丁鴿++倪玉蓓++王萌萌++程曉雨
摘要:石斛(Dendrobium)是中國傳統的珍貴中藥材,有滋陰清熱,健胃,增強機體免疫力,抑制腫瘤等功效。藥用石斛來源較廣,化學成分復雜,具有很高的藥用價值。隨著中藥石斛市場需求的擴大和資源的急劇減少,使其成為瀕危植物。從藥用石斛的化學成分、藥理學作用、基因水平研究等方面進行了論述,旨在為藥用石斛野生資源的合理保護和可持續利用提供理論依據。
關鍵詞:石斛(Dendrobium);藥理作用;分子鑒定;資源保護
中圖分類號:Q949.95;R284.2 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2015)11-2561-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.11.001
石斛(Dendrobium)具有較高的藥用價值,早在《神農本草經》中就有記載,具有養陰生津、潤肺明目、抗癌防老等功效[1]。道家醫學經典《道藏》將石斛列為“中華九大仙草”之首,民間稱之為“救命仙草”。因其稀少瀕危、市價昂貴,有“植物軟黃金”之稱。《中華人民共和國藥典》收載了金釵石斛、鐵皮石斛、馬鞭石斛及其近似種的新鮮或干燥莖作為石斛的來源。石斛屬是蘭科第一大屬,在歐亞大陸、大洋洲和一些熱帶及亞熱帶地區均有分布,全球約有1 000余種。中國有74種2變種,產于秦嶺以南的諸省區。隨著名貴中藥材石斛的市場需求量急劇增加,致使野生石斛資源日漸枯竭。為探索藥用石斛資源的合理利用途徑,本文從藥用石斛資源的化學成分、藥理學作用、基因水平研究等方面進行了綜述,旨在為藥用石斛的開發利用及野生資源的合理保護和可持續利用提供科學依據。
1 化學成分
1.1 生物堿
日本學者鈴木秀干[2]通過研究金釵石斛,第一次分離獲得石斛堿。金蓉鸞等[3]針對從石斛中提取出來的所有生物堿進行了研究,發現生物堿含量較高的石斛均具有苦味,特別是金釵石斛總生物堿含量達到0.41%~0.64%。王琳等[4]研究發現,金釵石斛的石斛堿同時具有止痛和解熱的作用,可以降低機體的血壓與心率,可以使呼吸變慢。
1.2 芴酮類
Yang等[5]從4種石斛屬植物中分離得到4個芴酮類化合物;楊微微等[6]首次在金釵石斛中分離得到了2,4,7- 三羥基-5-甲基芴酮。楊虹等[7]從鼓槌石斛中分離得到3個已知芴酮類化合物及3個芴酮類新化合物。
1.3 菲類和聯芐類
菲類和聯芐類化合物因具有抗腫瘤活性正引起國內外研究者的重視。Ma等[8]從迭鞘石斛中分離得到鼓槌聯芐、毛蘭菲及鼓槌石斛素。王磊等[9]的研究表明,晶帽石斛中含有3,5-二羥基-3,4-二甲氧基聯芐和4,4-二羥基-3,5-二甲氧基聯芐兩大類成分。Yang等[10]對迭鞘石斛中具有生物活性的酚類化合物進行定性和定量檢測,測定了2,5-二甲基-4-甲氧基菲和4,4-二羥基-3,3,5-三甲氧基二芐的含量。
1.4 倍半萜類
張雪等[11]在金釵石斛中分離得到了8個倍半萜類化合物,它們分別為金釵石斛素J(Dendronobilin J(Ⅰ), Dendrobane A(Ⅱ),Dendrodensiflorol(Ⅲ),Bullatantirol(Ⅳ),Dendrobiumane A(Ⅴ),6α,10,12-trihydroxypicrotoxane(Ⅵ),10,12-dihy-droxy picrotoxane(Ⅶ)和10β,13,14-trihydroxyalloaromadendrane(Ⅷ)。其中金釵石斛素J是新化合物,所以其命名比較特殊。
1.5 香豆素類
香豆素類化合物具有松弛平滑肌、擴張血管及抗凝血作用[12]。鄭衛平等[13]從迭鞘石斛中分離得到2個香豆素類化合物,Zheng等[14]從密花石斛中分離得到5個化合物。
1.6 其他
此外,石斛屬植物還含有多糖類、豆甾醇類、β-谷甾醇類、甾體類、對羥基肉桂酸酯類、吡喃酮類、反式阿魏酸二十六烷基酯、對羥基苯甲酸、大黃酚、薯蕷皂苷醛基衍生物、胡蘿卜苷、莽草酸、揮發油等成分。
2 藥理學作用
2.1 免疫調節活性
石斛屬產生免疫活性的主要物質是多糖類和倍半萜苷類成分。其中鐵皮石斛顆粒(TPSH)產生免疫活性的機制是能夠促進荷瘤動物巨噬細胞的吞噬能力,增強T淋巴細胞的增殖、分化和提高NK細胞活性,從而使荷瘤動物血清溶血素值顯著提高。
楊明晶等[15]通過采用不同劑量的鐵皮楓斗西洋參膠囊來調節小鼠的免疫功能,研究發現,對于每天給予中高劑量的小鼠,其細胞、體液免疫功能和NK細胞活性都明顯增強。林萍等[16]從金釵石斛莖中提取出倍半萜苷類新化合物Dendrosides A、D、E、F、G,Dendrono bilosides A、B,試驗發現,Dendrosides A,D-G和Dendrono biloside A對鼠T,B淋巴細胞的體外增殖有刺激作用,而Dendrono biloside B對其有抑制作用。
2.2 抗腫瘤活性
石斛產生抗腫瘤作用的有效物質基礎是菲類和聯芐類物質。李燕[17]進行了抗腫瘤活性的初步篩選,發現4,4′-二羥基-3,5-二甲氧基聯芐對人卵巢癌細胞株有活性,4,4′-二羥基-3,3′,5-三甲氧基聯芐對人胃癌細胞株和人卵巢癌細胞株都有活性。
2.3 抗氧化活性
現代藥理研究表明,石斛中抗氧化劑不僅能遏制低密度的脂質蛋白氧化,還具有減輕早期動脈硬化的效果,推遲其發展進程,為治愈贏得更多的時間。鮑素華等[18]研究發現若多糖具有不同的相對分子質量,則其抗氧化活性也明顯不同。王鈺等[19]選用細莖石斛為對象研究其抗氧化活性的有效成分,試驗過程中以DPPH法結合活性追蹤分離方法對主要成分進行分離和純化,純化后測定化合物活性。結果表明:4,4-二羥基-3,3,5-三甲氧基-,-二羰基二苯乙烯首次從該植物中分離得到,且同3,3′,5,α′-四甲氧基二苯乙烯、4,4′,α′-三羥基-3,3′,5-三甲氧基二苯乙烯一樣都可以有效抑制大鼠巨噬細胞NO的生成作用。endprint
2.4 治療白內障
現代藥理研究表明,糖性白內障形成的主要原因是醛糖還原酶活性過高,而金釵石斛有抑制脂質物質過氧化的作用,在治療時佐以金釵石斛的水煎液來灌胃,可有效抑制醛糖還原酶的活性以達到治療目的。體外試驗表明,從金釵石斛和霍山石斛中提取出來的總生物堿和粗多糖都是治療白內障的有效成分,且總生物堿的作用大于粗多糖。
2.5 降血糖作用
臨床常見的糖尿病常伴有陰津虛虧、內熱、尿頻尿多等癥狀。藥理研究表明,石斛能有效治療胰島素分泌不足引發的高血糖癥,對鏈脲霉素、四氧嘧啶等原因誘發的糖尿病也有同等作用。羅傲霜等[20]研究表明,迭鞘石斛多糖具有明顯的降血糖作用,對胰島細胞具有較強的修復能力。
2.6 對心血管系統的作用
1)抗血小板聚集作用。Chen等[21]以花生四烯酸、膠原質、凝血酶以及血小板活化因子4種凝聚引發物證明金釵石斛有很好的抗血小板聚集作用。
2)對心臟抑制作用。離開本體的蟾蜍心臟可以被任意濃度的金釵石斛流浸膏抑制。
3)對血管擴張作用。金釵石斛的水煎液在大鼠血管擴張試驗中,與異丙腎上腺素一起有顯著的拮抗大鼠苯腎上腺素收縮腸系膜血管的作用,擴張其腸系膜動脈處血管。
3 基因水平的研究
3.1 基于聚合酶鏈式反應(PCR)的鑒別
在PCR技術中,使寡聚核苷酸分別與DNA片段發生特異性結合,再以DNA-引物為模板,在DNA聚合酶的作用下不斷復性、延伸,最后可放大特異性DNA片段。以此為基礎的分子標記技術成功地應用于藥用石斛的鑒定,主要包括隨機擴增多態性DNA技術(Random amplified polymorphic DNA, RAPD)、簡單重復序列間區標記技術(Inter-simple sequence repeat,ISSR)、擴增片段長度多態性(Amplified fragment length polymorphism,AFLP)、簡單重復序列(Simple sequence repeat, SSR)等。丁鴿等[22]采用RAPD技術對鐵皮石斛8個野生居群進行分子指紋圖譜研究,發現S412引物可以準確鑒別鐵皮石斛的野生居群。Shen等[23]構建了鐵皮石斛的最適ISSR反應體系并篩選出10條引物成功用于鐵皮石斛野生居群的鑒別。謝明璐等[24]篩選出15對位點豐富的SSR引物,其中4對能夠檢測鐵皮石斛組培苗的種質純度。
3.2 DNA條形碼技術
丁小余等[25]建立了21種楓斗類石斛的rDNA ITS區全序列數據庫并對鐵皮石斛的F型、H型居群的差異進行了分析。徐紅等[26]對18種黃草類石斛的ITS序列進行分析,可以在DNA水平成功地將這些種類進行鑒定。Ding等[27]對石斛屬8個種的matK、rbcL、nad1基因內含子2及rDNA ITS區序列進行分析,發現只有ITS區序列存在位點差異,根據差異位點設計的2對特異性引物可以高效、方便地鑒別鐵皮石斛的野生居群及干的“楓斗”樣品。張婷等[28]對石斛屬9種植物的線粒體nad1基因內含子2的序列分析表明,nad1基因內含子2序列可以作為石斛種間的分子鑒別標記。
3.3 遺傳多樣性檢測
近年來,由于環境的破壞及生境的片段化,越來越多的物種瀕臨滅絕。對稀有和瀕危物種的研究已經成為保護生物學研究領域的新熱點,這不僅是物種保護的基礎,同時也有助于闡明生物多樣性的形成機制以及在此基礎上提出合理的保護措施。分子標記技術是檢測物種遺傳多樣性的有效工具。
王慧中等[29]利用篩選出的10個RAPD引物對13種石斛屬植物的遺傳多樣性進行分析并獲得了較高的多態性。Ding等[30]采用SRAP標記對鐵皮石斛9個居群進行研究,發現鐵皮石斛居群水平遺傳多樣性較低。Li等[31]利用AFLP標記對鐵皮石斛12個居群的遺傳多樣性進行分析,發現鐵皮石斛具有較高的物種水平的遺傳多樣性,遺傳變異主要分布于居群內。
綜上所述,石斛具有極高的藥用價值且發展石斛資源的意義已得到共識,它對于保護瀕危物種資源和中藥資源,發展中醫藥事業,發展醫藥經濟,使中醫藥走向世界等方面都有十分重大的意義。因此,在野生石斛資源遭到嚴重破壞的今天,應加強對資源的就地保護及增加人工栽培的規模,以達到可持續發展的目的。
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