桔梗皂苷D的研究進展

鄒葭霜， 單進軍， 謝 彤， 徐建亞， 狄留慶， 汪受傳

(1. 南京中醫藥大學 藥學院，江蘇 南京210023；2. 南京中醫藥大學 第一臨床醫學院，江蘇 南京210023；3. 江蘇省中藥高效給藥系統工程技術研究中心，江蘇 南京 210023)

桔梗Platycodongrandiflorum(Jacq.) A. DC. 為桔?？艭ampanulaceae桔梗的根，味苦、辛，性平，歸肺經，有宣肺平喘，祛痰排膿之功效。用于治療外感咳嗽，咽喉腫痛，肺癰吐膿，胸滿脅痛，痢疾腹痛等疾病。桔梗是臨床應用較多的一味中藥[1-2]，且藥食同源，市場需求量大。研究表明，五環三萜皂苷類成分是桔?？寡?、祛痰的有效組分[3]，其中以含量較高的桔梗皂苷D為代表，2010版《中國藥典》桔梗項下的含量測定也是以桔梗皂苷D為質控對象[4]。本文就近年來桔梗皂苷D的最新研究進展作一綜述，以期為該成分及桔梗藥材今后的進一步研究開發提供指導。

1 桔梗皂苷D的理化性質和提取工藝研究

桔梗皂苷D(PD)為白色結晶粉末，密度為1.56 g/cm3，熔點為228～237 ℃，分子式為C57H92O28，相對分子量為1 224.58，水溶性好，結構如下圖1。桔梗皂苷D為桔梗皂苷元型[5](platycodigenin)雙糖鏈皂苷，其糖基分別連于母核C-3和C-28位上。

圖1 桔梗皂苷D結構

桔梗皂苷D是桔梗藥材中含量相對較高的一種皂苷成分，2010版《中國藥典》桔梗項下規定的其質量分數為0.1%[4]。良好的藥理活性使得對桔梗皂苷D的市場需求較高，故有不少醫藥工作者對其提取分離工藝進行了大量研究。如王梓等[6]以大孔吸附樹脂法對桔梗皂苷進行富集、分離純化研究，優選出D101樹脂，以40%的乙醇為洗脫劑，對桔梗提取液進行分離純化，桔梗皂苷D的收率大于 85.2%；孫印石等[7-8]以微波輔助萃取和超聲波提取及回流提取法對桔梗皂苷D進行提取工藝研究比較，發現微波萃取對桔梗皂苷D 的提取率最高，微波輔助萃取110 s所得到的桔梗皂苷D 提取率是超聲波提取率(提取3次，每次30 min)的1.18倍，是回流提取的1.27倍；Ha, I. J.等[9]更通過酶轉化法，將桔梗皂苷D3和platycoside E進行C-3位上糖基的修飾，從而增加桔梗皂苷D的獲得。

2 桔梗皂苷D的分析方法研究

在對桔梗皂苷的分析研究中，HPLC-ELSD法以及RP-HPLC法等應用較廣。許傳蓮[10]等采用RP-HPLC 法測定不同產地桔梗中皂苷D 的含量，檢測波長為210 nm；Ahn Y. M.等[11]采用HPLC-PDA法對桔梗水提液、醇提液(50%、80%乙醇)中的桔梗皂苷D進行定量測定。然而，由于桔梗皂苷D缺少共軛結構，又無強發色基團，其末端吸收干擾檢測，因此紫外檢測器對桔梗皂苷D的檢測并非最佳方法。

目前蒸發光散射檢測器(ELSD)已成功運用于皂苷類等紫外吸收弱或無紫外吸收成分的分析，Ha I J等[9]運用ELSD對酶轉化的桔梗皂苷D進行分離分析；朱丹妮等[12]亦采用HPLC-ELSD法對桔梗藥材中的桔梗皂苷D進行含量測定；在此基礎上，2010版中國藥典[4]桔梗藥材更收載了以ELSD為檢測器的桔梗皂苷D含量測定，較2005版中國藥典[13]中的桔梗總皂苷重量法測定有了較大發展。

隨著分析技術的不斷發展，液質聯用技術也被運用到桔梗皂苷D的分析當中，Yun-Cheol Na等[14]就以HPLC/ESI-MSn對包括桔梗皂苷D在內的11種桔梗皂苷進行結構分析和鑒定；徐寶軍等[15]亦運用電噴霧串聯質譜儀對桔梗皂苷D 的分離純化進行跟蹤分析，獲得了較豐富的離子結構信息。

3 桔梗皂苷D的藥理學研究

從目前報道的文獻來看，作為桔梗中發揮療效的主要物質，桔梗皂苷D在抗炎鎮痛、抗腫瘤、保肝、調節免疫等方面均表現出良好的藥理活性。

3.1 抗炎鎮痛作用 現代藥理學研究表明，桔梗皂苷D能夠在轉錄水平上抑制NF-κB的活化，從而抑制脂多糖LPS誘導的iNOS和COX-2的表達，此外，桔梗皂苷D還可以抑制LPS誘導的多種致炎細胞因子，如PGE2等[16]。Wang C等[17]的實驗表明，桔梗皂苷D對NO的抑制呈劑量依賴性，其IC50約為15 μmol/L。

Choi S S等[18-19]以小鼠甩尾、扭體等多種疼痛模型來比較桔梗皂苷D的鎮痛作用，并研究其作用機制，結果表明，腹腔、鞘內及腦室內給予桔梗皂苷D均能產生良好的中樞鎮痛效果，且此種效果是通過調節去甲腎上腺素和血清素，而非阿片樣受體產生的。

3.2 降脂降糖作用 Lee E J等[20]實驗發現，桔梗皂苷D可抑制小鼠脂肪細胞(3T3-L1)的脂肪形成，其機制是通過增強AMP激活性蛋白激酶(AMPK)α、抑制過氧化物酶增殖體活化受體(PPAR)γ2和CCAAT/增強子結合蛋白(C/EBP)α的表達來實現增強脂代謝，從而抑制脂肪生成和堆積。Lee H等[21]發現在 3T3-L1的脂細胞分化階段，桔梗皂苷D通過降低β-連環蛋白的siRNA的轉染而抑制PPARγ2的表達，并降低了C/EBPα、脂肪酸結合蛋白(FABP)及細胞內的脂滴形成，從而恢復WNT/β-連環蛋白通路，抑制脂質的積累；此外，Lee H等[22]還發現桔梗皂苷D可上調抑制脂肪形成的克魯佩爾樣因子2 (KLF2)繼而下調PPARγ2的表達，最終產生降脂的作用。

3.3 抗腫瘤作用 Chun J等[23]通過對人胃癌細胞(AGS)的研究表明，桔梗皂苷D可顯著性地抑制其增殖并介導失巢凋亡，這種細胞凋亡與外源性的Fas受體通路及內源性的線粒體Bcl-2家族通路有關；同時，桔梗皂苷D介導的p38等應激活化蛋白激酶的磷酸化可能是其引起AGS凋亡的一個原因。Kim M O等[24]通過研究人白血病細胞(U937，THP-1 及 K562)，發現桔梗皂苷D可在體外抑制白血病細胞的增殖，并介導其凋亡，其機制是為降低c-Myc和Spl蛋白的表達水平，并下調其與DNA的結合能力，通過Ark途徑抑制hTERT的磷酸化和核轉位，發揮抑制細胞增殖的作用；此外，Shin等[25]報道，桔梗皂苷D通過抑制Egr-1的活化、ROS的產生、MMP的分解，及活化caspase-3，在誘導人白血病細胞(U937)凋亡的過程中發揮作用。

3.4 保肝作用 有文獻報道[26-27]，桔梗皂苷D通過提高谷胱甘肽S-轉移酶，Bcl-2樣蛋白及過氧化物酶基因IV的表達，起到抗氧化作用，進而抑制氧化應激反應對肝臟造成的損傷，發揮保肝作用。Kim等[28]通過對膽管結扎引起膽汁淤積型肝損傷小鼠進行研究，發現除上述抗氧化作用外，桔梗皂苷D對NF-κB和iNOS表達的顯著抑制作用，亦能降低其引起的肝細胞凋亡，從而起到保肝作用。

3.5 增強免疫作用 Sun等[29]發現桔梗皂苷D通過促進ConA蛋白、脂多糖、脾細胞抗原分化，增強小鼠血清中IgG1、IgG2a、IgG2b的抗原活性，增強小鼠的免疫力。亦有報道桔梗皂苷D可同時增強細胞和體液免疫[30]。

3.6 其他 具有抑制黑色素生成作用[31]桔梗皂苷D通過抑制cAMP蛋白激酶A通路，下調cAMP信號，同時激活Rho信號，引起黑色素細胞生成的減少及形態學的變化，由此來發揮治療色素性皮膚病的作用。桔梗皂苷D對缺血再灌注的沙鼠海馬具有神經保護作用[32]，可能是通過抑制NF-κB通路及COX-2的合成來實現。此外，桔梗皂苷D還具有刺激大鼠胰臟外分泌的作用[33]等。

4 桔梗皂苷D的藥代動力學研究

目前桔梗皂苷D的研究主要集中在藥理活性方面，但鮮見體內過程的報道，如前所述，這可能受限于其相對較為苛刻的檢測條件。近年來，隨著現代高靈敏分析技術(如LC/MSn等色譜-光譜聯用技術)的快速發展，陸續出現了一些桔梗皂苷D的藥代動力學研究的報道。

Pei L等[34]運用LC/MS/MS技術，建立相關方法，對桔梗皂苷D進行藥動學考察，發現桔梗皂苷D的口服生物利用度極低：單次口服給予大鼠10mg/kg劑量的桔梗皂苷D后，0.5 h即達最高血藥濃度(Cmax)(13.7±4.5) ng/mL，藥-時曲線下面積(AUC0-24 h)為(35.4±16.1) h·ng/mL，半衰期(T1/2)為(1.48±0.13) h；而靜脈給予0.5 mg/kg桔梗皂苷D后，藥-時曲線下面積(AUC0-24 h)為(2 203±258) h·ng/mL，半衰期(T1/2)為(6.57±0.70) h，其絕對生物利用度(AUCpo/dose)/(AUCiv/dose)僅為0.079%。本課題組[35]亦以大鼠口服桔梗皂苷D單體后，研究其藥代動力學特征，發現大鼠口服給藥8 mg/kg后，Cmax為(22.16±0.49) ng/mL，Tmax為(0.69±0.45)h、AUC(0～24h)為(43.15±0.66) h·ng/mL，MRT(0～24h)為(1.66±0.67)h；尾靜脈注射給藥20 μg/kg后，Cmax為(91.09±0.36) ng/mLTmax為(0.23±0.21)h、AUC(0～24h)為(88.47±0.18) (h·ng)/mL、MRT(0～24h)為(1.00±0.22)h，其絕對生物利用度為0.49%。

此外，本課題組采用大鼠在體腸灌流和Caco-2細胞模型研究了桔梗皂苷D的腸道吸收研究，兩種模型結果均顯示其膜通透性較差，吸收欠佳，這可能與其分子量較大，且連接的糖基較多導致的水溶性極好的原因有關；大鼠腸道菌群實驗結果表明桔梗皂苷D在12 h內幾乎降解完全。Young Wan Ha等[36]采用HPLC/ESI-MS和UPLC/ESI-QTOF-MS技術分析了桔梗皂苷D在人腸道菌群中的代謝情況，共檢測出10種代謝產物，見圖2。這是目前僅有的幾篇有關桔梗皂苷D藥代動力學方面的報道，從中可以初步判斷，和大多數五環三萜類化合物一樣，桔梗皂苷D生物利用度極低的原因是：(1) 水溶性較好、膜滲透性較差，屬于生物藥劑學分類系統中的Ⅲ類藥物；(2) 腸道菌群代謝嚴重，容易發生脫糖基代謝反應。

圖2 桔梗皂苷D在人腸道菌群中的代謝途徑(PD：桔梗皂苷D，PDM：桔梗皂苷D代謝產物)

5 結語

綜上所述，近年來的研究證實桔梗皂苷D具有廣泛的藥理作用，具有較大的應用開發潛力，但以下幾個問題值得進一步探討：(1) 迄今為止，桔梗皂苷D的研究主要集中于藥理學方面，且這些研究以體外實驗為主，而體外相對單一的條件很難重新生物體內的復雜環境，因而難以確定該成分在生物體內的具體作用及其機制，因此諸多藥理作用還需體內試驗進一步驗證和發掘。(2) 進一步豐富和提高桔梗皂苷D的體內分析方法。從目前看來，針對桔梗皂苷D的檢測，ELSD較紫外檢測器更為合適，且應用較多。然而，ELSD的靈敏度不夠理想，其檢出限多在ng級，對于體內吸收較差的桔梗皂苷D而言，ELSD并非最佳檢測手段，相較之下，質譜是其比較理想的一種分析技術。在此基礎上，深入開展桔梗皂苷D的體內過程研究，包括吸收、分布、代謝和排泄等，為其藥理藥效學機制研究奠定基礎。(3) 可考慮一些化學和制劑技術提高桔梗皂苷D生物利用度，如①通過相應的結構修飾增強桔梗皂苷D的脂溶性；②加入吸收促進劑(生物黏附性高分子、脂酸和表面活性劑等)，通過影響跨細胞通道、細胞旁路通道、緊密連接以及外排系統的作用來增加藥物的滲透性，進而提高藥物的生物利用度[37]；③改變劑型(如微乳等)，提高藥物的黏膜透過性，提高其口服生物利用度；④改變給藥途徑如鼻腔給藥或結腸給藥，既可以減少胃腸道、肝臟的代謝作用，更適宜于桔梗皂苷D這類分子量較大、脂溶性較差物質的吸收。上述問題的解決，有助于加深桔梗皂苷D藥理藥效本質及作用機制的認識，同時可為桔梗的臨床應用和開發利用提供指導。

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