金鐵鎖研究進展綜述

李斌　李德龍　尹麗莎　王永強　于鑫　常曉勇

摘 要：該文對我國西南地區特有單屬種藥用植物金鐵鎖的本草考證、生物學特性、化學成分、藥理活性、臨床應用、種子繁殖與栽培、組織培養以及遺傳多樣性等方面的研究和利用現狀進行了概述，并且分析了目前該植物開發利用中存在的問題，在此基礎上提出了一些建議，為該植物的進一步開發和合理應用提供參考。

關鍵詞：金鐵鎖；研究現狀；問題；建議

中圖分類號 R284 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）03-04-23-04

Study Advance on Psammosilene tunicoides

Li Bin1 et al.

（1Key Laboratory for Forest Genetic and Tree Improvement & Propagation in Universities of Yunnan Province，Southwest Forestry University，Kunming 650224，China）

Abstract：Studies and using actualities on herbal research，biological characteristics，chemical constituents，pharmacological actions，clinical application，seed propagation and cultivation，tissue culture and genetic diversity of Psammosilene tunicoides which was one of the medicinal plant ‘single-genera species，in southwest China were summarized. Basing on the analyzing of exploitation and using problems of this kind of plant，some suggestions were provided，in order to offer the reference for reasonable exploitation and using.

Key words：Psammosilene tunicoides；Research status；Problem；Suggestion

金鐵鎖（Psammosilene tunicoides W.C.Wu et C.Y.Wu）隸屬石竹科（Caryophyllaceae）金鐵鎖屬（Psammosilene），是我國西南地區特有的單種屬植物和傳統的藥用植物，又名獨定子、小霸王、金絲矮陀陀、象牙七、對葉七、土人參等[1]，主要分布在貴州、四川、云南等地[2]，是國家二級保護植物，為云南白藥的重要成分之一。金鐵鎖以根入藥，味苦、辛，性微熱，有小毒，入冷經，具有活血化瘀、消炎、止血、止痛化膿等作用，傳統中醫用于治療胃痛、跌打扭傷以及風濕類風濕等癥[3]，具有較好的鎮痛和抗炎作用[4]。本文對金鐵鎖的本草考證、化學成分、藥理活性及臨床應用等方面的研究現狀作一概述，并在此基礎上對其可持續發展及合理開發提出了一些建議，為金鐵鎖的進一步開發利用提供參考。

1 研究現狀

1.1 本草考證 金鐵鎖是常用中藥材，在明代本草學家蘭茂著的《滇南本草》一書中第一次被記載，“味辛辣，性大溫，有小毒，吃之令人多吐。專治面寒疼，胃氣心氣痛，攻瘡癰排膿[5]。1906年，英國人Forrest在云南麗江采得標本，由德國柏林植物園的Diels鑒定為蠅子草屬的一個新種，定名為Silenecryptantha Diels，后來由我國植物學家吳蘊珍和吳征鎰在昆明采到本種標本，觀察其花和果實的解剖結構，發現與蠅子草屬植物不同，將其單獨定為一單屬種，即為金鐵鎖屬（Psammosilene tunicoides W.C.Wu et C.Y.Wu），并被后人所認可[1]。1977年金鐵鎖被列入《中華人民共和國藥典》[6]，1979年被列入《中藥志》，這是第一次非常詳細的記載了該植物的形態、生境、分布、化學成分以及主治功能[7]。在《中藥辭海》[8]、《中華本草》[9]、《現代中藥學大辭典》[10]中也對其形態特征作了詳細記載。《貴州植物志》（1982年版）[11]也對金鐵鎖的生物形態以及海拔分布進行了描述。1991年被列入稀有瀕危物種被收入《中國植物紅皮書》第一冊[12]。《中國中藥資源志要》中也指出金鐵鎖是我國特有的物種，是我國國家二級重點保護植物[13]。

1.2 化學成分 金鐵鎖的根主要是含皂苷成分[14-16]，并含有三萜化合物、果酸以及一些氨基酸等化合物[17]。在20世紀80年代初期就有學者從其根部提取出了2種新型的齊墩果酸皂苷，并對此種化合物分析鑒定后，發現均為五環三萜化合物[14]。鐘惠民等[18-19]從金鐵鎖根中分離得到2種五環三萜皂苷，分別為5個齊墩果烷型五環三萜皂苷和4個齊墩果酸型五環三萜皂苷，隨后其于2003年有相繼發現2種新的化合物。丁中濤等[20-22]則從其根中提取出2個新的天然環二肽和2個新的環八肽，同時也得到2個環二肽及由環二肽組成的混合物，結構為環（丙-丙）、環（丙-纈）、環（丙-亮）和環（丙-異亮）。在其丙酮溶解中分離得到3個環二肽，結構為（脯-纈）、環（脯-丙）和環（脯-脯），其中環（脯-脯）是首次從金鐵鎖中分離得到，其余均為新的天然產物，此外還分離提出氨基酸、有機酸及三萜類化合物。最近幾年從金鐵鎖中分離并鑒定得到了11個化合物，且豆甾醇、D-3-O-甲基肌醇、尿囊素、正十八烷酸和正二十六烷醇等是首次從金鐵鎖中分離得到[23]。曹桂紅等[24]從金鐵鎖根中提取出揮發油，并利用毛細管柱氣相色譜-質譜聯用法測定了其化學成分。但是，對金鐵鎖地上部分化學成分研究的內容目前還鮮見報道。

1.3 藥理活性 目前，金鐵鎖藥理活性方面的研究報道主要是其水煎浸膏和總皂苷的研究。宋烈昌[25]研究了金鐵鎖中總皂苷的急性毒性、溶血、刺激性、體外抑菌、鎮痛、抗炎等作用，為后來的研究工作奠定了重要基礎。實驗證明，金鐵鎖提取物具有很好的鎮痛效果[26]，鎮痛成分與總皂苷有關，主要的機理是降低MDA含量以及控制Cor的穩定[27]。另有研究表明，金鐵鎖根部所含皂苷對于治療風濕、風濕性關節炎等有良好的療效，主要作用機理是抑制因子L-β和TNF-α的含量。許建陽等[28-29]以弗氏完全佐劑（FCA）作為實驗性類風濕性關節炎（RA）疼痛模型為基礎，結合中、西藥對照組使用金鐵鎖的水煎浸膏分別進行治療，研究發現，金鐵鎖的水煎成分能夠有效地提高疼痛閾值，使生物機體對于低強度的疼痛神經傳導信號降低，在促進止痛以及恢復淤血等方面有良好的功效。王美娥等[30]在同樣的基礎上，用不同劑量的金鐵鎖水煎浸膏，設立了空白對照組、模型組、中藥陽性對照組和西藥陽性對照組，分別進行治療，并檢測大鼠痛閾和腦組織神經遞質的變化，研究表明，水煎浸膏對實驗性關節痛具有顯著的鎮痛效果。金鐵鎖提取物在小鼠疼痛試驗中表現出較好的疼痛抑制作用，同時它還對炎癥初期毛細血管通透性升高和無菌性炎癥的肉芽組織增生均有一定的抑制作用，對一些致病性細菌和真菌也呈現出一定的抑制作用[25]。

1.4 臨床應用 金鐵鎖是我國西南地區特有的一種天然藥用植物，臨床療效好，特別是在治療風濕痹痛，跌打損傷及止血等方面具有很好的功效，近年來，其在臨床上的應用越來越受到了人們的重視。金鐵鎖作為“云南白藥”和“百寶丹”等中成藥的主要成分，在臨床應用方面已有全面的報道[31]。除此之外，金骨蓮膠囊、痛血康膠囊、杜仲壯骨膠囊、速效止痛劑等藥劑，這些藥在消炎、止痛、活血、止血、治療炎癥方面有顯著療效。金骨蓮膠囊在治療風濕痹阻引起的肌肉酸痛、關節紅腫疼痛、屈伸不利等癥總有效率為93.4%[32]；北京醫科大學用金鐵鎖、草血竭等7味中草藥研制成的痛血康膠囊，在治療出血、疼痛及多種婦產科疾病均取得了較好的效果[33]。據報道，云南紅藥膠囊是由金鐵鎖、重樓、石菖蒲等藥用植物的藥用成分制成，具有良好的活血化瘀消腫的功效[34]。目前，很多以金鐵鎖為主要成分的中成藥、西藥制劑已經投入市場，并且效果良好。

1.5 種子繁殖及栽培 金鐵鎖繁殖方式為有性繁殖，在一枚果實中只有一顆種子，且種子萌發率很低，在人工條件下也只有37%～56%[35]，因此發展人工栽培保護其自然資源非常重要。1977年，貴州省植物園和威寧縣藥檢所先后進行野生變家種工作，并總結得到很好的人工栽培技術[36-37]。金鐵鎖種子不存在休眠現象，采收后經過晾曬可直接進行播撒作業，但是萌發時間較長[38]。湯王外等[39]發現，去除種皮的金鐵鎖有較高的萌發率，還可以有效的縮短發芽時間，對于大田栽培控制種植周期具有較大的實踐意義。楊麗云等[40]研究表明，金鐵鎖種子的壽命較長，在常溫情況下，種子活力可保持2a，最適宜萌發溫度為22℃左右，出苗的濕度一般不低于50%，播撒時覆土的厚度不可太厚，一般不超過10mm。呂小梨等[41]研究認為，金鐵鎖種子在20℃的自然環境條件下具有最高的萌發率。對其進行鹽脅迫，在浸種處理時間小于24h時，對發芽率影響不顯著；在浸種處理時間大于24h時，隨著鹽溶液濃度的升高發芽率逐漸下降。金鐵鎖通常采用直播和育苗移栽2種人工栽培方式。在灌溉條件便利的地方一般是以直播為主，灌溉條件不便的地方以育苗移栽或選擇在雨季播種的方式種植。兩者相比較，直播種苗的成本較低，主根不易分岔，但小苗期對土壤濕度的要求相對較高，期間雜草較難防治。育苗移栽的主根易分岔，苗期集中管理可節省勞動力成本，小苗移栽地還可以充分利用灌溉條件不利的坡地及山地[42]。楊麗云等[43]對育苗移栽的土壤元素成分比例以及種植密度與產量的關系進行了研究，結果表明，金鐵鎖對于氮肥的需求量不高，而對于鉀肥的需求量比較大，種植密度在3.75×105株/hm2時產量最高。

1.6 組織培養 目前對于金鐵鎖組織培養的研究主要集中在植株再生方面，而對愈傷組織誘導和培養的研究很少。楊耀文等[44]以金鐵鎖幼嫩莖段作作為外植體進行組織培養和快速繁殖研究，結果表明：培養基MS+0.1-1.0mg/LIAA+0.5-1.0mg/L6-BA能誘導金鐵鎖莖段進一步分化；而增值最佳培養基是MS+0.5mg/L6-BA+0.1mg/LKT+0.1mg/LIAA+0.2mg/LNAA+0.5mg/L2，4-D，最佳增殖培養條件為19.5±1℃、光照強度1 200lx和光照周期12dx。歐陽志勤等[45]以MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/LIAA激素配比進行組織培養的誘導，待芽生長至2cm以上，取其莖段、芽以及具有活力的愈傷組織，接種于培養基MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/LIAA中，研究發現，芽和莖段的生長速度較快，可在10d左右生長出叢狀芽，而愈傷組織要達到這一標準需要培養20d以上。李巖等[46]以金鐵鎖幼嫩莖和愈傷組織為研究材料，發現金鐵鎖愈傷組織誘導最佳培養基是MS+0.5mg/L2，4-D+0.5mg/LNAA+0.1mg/LKT；繼代增值的最佳培養基是MS+1.0mg/L6-BA+0.5mg/L2，4-D+0.5mg/LNAA+0.3mg/LKT。李景濱等[47]以金鐵鎖幼莖為外植體的進行組織培養研究，篩選出最佳誘導、增殖和生根培養的培養基結果是：外植體最佳誘導培養基是誘導的最佳培養基是B5+0.5mg/L6-BA+0.5mg/LIAA，繼代增殖的最佳培養基是B5+0.5mg/L6-BA+0.5mg/LIAA+0.2mg/LKT，而在B5+0.1mg/LNAA+0.05mg/LIBA的生根培養基中生根，其生根率可達到83%，最適培養溫度和光照時間是24℃和12h/d[50]。

1.7 遺傳多樣性 金鐵鎖作為西南地區的道地藥材、國家二級保護植物和稀有瀕危物種，資源保護非常重要，因此其遺傳多樣性的研究就顯得尤為必要。物種保護措施的制定，是建立在充分了解物種多樣性水平和群居遺傳結構的基礎上[48]。比較金鐵鎖8個不同居群組培物的生長量得出，云南麗江云杉坪及云南昆明小墨雨兩居群相對其他居群具有明顯優勢，可作為優良種源[49-50]。梁南熙[51]研究了金鐵鎖7個居群的12個形態性狀多樣性，結果發現，變異主要存在于居群之間，營養器官性狀變異程度比生殖器官大。對云南昆明、鶴慶和中甸的3個不同金鐵鎖居群進行遺傳性多樣性研究表明，其居群內的遺傳多樣性較為豐富，也存在較大的分化[50]。近年來，金鐵鎖居群遺傳多樣性分析中采用顯性分子標記擴增片段長度多態性（AFLP）和共顯性分子標記直接擴增片段長度多態性（DALP）技術，結果表明，金鐵鎖種內遺傳多樣性水平豐富，但居群內的遺傳多樣性水平相對較低，在居群間的遺傳分化顯著[52]。屈燕研究認為，金鐵鎖資源保護應以不同生態地理居群取樣保存為主，以優良單株取樣保存為輔，從而全面保護金鐵鎖遺傳多樣性[53]。

2 問題與建議

2.1 問題 目前，對金鐵鎖的研究仍有很多不足，在化學成分、藥理作用及其新制劑等方面的研究都未能滿足人們的需要，研究也主要集中在根部藥用價值方面，對其莖和葉的研究還鮮見報道。金鐵鎖中發現的一系列環肽成分缺乏相關的生理活性試驗的研究結果。藥用成分在植株中的分布及隨生長年限的積累，是有待研究的內容。不同產地的金鐵鎖，由于海拔、氣溫和土壤等因子的不同，在形態、生理及遺傳等方面存在較顯著的居群分化，但其化學成分在植株中的含量和分布在居群間的差異有待進一步的研究[53]。王世清等[54]對野生和栽培金鐵鎖進行了研究，發現在外觀顏色、植株大小、導管大小與排列方面有所差別，認為野生金鐵鎖的品質較好。要解決金鐵鎖需求量不斷升高、野生資源匱乏、野生和栽培的質量差異等問題，就必須加強育種和種植研究。如何改良品種、提高種植技術、藥用成分的開發與利用是值得進一步深入研究的內容。

2.2 建議

2.2.1 種質改良 利用雜交、細胞培養、組織培養和轉基因等方法可改良品種，可創育新的優質種源。在居群間進行雜交育種試驗，通過雜種優勢選育出優良種質資源，培育出優良品種。（1）利用金鐵鎖自然居群中的雄性不育個體培育雄性不育系，而省去雜交育種中人工去雄過程，提高種子產量和質量。（2）利用分子生物學技術得到DNA指紋圖譜和化學成分指紋圖譜，對不同地方金鐵鎖的基因型、藥用成分、在植株中的含量和分布進行深入研究，為金鐵鎖的品種鑒別及質量評定提供理論依據，有助于篩選出優良品種。（3）利用轉基因技術，通過導入優良性狀基因改良品種。

2.2.2 藥效成分 近年來，對金鐵鎖化學成分的研究主要是三萜類及環肽類化合物，且研究不夠全面，有待進一步研究。（1）植株中藥用化學成分的定位和分布，及隨生長年限的積累而呈現的動態變化，是有待研究的內容。（2）目前，環肽類化合物的特殊化學結構及廣泛的生物活性，是研究的熱點。因此，對金鐵鎖中已發現的環肽類化合物的生物活性研究是有待深入研究的內容。（3）對金鐵鎖次生代謝物及三萜皂苷生物合成關鍵酶是有待研究的內容。（4）對金鐵鎖主要藥用成分的合成機理及相關功能基因的研究，能為通過細胞工程和基因工程技術生產藥用生理代謝產物提供理論基礎。

3 結語

隨著人們對金鐵鎖藥用價值的認識及瀕危物種保護意識的增強，就必將對金鐵鎖進行更全面、更系統的研究，并朝著產業化的方向發展，這對于我國稀有藥用植物的保護，合理利用生態資源，發揮我國民族藥業優勢，發展我國的經濟有著重要的科學意義和實用價值。

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（責編：張宏民）