高 昆 ，林洪源

（1.山西大同大學(xué) 農(nóng)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，山西 大同 037009；2.大同鄉(xiāng)村振興研究院，山西 大同 037009；3.山西大同大學(xué) 設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心，山西 大同 037009）

所謂道地藥材就是指經(jīng)過長期臨床研究所選出來的，在特定地區(qū)，通過特定生產(chǎn)過程所制造的，較其他地區(qū)所產(chǎn)的同種藥材品質(zhì)佳、療效好，并具有較高知名度的藥材[1]。山西道地藥材的生產(chǎn)歷史悠久，中藥文化底蘊深厚，山西中藥資源量位列全國第4，中藥材的種類、儲量、種植面積和產(chǎn)量均處于全國前列[2]。近年來，山西省積極挖掘中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢，根據(jù)國家中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，相繼出臺了《山西省中藥材保護和發(fā)展實施方案》《山西省人民政府辦公廳關(guān)于推進中藥材產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》（晉政辦發(fā)〔2022〕52 號）、山西省人民政府《關(guān)于建設(shè)中醫(yī)藥強省的實施方案》（2020年3月）等多項政策措施，為提高山西省中藥材資源優(yōu)勢和市場競爭力奠定了堅實的基礎(chǔ)。

近年來，中藥的療效受到國內(nèi)外的普遍關(guān)注，國外學(xué)者也致力于研究山西道地藥材的功效，如苦參的抗菌[3]、抗炎[4]、抗腫瘤[5]和降血糖作用[6]；黃芩黃酮的抗衰老作用機制[7]；連翹的抗炎活性[8]；黨參的免疫調(diào)節(jié)作用[9]；遠志的抗抑郁有效成分及作用機制[10]；甘草的抗炎殺菌性[11]；知母皂苷對老年癡呆癥的防治作用[12]。

本研究旨在通過查閱和整理文獻，從山西省道地中藥材的分布，有效成分和功效及分子生物學(xué)和生理生態(tài)學(xué)方面的研究進行綜述，了解山西省道地中藥材的研究成果，發(fā)現(xiàn)存在的不足，提出今后的研究方向，為提高山西省道地中藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量，更好地發(fā)揮其藥用價值提供幫助。

1 山西省道地中藥材及其分布

山西省是我國藥材資源大省，藥材種類豐富，據(jù)第四次中藥資源普查初步統(tǒng)計，山西省現(xiàn)有1 788 種中藥材，其中，道地中藥材達30 多種[13]。受地理位置、地形地貌、氣候條件、土壤類型等因素的影響，在山西各地集中分布的道地中藥材種類較多。

1.1 山西北部藥材

山西北部地區(qū)根據(jù)行政劃分包括大同、朔州、忻州3 個市，分布于北部的道地中藥材有：柴胡（Bupleurum chinenseDC.）、黃芪（Astragalus membranaceus（Fisch.） Bge.var.mongholicus（Bge.） Hsiao）、知母（Anemarrhena asphodeloidesBge.）、甘草（Glycyrrhiza uralensisFisch.）、麥冬（Ophiopogon japonicus（Linn. f.） Ker-Gawl.）、黃芩（Scutellaria baicalensisGeorgi）。

1.2 山西中部藥材

中部地區(qū)即呂梁、太原、陽泉、晉中四地，所產(chǎn)的藥材包括：甘草、連翹（Forsythia suspense（Thunb.）Vahl）、丹參（Salvia miltiorrhizaBge.）、板藍根（菘藍）（Isatis indigoticaFort.）、黃芩。

1.3 山西南部藥材

南部地區(qū)包括臨汾、長治、晉城、運城4 個市，主產(chǎn)藥材為：刺五加（Acanthopanax senticosus（Rupr.etMaxim.） Harms）、射干（Belamcanda chinensis（L.） DC.）、黨參（Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.）、連翹、生地（地黃）（Rehmannia glutinosaLibosch.）、柴胡、苦參（Sophora flavescensAit.）、板藍根、遠志（Polygala tenuifoliaWilld.）、瓜蔞（栝樓）（Trichosanthes kirilowiiMaxim.）、防風(fēng)（Saposhnikovia divaricata（Turcz.） Schischk.）、丹參、麥冬、黃芩、貝母（Bolbostemma paniculatum（Maxim.）Franquet）、豬苓（Polyporus umbellatus（Pers.） Fries）、山茱萸（Cornus officinalisSieb. et Zucc.）。

在這些藥材中，除了黃芩在山西全省均有分布外，北部和中部共有的種類有甘草，北部和南部共有的種類有柴胡和麥冬，中部和南部相同的種類較多，有連翹、丹參、板藍根。相比較而言，山西南部的道地藥材種類比北部和中部多，而且產(chǎn)量也大。

2 山西省道地中藥材有效成分及功效

在山西道地中藥材中，能夠分離出生物堿、有機酸類、皂苷類、黃酮類、多糖類等有效成分，這些有效成分具有多種生物活性，在臨床上有廣泛用途。

2.1 含有生物堿類的中藥材

有研究發(fā)現(xiàn)，黨參中含有吡咯烷鎓[14-15]、黨參堿、黨參次堿[16-17]，黨參生物堿的藥理作用主要是對神經(jīng)系統(tǒng)的作用，具有保護神經(jīng)細胞、提高學(xué)習(xí)記憶能力以及減輕阿爾茲海默病癥狀等[18]。從苦參中分離到的生物堿主要有苦參堿、臭豆堿、苦豆堿、羽扇豆堿等類型[19]。其中，苦參堿具有顯著的抗腫瘤、抗肝炎病毒、抗心血管疾病作用[20-24]。常寶勤等[25]用紫外分光光度法測定板藍根中的生物堿類靛玉紅、靛藍的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，這2 種生物堿具有保護肝臟、治療白血病、抗菌、抗病毒等作用。何立巍等[26]研究發(fā)現(xiàn)，板藍根總生物堿類對感染甲型流感病毒的小鼠有保護作用。張繼等[27]研究結(jié)果顯示，甘草生物堿成分為喹啉衍生物類及異喹啉衍生物類，甘草的根和根莖具有清熱解毒、止咳祛痰、補脾和胃等功效，這與甘草生物堿成分有關(guān)。金寶淵等[28]用光譜分析法鑒定出遠志的生物堿為咔啉類衍生物。瓜蔞干燥果皮脂溶性部分含有一種特有的生物堿——栝樓酯堿[29]，但其藥理活性未見報道。貝母中的甾體生物堿種類多，其中主要是西貝素和西貝素苷，它們是貝母止咳、化痰作用的有效成分[30]。

2.2 含有有機酸的中藥材

有機酸是中藥材的有效活性成分之一，具有抗菌、消炎等作用。不同中藥材中有機酸種類不同，如黨參中的有機酸主要是丁香酸、丁香醛、煙酸以及香草酸4 種[31]。板藍根中的有機酸是水楊酸、丁香酸、苯甲酸和鄰氨基苯甲酸[32]。巢志茂等[33]在5 種瓜蔞果皮揮發(fā)油中發(fā)現(xiàn)了15 種有機酸，其中，棕櫚酸含量最高，其次是亞麻酸和亞油酸。

2.3 含有皂苷類的中藥材

黨參皂苷具有增強免疫力、抑菌、抗氧化和抗癌等作用。曹發(fā)昊等[34]研究發(fā)現(xiàn)，黨參皂苷能增強細胞免疫、體液免疫功能，可以作為免疫增強藥物。鄧寶安等[35]研究表明，黨參皂苷提取物具有很強的抗菌活性。方志娥等[36]研究結(jié)果顯示，黨參總皂苷對人肝癌SMMC-7721 細胞有抑制作用。苦參根中三萜皂甙類主要有苦參皂甙Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，大豆皂甙Ⅰ。三萜皂苷類具有抗腫瘤、抗菌消炎、抗病毒等生物活性[37]。知母根莖中含有甾體皂苷類，是知母首要的藥理活性成分[38]，其中知母皂苷BⅡ以及知母皂苷AⅢ等甾體皂苷類具有改善學(xué)習(xí)記憶、抗老年癡呆的作用[39]。柴胡中含有較多的皂苷類化合物，其中柴胡皂苷A、C、D 是其主要活性成分[40]。李肖等[41]研究發(fā)現(xiàn)，柴胡中的柴胡皂苷A 和柴胡皂苷D 等活性成分具有抗抑郁效果。宋吉美等[42]研究表明，柴胡皂苷A 和D 具有明顯的抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用。相關(guān)研究表明，柴胡皂苷類成分具有良好的保肝護肝作用[43]，柴胡、刺五加、麥冬的皂苷具有抑制癌細胞的生長、侵襲、遷移功能[44-46]。刺五加皂苷還有抗氧化功能[47]。黃芪皂苷類成分主要有黃芪皂苷、異黃芪皂苷、乙酰黃芪皂苷、環(huán)黃芪苷和大豆皂苷等。黃芪皂苷是黃芪中重要的活性成分之一，具有抗腫瘤、抗衰老、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、保護心血管系統(tǒng)等功能[48]。王敏等[49]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪皂苷Ⅱ可激活CD45PTPase，誘導(dǎo)Th1 細胞反應(yīng)，增強抗腫瘤免疫反應(yīng)。鄭恒等[50]研究表明，黃芪皂苷可改善心肌損傷，增強心功能，抑制心肌細胞凋亡。甘草皂苷中的三萜皂苷是甘草中最主要的一類化學(xué)成分，具有保肝活性[51]。甘草酸制劑用于臨床治療乙型肝炎病毒。費書珂等[52]研究表明，甘草皂苷可顯著改善急性胰腺炎小鼠的炎癥水平，減輕胰腺組織損傷。遠志皂苷為中藥遠志中的三萜皂苷類成分，是其發(fā)揮藥效的主要成分之一。遠志皂苷具有抗氧化、抗衰老、抗癌、保護心腦血管及神經(jīng)等作用[53]。梁義等[54]研究發(fā)現(xiàn)，遠志皂苷D通過Wnt/β-catenin 信號通路抑制結(jié)直腸癌的生長和轉(zhuǎn)移。皮婷等[55]研究結(jié)果顯示，遠志皂苷可抑制LPS 誘導(dǎo)的細胞炎癥因子的釋放及表達，具有保護神經(jīng)細胞炎癥損傷的作用。

2.4 含有黃酮類的中藥材

黃酮類化合物具有清除自由基、抗氧化、抗癌、抗菌、抗過敏、抗炎癥、抗病毒等多種生物活性及藥理作用，對人類的腫瘤、衰老、心血管等疾病的治療和預(yù)防也具有重要意義。山西省道地藥材中含有黃酮類的有連翹、黃芪、甘草、柴胡、遠志、黨參、苦參、板藍根、黃芩、射干、麥冬、山茱萸等，它們各有不同的功效。連翹中的黃酮類化合物具有一定的清除羥自由基的能力[56]。李平等[57]研究發(fā)現(xiàn)，連翹黃酮能顯著抑制胃癌細胞MGC80-3，促進細胞自噬性死亡。杜虹韋等[58]研究表明，黃芪黃酮提取物能抑制S180 小鼠腫瘤細胞的生長，對腫瘤細胞的凋亡有一定的促進作用。邵洋等[59]研究推測，黃芪黃酮與葛根黃酮配伍，通過APN/AMPK 的相關(guān)信號通路有降低血糖、血脂的作用。陳浩等[60]研究表明，甘草黃酮對MPTP 帕金森病小鼠DA 能神經(jīng)元具有神經(jīng)保護效應(yīng)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，柴胡黃酮、遠志黃酮、黨參黃酮具有一定的抗氧化性[61-63]。王繼光等[64]研究發(fā)現(xiàn)，苦參總黃酮有抗心律失常的作用。張洪江等[65]利用分子對接方法研究了板藍根中15 個黃酮化合物對神經(jīng)氨酸酶的抑制作用，為板藍根抗流感病毒的物質(zhì)基礎(chǔ)提供線索。龍旭等[66]研究顯示，丹參總黃酮對革蘭氏菌有抑制作用，其抑菌率大小依次為大腸埃希菌＞金黃色葡萄球菌＞銅綠假單胞菌。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)黃芩黃酮有抗衰老作用[67]。

2.5 含有多糖類的中藥材

中藥材中的多糖也是重要的活性成分之一，起著不同的藥用功效，如黨參、黃芪、甘草的多糖[68-70]能夠參與調(diào)節(jié)免疫活性；黨參、知母、柴胡、黃芪的多糖[42,71-73]起到抗炎癥功能；甘草多糖[74]，苦參、黨參多糖[75-76]，具有抗氧化功能。

2.6 含有其他有效成分的中藥材

除了以上5 種主要有效成分外，山西中藥材中還有多種化學(xué)成分，牛天增等[77]從黨參中提取的有效成分還包括了蒼術(shù)內(nèi)脂Ⅲ，蒼術(shù)內(nèi)脂Ⅲ能夠改善腸道炎癥，可用于臨床治療腫瘤及損傷。張娜等[78]研究表明，生地（地黃）甾醇類成分具有調(diào)節(jié)免疫、減少血管通透性、抑制血管內(nèi)皮炎癥、抑制關(guān)節(jié)滑膜炎癥的作用。李亞妮等[79]通過FTIP 指紋圖譜的研究，發(fā)現(xiàn)遠志醇溶性浸出物中有大量的脂類物質(zhì)，證實了山西遠志醇溶性浸出物中脂溶性成分含量高。

2.7 道地中藥材有效成分提取工藝

目前研究注重優(yōu)化藥材主要有效成分的提取工藝，使提取的有效成分含量更加優(yōu)質(zhì)，提取率更高。最常用的提取方法有Box-Behnken 響應(yīng)面優(yōu)化法、正交試驗優(yōu)化法、超聲波提取法。如連翹黃酮、連翹多糖、遠志黃酮、甘草多糖的提取利用Box-Behnken 響應(yīng)面優(yōu)化法[74,80-82]；板藍根多糖、黨參多糖的提取利用超聲波提取法[83-84]；知母黃酮、瓜蔞黃酮、黃芪多糖的提取利用正交優(yōu)化法[85-87]。

有些研究還利用HPLC 指紋圖譜對藥材的有效成分進行分析，確定藥材有效成分的含量，鑒定不同產(chǎn)地、不同品種藥材的質(zhì)量，為藥材質(zhì)量控制提供依據(jù)。關(guān)琳靜等[88]采用RP-HPLC 色譜法，將潞黨參和其他不同產(chǎn)地黨參的有效成分進行對比，結(jié)論可用于測定山西潞黨參的質(zhì)量。張麗增等[89]建立不同批次山西遠志的HPLC 指紋圖譜，表明山西遠志藥材有效成分組成一致，質(zhì)量穩(wěn)定，該法也可用于快速鑒定不同產(chǎn)地的山西遠志。喬麗芳等[90]建立了山西不同地區(qū)黃芩葉的黃酮類物質(zhì)的HPLC 指紋圖譜，測定出不同產(chǎn)地黃芩黃酮含量，為黃芩質(zhì)量評價提供依據(jù)。

3 山西省道地中藥材的分子生物學(xué)

隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代儀器分析技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)開始逐步應(yīng)用于中藥材的品種鑒定和品質(zhì)研究。中藥分子鑒定是應(yīng)用 DNA 分子標(biāo)記技術(shù)鑒定中藥材的方法。DNA分子標(biāo)記技術(shù)具有特異性強、痕量、方便、準(zhǔn)確的特點。馬寧[91]利用ITS 序列的差異，鑒別黃芪的正品與偽品。詹海仙等[92]對山西省3 種野生黃芩葉綠體基因組序列的SSR 位點進行了分析，從分子水平對黃芩進行了快速、準(zhǔn)確的鑒定。昌秦湘等[93]綜述了RAPD、SSR、ISSR、SNP 等4 種不同分子標(biāo)記在連翹品種鑒定、遺傳多樣性和親緣關(guān)系等方面的應(yīng)用。

PCR 技術(shù)廣泛應(yīng)用于中藥材鑒定和基因克隆及表達分析中，蒲雅潔[94]運用PCR 技術(shù)鑒定出與遠志皂苷合成有關(guān)的關(guān)鍵酶。王曉林等[95]克隆出黨參中甘油醛-3-磷酸脫氫酶基因，并分析干旱脅迫下基因的表達，結(jié)果表明該基因與黨參多糖的合成相關(guān)。王寶霞等[96]利用PCR 技術(shù)鑒定出侵染板藍根的病毒為蠶豆萎蔫病毒2 號。此技術(shù)還用于柴胡、黃芪、遠志、苦參品種的鑒定[97-100]，根據(jù)基因序列遺傳距離，結(jié)果可分析不同品種在基因方面的差別。

有學(xué)者還利用了優(yōu)化的PCR 分析技術(shù)，如苦參、黃芪、甘草的SSR-PCR 反應(yīng)體系[101-103]、板藍根的RAPD-PCR 反應(yīng)體系[104]，這些技術(shù)可為中藥材鑒定及遺傳多樣性分析提供一個標(biāo)準(zhǔn)化程序。

4 山西省道地中藥材的抗性生理生態(tài)

山西省處于我國的半干旱地區(qū)，水資源匱乏，同時土地鹽漬化程度嚴(yán)重，所以，藥用植物在受到干旱危害的同時，也受到鹽堿脅迫，影響了中藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量。

4.1 干旱脅迫

過度干旱使藥用植物缺水，導(dǎo)致生長受到抑制，對藥材的品質(zhì)和各項生理指標(biāo)有重要影響。干旱試驗表明，有些藥用植物在輕度干旱脅迫下仍可正常生長，具有一定耐旱性。王惠珍等[105]研究結(jié)果表明，輕度干旱脅迫下黨參各項生理指標(biāo)均處于正常水平。韓麗君等[106]研究干旱脅迫下連翹體內(nèi)保護酶活性的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，輕度干旱脅迫可使連翹體內(nèi)的保護酶含量增加，使連翹具有一定的抗干旱能力。

輕度干旱脅迫還可促進藥用植物有效成分的合成。梁建萍等[107]對黃芪進行不同程度干旱脅迫，結(jié)果表明，輕度的干旱脅迫能夠促進黃芪根部有效成分的積累，但中度和重度脅迫對黃芪的生長起抑制作用。雷瑞祥等[108]采用不同濃度PEG 模擬干旱脅迫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)母珊得{迫有利于遠志體內(nèi)有效成分的積累。

當(dāng)對藥用植物施加一定的外源激素，可有效緩解干旱脅迫。韓曉偉等[109]研究表明，在不同干旱程度下，用適當(dāng)濃度的外源脫落酸噴施于柴胡葉面，可提高柴胡的耐旱性，同時促進皂苷含量的增加。王楠等[110]研究發(fā)現(xiàn)，用50 mg/L 赤霉素浸種48 h，可以緩解重度干旱對黃芪種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。安鈺等[111]用不同濃度的CaCl2噴施甘草葉片7 d 后，發(fā)現(xiàn)干旱對甘草的傷害得到緩解。

以上研究表明，藥用植物在輕度的干旱脅迫下生理狀態(tài)正常，同時輕度脅迫能夠促進藥用植物有效物質(zhì)的積累，但是隨著干旱脅迫的加劇，當(dāng)超過一定值時會對藥材幼苗的生長起抑制作用，由此可知，山西省道地中藥材具有一定的抗旱能力。并且相關(guān)研究結(jié)果表明，施加某些外源物質(zhì)可以緩解或消除干旱脅迫對植物的傷害。

4.2 鹽脅迫

山西省道地中藥材的生產(chǎn)也受到鹽漬化土地的危害。在眾多的緩解藥用植物鹽脅迫的研究中，施加外源成分起了很大的作用。劉福順等[112]結(jié)果表明，苦參在輕度鹽脅迫時具有耐鹽性，當(dāng)鹽濃度超過一定值后，苦參的生長就會受到抑制，而ALA（5-氨基乙酰丙酸）在苦參種子萌發(fā)時能夠起到緩解鹽脅迫的作用。劉建霞等[113]研究發(fā)現(xiàn)，用萘乙酸浸種和在幼苗期對黃芪葉面施加一定濃度的萘乙酸，可以有效緩解鹽脅迫對黃芪的傷害作用。柳福智等[114]研究表明，施加適當(dāng)濃度的外源海藻糖能夠緩解鹽脅迫對甘草幼苗的傷害，或施加外源硅[115]也具有一定的緩解作用。華智銳等[116]、李小玲等[117]通過對黃芩幼苗施加外源吲哚乙酸、外源茉莉酸甲酯發(fā)現(xiàn)可以緩解鹽脅迫的傷害，增加其耐鹽性。

以上研究表明，山西省道地中藥材均有一定的耐鹽性，在低濃度的鹽溶液中山西道地藥材可以保持正常的生理活性，隨著鹽濃度的升高，植物生長受到抑制。但利用一些外源糖類、礦質(zhì)元素、有機酸、植物激素等可以緩解鹽脅迫下植物受到的傷害，并促進有效物質(zhì)的積累。這些研究成果為生產(chǎn)實踐中提高山西道地藥材的抗鹽性提供了理論依據(jù)。

4.3 其他逆境脅迫

藥用植物在生長的過程中，礦質(zhì)元素也會對植物的生長產(chǎn)生一定的影響。有些學(xué)者研究認為，黨參在銅脅迫和鎘脅迫下，可在基質(zhì)中添加適當(dāng)凹凸棒石黏土，以緩解脅迫對植株的傷害[118-119]。黃芪在鎘脅迫時生長受到抑制，但凹凸棒黏土能夠有效緩解鎘脅迫對黃芪的傷害作用[120]。板藍根幼苗在鎘脅迫、鉛脅迫、銅脅迫[121]下均會受到傷害，抑制其生長。但低濃度的鈣離子可以緩解板藍根幼苗的鎘脅迫[122]，適當(dāng)濃度的硅可以緩解板藍根幼苗的鉛脅迫[123]。

5 展望

山西省是我國的中藥材資源大省，也是中藥材主產(chǎn)區(qū)。隨著中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，道地中藥材生產(chǎn)已經(jīng)成為山西的重要產(chǎn)業(yè)之一。山西省道地中藥材的種類、品質(zhì)與山西的地形地貌、氣候條件、土壤性質(zhì)相適應(yīng)，具有一定的抗逆性，所提取的成分含量、品質(zhì)優(yōu)于其他品種，有效成分的應(yīng)用更加突出。關(guān)于山西省道地中藥材的有效成分和功效、分子生物學(xué)和生理生態(tài)方面的研究都取得了較多的成果，并且有些已經(jīng)用于臨床醫(yī)學(xué)、藥物生產(chǎn)及藥材生產(chǎn)實踐中。但是目前的研究取材大部分只局限于市面易獲取的中藥材，對野生中藥材的研究相對較少，所以，今后關(guān)于山西省道地中藥材的研究應(yīng)更加注重野生資源的挖掘和開發(fā)利用，深入研究野生中藥材的有效成分，優(yōu)化成分提取工藝，使更多中藥材有效成分的提取純度及含量更高，還要關(guān)注野生中藥材有效成分的臨床應(yīng)用。同時注重新品種的培育，從藥材分子生物學(xué)和生理生態(tài)學(xué)方面進行研究，以便提高中藥材的質(zhì)量和產(chǎn)量，更好地發(fā)揮其藥用價值。