1.2倍半萜类
倍半萜类化合物是豨莶草挥发油的主要成分,倍半萜相对二萜类要少,目前已经从豨莶中分离得到的该类化合物有orientalide [28]、orientalide 1b 、orientalide 4a [29]、orientin [23]以及包括9β- 羟基-8β- 异 丁酰基木香烯内酯在内的13个内酯类化合物[6]和2- 丙烯酸,2- 甲基-2,3,3a,4,5,8,9,10,11,11a- 十氢- 6,10-二(羟甲基)-3-亚甲基-2-酮基环癸[b]呋喃-4-基酯[30],丁林芬等[20]从毛梗豨莶95% 乙醇提取物中分离得到2 个新的倍半萜类化合物2-desoxy-4- epi -pulchellin 和aphanamol I。诸多药理实验表明豨莶草倍半萜类成分具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤等方面的药理作用,值得深入研究。化合物名称见表4 。
1.3 黄酮类成分
曾令峰等[31]从毛梗豨莶草醋酸乙酯部位分离得到9个黄酮类化合物,分别鉴定为3,4-二甲氧基-2′,4′-二羟基查耳酮(87);7- O -(β- D - 吡喃葡萄糖基)- 半乳糖(88)、7,3′,4′-三羟基黄酮(89)、5,6,7,3′,4′,5′-六甲氧基黄酮(90)、8,3′,4′-三羟基-7-甲氧基二氢黄酮(91)、5,4′-二羟基-7,3′-二甲氧基二氢黄酮醇(92)、7,4′-二羟基-3′-甲氧基二氢黄酮(93)、木犀草素(94)、槲皮素(95);其中化合物87~92为首次从该植物中分离得到。Yao等[32]建立了微波萃取-超高效液相色谱-三重四极杆线性离子阱质谱联用技术,测定了腺梗豨莶草中21种生物类黄酮的含量。此外豨莶草中还有3,7-二甲基槲皮素[5]、3,4′- O - 二甲基槲皮素、3- O - 甲基槲皮素、3,7,4′- O - 三甲基槲皮素[33-34]、山柰酚-3- O -β- D - 葡萄糖苷、槲皮素-3- O -β- D - 吡喃葡萄糖苷[11]。化合物名称见表5。
1.4其他类成分
除上述化学成分外从豨莶草中还分离到的有机酸、酯类、脂肪酸、甾醇类、香豆素类、双色满类、生物碱类等近40 种成分。化合物名称见表6 。
2药理作用
豨莶草的提取物具有抗炎镇痛、抗脑缺血损伤、心血管保护、抗肿瘤、防治溃疡性结肠炎等多种药理活性,近几年来对豨莶草提取物及其化学成分的药理作用的热点研究主要集中在抗炎镇痛、抗脑缺血损伤、心血管保护作用等方面,从对药效学的研究,转向了作用机制的研究。
2.1抗炎、镇痛作用
豨莶草用药历史悠久,其提取物及化学成分具有良好的抗炎镇痛活性,临床上广泛用于治疗风湿性关节炎、痛风性关节炎、关节炎等症性疾病,而且在慢性疼痛方面(包括炎性疼痛、神经病理性疼痛、癌性疼痛)也有广阔的应用前景[41],但是对其疼痛的发生原理和作用机制尚不清楚,因此许多学者从药效学的研究转为对其作用机制研究,本文通过查阅近几年的文献,对豨莶草抗炎、镇痛作用机制进行了汇总,见表7。
2.2抗脑缺血损伤
韩蕾等[51]实验发现豨莶草能增加脑缺血再灌注模型小鼠抗氧化酶的活性,改善脑血流,减轻血脑屏障的损伤,对脑缺血再灌注损伤具有一定的保护作用。豨莶通栓胶囊方中豨莶草为君药,有祛风除湿、强筋通络之效,实验表明豨莶通栓胶囊治疗痰瘀阻络型缺血性中风疗效显著,且疗效优于对照组[52]。王永等[53]以比格犬为实验对象,分别给予豨莶草胶囊低、中、高剂量(250 、500 、1000 mg/kg ),结果发现豨莶草胶囊高剂量组能较好地对抗二磷酸腺苷诱导的血小板聚集,降低血小板凝集率、红细胞压积、全血黏度及血浆黏度,改善血液流变学,具有抗血栓形成和改善微循环方面的作用。娄月芬等[54]证实豨莶草总黄酮可明显改善大鼠神经功能缺陷,减轻脑水肿,减少脑梗死面积,降低脑组织丙二醛(malondialdehyde ,MDA )含量,提高脑组织超氧化物歧化酶(superoxide dismutase ,SOD )及谷胱甘肽过氧化物酶的活性,豨莶草总黄酮有抗脑缺血损伤作用,作用机制可能与其抗氧化作用有关。赵帅等[55]基于网络药理学对豨莶草治疗缺血性脑卒中作用机制进行研究,通路分析结果表明豨莶草通过调节血管内皮细胞生长因子A/ 血管内皮细胞生长因子受体2 信号通路中含Ⅰ 型血小板结蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶、血管内皮生长因子受体1 、血管内皮生长因子受体2 的表达,促进血管修复与新生;通过调节脑源性神经营养因子信号通路和磷脂酰肌醇3- 激酶/ 蛋白激酶B 信号通路中钙/ 钙调素依赖性蛋白激酶II 、E3 泛素蛋白连接酶、丝裂原活化蛋白激酶1 (mitogen-activated protein kinase1 ,MAPK1 )、MAPK3 、细胞周期蛋白依赖性激酶5 、MAPK10 的表达,启动细胞存活信号,抑制神经元凋亡;通过调节核受体信号通路中雌激素受体1 、核受体亚家族1H 成员3 、过氧化物酶体增殖物激活受体α 、过氧化物酶体增殖激活受体γ 的表达,调节脂质稳态与炎症;通过调节整合素α-II 、凝血酶原、凝血因子10 、血清白蛋白的表达,阻止血小板聚集,起到抗血栓作用。
2.3 心血管保护
韩蕾等[56] 通过结扎大鼠冠状动脉左前降支造成大鼠心肌缺血模型,发现大鼠心电图ST 段抬高幅度呈现下降的趋势,心肌梗死面积呈现减小的趋势,血清中MDA 含量降低,证实豨莶草提取液对大鼠急性心肌缺血有一定保护作用。于静等[57] 研究发现与模型组比较,豨莶草提取物高、低剂量药物组对多柔比星(doxorubicin ,DOX )所致大鼠心电图S 波、T 波幅度加深有明显的恢复作用,使心率部分恢复;血清中肌酸磷酸激酶、肌酸激酶同工酶、总胆固醇、乳酸脱氢酶水平均降低,血清及心肌组织中SOD 、过氧化氢酶及MDA 水平均有所恢复;缓解DOX 所致的心肌细胞的间质瘀血和炎细胞浸润,且高剂量组作用最为明显,证实豨莶草提取物能明显减轻DOX 所致大鼠的急性心肌损伤,作用机制可能与其增强抗氧化酶的活性,清除自由基,抑制脂质过氧化有关。
2.4抗肿瘤作用
奇壬醇作为豨莶草二萜类主要活性成分之一,不仅能够诱导细胞凋亡还能阻滞细胞周期。Lu 等[58] 研究发现奇壬醇具有体外抗肿瘤的作用,可以显著抑制K562 细胞增殖,且呈时间和剂量相关性,在24 、48 、72 h 的半数抑制浓度分别为53.05 、18.19 、15.08 μg/mL ;可导致细胞膜磷脂酰丝氨酸外翻,活性氧累积,线粒体膜电位降低,细胞色素C 释放,下调B 细胞淋巴瘤-2 基因(B-cell lymphoma-2 ,Bcl-2 )表达(抑制细胞凋亡),上调Bcl-2 相关X 蛋白(Bcl-2 associated X protein ,Bax )和截短型Bid (truncated Bid ,tBid )蛋白水平(促进细胞凋亡)。Huang 等[59] 研究证实DOX 与奇壬醇联合应用可提高抗肿瘤疗效,通过降低抗凋亡蛋白Bcl-2 的表达,提高促凋亡蛋白Bax 的表达,抑制肿瘤细胞对死亡的抵抗。DOX/ 奇壬醇这2 种活性成分还可下调促炎细胞因子TNF-α 和IL6 ,重塑TME ,增强抗肿瘤作用,减轻单用DOX 的不良反应。DOX/ 奇壬醇作为靶向化疗和抗炎治疗的一种有前景的治疗方法,可能为肿瘤治疗提供一种特异、高效的治疗选择。Wu 等[60] 从豨莶草中分离出siegenolide A 、B ,化合物siegenolide A 和siegenolides B 是不常见的具有八元环的倍半萜类化合物,多数研究表明具有α,β- 不饱和内酯结构的倍半萜具有细胞毒性,2 种化合物对SW480 细胞均有明显的细胞毒性,siegenolides B 对HCT116 和HepG2 细胞具有较高的细胞毒性,对MCF-7 细胞均表现出中等程度的细胞毒性。
2.5防治溃疡性结肠炎
滕天立[61] 通过建立碘乙酰胺和三硝基苯磺酸(trinitrobenzenesulfonic acid ,TNBS )诱导SD 大鼠溃疡性结肠炎模型,发现腺梗稀莶水提物能显著抑制结肠炎大鼠体质量下降,腹泻,便血,改善结肠组织充血和溃疡,同时显著抑制炎症因子TNF-α 、IL-6 和IL-1β 的蛋白分泌以及mRNA 表达,腺梗稀莶水提物还能显著抑制TNBS 引起的过氧化物酶体增殖物激活受体γ (peroxisomal proliferator-activated receptorγ ,PPARγ ),NF-κB 抑制蛋白α 蛋白磷酸化降解和NF-κB p65 的转位入核,证实腺梗稀莶水提物对溃疡性结肠炎具有较好的治疗和修复作用,其机制可能与其通过激动PPAR-γ 受体,抑制NF-κB 炎症信号通路,从而抑制炎症因子的释放有关。刘秀红等[62] 通过研究奇壬醇在葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠溃疡性结肠炎发生和发展中的作用,证实奇壬醇可通过抑制血清γ- 干扰素、IL-17A 、IL-6 和TNF-α 的分泌并诱导淋巴细胞凋亡(尤其是CD4 + T 细胞)来降低溃疡性结肠炎的严重程度。
2.6 其他作用
豨莶草除上述作用外还具有治疗系统性红斑狼疮[63-64]、抗肝肾损伤[65]、降血糖[66-67]、抗菌[68-69]等的药理活性。
3豨莶草Q-Marker预测分析
豨莶草作为多基原药材,《中国药典》2015 年版收载其为菊科植物豨莶、腺梗豨莶或毛梗豨莶的的干燥地上部分,规定了奇壬醇(C 20H 34O 4)的含量不得少于0.050% 。中药材化学成分复杂多样,其检测指标仅为1 种二萜类成分,不能体现豨莶草的整体质量。刘昌孝院士[70-72]提出中药Q-Marker 的新概念新理念,存在于中药材和中药产品(中药饮片、中药提取物、中药煎剂、中成药制剂等)中固有或加工制备过程中形成的、与中药的功能属性密切相关的化学物质,作为反映中药安全性和有效性的标示性物质进行质量控制。因此,本文通过文献分析,对豨莶草的Q-Marker 进行预测,并对其质量进行客观评价,以期建立豨莶草药材的质量控制方法。
3.1 基于植物亲缘学及化学成分特有性证据的Q-Marker预测分析
豨莶草来源于菊科豨莶属S. orientalis L.多种植物,豨莶属植物种类较少,全世界共有5种豬莶草,包括腺梗豨莶、稀莶、毛梗豨莶胶豨莶和角豨莶[73]。主要分布于热带和温带地区。我国该属植物有3种,全国大部分地区有产,主产于湖南、福建、湖北、江苏等省。豨莶草中含多种化学成分,包括二萜类、倍半萜类、黄酮类、甾醇类、有机酸类等,其中二萜类成分历来被认为是豨莶属植物的主要药效成分,是豨莶属植物的重要化学标志物。张磊等[74]使用HPLC建立了豨莶草药材指纹图谱,并同时测定了豨莶草中奇壬醇、豨莶苷及豨莶精醇3 种主要活性成分的含量,含量大小顺序为奇壬醇>豨莶苷> 豨莶精醇。
孔繁瑶等[75]采用HPLC 测定了豨莶草生品及炮制一至九制品中奇壬醇、豨莶精醇和豨莶苷的含量变化规律及指纹图谱对比,结果显示随着炮制次数的增加,豨莶草中化学成分的种类和含量是逐渐减少的,指纹图谱也差异较大。综上所述,可选择奇壬醇、豨莶苷、豨莶精醇作为豨莶草药材质量标志物的指标。
3.2基于化学成分与有效性相关证据的Q-Marker预测分析
Q-Marker 是评价和控制中药有效性的主要指标,因此必须与有效性密切相关。通过文献分析发现豨莶草含有二萜类、倍半萜类、黄酮类、甾醇类、有机酸类等成分,根据Q-Marker 的定义和要求,可从基于成分与药效、药性、新药效用途、成分与毒性4 个方面与有效性进行相关分析,以进一步确定Q-Marker 。
3.2.1成分与传统功效相关性《中国药典》2015 年版收载豨莶草具有具有祛风湿、利关节、解毒的功效,用于治疗风湿痹痛、筋骨无力、腰膝酸软、四肢麻痹、半身不遂、风疹湿疮。现代药理实验表明,豨莶草提取物及化学成分具有抗炎镇痛、抗脑缺血损伤、心血管保护、抗肿瘤、抗菌多种等生物活性。其中二萜及其苷类成分含量较高,被认为是豨莶草最主要的抗炎活性成分,倍半萜类与黄酮类具有抗肿瘤、抗氧化等生物活性。与豨莶草的传统功效相一致,是豨莶草传统功效的主要物质基础,可作为Q-Marker 的选择参考。
3.2.2成分与传统药性相关性中药的性味归经是中药本身的属性,会影响临床辨证论治和遣药组方,因此,也可作为确定质量标志物的依据之一。豨莶草药材性寒味辛、苦,归肝、肾经。根据中药药性理论,“辛味、苦味”的物质基础首先应具有辛味、苦味的味觉特征;同时,还应具有辛味、苦味的功能属性。多数文献记载,豨莶草功效的发挥与其性味有关。中药的“五味”功效中辛“能散、能行”,苦“能泄、能燥、能坚”,豨莶草生用或制用,均可祛风湿、舒筋活络,但以炮制品之辛散温通力稍强,风湿痹证,骨节疼痛,或麻木拘挛者多用。治疮痈肿毒,取其清热解毒之功;治湿疹痒疮,取其除湿止痒之功,宜生用。现代研究发现五味之别主要与所含化学成分、化学结构有关,辛味药多含挥发油、萜类及酚酸等,苦味药多含生物碱、苷类、黄酮、苦味素等;以上分析豨莶草中的二萜类、倍半萜类和黄酮类可作为其Q-Marker 的选择参考。
3.2.3成分与新药效用途的相关性豨莶草作为临床常用中药材之一,传统主要应用于抗血栓治疗以及类风湿性关节炎的治疗。除此之外豨莶草在临床上还用于脑缺血损伤、心血管保护、抗肿瘤、防治溃疡性结肠炎、免疫调节、抗病原微生物、抗氧化、降血糖及抗早孕等方面。豨莶草中起到最主要抗炎、抗血栓、免疫抑制、抗肿瘤作用生物活性的即为二萜类以及苷类化学成分。研究证实总黄酮成分对脑缺血损伤有一定的保护作用,作用机制可能与抗氧化有关[54],对防治心脑血管疾病,神经系统疾病,关节疾病,抗氧化作用也有显著疗效。应将萜类成分和黄酮类成分作为豨莶草Q-Marker 的选择参考。
3.2.4成分与毒性的相关性《新修本草》首载豨莶“味苦,寒,有小毒”,《景岳全书》对豨莶的记载是“味苦,气微寒,有小毒”,诸多本草都指出其具有“小毒”,《中国药典》2015 年版并未称其有“小毒”,多数研究表明[76-79],豨莶草水煎液的毒性在临床应用时不可忽视,豨莶草水洗脱部位造成的损伤器官之一为肺脏,肺损伤呈可逆性改变,肺损伤机制与能量代谢和氧化应激反应有关。其毒性成分到底为何种物质,还有待进一步研究。因此在临床使用豨莶草水煎液的时候应该严格按照规定剂量执行,以保证临床能够更加安全、有效、合理地使用豨莶草。
3.3基于化学成分可测性的Q-Marker预测分析
质量控制的目的在于指标成分的定性和定量,《中国药典》2015 年版规定了豨莶草中奇壬醇的测定方法和限度要求,主要通过色谱法分析测定,豨莶草的Q-Marker 必须能在色谱上进行定性鉴别和定量测定,以建立科学、可靠的质量评价方法。任伟光等[80] 采用UPLC-Q-TOF/MS 技术对豨莶草炮制(酒炙)前后化学成分变化进行了分析,鉴定了多种化学成分,酒炙后主要活性成分奇壬醇、豨莶酸、豨莶酮、槲皮素的量均明显升高;并结合化学计量学方法筛选出区分生品与炮制品的化学标记物3′ ,4′- 去二磺酸基苍术苷。Yao 等[32] 建立了MWE-UHPLC-MS/MS 联用技术,对腺梗豨莶草中21种黄酮类成分进行了提取与定量测定,其中木犀草素、槲皮素和黄芩苷的含量相对较高。姚雅琦等[81]采用HPLC-UV 法同时测定了豨莶草中绿原酸和黄芩苷的含量。韦坤璇等[82] 采用HPLC 波长切换法同时测定了豨莶风湿丸中豨莶苷、奇壬醇、豨莶精醇、防己诺林碱和粉防己碱的含量,方法简便、准确、重现性好。叶小霞等[83] 采用高效液相色谱示差折光检测方法测定了腺梗豨莶中ent -16β,17,18- 三羟基贝壳杉烷-19- 羧酸、奇壬醇、ent -17,18- 二羟基贝壳杉烷-19- 羧酸、豨莶苷、ent -16β,17- 二羟基贝壳杉烷-19- 羧酸5 中二萜类成分的含量。综上所述,豨莶草中二萜类、黄酮类成分均可通过一定的分析方法进行定量检测。这些成分与其有效性密切相关,是其可能的主要药效物质基础,可作为其Q-Marker 。虽然豨莶草中倍半萜类、甾醇等有一定的药理活性,但其成分分离纯化和结构鉴定难度大、含量较低,常规的定量测定方法很少,有机酸类成分如绿原酸、咖啡酸等专属性较差,因此都不适合选作Q-Marker 。中药化学成分复杂多样,应根据不同化学成分的差异,建立专属性测定方法,以此来提高其质量评价和质量控制的科学性。
3.4 基于入血化学成分的Q-Marker预测分析
药物经一定的传输途径,入血、代谢、分布并产生特异性的生物效应。因此,入血成分及其代谢产物才是最终的“效应成分”。从质量传递与溯源的角度,血中的效应成分是质量传递体系的最终环节,也是中药质量标志物确定的重要依据[84] 。查阅文献发现关于豨莶草体内代谢和药动学的研究寥寥无几,只有殷玥等[85] 采用LC-MS/MS 对奇壬醇和对映-16β,17- 二羟基- 贝壳杉烷-19- 羧酸(ent-16β,17- dihydroxy-kauran-19-oicacid ,DHKA )在大鼠体内的药动学进行了研究,并同时测定了其在大鼠血浆中的含量,结果表明奇壬醇在大鼠体内的药动学行为具有吸收快、消除快的特点,体内生物利用度低;DHKA 在大鼠体内吸收较快,但消除过程相对较慢,体内生物利用度高。
4结语
豨莶草作为临床常用中药材,用药历史悠久,功效显著,具有广阔的开发利用前景。本文在对豨莶草化学成分和药理作用整理总结的基础上,以中药Q-Marker 的理论为指导,通过对豨莶草植物亲缘学关系、化学成分特有性、有效性及可测性、入血成分进行系统的文献分析,筛选豨莶草的Q-Marker ,最终考虑二萜类成分豨莶苷、奇壬醇、豨莶精醇和黄酮类成分槲皮素、黄芩苷作为豨莶草的Q-Marker 。本课题组后续将重点分析豨莶草提取物给药后大鼠体内的原型成分、代谢产物和组织分布,结合代谢组学和药动学,对其质量进行深入研究,筛选出豨莶草的Q-Marker ,建立质量分析评价方法和豨莶草质量控制体系。
利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突
参考文献(略)返回搜狐,查看更多