對血糖具有抑制作用[28]。桑枝中的生物堿還可調(diào)節(jié)腸道微生物,促進(jìn)腸-胰軸中胰高血糖素樣肽的分泌,間接調(diào)節(jié)胰島素的分泌[29]。研究發(fā)現(xiàn),桑枝水提取物中的生物堿與黃酮對α-葡萄糖苷酶的抑制活性表現(xiàn)出協(xié)同作用,即隨著生物堿及黃酮成分的增加對酶的抑制作用大大提高[15]。

2.3 抗炎及抗病原微生物活性

桑枝提取物對經(jīng)典的動(dòng)物炎癥模型,如小鼠耳腫脹、角叉菜膠足跖腫脹、腹腔通透性及肉芽組織增生均表現(xiàn)出顯著的抑制作用。桑枝水提取物可能通過調(diào)控低氧誘導(dǎo)因子-1α/血管內(nèi)皮生長因子/基質(zhì)金屬蛋白酶(hypoxia inducible factor-1α/vascular endothelial growth factor/matrix metalloprotei-nases,HIF-1α/VEGF/MMPs)信號(hào)通路,抑制血管新生、血管翳形成及細(xì)胞外基質(zhì)的降解,從而發(fā)揮對佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠骨破壞的保護(hù)作用。桑枝中的Diels-Alder型加合物,如桑根酮C、桑根酮D、桑皮酮G,可通過抑制選擇性磷酸二酯酶4抑制劑(selective phosphodiesterase 4 inhibitors,PDE4)的活性來抑制炎癥細(xì)胞[30]。另外,桑皮酮G可殺死遠(yuǎn)緣鏈球菌、血鏈球菌以及引起牙周炎的牙齦卟啉單胞菌等致病菌[7]。桑黃酮C和mulberrofuran G對腎小球腎炎模型小鼠具有治療意義,對金黃色葡萄球菌具有很強(qiáng)的抑制作用[31]。采用桑枝總黃酮干預(yù)γ-干擾素(γ-interferon,IFN-γ)和脂多糖協(xié)同誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞炎癥模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn),桑枝總黃酮呈劑量依賴性降低細(xì)胞上清液中一氧化氮(nitric oxide,NO)含量并且無細(xì)胞毒性,通過絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(nducible nitric oxide synthase,iNOS)基因和蛋白的表達(dá)從而降低NO的含量,提高細(xì)胞總抗氧化能力,同時(shí)下調(diào)環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)等炎癥介質(zhì)而發(fā)揮抗炎作用[32]。

桑枝多糖預(yù)防性給藥能改善小鼠腎缺血再灌注損傷,其機(jī)制可能與通過抑制Toll樣受體-p38絲裂原活化蛋白激酶(toll-like receptor-p38 mitogen activated protein kinase,TLR4/p38MAPK)通路而減輕炎癥反應(yīng)有關(guān)[33]。桑枝多糖能顯著降低鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病模型小鼠的血糖和血清糖化蛋白、TC、尿素氮、肌酐和24 h尿蛋白。此外,糖尿病模型小鼠腎組織中白細(xì)胞介素-1(interleukin-1,IL-1)和白細(xì)胞介素-1R(interleukin 1R,IL-1R)的蛋白水平明顯降低,核因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)的內(nèi)源性表達(dá)下降,對減輕腎內(nèi)炎癥有一定的意義[34-35]。桑枝中芪類物質(zhì),如氧化的白藜蘆醇能進(jìn)入白色假絲酵母菌(C.albicans)、大腸桿菌(E.coli)、金黃色葡萄球菌(S.aureus)菌株體內(nèi),通過改變菌株的細(xì)胞形態(tài)、破壞細(xì)胞壁、抑制生物膜的形成,影響菌株的生長與繁殖,進(jìn)而發(fā)揮抑菌作用[36]。

2.4 免疫調(diào)節(jié)活性

桑枝中的多糖類成分具有調(diào)節(jié)免疫的作用,桑枝多糖可顯著提高免疫低下小鼠的吞噬指數(shù),增強(qiáng)網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞的吞噬功能和小鼠遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)能力,增強(qiáng)T細(xì)胞活性[37]。桑枝提取物對體外B-16黑色素瘤細(xì)胞的酪氨酸酶和黑色素合成有抑制作用,在體內(nèi)其對豚鼠黑色素生成具有抑制作用[38]。桑枝乙醇提取物對遲發(fā)型超敏反應(yīng)小鼠的耳腫脹具有顯著抑制作用,對小鼠血清溶血素水平有顯著的增強(qiáng)作用[39]。桑枝水提取物能顯著促進(jìn)免疫器官的發(fā)育并提高小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬率和吞噬指數(shù)[40]。桑枝多糖可增強(qiáng)正常小鼠因2,4-二硝基氟苯引起的小鼠遲發(fā)性變態(tài)反應(yīng),增強(qiáng)免疫器官的發(fā)育和脾臟淋巴細(xì)胞的增殖能力,對免疫抑制試驗(yàn)小鼠的免疫功能也有一定的增強(qiáng)作用[41]。

2.5 其他藥理活性

桑枝多酚(包括桑皮苷A、桑黃素、蘆丁、花青素及氧化白藜蘆醇[36,42])具有較強(qiáng)的抗氧化活性。桑枝提取物能顯著降低由衣霉素誘導(dǎo)的NIT-1胰腺β細(xì)胞凋亡,增加葡萄糖刺激后胰島素分泌;改善糖尿病小鼠胰腺β細(xì)胞的丟失,通過改善線粒體功能,抑制胰腺β細(xì)胞的凋亡,有效地改善胰島素抵抗[43]。桑枝乙醇提取物能降低由高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的體質(zhì)量、肝臟質(zhì)量和附睪脂肪組織質(zhì)量,可顯著降低肥胖小鼠的血脂水平[22]。桑枝總黃酮干預(yù)肝損傷模型小鼠時(shí),能使小鼠血清中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、堿性磷酸酶含量明顯減少,白蛋白和總抗氧化力水平顯著增高,對肝損傷中肝細(xì)胞脂肪變性、腫脹壞死以及炎性細(xì)胞浸潤等均具有不同程度的緩解作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),桑枝總黃酮抑制肝纖維化的機(jī)制可能與抑制肝星狀細(xì)胞增殖及抑制轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)信號(hào)途徑有關(guān)[44]。桑枝乙醇提取物能有效恢復(fù)由氧酸鹽誘導(dǎo)的腎臟mURAT1、mGLUT95和mOAT1的表達(dá)變化,通過降低血清尿酸水平及增加尿酸排泄量等改善腎功能[45]。桑枝多糖對糖尿病小鼠腎臟損傷有一定的保護(hù)作用,其機(jī)制可能是通過增加腎皮質(zhì)沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silent information regulator 1,SIRT1)、叉頭轉(zhuǎn)錄因子(forkhead transcription factor,FOXO1)的蛋白表達(dá),增強(qiáng)組織的抗氧化能力[46]。從桑枝中分離得到的桑辛素M、桑辛素C對A549和MCF7細(xì)胞株均有明顯殺傷力[47]。桑枝多糖對SGC-7901細(xì)胞凋亡有促進(jìn)作用,并在S期誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯[48]。此外,桑枝能增加腦缺血再灌注小鼠超氧化物岐化酶的活性,改善腦血流,減輕對血腦屏障的損傷,對腦缺血再灌注損傷具有抑制作用[45]。

3 桑枝Q-marker的預(yù)測分析

根據(jù)2020年版《中國藥典》記載,桑枝在春末夏初采收,去葉,曬干。不同產(chǎn)地、不同采收季節(jié)的桑枝其化學(xué)成分類型大體相似,但含量存在差異?！吨袊幍洹吩阼b別項(xiàng)下僅記載性狀描述和顯微鑒別項(xiàng)目,無相關(guān)化學(xué)成分的質(zhì)量控制內(nèi)容,難以體現(xiàn)桑枝的整體價(jià)值。隨著中藥Q-marker概念的提出,歸納總結(jié)存在于藥材中固有的、與中藥的功能屬性密切相關(guān)的化學(xué)物質(zhì),作為反映中藥有效性的標(biāo)志性物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量控制。因此,對桑枝的Q-marker進(jìn)行預(yù)測分析,可進(jìn)一步建立科學(xué)的桑枝質(zhì)量控制方法。

3.1 基于植物親緣學(xué)及化學(xué)成分特有性的Q-marker預(yù)測分析

桑屬是溫帶、暖溫帶植物,在北半球的亞熱帶地區(qū)到南半球的熱帶地區(qū)都有間歇性地分布。在中國西南地區(qū),如云南、貴州、川藏地區(qū),有豐富的桑屬物種。由于桑屬植物地理分布廣、生態(tài)環(huán)境復(fù)雜,可以異花授粉、無性繁殖,形成許多過渡類型。在不同的生態(tài)條件下,經(jīng)過長期的自然選擇和人工培育,形成了許多種、變種和亞種。全世界桑屬植物約有30種和10變種,我國是世界上桑種最多的國家,考察到共有15個(gè)桑種、5個(gè)變種。藥用桑枝可能來源于華桑、黑桑、雞桑及變種的鬼桑、垂枝桑等多種桑樹[49]。Diels-Alder加合物是另一種多酚,桑屬植物中大部分含有類黃酮基團(tuán),類黃酮單元中的C-2和C-3可被苯基類植物及其類似物取代。由黃酮異戊二烯基與查爾酮的α,β雙鍵發(fā)生[4+2]環(huán)加成的Diels-Alder型加合物是桑屬植物特有的化學(xué)標(biāo)志物。

3.2 基于傳統(tǒng)性味功效的Q-marker預(yù)測分析

中藥的性、味、歸經(jīng)是中藥的基本屬性,也是臨癥治法、遣藥組方的指導(dǎo)依據(jù),也應(yīng)作為Q-marker確定的依據(jù)之一。桑枝微苦,平,歸肝經(jīng),祛風(fēng)濕,利關(guān)節(jié)?，F(xiàn)代研究表明,生物堿、苷類及苦味質(zhì)是中藥苦味的主要來源[50]。在《中國藥典》中記載的206種苦味藥物中,苦寒藥中含生物堿的藥物最多,占以生物堿為主成分藥物總數(shù)的75%[51]。根據(jù)以上分析,應(yīng)將生物堿成分作為桑枝Q-marker選擇的重要參考依據(jù)。

中藥功效是對其有效性的概括,也是臨床用藥的依據(jù)。古代的諸多本草著作中記載:“桑枝,功專祛風(fēng)濕拘攣”“桑枝療遍體風(fēng)癢干燥,兼療口干”,可治療寒濕痹、四肢拘攣、腳氣浮腫之病癥[3]。桑枝中黃酮類成分具有明顯的抗炎、鎮(zhèn)痛作用,與其傳統(tǒng)功效中“祛風(fēng)濕拘攣”一致,認(rèn)為是其主要的藥效物質(zhì)基礎(chǔ),可考慮作為Q-marker。

3.3 基于新的藥效用途的Q-marker 預(yù)測分析

歷代醫(yī)藥典籍記載桑枝常用于治療風(fēng)濕痹痛、四肢酸痛麻木等疾病。根據(jù)傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論,結(jié)合現(xiàn)代藥理研究技術(shù)和方法,確定了桑枝中降血糖的有效成分。中國原創(chuàng)降糖天然藥物桑枝總生物堿片于2020年3月獲批上市,是我國十余年來獲批的首個(gè)創(chuàng)新中藥,也是糖尿病治療領(lǐng)域唯一的活性成分天然藥物[52]。桑枝中的1-DNJ經(jīng)提取、分離、純化后可作為α-葡萄糖苷酶抑制劑治療糖尿病,具有成分明確、機(jī)制清楚、靶點(diǎn)清晰的優(yōu)勢[53]。1-DNJ可抑制白色前脂肪細(xì)胞分化過程中的脂肪生成,并通過激活腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)促進(jìn)白色前脂肪細(xì)胞向米色脂肪細(xì)胞的轉(zhuǎn)換,為1-DNJ治療肥胖相關(guān)疾病提供了新的機(jī)制[54]。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),桑枝有降血脂的新藥效,可顯著降低模型大鼠血清中TG、TC、LDL水平。桑枝醇提取物乙酸乙酯部位對脂肪酶的抑制作用最強(qiáng),分離鑒定發(fā)現(xiàn)主要是蘆丁、槲皮素、桑色素、氧化白藜蘆醇等黃酮類化合物[22]。以上成分在現(xiàn)代藥理研究中發(fā)現(xiàn)了新的藥效、用途,可作為桑枝Q-marker的選擇。

3.4 基于化學(xué)成分的可測性Q-marker 預(yù)測分析

采用高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)測定桑枝中黃酮類成分的含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn),桑枝中桑皮苷A及桑黃素的含量較高,可作為黃酮類成分的指標(biāo)成分進(jìn)行質(zhì)量分析[55]。用HPLC融合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立桑枝藥材的特征指紋圖譜,12批桑枝指紋圖譜有18個(gè)共有峰、4個(gè)特征峰,樣品之間化學(xué)成分含量及相似度相差很大,其中以桑皮苷A、桑皮苷F、反式氧化白藜蘆醇、反式白藜蘆醇、桑辛素M在桑枝提取液中為含量較高的組分[56-57]。由此可知,桑皮苷A、桑辛素、桑黃素及氧化白藜蘆醇可考慮作為桑枝的質(zhì)量控制成分。

桑枝中多含有水溶性多羥基生物堿,常見的提取方法有溶劑法、離子交換樹脂法、酶解法、超聲波提取法、微波提取法以及超臨界流體萃取等[58]?；谏飰A解離常數(shù)(pKa)與氨基酸等電點(diǎn)(pI)的差異,優(yōu)化樹脂的pH值,減少氨基酸吸附提高陽離子樹脂吸附選擇性,提高生物堿分離純化效果[59]。孫蓮等[60]建立了HPLC法測定不同產(chǎn)地桑枝中1-DNJ的含量,結(jié)果顯示,不同產(chǎn)地桑枝中1-DNJ的含量不同且方法簡單易行,可用于桑枝的質(zhì)量控制與評價(jià)。由于生物堿本身不具有紫外吸收特性,采用液相串聯(lián)質(zhì)譜法測定DNJ的含量,該法無需衍生,操作方便,測定結(jié)果準(zhǔn)確[61]。利用化學(xué)合成法將1-DNJ轉(zhuǎn)化成沸點(diǎn)較低的酯類物質(zhì),用氣相法快速檢測[62]。由此可知,1-DNJ可以作為桑枝的質(zhì)量控制成分。

3.5 基于化學(xué)成分含量變化的Q-marker 預(yù)測分析

黃酮類物質(zhì)是桑枝中含量豐富且發(fā)揮功效的主要活性成分。然而,在中藥質(zhì)量控制研究中,常需要考察產(chǎn)地、采收季節(jié)、部位和炮制方式等因素對含量測定的影響。桑枝中黃酮類成分的分布有以下特點(diǎn):不同桑樹品種的桑枝中總黃酮含量差異明顯;夏伐后半年生枝條與冬伐后1年生枝條,桑枝中總黃酮含量都有隨桑樹枝條生長而降低的現(xiàn)象;月齡相同,下半年桑枝中總黃酮的含量高于上半年;生長2年、1年的桑枝總黃酮的含量相近,而生長半年以內(nèi)桑枝總黃酮含量較低[63]。

桑枝中多含有水溶性多羥基生物堿,研究發(fā)現(xiàn),無論是夏伐后半年生枝條還是冬伐后1年生枝條,桑枝中總生物堿含量都是隨著桑樹枝條的生長而增加[64]。1-DNJ是桑枝中一種降血糖功效較好的天然活性物質(zhì),因其藥理活性好、含量高而被廣泛深入研究。桑枝中的1-DNJ含量因品種、成熟程度、生長季節(jié)的不同有很大差異,如老枝條中的1-DNJ含量高于嫩枝,桑枝皮層含量高于桑枝木質(zhì)層含量,冬季含量高于夏季含量[65]。

綜上所述,桑枝中的黃酮類、生物堿類成分與其藥效密切相關(guān),是其主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ),可作為Q-marker,可進(jìn)一步深入研究桑枝中含有黃酮類化學(xué)物質(zhì)組分,基于不同產(chǎn)地的成分含量差異,建立專屬的測定方法,保證質(zhì)量評價(jià)和質(zhì)量控制的科學(xué)性。

4 結(jié)論

桑枝資源豐富、藥用歷史悠久、臨床療效確切且無毒性。通過現(xiàn)有文獻(xiàn)可知,黃酮類成分和生物堿是桑枝主要的特征性化學(xué)成分,同樣也是桑枝相關(guān)藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)。質(zhì)量控制方面主要采用單指標(biāo)成分、多指標(biāo)成分的質(zhì)量控制以及指紋圖譜等方法,這些質(zhì)量控制手段為桑枝的臨床安全使用提供了有效支持。其中,黃酮類成分,如桑皮苷A、桑色素、桑辛素;芪類化合物,如氧化白藜蘆醇;生物堿類成分,如1-DNJ,均可作為桑枝的Q-marker。

隨著桑枝的使用范圍越來越廣泛,還需注意以下問題:①我國桑樹資源豐富、種類繁多且分布廣泛,不同地區(qū)環(huán)境的差異使得桑枝中特征性物質(zhì)的含量差異明顯;②當(dāng)桑枝被剪下后,植物體為了抵御外界刺激,其利用自身體內(nèi)糖苷合成大量次生代謝產(chǎn)物,這為質(zhì)量分析增加了難度。鑒于以上考慮,用某單一成分無法衡量桑枝質(zhì)量的優(yōu)劣。因此,應(yīng)采用新型質(zhì)量評價(jià)模式與傳統(tǒng)方法相結(jié)合,如DNA指紋和DNA序列分析技術(shù)、一測多評技術(shù)、基于支持向量機(jī)(support vector machine,SVM)的“內(nèi)外結(jié)合”中藥質(zhì)量控制模式等技術(shù)手段為桑枝質(zhì)量控制提供技術(shù)支撐。

總之,該綜述從化學(xué)成分、藥理活性及Q-marker預(yù)測分析方面為桑枝的質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)。