紅毛七化學成分及藥理作用研究進展

黃仕其，李玉澤，樊 浩，張烊烊，李水苗，黃文麗，鄧 翀，王 薇，2**，宋小妹, 2*

(1.陜西中醫(yī)藥大學 藥學院，陜西 咸陽 712046； 2.陜西省中藥基礎(chǔ)與新藥研究重點實驗室，陜西 咸陽 712046)

紅毛七為小檗科植物類葉牡丹CaulophyllumrobustomMaxim.[LeonticerobustumDiels]的干燥根及根莖，因其須根多而細呈紫紅色，故得此名。紅毛七又名類葉牡丹、葳嚴仙，雞骨升麻，紅毛漆等[1]。紅毛七作為秦嶺一帶特色植物藥材，主要分布于我國東北及陜西、湖北等地?！吨兴幋筠o典》中載明紅毛七具有祛風通絡(luò)，活血調(diào)經(jīng)等功效，臨床上常用于治療風濕疼痛、跌打損傷、月經(jīng)不調(diào)等疾病[2]，近年來研究發(fā)現(xiàn)紅毛七在抗風濕、抗腫瘤等方面具有很好的藥理活性。目前國內(nèi)外對于紅毛七的研究較少，對該藥用植物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究不夠全面，因此本文對紅毛七現(xiàn)有的文獻進行研讀總結(jié)，主要包括化學成分和藥理作用的綜述，為后續(xù)研究該藥用植物提供文獻參考。

1 化學成分

目前從紅毛七植物中發(fā)現(xiàn)的化學成分主要是三萜皂苷、生物堿，其他類型化合物有甾醇、環(huán)烯醚萜、倍半萜等，此外，米盈盈通過GC-MS從類葉牡丹中分析鑒別出44個揮發(fā)油成分[3]。

1.1 三萜皂苷類

三萜皂苷類化合物是紅毛七中重要的一類化合物，苷元部分基本都是五環(huán)三萜類，其母核皂苷元類型主要有葳嚴仙皂苷元(I)、常春藤皂苷元(Ⅱ)、刺囊酸皂苷元(Ⅲ)、齊墩果酸皂苷元(Ⅳ)、11-酮-葳嚴仙皂苷元(V)、11-酮-常春藤皂苷元(VI)、絲石竹皂苷元(VII)，根據(jù)苷元上取代基的有無和糖連接的位置判斷該化合物的苷元結(jié)構(gòu)類型。從紅毛七中分離出的已知三萜皂苷類化合物有53個?？锖W課題組[4-6]從東北產(chǎn)類葉牡丹中分離出一系列的三萜皂苷，其中代表性的有7個新化合物 leiyemudanoside A～G(4，5，29，6，7，43，44)；湯海峰[7-8]課題組從陜西太白山采得的紅毛七中分離出25個三萜皂苷化合物，并首次發(fā)現(xiàn)了新的三萜皂苷元gypsogenin和betulini cacid；劉新橋[9]課題組報道了從湖北宜昌地區(qū)的紅毛七中分離出3個新化合物；馬養(yǎng)民[10]等人從陜西太白山地區(qū)的紅毛七中分離得到5個三萜皂苷。具體化合物名稱及結(jié)構(gòu)見表1和圖1。

表1 紅毛七中三萜皂苷類化合物

續(xù)表1 紅毛七中三萜皂苷類化合物

圖1 紅毛七中三萜皂苷類結(jié)構(gòu)

表2 紅毛七中三萜皂苷類化合物

續(xù)表2 紅毛七中三萜皂苷類化合物

續(xù)表2 紅毛七中三萜皂苷類化合物

1.2 生物堿類

生物堿是紅毛七中具有很好活性的一類化學成分，主要類型是喹啉類生物堿和喹諾里西啶類生物堿。劉新橋[9]課題組從紅毛七中分離出9個生物堿成分；匡海學[5-6]課題組從類葉牡丹中分離出magnoflorine(56)，N-methylcytisine(57)；Yang等人分離得到7個生物堿[33]；湯海峰[36,43]課題組從紅毛七中分離出19個生物堿，其中包括一個新生物堿(7R，9R，11S，13R)-O-acetylbaptifoline(86)；王曉玲[40]從紅毛七中分離出caulophylline A-E(74-78)等5個新生物堿；賀浪沖[39,44]等人分離出紅毛新堿(72)，caulophine(79)，紅毛新堿B(89)等3個新生物堿成分；李義平[42]結(jié)合HPLC，GC/MS等現(xiàn)代技術(shù)分析得出紅毛七中含有生物堿 boldine(91)，cytisine (92)；但飛君[45]從紅毛七中分離得到新的生物堿GRE-3(90)。具體名稱和結(jié)構(gòu)圖見表3和圖2。

表3 紅毛七中生物堿類化合物

續(xù)表3 紅毛七中生物堿類化合物

1.3 甾醇及其苷類

匡海學[5]等人從類葉牡丹中分離得到β-sitosterol(96)，α-spinasterol(100)，α-spinasterol-3-O-β-D-glucoside(101)；但飛君[45]等從產(chǎn)自湖北宜昌地區(qū)的紅毛七中分離出cholesterol(97)，β-sitgmasterol(98)，lupeol(99)，化合物結(jié)構(gòu)見圖3。

1.4 其他類化合物

匡海學[5]等人從類葉牡丹中分離得到5個化合物，其中包括2個新化合物類葉牡丹素A(122)和類葉牡丹素B(123)；劉新橋[9]等人從紅毛七中分離出22個化合物，均是該屬植物首分；馬養(yǎng)民[10]從紅毛七中分離出棕櫚酸(126)；湯海峰[43]等人分離出 blumenol C (127)。具體名稱及結(jié)構(gòu)見表5和圖4。

圖2 紅毛七中生物堿類結(jié)構(gòu)

表4 甾醇及其苷類化合物

2 藥理作用

紅毛七始載于《民間常用草藥匯編》，書中記載其功效有祛風濕痹痛，治跌打損傷，消瘀血腫塊；《陜西中草藥》記載紅毛七具有散瘀止痛，活血通絡(luò)，降血壓等功效，常用于治療婦女經(jīng)期腹痛，月經(jīng)不調(diào)，風濕性關(guān)節(jié)炎和高血壓等病癥；《中華本草》中注明紅毛七有治療婦女痛經(jīng)、產(chǎn)后瘀血疼痛，祛風除濕、外傷止血等功效。現(xiàn)代藥理研究表明紅毛七在抗類風濕關(guān)節(jié)炎，抗腫瘤以及在心血管疾病等方向具有很好的藥理活性。

2.1 抗菌作用

譚萍[70]通過對包括紅毛七等40種秦嶺“七藥”的抗菌試驗研究，發(fā)現(xiàn)紅毛七水提液具有廣譜的抗菌作用，尤其是對白色葡萄球菌和金黃色葡萄球抗菌效果突出；蔡正軍[71]等人研究了紅毛七乙醇提取物及其不同萃取部位對受試菌的體外抑菌試驗，發(fā)現(xiàn)紅毛七乙醇提取物對金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌有較強的抑制作用，其正丁醇和乙酸乙酯部位抗菌效果最為顯著。

2.2 鎮(zhèn)痛抗炎作用

李曉春[72]通過小鼠耳腫脹法、小鼠肉芽增生法等試驗手段研究，發(fā)現(xiàn)紅毛七水提液具有抗炎作用，能夠降低小鼠耳腫脹度和肉芽組織干重，采用傳統(tǒng)的熱板實驗和醋酸扭體試驗方法驗證了紅毛七具有鎮(zhèn)痛作用；焦淑萍[73]等通過棉球肉芽腫法、巴豆油誘導(dǎo)炎癥和腹腔注射醋酸誘導(dǎo)炎癥等試驗方法建立小鼠體內(nèi)炎癥模型，給藥后發(fā)現(xiàn)紅毛七水提液對小鼠腹部組織水腫有明顯的抑制作用，并能夠減弱其腹腔毛細血管的通透性，說明了紅毛七水提液能夠抑制炎癥早期的滲出；姜虹[74]通過醋酸扭體法和熱板法研究類葉牡丹水煎液的鎮(zhèn)痛效果，研究表明類葉牡丹水煎液能夠減輕醋酸對小鼠帶來的疼痛，在對小鼠進行熱板法試驗時能夠延長痛閾值；楊蘋[75-76]等對于紅毛七正丁醇提取物、乙醇提取物、三氯甲烷提取物三種不同的提取物鎮(zhèn)痛抗炎的效果差異進行了試驗研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)痛抗炎效果最為顯著的是乙醇提取物(HMT)，并通過進一步試驗驗證了HMT能顯著延長小鼠的痛閾值和提高小鼠巨噬細胞的吞噬功能；楊秀芳[77]研究了紅毛七中三萜皂苷類成分對小鼠鎮(zhèn)痛抗炎效果存在計量關(guān)系，實驗結(jié)果證明不同濃度的三萜皂苷對小鼠的鎮(zhèn)痛、抗炎作用不一樣，皂苷元上糖的數(shù)量不同其試驗結(jié)果也不同。

圖3 紅毛七中甾醇及其苷類化合物結(jié)構(gòu)

表5 紅毛七中其他類化合物

續(xù)表5 紅毛七中其他類化合物

2.3 抗氧化作用

但飛君[45,78-79]及團隊研究人員系統(tǒng)地研究了紅毛七的抗氧化作用，發(fā)現(xiàn)紅毛七多糖，乙醇提取物的正丁醇、乙酸乙酯部位能夠很好清除DPPH自由基，抗氧化作用顯著，且多糖抗氧化效果存在濃度依賴關(guān)系；楊赟[80]對紅毛七乙醇提取部位抗氧化試驗的研究，發(fā)現(xiàn)紅毛七醇提物三氯甲烷部位具有明顯的抗氧化作用。

圖4 紅毛七中其他類化合物結(jié)構(gòu)

2.4 對類風濕關(guān)節(jié)炎的作用

在紅毛七抗類風濕關(guān)節(jié)炎活性，包括其抗炎機制的研究等方面，以黑龍江中醫(yī)藥大學研究團隊科研為主導(dǎo)在類葉牡丹抗類風濕方向發(fā)表了大量的研究論文，全面研究了類葉牡丹的化學成分，且系統(tǒng)研究了其類葉牡丹抗類風濕關(guān)節(jié)炎的活性成分、作用機制及代謝組學方面的研究。趙敏[81]以體內(nèi)次生代謝為出發(fā)點，利用LC-MS技術(shù)，對類葉牡丹化學成分的抗風濕作用進行體內(nèi)代謝研究，并闡明了類葉牡丹中三萜皂苷和生物堿成分具有抗類風濕關(guān)節(jié)炎作用；李國玉[5]通過對大鼠類風濕關(guān)節(jié)炎的造模試驗研究，結(jié)合大鼠耳廓腫脹實驗和大鼠足腫脹試驗，驗證了其藥物作用基礎(chǔ)為皂苷和生物堿類成分；許丹[82]運用代謝組學方法，以膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎(CIA)為模型，運用代謝組學方法研究類葉牡丹有效部位對CIA大鼠的血漿和尿液代謝的干預(yù)作用機制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)類葉牡丹藥物有效部位通過調(diào)節(jié)氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝、維生素代謝、能量代謝等通路起到抗風濕炎癥作用；呂春艷[83]研究發(fā)現(xiàn)類葉牡丹總皂苷與總生物堿的配伍抗類風濕關(guān)節(jié)炎效果強于總皂苷、總生物堿的單獨治療作用，且多組分協(xié)同治療作用存在一定的量效關(guān)系；呂邵娃[84-86]采用MTT、ELISA試驗方法研究發(fā)現(xiàn)類葉牡丹提取物對利用腫瘤壞死因子-α(TNF-α)誘導(dǎo)的人類風濕性關(guān)節(jié)炎的分子作用機制可能是減輕炎癥，促進異常增生的滑膜細胞凋亡；此外通過研究類葉牡丹提取物治療大鼠佐劑性關(guān)節(jié)炎的機理，提出了類葉牡丹抗類風濕關(guān)節(jié)炎機制可能是降低炎癥水平，抑制細胞免疫、非特異性免疫和體液免疫；結(jié)合MTT法、基因芯片技術(shù)研究類葉牡丹提取物(GRME)抗風濕作用的機制進行了研究，在空白組和模型組之間總共鑒定出329個顯著上調(diào)的基因和141個下調(diào)的基因。在CRME藥物組和模型組之間共鑒定出218個顯著上調(diào)的基因和191個下調(diào)的基因，在LncRNA-mRNA加權(quán)共表達的的網(wǎng)絡(luò)模塊中發(fā)現(xiàn)Hist1h2bj、Hist1h2ba、Zfp36、Ccl3、Cxcl2、Egr1與芯片數(shù)據(jù)一致；崔杰[87]做了基于LncRNA-mRNA芯片技術(shù)的類葉牡丹抗類風濕性關(guān)節(jié)炎作用的機制研究，通過觀察細胞形態(tài)和基因芯片數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)類葉牡丹有效部位影響細胞的營養(yǎng)物質(zhì)的代謝，其生物過程主要是影響DNA的構(gòu)象和合成、蛋白質(zhì)的合成；匡海學[88]等人發(fā)明了一種含類葉牡丹總生物堿和總皂苷治療類風濕關(guān)節(jié)炎的藥物，總生物堿與總皂苷的結(jié)合，具有明顯的鎮(zhèn)痛抗炎效果；段繼新[89]進行了類葉牡丹提取物大鼠給藥后血漿中四種抗類風濕性關(guān)節(jié)炎化合物的UPLC-MS/MS測定及藥代動力學研究。

2.5 對心血管系統(tǒng)的影響

王嗣岑[90]研究發(fā)現(xiàn)紅毛七中新的生物堿成分caulophine具有抗心肌缺血作用，采用細胞膜色譜技術(shù)(CMC)，建立大鼠心肌細胞膜色譜系統(tǒng)進行藥物活性成分的篩選，通過CMC系統(tǒng)分離和篩查出單體生物堿活性成分caulophine，高琨[91-92]采用CMC實驗方法，用血管細胞膜篩為模型篩選出紅毛七的甲醇提取物活性成分HMQ-52和HMQ-54。結(jié)合兔離體主動脈條藥理試驗發(fā)現(xiàn)HMQ-54能夠抑制去甲腎上腺素引起的血管收縮，其拮抗作用隨著劑量增大而增強，此外還發(fā)現(xiàn)紅毛七提取物正丁醇部位(HMQ-4)對血管有舒張作用，通過血管CMC法、動物離體藥理試驗來確定對血管有舒張作用的紅毛七提取物有效部位，通過柱層析分離化學成分和結(jié)合藥效試驗篩選出舒張血管的有效成分為HMQ-44；李義平[93-94]研究了紅毛七總生物堿對血管生成的抑制作用，通過建立細胞膜色譜法快速篩選得到有效化學成分，結(jié)合藥效試驗，確定紅毛七總生物堿為抑制血管內(nèi)皮細胞生成的活性部位，同時具有抑制腫瘤血管生成的作用；林容[95]通過MTT法研究紅毛七提取物正丁醇部位(HMQ-4)對內(nèi)皮細胞活性的影響，用H2O2損傷血管內(nèi)皮細胞為模型，結(jié)合免疫細胞化學觀察細胞轉(zhuǎn)錄因子-KB的表達，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)HMQ-4可以減少血管內(nèi)皮細胞的死亡，其機制可能是增加了-KB轉(zhuǎn)錄因子的表達和NO的釋放；賀浪沖[44]等人從紅毛七中分離出新的生物堿成分紅毛新堿B，經(jīng)離體試驗和整體藥理試驗研究證明了具有抗心肌缺血的作用并取得了國家專利，紅毛新堿B是潛在的抗心肌缺血藥物。

2.6 抗腫瘤作用

紅毛七中生物堿成分具有很好的抗腫瘤活性，展穎轉(zhuǎn)[96]對紅毛七中塔斯品堿抗乳腺癌作用及其作用機制作了系統(tǒng)的研究, 通過體外培養(yǎng)乳腺癌細胞，采用MTT、CMC、LC-MS、酶聯(lián)免疫法、流式細胞術(shù)、Western Blot、RT-PCR和實時熒光定量多聚酶鏈反應(yīng)等試驗方法研究發(fā)現(xiàn)塔斯品堿通過下調(diào)EGFR與ERα基因的表達來達到抑制乳腺腫瘤生長作用；康圓[97]通過MTT、平板克隆形成試驗、Hoechst、Western Blot等方法驗證了紅毛七總皂苷對乳腺癌ZR-75-30細胞增殖也具有明顯的抑制作用；此外在生物堿抗肺癌細胞方面，張彥民[98]、王倩[43]等人運用MTT、透射電鏡技術(shù)、流式細胞術(shù)等技術(shù)方法研究發(fā)現(xiàn)了紅毛七中塔斯品堿、reticuline對于人肺癌細胞A549有誘導(dǎo)凋亡作用、能抑制癌細胞 A549的增殖、并且對肺癌細胞PC-9有顯著的細胞毒性；王靜[99]利用CCK-8試驗方法發(fā)現(xiàn)紅毛七中三萜類化合物collinsogenin和常春藤皂苷元同樣具有抑制肺癌細胞A549增殖的作用；王玉梅[7]等研究紅毛七中三萜皂苷的抗腫瘤活性，發(fā)現(xiàn)cauloside C和齊墩果酸3-O-β-D-吡喃葡萄糖-(1→2)-α-L-鼠李糖苷對人體膠質(zhì)瘤細胞、肝癌細胞、早幼粒白血病細胞有明顯的細胞毒性作用。

2.7 細胞毒作用

Anisimov[100-102]等人研究發(fā)現(xiàn)cauloside A和cauloside C能夠抑制大鼠骨髓細胞蛋白質(zhì)的生物合成，cauloside C還能明顯抑制丙氨酸滲入細胞內(nèi)氨基酸庫，該活性化合物如與海膽胚胎共同孵育還會使其溶酶體膜斷裂，DNA 合成停止，將其注射到大鼠腹腔內(nèi)可使肝細胞微粒體、線粒體和胞漿內(nèi)的核糖核酸明顯增加。

2.8 其他藥理作用

董亞琳[103]研究發(fā)現(xiàn)紅毛七中塔斯品堿具有促進皮膚創(chuàng)傷愈合作用，其作用機制可能與促進纖維細胞分泌TGF-β1和EGF因子有關(guān)。

3 結(jié)語

紅毛七作為民間傳統(tǒng)的中草藥，在我國分布廣泛，民間用于治療風濕關(guān)節(jié)炎、跌打損傷、月經(jīng)不調(diào)等病癥歷史悠久，其中三萜皂苷和生物堿是類風濕關(guān)節(jié)炎和心血管疾病主要的活性成分。近年來，對于類風濕性關(guān)節(jié)炎疾病的研究有了新的進展，主要運用代謝組學研究紅毛七提取物有效部位和多組分的聯(lián)合治療效果，在此基礎(chǔ)上深入地展開其藥理作用機制研究，在心血管疾病研究方面，研究者不斷從紅毛七中分離出具有良好活性的新的生物堿成分，且紅毛七新堿用于抗心肌缺血藥物的研發(fā)已獲得國家專利。從紅毛七中分離出的三萜皂苷和生物堿化合物總量近百種，而目前多以提取部位進行藥理作用研究，對化合物的活性篩選也較少，因此對其單體化合物對疾病作用機制和靶點這一領(lǐng)域的研究還有廣闊空間。

目前對于抗腫瘤的研究，主要集中于乳腺癌、肺癌、肝癌等癌癥。尤其是乳腺癌這一癌癥方面，紅毛七中塔斯品堿和三萜皂苷均發(fā)現(xiàn)有顯著的抑制作用，在今后的研究中，可以在抗乳腺癌方面進行廣泛的化合物活性篩選和藥理作用機制的研究，此外根據(jù)紅毛七水煎液明顯的鎮(zhèn)痛抗炎作用、塔斯品堿抗菌和促皮膚創(chuàng)傷愈合顯著的藥理活性，可以從皂苷與生物堿組合治療方向、單體化合物和其合成衍生物等方向展開其止痛和皮膚外傷類新藥的研發(fā)。