滕力慶 ,周 濤,王 曉,江維克*
(1.貴州中醫(yī)藥大學(xué),貴州 貴陽(yáng) 550312;2.齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院),山東省分析測(cè)試中心,山東 濟(jì)南 250014)
太子參為石竹科孩兒參Pseudostellaria heterophylla (Miq.) Pax ex Pax Hoffm.的干燥塊根[1],習(xí)稱兒參,童參;夏季莖葉枯萎時(shí)采挖,洗凈,除去須根,置沸水中略燙后曬干或直接曬干。太子參是大宗常用中藥材,具有益氣健脾、生津潤(rùn)肺等傳統(tǒng)功效[1];主治脾虛體倦、病后虛弱、氣陰不足、自汗口渴、肺燥干咳等癥,因其藥力更加緩和,更適合于老人、兒童及體質(zhì)虛弱者服用,臨床應(yīng)用廣泛。市場(chǎng)上銷售的太子參多為栽培品,主要栽培產(chǎn)區(qū)為福建、江蘇、安徽、浙江、貴州等地[2]。近年,中醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)μ訁⒌难芯恐鸩皆龆?,其心肌保護(hù)、降血糖、免疫調(diào)節(jié)等作用得到臨床療效的證實(shí)。本文對(duì)太子參的化學(xué)成分及藥理作用進(jìn)行綜述,對(duì)其研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,為其開發(fā)利用提供一定的借鑒。
太子參主要含環(huán)肽類、苷類、糖類、氨基酸類、磷脂類、揮發(fā)油類、脂肪酸類、油脂類、甾醇類和微量元素等化學(xué)成分。
太子參中的環(huán)肽類成分有太子參環(huán)肽A(heterophyllin A),太子參環(huán)肽B[3],太子參環(huán)肽C[4],太子參環(huán)肽D[5],太子參環(huán)肽E[4],太子參環(huán)肽F[4],太子參環(huán)肽G[4],太子參環(huán)肽H[4],pseudostellaria A[5],pseudostellaria B[5], pseudostellaria C[5], pseudostellaria D[6],pseudostellaria E[6],pseudostellaria F[7],pseudostellaria G[8],pseudostellaria H[9]等,其化學(xué)式結(jié)構(gòu)圖見圖1。
圖1 主要太子參環(huán)肽結(jié)構(gòu)圖
太子參多糖經(jīng)分離純化,可得到蔗糖[10]、麥芽糖[11]及α-槐糖[12]。隨著研究的進(jìn)一步深入,從其中分離得到了兩種具有抗疲勞、抗應(yīng)激及增強(qiáng)機(jī)體免疫功能的寡聚糖PHP-A和PHP-B[13]。相對(duì)分子質(zhì)量分別為3.2×104,4.6×104;PHP-A的糖苷鍵為α型,少數(shù)為β型,比例為7:2,PHP-B的糖苷鍵主要為β型。太子參多糖H-1-2[14]的平均相對(duì)分子質(zhì)量為1.4×104,僅由D-葡萄糖單糖組成,其主鏈大部分為1→4鍵,并含少量的1→6鍵。0.5MSC-F[15]是一種從太子參中分離出的水溶性多糖,相對(duì)分子質(zhì)量為4.8×104,由鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖和半乳糖醛酸組成。
太子參含F(xiàn)e、Cu、Zn、Cr、Ni、Co、Sr、Mn、Pb、Li、Na、B、Be、Ti、Al、Ca、Mg、K、P、Se等微量元素,K、Ca、Fe、Mg的含量最豐富,Zn、Mn、Cu次之[16]。
太子參正丁醇部分柱層析得到太子參皂苷A(pseudostellarinoside A)[17]、尖葉絲石竹皂甙D(acutifoliside D)[17]、胡蘿卜苷(daucosterine)、Δ7-豆甾-3β-烯醇-3-O-β-D-葡糖苷[18]、刺槐苷[19]、α-菠菜甾醇-β-D-吡喃葡糖苷[19]等。
從太子參中分離得到的氨基酸可分為兩大類:一類是以組氨酸、亮氨酸及賴氨酸等為主的人體必需氨基酸[20];另一類是非必需氨基酸,其組成以精氨酸和天門冬氨酸的含量較高[21]。
其組分主要為溶磷脂酰膽堿,磷脂酰肌醇,磷酯酰絲氨酸,磷酯酰乙醇胺,磷脂酰甘油及磷酯酸[22-23]。
太子參中含棕櫚酸(palmitic acid)[18],亞油酸,山崳酸[18],2-吡咯甲酸(2-minaline)[18],二十四碳酸,十八碳酸,琥珀酸(srccinic acid)[12]等。
太子參中的油脂類成分有1-甘油單硬脂酸酯(glecerol 1-monolinolate)、吡咯-2-羧酸-3'-呋喃甲醇酯(3'-furfurl pyrrole-2-carboxylate)、三棕櫚酸甘油酯(tripalmitin)、棕櫚酸三十二醇酯(sotriyl palmitate)、β-谷甾醇-3-O-β-D-葡糖苷-6'-棕櫚酸酯(β-sitosterlo-3-O-β-D-glucoside-6'-palmitate)[2,22]等。
綜合目前的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)[24-26],不同產(chǎn)區(qū)的太子參中均含以下?lián)]發(fā)性成分:吡咯,糠醛,糠醇,鄰苯二甲酸二特丁酯,鄰苯二甲酸二丁酯、2-環(huán)已烯-1-醇-苯甲酸酯、4-丁基-3-甲氧基-2-環(huán)已烯1-酮,十六烷酸等化合物,其中以糠醛和鄰苯二甲酸二丁酯含量最高[25]。
太子參中含β-谷甾醇(β-sitosterol)[20],Δ7-豆甾浠-3β-醇(stigmaster-7-en-3β-ol)[17]。
太子參中還含有化學(xué)成分去甲鳶尾素A,肌-肌醇-3-甲醚[20]。
太子參的藥理作用主要有心肌保護(hù)、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、降血糖、抗應(yīng)激、抗疲勞、抗腫瘤、鎮(zhèn)咳等。
Yang等[27]研究發(fā)現(xiàn)太子參蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中的異形肽PPH可促進(jìn)腫瘤壞死因子α(TNF-α)、干擾素γ(IFN-γ)和白介素10(IL-10)的分泌,還可提高細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度、增強(qiáng)鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(CaN)活性及促進(jìn)活化T細(xì)胞(NFAT)c1 mRNA的表達(dá),提示PPH可能通過Ca2+/CaN/NFATc1/IFN-γ信號(hào)途徑激活脾淋巴細(xì)胞,從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。太子參總皂苷能增加小鼠免疫器官的重量,能激活小鼠網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)的吞噬功能,對(duì)小鼠免疫反應(yīng)后血清中溶血素的生成有一定的促進(jìn)作用[28]。
Hu等[29]研究發(fā)現(xiàn)太子參多糖(PHP)具有較好的降血糖活性,其中相對(duì)分子質(zhì)量為(50~210)×103(PF40)的多糖可明顯改善胰島素耐受,抑制炎癥因子TNF-α和抗炎因子IL-10的表達(dá),調(diào)節(jié)脂聯(lián)素Acrp30和瘦素水平,發(fā)揮胰島素增敏作用;Chen等[14]從太子參多糖中分離得到新的均一多糖H-1-2,能明顯提高肌肉和脂肪細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取和利用,為篩選抗糖尿病的先導(dǎo)化合物提供依據(jù);另有研究發(fā)現(xiàn)太子參果膠多糖0.5MSC-F可刺激高糖培養(yǎng)的胰島素細(xì)胞分泌胰島素,具有潛在的降血糖作用[15]。Fang等[30]研究發(fā)現(xiàn)太子參多糖H-1-2可通過調(diào)節(jié)2型糖尿?。═2DM)患者缺氧耐受因子1α(HIF-1α)和Sirt1的表達(dá),促進(jìn)胰島素分泌及提高糖耐量和胰島素耐受性,改善血糖和血脂水平;太子參環(huán)肽E可明顯促進(jìn)3T3-L1前脂肪細(xì)胞的分化過程,增強(qiáng)成熟脂肪細(xì)胞的胰島素敏感性,從而提高脂肪細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收,提示其可作為治療2型糖尿病的候選化合物[31]。
Ng等[32]研究太子參等5種藥用植物的水提物及有機(jī)提取物發(fā)現(xiàn),北沙參抗脂質(zhì)過氧化效果最高,黨參、三七和太子參次之;蔡巧燕等[33]分離得到太子參18株內(nèi)生真菌并進(jìn)行體外抗氧化實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明太子參內(nèi)生真菌具有一定的抗腫瘤、抗氧化活性,可作為篩選抗腫瘤先導(dǎo)化合物的潛在資源。
楊馨等[34]研究發(fā)現(xiàn)太子參水洗脫部位(Fr.A)、30 %乙醇洗脫部位(Fr.B)和50 %乙醇洗脫部位(Fr.C)均具有抗心肌細(xì)胞缺氧/復(fù)氧(H/R)損傷的作用,其中以Fr.C活性最強(qiáng),該作用機(jī)制可能與其抗凋亡作用有關(guān)。肖婷婷等[35]研究發(fā)現(xiàn)太子參的正丁醇部位及水層部位可對(duì)去甲腎上腺素(NE)誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷起保護(hù)作用,主要活性物質(zhì)為正丁醇部位經(jīng)25 %乙醇洗脫的物質(zhì)及水層中的粗多糖;Wang等[36]研究發(fā)現(xiàn)太子參提取物皂苷類(PHS)和多糖類(PHP)均可減輕氯化鈷刺激心肌細(xì)胞H9c2帶來的缺氧損傷,提示其作用機(jī)制可能為通過保護(hù)細(xì)胞膜及抗氧化應(yīng)激來保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。陶玲等[37]發(fā)現(xiàn)太子參粗多糖可對(duì)左冠狀動(dòng)脈結(jié)扎所致急性心肌梗死模型大鼠起心肌保護(hù)作用,其作用機(jī)制與調(diào)控NO合酶的表達(dá)有關(guān)。
Yang等[38]研究發(fā)現(xiàn)太子參環(huán)肽B對(duì)脂多糖(LPS)刺激RAW 264.7巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的NO和炎癥細(xì)胞因子(如IL-1β和IL-6)具有明顯的抑制作用;還能抑制LPS誘導(dǎo)的RAW 264.7巨噬細(xì)胞中活性氧(ROS)的產(chǎn)生和消除,其作用機(jī)制為太子參環(huán)肽B通過調(diào)控磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信號(hào)通路減輕氧化應(yīng)激所致細(xì)胞損傷及抑制炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)。高月娟等[39]研究發(fā)現(xiàn)太子參水煎液可顯著增加小鼠在缺氧和高溫環(huán)境下的適應(yīng)能力,通過增強(qiáng)小鼠的抗應(yīng)激能力來提高應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性。Rui等[40]研究發(fā)現(xiàn)太子參皂苷提取物通過抗氧化應(yīng)激及下調(diào)c-fos、Bax基因的表達(dá)水平,抑制光凝后視網(wǎng)膜細(xì)胞凋亡,從而起到對(duì)視網(wǎng)膜激光損傷的保護(hù)及治療作用。
Yang等[38]發(fā)現(xiàn)太子參通過調(diào)控P13K/Akt信號(hào)途徑降低1L-1β和IL-6的表達(dá)水平,從而抑制LPS誘導(dǎo)產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡,可作為治療炎癥性疾病的潛在靶點(diǎn)。楊晗等[41]對(duì)肺氣虛證慢性阻塞性肺疾病(LQIS-COPD)大鼠動(dòng)物模型給予不同劑量的太子參環(huán)肽提取物治療后,咳嗽、氣急、喘鳴癥狀明顯改變,氣道阻力降低,證明其對(duì)LQISCOPD有良好的干預(yù)作用。Choi等[42]研究發(fā)現(xiàn)2,4-二硝基氯苯(DNCB)致特應(yīng)性皮炎(AD)的小鼠在局部給予太子參提取物治療后,其真皮厚度、表皮厚度及血清免疫球蛋白IgE的生成均減少;該處理抑制炎癥細(xì)胞(包括肥大細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞)的浸潤(rùn),抑制與免疫應(yīng)答相關(guān)的細(xì)胞因子(IFN-γ、IL-4、IL-6、IL-8和IL-1β、TNF-α)mRNA的表達(dá),為AD的治療提供策略。
太子參環(huán)肽已被證明是抑制3種人類腫瘤細(xì)胞系(MGC803、HepG2和RKO)細(xì)胞活性的主要活性成分[43]。此外,蔡巧燕等[33]研究發(fā)現(xiàn)太子參內(nèi)生真菌具有抗腫瘤、抗氧化活性,可作為抗腫瘤活性成分篩選的潛在資源。
Pang等[44]發(fā)現(xiàn)太子參乙酸乙酯部位能使慢性阻塞性肺疾?。–OPD)大鼠的肺氣道阻力下降、動(dòng)態(tài)肺順應(yīng)性升高,血清IL-8、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、TNF-α、內(nèi)皮素1(ET-1)水平下降,提示其作用機(jī)制與調(diào)節(jié)多種細(xì)胞因子水平及減輕氣道炎癥而改善肺功能有關(guān)。林泗定等[45]通過研究太子參不同極性部位提取物對(duì)慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠的影響,發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯部位及太子參粗多糖提取物能顯著降低其肺阻力和動(dòng)態(tài)肺順應(yīng),其作用機(jī)制可能是降低肺部炎癥細(xì)胞趨化因子IL-8、TNF-α、GM-CSF的生成及增加抗炎細(xì)胞因子IL-10的生成。
Cai等[46]從太子參新鮮根中分離出一種相對(duì)分子質(zhì)量為20.5×103的胰蛋白酶抑制劑(PHTI),對(duì)植物病原菌具有較好的抑制作用;此外,太子參環(huán)肽具有酪氨酸酶抑制活性,能改善記憶、延緩衰老、抗疲勞、健腦強(qiáng)精及防止腦血管疾病等。
太子參的化學(xué)成分隨著分析技術(shù)的不斷進(jìn)步被逐漸挖掘出來。太子參環(huán)肽是具有代表性的成分之一,太子參環(huán)肽B是最典型的一個(gè)。其結(jié)構(gòu)為環(huán)狀八肽[cyclo-(Gly-Gly-Leu-Pro-Pro-Pro-Ile-Phe)],TLC(薄層色譜)、HPLC(高效液相色譜)、MS(質(zhì)譜)及NMR(核磁共振波譜)等技術(shù)廣泛應(yīng)用于太子參化學(xué)成分分析中,高速逆流色譜(high speed counter current chromatography,HSCCC)也可應(yīng)用于分析的前處理[47]。
盡管我們對(duì)分離鑒定得到的化學(xué)成分進(jìn)行了抗氧化、抗炎、抗腫瘤等活性研究,但關(guān)于它們的合成及基因表達(dá)機(jī)制尚不明確。因此,新興的分子生物學(xué)、基因組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)等學(xué)科的出現(xiàn),帶動(dòng)了中醫(yī)藥領(lǐng)域相關(guān)分子機(jī)制的研究。Li等[58]利用lllumina HiSeq 4000測(cè)序平臺(tái)對(duì)太子參的花、葉、莖、根皮層和木質(zhì)部組織的RNA進(jìn)行測(cè)序。得到了616 413 316個(gè)干凈的讀碼,組裝成127 334個(gè)獨(dú)特的序列,N50長(zhǎng)度為951 bp,建立了一個(gè)完整的可用于基因鑒定和調(diào)控的太子參轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)。Qin等[59]發(fā)現(xiàn)太子參根際土壤真菌尖孢鐮刀菌可能導(dǎo)致一些酚類物質(zhì)的積累及植株的程序性死亡,部分揭示了尖孢鐮刀菌在根際土壤中種群爆炸的可能分子機(jī)制和信號(hào)響應(yīng)過程。鄭偉等[60]利用基因測(cè)序等技術(shù)篩選了太子參環(huán)肽B的前體基因(prePhHB),通過轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)確認(rèn)prePhHB編碼的前體肽可酶促合成太子參環(huán)肽B,為利用 RNA測(cè)序數(shù)據(jù)快速挖掘鑒定石竹科環(huán)肽前體肽提出了新思路。
太子參的栽培歷史悠久,之前栽培產(chǎn)區(qū)多在北方,后來在人為因素的干擾下出現(xiàn)了由北向南遷移的趨勢(shì)[61]。與此同時(shí),太子參野生資源銳減,栽培太子參逐漸占據(jù)市場(chǎng)主流,隨之產(chǎn)生多種問題:如須根在使用過程中被棄置,沒有得到充分的利用[62];沒有完整的商品等級(jí)來統(tǒng)籌調(diào)控市場(chǎng)資源;沒有完善的產(chǎn)業(yè)體系來指導(dǎo)栽培種植;沒有完善的技術(shù)來改善中藥連作障礙問題[62]等。目前沒有明確的指標(biāo)性成分評(píng)價(jià)太子參的品質(zhì),如2010版《中國(guó)藥典》出現(xiàn)了以太子參環(huán)肽B為評(píng)價(jià)指標(biāo),隨后在該版《中國(guó)藥典》增補(bǔ)版中被取消,說明該指標(biāo)作為太子參的指標(biāo)性成分還有待商榷;劉訓(xùn)紅等[63]、許冬瑾等[64]選取太子參多糖、皂苷等成分作為評(píng)測(cè)太子參的質(zhì)量指標(biāo);康傳志等[65]對(duì)不同產(chǎn)地、不同等級(jí)的太子參藥材進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果發(fā)現(xiàn)上中部直徑、單個(gè)質(zhì)量、50 g塊根數(shù)可作為太子參等級(jí)劃分的外觀評(píng)測(cè)指標(biāo),太子參多糖作為內(nèi)在質(zhì)量評(píng)測(cè)指標(biāo)。由此來看,太子參資源分類與質(zhì)量控制仍存在巨大漏洞,中藥材產(chǎn)業(yè)體系的完善迫在眉睫。
表1 太子參化學(xué)成分分析