藥食同源大品種茯苓中多糖與三萜研究進展＊

浦雪梅，李 雪，何旭東，何金彪，劉志博，徐 丹，陳曉嬌，張 范，俞 捷

（云南中醫(yī)藥大學中藥學院暨云南省南藥資源可持續(xù)利用重點實驗室 昆明 650500）

茯苓為多孔菌科真菌茯苓Poria cocos(Schw.) Wolf的干燥菌核，其味甘淡、性平，具有利水滲濕、益脾和胃及寧心安神等功效[1]，常用于水腫尿少、痰飲眩悸和脾虛食少等[2]。茯苓作為中藥和膳食補充劑已有兩千多年的歷史，有“十方九茯苓”之說，其中出自經典名方的有《金匱要略》的苓桂術甘湯、《醫(yī)原》的霍樸夏苓湯以及《醫(yī)宗金鑒》的除濕胃苓湯等。此外，被藥典收錄的復方有桂枝茯苓丸、桂枝茯苓片、桂枝茯苓膠囊。

茯苓多糖和茯苓三萜的化學研究，主要集中在其提取、分離、純化等方面。茯苓含多糖、三萜和甾體等化學成分，其中茯苓總多糖含量最高，占其菌核干質量的70%-90%[3-4]；茯苓三萜類成分含多種四環(huán)三萜類化合，主要包括去氫茯苓酸、去氫土莫酸、茯苓酸、土莫酸及依布里酸[5]。

茯苓多糖和茯苓三萜藥理活性豐富，主要集中在抗腫瘤、調節(jié)免疫及降血糖等領域。此外，茯苓多糖還有改善學習記憶力、抑制大鼠心肌肥厚、預防結石形成等藥理活性。茯苓三萜還有鎮(zhèn)靜、減輕臟器移植排斥反應和改善多囊卵巢綜合征的藥理活性。茯苓多糖和茯苓三萜運用廣泛，研究發(fā)現，茯苓多糖可能開發(fā)成潛在的免疫佐劑（見圖1）。

圖1 茯苓化學及藥理概況研究

1 茯苓多糖和茯苓三萜類成分的提取

1.1 茯苓多糖的提取

茯苓多糖的提取方法常有水提醇沉、酶解和熱水浸提等，一般采用纖維素、大孔樹脂、葡聚糖凝膠填充的層析柱純化（表1）。

表1 茯苓多糖的提取、純化、組成

1.2 茯苓三萜類成分提取

茯苓總三萜類物質主要應用甲醇和乙醇回流超聲提取，運用C18填料進色譜分離，目前分離出來的化合物主要為羊毛甾烷[24]（表2）。

表2 茯苓三萜類成分的提取、純化、鑒定

2 茯苓多糖和茯苓三萜的分類及含量

2.1 茯苓多糖的分類及含量

2.1.1 茯苓多糖的分類

茯苓多糖根據其單糖組成分為雜多糖和均一多糖，代表性的茯苓雜多糖常以葡萄糖、阿拉伯糖、巖藻糖等組成，而茯苓均一多糖則可能由（1→6）或（1→2）支鏈的β-（1→3）-D-葡聚糖組成[23]。

此外，茯苓多糖可根據其溶解性分為水溶性多糖和堿溶性多糖。研究表明，茯苓多糖主要藥理活性成分是水溶性多糖，但其含量較低，常為0.7%-2.6%[33]；而堿溶性茯苓多糖含量較高占70%-90%[34-35]，但其藥理活性較低。

2.1.2 茯苓多糖的含量

茯苓水溶性多糖分布于茯苓的不同藥用部位，其含量比較為菌絲>茯神>菌核>茯苓皮，其含量范圍在0.16%-8.89%，其中菌絲中占0.31%-8.89%，茯神中占0.05%-0.95%，菌核中占0.16%-0.91%，茯苓皮中占0.16%-0.66%[36-40]。

茯苓發(fā)酵菌絲水溶性茯苓多糖顯著高于天然茯苓提示提高液體發(fā)酵菌絲產量可能會緩解茯苓水溶性多糖的緊缺，其培養(yǎng)條件的考察也至關重要，下一步可對比天然茯苓菌核和液體培養(yǎng)菌絲中提取的水溶性茯苓多糖成分及比例，這可能為茯苓水溶性多糖的獲得增加一個新途徑[36]。此外，不同產地、提取方法對水溶性茯苓多糖的含量影響顯著，未來探索穩(wěn)定統(tǒng)一的最佳水溶性多糖提取工藝也將必不可缺[5,26,41]。

2.2 茯苓三萜的分類及含量測定

2.2.1 茯苓三萜的分類

目前從茯苓中分離鑒定的三萜類成分有91種，根據骨架結構可分為6 種類型：羊毛甾烷型、齒孔甾烷型、開環(huán)齒孔甾烷型、羊毛甾-7,(11)-二烯型、7,8-脫氫羊毛甾烷型和開環(huán)羊毛甾烷型。其中羊毛甾烷型三萜酸類化合物是茯苓的主要藥用成分，如：松苓新酸、多孔酸C等，多具有抗腫瘤、增強免疫的藥理作用。

2.2.2 茯苓三萜的含量

研究顯示茯苓不同藥用部位茯苓總三萜含量有顯著差異。總三萜含量最高的茯苓皮，提取率均高達3%，茯苓塊中三萜含量多為1.5%，茯神中總三萜的含量最低僅0.34%-0.51%[39,42-45]。茯苓皮主要功效為利水消腫，這可能是茯苓皮與茯苓塊活性差異的化學基礎，也提示茯苓三萜工業(yè)提取富集以茯苓皮為原料為佳。

三萜單體含量方面，茯苓皮中羊毛甾烷型四環(huán)三萜類化合物含量較高，約為其菌核的十倍，三萜化合物的種類也比茯苓豐富[31]。同時，聯合主成分分析和t檢驗尋找出茯神、茯苓、赤茯苓、茯苓皮差異化合物為茯苓新酸d、松苓酸；茯神與茯苓、赤茯苓、茯苓皮的差異化合物為26-羥基茯苓新酸G、16α-乙酰氧基-羊毛甾-8,24-二烯-21酸、羊毛-7,9(11),24-三烯-21-酸；茯苓與茯神、赤茯苓、茯苓皮間無差異化合物；赤茯苓與茯神、茯苓、茯苓皮的差異化合物為茯苓新酸B、羊毛甾-7,9(11),24-三烯-21-酸；茯苓皮與茯神、茯苓、赤茯苓差異化合物為松苓酸、茯苓新酸B，按形態(tài)學由里及表的順序茯神、茯苓、赤茯苓、茯苓皮中3,4-開環(huán)-羊毛甾三萜類化合物含量相對增高，而閉環(huán)羊毛甾三萜類化合物含量相對降低[32]。茯苓皮中的三萜類物質種類更多，含量更豐富，更加適合藥用成分提取的原料。

另一方面，茯苓培養(yǎng)條件也會影響其三萜含量。對茯苓液體培養(yǎng)的探索研究顯示，當菌絲液體培養(yǎng)條件為裝液量50 mL，接種體積分數6%，pH = 5.5，溫度26℃，轉速130 r·min-1，液態(tài)培養(yǎng)11 天時，總三萜的含量從0.31%左右提高至8.89%[46]。

3 提高茯苓多糖和茯苓三萜類成分的積累

由于水溶性茯苓多糖含量低，因此，天然藥物化學工作者對堿溶性茯苓多糖進行化學結構修飾以增加其水溶性和增強其藥理活性，目前常見的化學結構修飾方法有二次堿化法、氯磺酸-吡啶法、硫酸酯化等[47]。

此外，對于茯苓三萜類成分含量低，研究者也采取了優(yōu)化有性產孢條件、單孢菌株的分離篩選等傳統(tǒng)方法，結合轉錄組學、代謝組學等現代方法綜合研究揭示茯苓三萜類化合物生物合成的關鍵基因及其調控因子，分析其與三萜相關代謝物的關聯性，進而對茯苓三萜類化合物生物合成進行基因調控等方法來提高茯苓中三萜類化合物的生物合成和積累。茯苓三萜最典型的生物合成是甲羥戊酸（MVA）途徑，MVA途徑中法尼基焦磷酸合成酶催化異戊烯基焦磷酸和二甲基丙烯焦磷酸合成法尼基焦磷酸，接著在鯊烯合酶的催化下合成鯊烯，有研究通過增強/提高尼基焦磷酸合成酶鯊烯合酶活性來提高茯苓中三萜含量[5,48]，見圖2。

圖2 茯苓多糖的結構修飾和茯苓三萜的生物合成

4 茯苓多糖和茯苓三萜類成分的藥理活性

4.1 茯苓多糖和茯苓三萜的抗腫瘤作用

惡性腫瘤成為我國居民的主要死亡原因，其發(fā)病率逐年上升，但對于惡性腫瘤的研究始終面臨難以攻克的壁壘[49]。近年來，大量研究表明中藥多糖可以增強機體免疫力，同時也可以提高腫瘤對放化療的敏感性。研究發(fā)現茯苓多糖對乳腺癌、肝癌細胞、胃腺癌等有抑制作用，可改善化療后的副作用。經過化學修飾后的茯苓多糖對癌細胞增殖抑制作用更明顯[50-56]。同時茯苓中的三萜成分對乳腺癌、前列腺癌、肺癌等具有抗腫瘤作用[57-59]。

在作用途徑方面茯苓多糖和茯苓三萜對腫瘤的作用均促進癌細胞和癌細胞的炎癥因子分泌導致癌細胞凋亡，同時，促進激活B 細胞淋巴瘤/白血病-2 基因（Bcl-2）和兔抗人單克隆抗體（Bax）磷酸化，啟動執(zhí)行凋亡因子含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶7（Caspase-7）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）。其中茯苓多糖通過調控核基質結合區(qū)結合蛋白（1SATB-1）表達，對腫瘤相關目標基因調控，促使腫瘤細胞分化、凋亡，如表皮生長因子受體（EGFR）基因。EGFR 基因的表達水平與癌細胞的增殖，侵襲和轉移密切相關，尤其在肺癌中高表達，可激活巨噬細胞、T細胞誘導腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細胞介素-2（IL-2）的產生，使癌細胞凋亡。此外茯苓三萜類成分可增加人第10 號染色體缺失的磷酸酶（PTEN）蛋白表達，抑制腫瘤細胞的產生。

4.2 茯苓多糖和茯苓三萜類成分的免疫調節(jié)功能

茯苓多糖可通過調節(jié)體液免疫和細胞免疫來增強免疫，治療免疫缺陷性疾病如：復發(fā)性流產小鼠妊娠不良、系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者。對于腸道粘膜損傷疾病，茯苓多糖可通過調節(jié)結腸內T 淋巴細胞亞群的平衡，降低異常免疫反應的程度促進燙傷大鼠腸黏膜屏障的修復還可作為潛在的食品免疫調節(jié)劑[60-63]。在茯苓的另一個主要有效成分群中，茯苓三萜可治療結腸癌，可增殖免疫淋巴細胞提高免疫[58]。

茯苓多糖和茯苓三萜調節(jié)免疫力功能的機制研究顯示，茯苓多糖可降低孤兒核受體亞型信使核糖核酸（RORγt mRNA）表達，降低輔助性T 細胞17（Th17）的分化，增加叉頭樣轉錄因子（Foxp3）調節(jié)T 細胞，調節(jié)Th1 細胞和Th2 細胞，使其處于平衡狀態(tài)，增強免疫力，避免機體被破壞，減弱疾病的發(fā)生和發(fā)展，增強Toll樣受體，當病毒侵犯機體時，加快識別并激活機體產生免疫細胞應答，提高血清中免疫球蛋白A（IgA）、IgM、的含量以殺菌、激活補體、調節(jié)免疫，避免遭到病原的入侵。茯苓三萜類可促進淋巴細胞分泌CD3+、CD4+、CD8+的增殖，抑制脾細胞炎癥因子的分泌提高免疫。

4.3 茯苓多糖和茯苓三萜類成分的抗氧化

茯苓多糖和茯苓三萜均有較強的抗氧化能力。茯苓多糖對羥基自由基（·OH）的清除率為39.55%-64.07%，對氧離子自由基（O2-·）的清除率為60.21%-71.65%[64]。茯苓胞內多糖對·OH、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基（DPPH·）和O2-·的清除率分別為32.07%、90.12%和39.74%[65]。修飾后的硫酯化茯苓多糖對·OH、DPPH·和的清除力在濃度1.0 g·L-1時達到最大，分別為78.11%、89.33%、44.97%[66-68]。另外，茯苓三萜類化合物對DPPH·和·OH 的清除能力均高于維生素C（VC），還原力與VC 相當，其中茯苓酸能減輕氧化應激帶來的損傷[69-72]。

茯苓多糖和茯苓三萜抗氧化的機制研究顯示，茯苓多糖能升高機體中氧化與抗氧化中至關重要的超氧化物歧化酶，催化超氧陰離子自由基歧化生成氧和過氧化氫；升高谷胱甘肽過氧化物酶將機體產生的過氧化物分解，使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物，從而保護細胞膜的結構及功能不受過氧化物的干擾及損害，提高機體的抗氧化能力，減輕氧化應激反應，茯苓多糖抗氧化主要恢復其抗氧化相關的酶活力，如：過氧化氫酶、乳酸脫氫酶、脫氧陰離子。從而提高組織和細胞的抗氧化能力。茯苓三萜類主要控制炎癥因子、調控炎癥通路，間接減輕氧化應激反應。茯苓三萜主要調控抗氧化酶、血紅素氧合酶1，催化血紅素分解代謝成亞鐵、一氧化碳和膽綠素，抵抗過氧化物，有效阻止其促氧化作用，激活NF-κB相關通路。

4.4 茯苓多糖和茯苓三萜的抗炎作用

茯苓多糖和茯苓三萜均能達到較好的抗炎效果。茯苓多糖能抑制炎癥因子、肥大細胞和肉芽組織的形成[73]。研究發(fā)現，茯苓多糖能治療潰瘍性結腸炎、炎癥引起的溶骨性病變，黏膜炎[70,74]。對于茯苓三萜類成分：茯苓酸可減輕口腔疾病并發(fā)癥，腫瘤壞死因子α誘導細胞炎癥[70]、鼠病毒性心肌炎[72]。

茯苓多糖和茯苓三萜的抗炎機制研究顯示，茯苓多糖能降低炎癥的浸潤程度，減少分布皮膚內臟粘膜下的微血管周圍肥大細胞，減少炎癥因子的分泌，下調白介素調控的通路，抑制炎癥因子，共同產生抗炎作用，可抑制IL-33細胞因子，抑制其受體生長刺激表達基因2 蛋白（ST2）介導的炎癥因子產生。茯苓三萜上調Bcl-2 基因，顯著抑制細胞凋亡，抑制細胞炎癥的發(fā)生；下調細胞外調節(jié)蛋白激酶（ERK）蛋白時，調節(jié)在不同細胞內的減數分裂、有絲分裂、有絲分裂后期的功能防治細胞凋亡過程減來緩炎癥因子，同時茯苓三萜類物質減輕炎癥因子一氧化氮（NO）的分泌和調節(jié)免疫、腫瘤壞死因子。

4.5 茯苓多糖和茯苓三萜對腎臟保護

茯苓多糖和茯苓三萜均可改善大鼠腎功能[75-76]。茯苓多糖和茯苓三萜對腎臟的保護機制研究顯示，茯苓多糖抑制絲裂原活化蛋白激酶p38 抗體（p38 MAPK）磷酸化和激活過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR-γ），抑制炎癥因子的產生進而保護腎臟。此外，使腎相關疾病患者堆積的肌酐和血尿素氮從腎小球過濾隨尿液排出次數增加，降低血清肌酐和血尿氮來減緩對腎臟的生理損壞。茯苓三萜類保護腎臟一方面可降低尿蛋白、減緩尿蛋白過高對腎臟產生炎癥的損傷，另一方面抑制腎上皮細胞的死亡，保護腎臟。

4.6 茯苓多糖和茯苓三萜降血糖

茯苓多糖和茯苓三萜均能降血糖[77-80]。茯苓多糖能通過提高糖耐量，改善糖耐異常、改善糖代謝紊亂，從而減緩糖尿病患者體重的負增長。茯苓三萜能使脂質骨骼細胞中負責運輸葡萄糖的葡萄糖轉運蛋白（GLUT4）蛋白表達增加，磷酸化胰島素受體底物（IRSs）激活下游效應物，增強胰島敏感從而降低血糖。茯苓多糖和三萜均可降血糖，可探索它們之間降血糖是否為相互協同，見圖3。

圖3 茯苓多糖和茯苓三萜共同藥理作用研究

4.7 其他

茯苓多糖、三萜除上述主要藥理活性之外，還具有以下藥理作用（表3）。

表3 茯苓多糖和茯苓三萜類成分的其它藥理活性

5 茯苓多糖類成分的吸收和茯苓三萜類成分的藥代動力學

5.1 茯苓多糖類成分的吸收

多糖類藥物主要以口服給藥為主，且多糖均能通過口服的方式發(fā)揮廣泛的藥理活性，但多糖分子量大，不能完全被腸道吸收，可能口服吸收性差。對多糖口服吸收難易程度如何、是以原型形式還是降解形式被吸收還未清晰[95]。

曹楠等[96]為了研究茯苓多糖的吸收，模擬人體胃腸道環(huán)境及在體循環(huán)腸灌流，發(fā)現在大鼠體內，茯苓多糖主要在胃液中降解、體腸中吸收。茯苓多糖在人工胃液中0.5 h 內被降解，在腸液中幾乎不降解，茯苓多糖在體腸的吸收隨時間的增加而增大。多糖作為腸道菌群的重要能量來源和食物，腸道中難以吸收的多糖被腸道菌群吸收，促進益生菌的增殖[97]。

此外，文獻也有報道，胞吞和腸道派爾集合淋巴結這兩種吸收方式也可能是多糖的吸收途徑[98]。然而，目前尚未見茯苓多糖通過胞吞和派爾集合淋巴結吸收的報道，后續(xù)可開展相關研究將有助于茯苓多糖藥理活性的闡釋。

5.2 茯苓三萜的藥代動力學

Zhang等[99]探索口服茯苓乙醇提取物后，大鼠血漿和組織中4 種三萜類成分，去氫土莫酸、去氫茯苓酸、茯苓酸和去氫齒孔酸的分布。與血漿相比，在分布較高的組織中均能檢測到4種三萜類化合物。在腸胃組織中的濃度順序為：去氫土莫酸>茯苓酸>去氫茯苓酸>去氫齒孔酸，在心、肝、脾、肺、腎組織中濃度順序為去氫土莫酸>去氫齒孔酸>茯苓酸>去氫茯苓酸。其中，茯苓酸的消除半衰期、血漿濃度-時間曲線下面積、血漿清除率和表觀分布體積的藥代動力學參數分別為4.96±1.33 h、1466.9±361.7 ng·h-1·mL-1、6.82±1.73 L·h-1和48.85±9.47 L[100]。

對于茯苓不同部位中提取的茯苓新酸B、去氫土莫酸、茯苓新酸A、豬苓酸C、去氫茯苓酸、茯苓酸和松苓新酸在大鼠體內的吸收情況，茯苓新酸AM 在大鼠血漿中無吸收，其余6 種三萜類成分在茯苓皮組中吸收量最大。同時，此項研究在代謝途徑中找到15種主要的吸收組分，鑒定了102種成分代謝物，主要的代謝類型為甲基化、氧化、水解、氫化和葡萄糖醛酸結合等，為茯苓皮體內過程的闡明奠定了基礎[101]。茯苓不同部位中提取的三萜類成分表現出不同的藥代動力學，茯苓酸B、茯苓酸A、茯苓酸、去氫齒孔酸、去氫土莫酸、豬苓酸C 和去氫茯苓酸可能是茯苓利尿作用的主要生物活性化合物[102]。

前期研究發(fā)現茯苓三萜類成分提取物及其固體粉末的吸收均較差，通過比較茯苓三萜類成分提取物粉末及軟膠囊內容物的藥代動力學參數發(fā)現，軟膠囊內容物的土莫酸和去氫土莫酸藥峰濃度及藥時曲線下面積均大于粉末，說明軟膠囊內容物中植物油的加入可能促進了土莫酸和去氡土莫酸的吸收[103]。

茯苓和桂枝膠囊中提取去氫土莫酸，土莫酸和茯苓酸C 的藥代動力學顯著不同，桂枝茯苓膠囊吸收更好，消除速度更慢。此外，多種成分在體內的表觀分布容積，清除率和平均駐留時間顯著增加，尿糞排泄率均降低，延遲最大排泄比率時間，說明配伍后延長活性成分在體內的作用時間[104-105]。

因此，基于藥代動力學挖掘茯苓三萜類成分可選擇更合適的茯苓三萜類成分進行藥物研發(fā)及治療，以達到最佳療效的作用機制及潛在作用靶點，具有廣闊的臨床研發(fā)和社會應用前景。

6 茯苓多糖、茯苓三萜類成分的應用

單一茯苓三萜作為主要成分的保健食品和藥品還無相關報道。茯苓多糖藥理活性豐富，現已有藥品應用到臨床。此外，還有藥品和保健品處于研發(fā)狀態(tài)。

6.1 茯苓多糖的應用

6.1.1 臨床藥品

目前，茯苓多糖在臨床中作為藥品被使用，如：茯苓多糖口服液、參苓口服液（表4）。茯苓多糖作為潛在臨床藥品有復方茯苓多糖口服液、羧甲基茯苓多糖口服液等。茯苓多糖除在臨床中被應用，還作為獸藥應用到實際生產中，如茯苓多糖散，可顯著提高豬瘟與豬偽狂犬抗體水平。

表4 茯苓多糖的臨床應用

6.1.2 潛在疫苗或免疫佐劑

免疫佐劑是非特異性免疫增生劑，同抗原一起注入機體內能增強機體對抗原的免疫應答能力，應用最常見的疫苗佐劑為鋁，不斷有研究表明茯苓多糖可作為潛在佐劑，效果優(yōu)于鋁佐劑（表5）。

表5 茯苓多糖作為疫苗或免疫佐劑的研究

6.1.3 潛在的茯苓保健食品

茯苓可藥食兩用，安全性高。研究發(fā)現，其主要有效成分茯苓多糖也具備進一步開發(fā)成保健品的可能，擁有廣闊的市場（表6）。

表6 潛在的保健食品：茯苓多糖

6.2 茯苓三萜的應用

茯苓三萜類成分目前還沒有應用到臨床中，但是茯苓三萜類成分藥理活性豐富，其主要活性成分茯苓酸等活性成分未來有望應用到臨床。

7 結論與展望

中國茯苓藥用歷史悠久，在眾多方劑中配伍使用，具有廣闊的開發(fā)應用前景，本文對藥食同源大品種茯苓中多糖和三萜的提取分離、含量測定積累、藥理活性、吸收藥代動力學和應用進行總結。深入挖掘藥食同源大品種茯苓多糖和三萜的生理活性、研發(fā)新藥推廣臨床并積極開發(fā)相關產品，將對推動茯苓產業(yè)有極大的意義。

同時，茯苓多糖、茯苓三萜的現代研究也面臨著挑戰(zhàn)：首先，茯苓水溶性多糖含量極低且茯苓三萜的水溶性較差，提示傳統(tǒng)水煎法能獲取的有效成分含量有限，然而這并不影響茯苓發(fā)揮良好的臨床藥效，提示其水溶性多糖及三萜類成分活性非常優(yōu)越，非常具有潛在研究價值。同時，這也提示了通過化學結構修飾來提高茯苓多糖溶出率相關研究的重要意義；當然，經過化學結構修飾的茯苓多糖，也需要更全面的安全性評價及深入的活性研究，才能最終更好的發(fā)揮茯苓的藥效。其次，茯苓不同部位的茯苓多糖、茯苓三萜藥理活性是否有所差別，經過系統(tǒng)的研究，可更加充分茯苓在臨床中的利用；茯苓藥理活性成分茯苓多糖、三萜的藥理活性與其傳統(tǒng)功效相關聯的作用機制，也待探索，建立科學、合理的藥效評價方法，對于保證茯苓促進健康產業(yè)的發(fā)展具有重要意義，更能堅定擴大和傳承茯苓中醫(yī)藥傳統(tǒng)文化。最后，茯苓作為藥食同源品種，是保健食品和食品的通用原材料，茯苓多糖可能就是其主要的功效成分及營養(yǎng)成分，針對茯苓多糖的深入研究將有助于更多藥品、保健食品及相關健康產品的開發(fā)。