牡丹皮的現代藥學研究進展

翟春梅，孟祥瑛，付敬菊，秦蓁，孟永海

(黑龍江中醫藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040)

牡丹皮始載于《神農本草經》，列為上品，自漢代始歷代本草中皆有廣泛的應用和記載。明代李時珍《本草綱目》中對牡丹皮進行了細致的描述：“滋陰降火，解斑毒，利咽喉，通小便血滯。”。2015版《中國藥典》記載其功能主治為清熱涼血、活血化瘀,用于熱入營血，溫毒發斑，吐血衄血，夜熱早涼，無汗骨蒸，經閉痛經，跌撲傷痛，癰腫瘡毒。現代研究始見于1887年，直到上世紀50年代，牡丹皮在化學成分和藥理學研究方面取得了較大進展，隨著研究的深入，從牡丹皮中分離得到大量的化學成分并進行了較為系統的藥效、代謝及毒理等方面的現代研究，這些研究成果為其臨床用藥安全和工業化發展提供了有力的支持[1]。

1 牡丹皮的化學成分研究

牡丹皮的化學成分較為復雜，主要含有酚及苷類成分、單萜及其苷類成分、三萜類成分、甾醇類成分、有機酸、黃酮類成分、香豆素類成分等類型，此外還含有大量的多糖及揮發油。以丹皮酚、芍藥苷、沒食子酸、氧化芍藥苷、兒茶素、牡丹皮苷C、苯甲酰基氧化芍藥苷等成分含量較高，為其主要活性成分。常見牡丹皮成分化學結構見圖1。

圖1 常見牡丹皮有效成分的化學結構

1.1 酚及酚苷類

以丹皮酚為母核所衍生的一系列酚及酚苷類衍生物是牡丹皮中含量較高的一類化合物。從牡丹皮中分離到的多種酚及苷類化合物，如丹皮酚(paeonol)、丹皮酚原苷(paeonolide)、丹皮酚苷(paeonoside)、丹皮酚新苷(apiopaeonoside)、suffruticosides A-E[2]、3-hydroxy-4-methoxy-acetophenone、resacetophenones、mudanoside A,B、2,3-dihydroxy-4-methoxy-acetophenone[3]等。葡萄糖、芹糖和阿拉伯糖為其苷類化合物常見的3種單糖，特殊化合物其糖上還連接了沒食子酰基。此外，mudanoside B等成分結構中沒食子酸直接與糖鏈接成苷。

1.2 單萜及其苷類

單萜及其苷類化合物是牡丹皮中另一主要化學成分類型，主要含有芍藥苷(paeoiflorin)、芍藥苷元(paeoniflorigenone)[4]、氧化芍藥苷(oxypaeoniflorin)、苯甲酰氧化芍藥苷(benzoyloxypaeoniflorin)、苯甲酰芍藥苷(benzoylpaeoniflorin)、沒食子酰芍藥苷(galloyl-paeoniflorin)[2]、沒食子酰氧化芍藥苷(galloyl-oxypaeoniflorin)[4]、mudanpioside A-I[3]、paeonisuffrone、牡丹縮酮(paeonisuffral)、3-O-methylpaeonisuffral[5]。芍藥苷元等系列化合物常與與葡萄糖縮合而成的單萜苷類，苯甲酰基和沒食子酰基也可與葡萄糖連接而形成結構較為復雜的單萜苷類化合物。此類結構通常性質不穩定，容易轉換為其互變異構體結構而同時存在，如paeonisuffral則以互變異構體(3∶1)形式共存。

1.3 三萜、甾醇及其苷類

三萜、甾醇類也是牡丹皮中所含的成分類型，目前分離得到的化合物總量較少，如齊墩果酸、胡蘿卜苷、β-谷甾醇、mudanpinoic acid A、betulic acid、betulin、3β, 23-dihydroxy-30-norolean-12, 20(29)-dien-28-oic acid等[1]。

1.4 其他成分

牡丹皮中含有大量揮發油、多糖類成分，以及鈣、鐵、鋅、錳、銅、磷、鉀等微量元素和大量氨基酸。槲皮素、6-羥基香豆素、沒食子酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸、兒茶素、鄰苯二甲酸二乙酯、反式咖啡酸硬脂酸酯及腺苷等其他類成分也在牡丹皮中被發現。

2 牡丹皮中常用提取及分析方法

化學成分的提取方法的選擇與應用要根據化學成分的結構特點及理化性質特征。牡丹皮中含有大量的丹皮酚等酚類、單萜等復雜化學成分，可采用最常用的溶劑提取法獲取總提取物。且丹皮酚等活性成分具有揮發性的特點，也可以采用水蒸氣蒸餾、超臨界流體萃取、超聲波輔助等方法來提高提取率和純度。

牡丹皮中代表性成分，丹皮酚(paeonol)為白色或略黃色晶體，化學式為C9H10O3，具有辛辣氣味，易溶于醇，能溶于丙酮、三氯甲烷等有機溶劑，微溶于冷水，可溶于熱水，具有揮發性可隨水蒸氣蒸餾，是一種活性很強、應用較廣的現代藥學常用、重要化學物質。

近年來對于丹皮酚等牡丹皮中的化學成分的分析研究非常多，主要采用高效液相色譜法、氣質聯用法、液質聯用法、熒光分析法、紫外分析法、薄層掃描法等多種先進的分析技術手段，對牡丹皮藥材及制劑的質量控制、物質基礎的研究等方面取得了顯著的提升。

2.1 常用分析方法

2.1.1 醇提法

在40 ℃溫度下，以無水乙醇為溶劑回流提取或滲漉提取，此方法工藝簡單。但由于丹皮酚揮發性較強，所以導致后期純化過程丹皮酚損失較大[6]。

2.1.2 煎煮法

10倍量沸水煎煮2次，測定丹皮酚含量，總提取物中丹皮酚收率為7.56%，提取率可達1.15%，轉移率可達41.1%[6]。

2.1.3 水蒸氣蒸餾法

丹皮酚水蒸氣蒸餾后，可在冷藏狀態下大量析出，干燥處理后即得，具有便于儲存且轉移率較高等優點。研究發現，加鹽蒸餾可促進使丹皮酚提取，可優化加水量、鹽用量等影響因素使之收率顯著增加。關晶等[7]利用正交試驗法優化了水蒸氣蒸餾法提取牡丹皮中丹皮酚的工藝條件。該工藝簡便、丹皮酚收率高、省時，可為工業生產中提取牡丹皮中丹皮酚提供實驗基礎。

2.1.4 CO2超臨界流體萃取法

耿巖玲等[8]選擇萃取溫度、萃取壓力、物料粒度為因素，利用正交實驗優選出牡丹皮中提取丹皮酚超臨界CO2萃取的最佳工藝條件，提取率達90%以上。將萃取后的總丹皮酚再應用高速逆流色譜發進行分離純化，以石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水兩相溶劑系統，可得180 mg純度為99.0%的丹皮酚。許江麗等[9]優選超臨界CO2萃取眩暈定方中5味藥材的工藝條件。以萃取率、丹參酮ⅡA、阿魏酸、丹皮酚含量為評價指標，高效液相色譜法定量,采用正交設計試驗法,探討超臨界CO2萃取眩暈定方中5味藥材的萃取溫度(A)、萃取壓力(B)、夾帶劑(C)、萃取時間(D)等最佳工藝參數，該提取工藝有效成分損失少,生產周期短,工藝穩定可行,適合工業生產。

2.1.5 超聲輔波合微波輔助水蒸氣蒸餾法

微波輔助和超聲波輔助下的水蒸氣蒸餾法的收率均較高，產品的純度也好，方法簡單可行，然而由于需要專用設備，使這兩種方法的成本雖高于傳統法，但難以大規模工業化生產等問題[10]。

2.2 常用分析檢測方法

2.2.1 高效液相色譜法

采用HPLC檢測牡丹皮藥材中丹皮酚的含量，平均回收率99.87%，RSD為1.46%，常用甲醇-磷酸水溶液為常用分離溶劑。李燕等[11]建立一種利用高效液相色譜法同時檢測女金膠囊、調經丸、舒爾經顆粒、活血止痛膏4種中成藥中橙皮苷和丹皮酚含量的方法，該方法具有前處理簡單、檢出限低、準確度高等優點，可用于女金膠囊等4種中成藥中橙皮苷和丹皮酚的含量的測定。

2.2.2 氣質聯用(GC-MS)法

易承學等[12]建立了氣相色譜-質譜法分析丹皮酚含量的方法，并將其應用于丹皮酚平衡溶解度的測定,為設計新型給藥系統提供參考。

2.2.3 熒光分析法

劉俊發[13]考察了丹皮酚與鋁離子的熒光增強反應，建立并測定了中藥牡丹皮和幾種中成藥中丹皮酚的熒光分析方法，確定了最佳實驗條件，并用高效液相色譜(HPLC)法驗證了此方法的可靠性。

2.2.4 紫外分析(UV)法

郭小紅等[14]建立了以紫外分光光度測定六味地黃丸中丹皮酚的含量簡便、易行測定方法。

2.2.5 薄層掃描(TLCS)法

章睿等[15]分別用乙醚及乙醇提取樣品中的有效成分，并以不同的展開系統進行薄層色譜分離分析，建立薄層指紋圖譜，實現了對牡丹皮中多個化學成分色譜峰的分離，依此建立的特征峰峰高柱狀圖可直觀反映牡丹皮藥材內在質量。該方法可快速有效地區別不同產地的牡丹皮，并評價其質量。

2.2.6 超高效液相色譜-飛行時間質譜(UPLC-Q-TOF-MS)法

胡云飛等[16]用超高效液相色譜-飛行時間質譜(UPLC-Q-TOF-MS)對不同產地牡丹皮藥材化學成分進行鑒定與比較分析。運用多元統計分析技術對實驗結果進行分析與驗證，并對差異化合物進行鑒定，該研究為了解牡丹皮的化學物質基礎與質量評價提供理論基礎，為牡丹皮藥材規格等級的制定提供依據。

3 中藥牡丹皮的主要藥理作用

牡丹皮及所含牡丹酚類化學成分具有較強的抑菌抗炎、抗腫瘤、抗心律失常、降糖、激活機體免疫系統及保護心血管等多種作用。

3.1 抗菌消炎作用

牡丹皮(丹皮酚)抗菌消炎活性是牡丹皮發現最早的現代藥理作用，也是代應用較為廣泛的作用之一。牡丹皮水提物可對大腸桿菌、溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌等20余種致病菌產生較強的殺菌抑菌作用[17]。丹皮酚可顯著抑制毛細血管通透性，抑制大鼠白細胞炎性趨向性和前列腺素E2合成，改善角叉菜膠誘導模型大鼠足部炎性病變[18]。抑菌試驗研究表明,丹皮酚雖不能直接殺死病毒和真菌，但可明顯抑制茄病鐮刀菌、禾谷絲核菌和煙草花葉病毒的增殖與復制[19]。

3.2 抗腫瘤

丹皮酚對食道癌、肝癌、結腸癌、胃癌、胰腺癌和直腸癌等消化系統腫瘤抑制作用較為明顯，近年來對乳腺癌和宮頸癌先關報道也頗為常見。丹皮酚具有顯著抑制腫瘤細胞的增殖分化作用，抗腫瘤機制主要是通過增強機體抗腫瘤因子的生成實現的。丹皮酚可抑制人SGC-790和鼠MFC腫瘤細胞的Bcl-2基因表達，促進Bax基因表達[20]。在研究丹皮酚對結腸癌細胞 HT-29的抗腫瘤作用時還發現,丹皮酚抗腫瘤作用機制與其抑制環氧化酶-2(COX-2)基因表達有關[21]。丹皮酚具有抑制小鼠肝癌細胞(Hepa)增殖作用，研究發現腫瘤組織中凋亡壞死因子(IL-2、TNF-α和Bax)等蛋白含量及相關基因表達明顯升高，而凋亡抑制因子Bcl-2基因表達則顯著下調[22]。丹皮酚主要是通過 Caspase 和 NF-κB 途徑發揮抗腫瘤作用[23]。丹皮酚可通過啟動磷脂酰肌醇激酶3 (PI3K)而降低腫瘤細胞內質網活性，從而抑制腫瘤細胞增殖分化[24]。丹皮酚能有效調節肝星狀細胞癌NF-κB作用，誘導腫瘤細胞凋亡，促進其抗腫瘤作用發揮[25]。丹皮酚能通過增強Runt轉錄蛋白3表達而抑制腫瘤[26]。

3.3 對心腦血管系統的作用

丹皮酚具有明顯的保護血管作用，其作用主要與其降血脂，抑制動脈粥樣硬化密切相關。丹皮酚能明顯升高高脂血癥大鼠血清NO水平，顯著降低血漿ET含量，可使血漿PGI2水平明顯上升[27]。丹皮酚對ox-LDL誘導的大鼠MC與RAECs黏附功能有抑制效應，對ox-LDL介導的血管內皮細胞炎癥環節的影響是其抗AS的作用機制之一[28]。

丹皮酚可明顯抑制高脂大鼠血清、主動脈及肝臟脂質過氧化反應，可顯著減少高脂大鼠血漿LDL的氧化修飾，對健康人血清LDL的體外氧化反應有極顯著抑制效應[29]。丹皮酚能明顯抑制平滑肌細胞增殖，也是其抗粥樣硬化的作用機制[30]。丹皮酚對神經元具有明顯的保護作用，丹皮酚對大鼠再灌注后腦組織的梗死面積和病理改變顯著減輕，能抑制腦組織中炎性細胞的浸潤及黏附因子表達[31]。丹皮酚具有明顯的抗心肌缺血作用，通過穩定細胞膜，抑制缺血心肌的膜損傷，增加自由基清除，降低脂質過氧化等發揮作用，可促進缺血心肌細胞代謝率降低，防止心肌細胞膜受損，從而預防心肌壞死[32]。

3.4 對糖尿病的治療

丹皮酚具有顯著的糖尿病治療作用。牡丹皮水提物可使Ⅱ型糖尿病模型大鼠血糖產生顯著性的下降作用，可有效降低模型動物血膽固醇、甘油三酯和超氧化物歧化酶，并證實了其對Ⅱ型糖尿病的血脂代謝和氧化應激敏感性的改善作用，可明顯降低胰島素抵抗癥狀、增加葡萄糖耐受量[33]。丹皮酚可顯著抑制烯醇式丙酮酸磷酸羧激酶(PEPCK)基因轉錄，從而減弱糖異生活動[34]。丹皮酚明顯抑制刷狀緣細胞葡萄糖的攝入能力，促進Hs68和3T3-L1等細胞對糖原的合成，顯示出丹皮酚對糖代謝的調節作用[35]。牡丹皮提取物能夠明顯增強hep G2細胞對葡萄糖的攝取能力和促進糖原的合成，并通過啟動胞內的腺苷酸活化激酶的作用機制[36]。丹皮酚可能具有促進胰島β細胞增殖分化及促進葡萄糖代謝作用，從而改善和治療糖尿病[37]。

3.5 抗心律失常

通過對家兔的抗心律失常研究發現,丹皮酚具有明顯的抑制心肌細胞的外向鉀離子通道(Ito)作用。運用電生理技術方法研究表明，降低鈣離子通道(ICa)膜電位的興奮性、減緩搏動頻率、丹皮酚的鈣離子通道阻滯劑作用是丹皮酚抗心律失常作用的一個作用機制[38]。

3.6 對免疫系統的影響

丹皮酚具有明顯的增強機體的細胞和體液免疫功能的作用。丹皮酚能使霧化吸入刺激模型大鼠全身的細胞免疫和體液免疫明顯增強，對環磷酰胺和氫化可的松導致的小鼠胸腺損傷顯著減輕。丹皮酚可明顯促進模型小鼠免疫系統，可顯著提高其脾臟指數和胸腺指數等指標，促進淋巴細胞轉化率，促進模型大鼠中性白細胞的吞噬能力從而增強大鼠免疫功能[39]。

3.7 抗胃潰瘍

張溪桐等[40]考察了丹皮酚對乙醇所致小鼠胃潰瘍有保護作用，發現其可顯著減輕乙醇引起的胃黏膜損傷,對實驗性胃潰瘍具有保護作用并且具有較好的體外抗HP的活性。周源等[41]考察了丹皮酚對水應激所致小鼠胃潰瘍有保護作用，丹皮酚的抗潰瘍強度與奧美拉唑相似，可顯著減輕水應激引起的胃黏膜損傷。

3.8 其他

除以上生物學作用之外，牡丹皮還具有護肝保肝、抗驚厥、抗氧化等多方面的作用。丹皮總苷呈劑量依賴性對抗小鼠最大電驚厥及戊四唑、士的寧、氨基脲所致小鼠化學性驚厥，并可增強苯巴比妥抗驚厥作用[42]。

丹皮總苷能有效促進肝臟糖原合成和提高血清蛋白含量的作用，明顯降低肝勻漿脂質過氧化產物丙二醛的含量及提高血清和肝臟谷胱甘肽過氧化物酶活力，且可縮短四氯化碳中毒小鼠注射戊巴比妥鈉后的睡眠時間，提示其能通過影響肝臟代謝機能，增強抗氧化作用，加強解毒能力機制發揮抗損傷作用等[43]。

4 結語

《本草經疏》中論：“牡丹皮，其味苦而微辛，其氣寒而無毒，辛以散結聚，苦寒除血熱，入血分，涼血熱之要藥也”。牡丹皮臨床應用歷史悠久明確，常與梔子、赤芍、丹參、紫草、防風等中藥配伍，而起清熱涼血、活血化瘀之功效，如犀角地黃湯(《備急千金要方》)大黃牡丹皮湯(《金匱要略》)將軍散(《本草匯言》)桂枝茯苓丸(《金匱要略》)等。牡丹皮的化學、藥理、機理、制劑等基礎和應用研究已經取得了巨大的成果，隨著現代藥學基礎與制藥工業的不斷進步，牡丹皮將更廣泛應用于臨床。但針對牡丹皮藥理方面的研究缺乏分子水平的進一步探討，并明確其作用機制。