黃芪屬植物化學成分及生物活性研究進展

周家林，慕澤涇，鐘國躍，任 剛

（江西中醫(yī)藥大學中藥資源與民族藥研究中心，江西 南昌 330004）

豆科黃芪屬植物約兩千多種，分布于北半球、南美洲及非洲，稀見于北美洲和大洋洲。黃芪屬植物在我國分布約有278 種，南北各省區(qū)均產(chǎn)，但主要分布于中國西藏（喜馬拉雅山區(qū)）、亞洲中部和東北等地［1］。膜莢黃芪Astragalus membranaceus（Fisch.）Ege.和蒙古黃芪Astragalus membranaceus（Fisch.）Ege.var.mongholicus（Ege.）Hsiao 是黃芪屬中具有重要藥用價值的2 個種，被《中國藥典》［2］收載為中藥黃芪的基原植物，具有補氣升陽、益衛(wèi)固表等功效，是我國傳統(tǒng)補氣中藥材。目前中藥黃芪的化學與藥理研究報道較多，研究表明其主要含有黃酮［3］、三萜［4?5］及生物堿［6］類成分，具有廣泛的生物活性。值得注意的是，除了中藥黃芪的2 個基原物種外，一些作為代用資源的黃芪屬植物，同樣在市面上流通使用，引起了藥物化學和藥理工作者的廣泛關(guān)注。Li 等［7］對黃芪屬藥用植物的化學和生物活性進行了詳細總結(jié)。而近5 年來，黃芪屬植物的化學成分和藥理活性研究又取得了許多新進展，約87 個新化合物相繼被發(fā)現(xiàn)。本文通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻，以化合物的結(jié)構(gòu)類型為線索對這一領(lǐng)域的進展綜述如下。

1 化學成分及生物活性

1.1 黃酮類 黃酮類衍生物是黃芪屬植物的主要化學成分之一，骨架類型較豐富，包括黃酮醇（1～2）、黃酮（3～17）、異黃烷（18～26）、橙酮（27）、查爾酮（28～29）及黃烷醇（30）等類型，具有抗菌、抗氧化、促進葡萄糖的消耗、抑制α?葡萄糖苷酶及細胞毒等生物活性。El Dib等［8］對A.abyssinicus甲醇提取物的正丁醇部位進行分離，得到2 個黃酮醇衍生物（3～4），其中化合物4 具有顯著的抗氧化活性。Krasteva 等［9］研究了A.monspessulanus的化學成分，獲得了一個攜帶4 個糖基的黃酮醇苷（5）和2 個結(jié)構(gòu)新穎的化合物（16～17），這2 個化合物是山柰酚型黃酮母核與哌啶的雜合體；保肝活性測試結(jié)果表明，化合物5對t?BuOOH 誘導(dǎo)的離體大鼠肝細胞氧化應(yīng)激反應(yīng)具有明顯的保護活性。Hao 等［10］從膜莢黃芪中分離出3 個黃酮（6～7，19），其對L6 肌管的葡萄糖消耗有顯著的促進作用，在30 μmol／L 時，活性與陽性藥物胰島素相當。Janibekov等［11］從A.turkestanus和A.xanthomeloides中分離出2 個黃酮醇苷類化合物（8～9），并探討了其對α?葡萄糖苷酶體外抑制活性，發(fā)現(xiàn)這2 個化合物均表現(xiàn)出顯著的α?葡萄糖苷酶抑制活性。Wang 等［12］從膜莢黃芪的甲醇提取物中分離出一個黃酮醇苷（10），發(fā)現(xiàn)其在700 μmol／L 濃度下對菌絲生長有明顯的抑制作用，平均抑制率54%。薛利娟等［13］從背扁黃芪中成功分離了一個具有強烈抑菌活性的異黃烷（18）。Wang 等［14］從芒齒黃芪甲醇提取物的乙酸乙酯部位中分離了2 個8?異戊烯基異黃烷衍生物（22～23），其中化合物23 對人胃癌細胞、人肝癌細胞和人白血病細胞具有細胞毒活性。Guo 等［15］從烏拉特黃芪的地上部分中分離出4 個異黃烷衍生物（20、24～26），其中化合物26 表現(xiàn)出抑制真菌活性。Wang 等［16］從膜莢黃芪中分離出2 個異黃烷苷（21），并用卵清蛋白誘導(dǎo)炎癥模型篩選了它的抗炎活性，發(fā)現(xiàn)其與陽性藥乙酰水楊酸相當。Xiao 等［17］從長果頸黃芪中分離出一個橙酮（27）和2 個查爾酮類化合物（28～29），并發(fā)現(xiàn)化合物28～29 具有抗氧化活性，而化合物28 還具有殺蟲作用。Li 等［18］從一種病菌感染的斜莖黃芪中發(fā)現(xiàn)一個黃烷醇類化合物（30），并發(fā)現(xiàn)其對月彎孢菌有較高的抑制活性。成分信息見表1，結(jié)構(gòu)式見圖1。

圖1 近5 年從黃芪屬植物中新發(fā)現(xiàn)的黃酮類化合物結(jié)構(gòu)式

表1 近5 年從黃芪屬植物中新發(fā)現(xiàn)的黃酮類化合物及其生物活性

1.2 三萜類 三萜是黃芪屬植物的另一類主要次生代謝產(chǎn)物，其骨架主要為黃芪醇型（31～64）和齊墩果烷型（65～77），具有抑制NO 釋放、抑制甘油三酯蓄積、免疫調(diào)節(jié)、神經(jīng)保護、抗氧化、抗癌等生物活性。Wang 等［19］對膜莢黃芪的葉進行了研究，成功分離了4 個黃芪醇衍生物（31～34），其中化合物31～33 對LPS 誘導(dǎo)的巨噬細胞釋放NO具有較強的抑制作 用。Aslanipour 等［20］從A.brachycalyx甲醇提取物中分離得到2 個新的三萜類化合物（39～40），發(fā)現(xiàn)其與陽性藥（AST?VII 和QS?21 皂甙）的免疫調(diào)節(jié)作用相當。Wang 等［21］從膜莢黃芪莖中獲6 個黃芪醇衍生物（47～52），用油酸鈉誘導(dǎo)甘油三酯蓄積模型篩選了其抑制甘油三酯蓄積的活性。Graziani 等［22］從A.boeticus中分離了3 個黃芪醇苷衍生物（53～55），其中化合物53以劑量依賴型的方式對直腸癌細胞有抑制作用。Denizli等［23］從A.plumosus的甲醇提取物中分離了一個對纖維細胞具有應(yīng)激損傷保護功效的黃芪醇苷衍生物（56），其抗氧化能力與陽性N?乙酰西斯汀相當。Shkondrov 等［24］從A.glycyphyllos中發(fā)現(xiàn)了一個黃芪醇葡萄糖苷衍生物（64），其在濃度為100 μmol／L 時，保護作用與陽性藥水飛薊賓相當，突觸體活性和GSH 水平分別為98% 和54%。Zhang 等［25］從膜莢黃芪中分離了8 個齊墩果烷型三萜衍生物（66～73），與陽性藥奧利司他比較，化合物66～69、71～73 在10 μmol／L 時，可降低油酸鈉誘導(dǎo)的HepG2 細胞中的甘油三酯水平。Zhang 等［26］從膜莢黃芪中分離出4個6／6／6／6／7 型的齊墩果烷型衍生物（74～77），并發(fā)現(xiàn)化合物76～77 可抑制HepG2 細胞中甘油三酯的累積，同時促進L6 細胞對葡萄糖的攝取。成分信息見表2，結(jié)構(gòu)式見圖2。

圖2 近5 年從黃芪屬植物中新發(fā)現(xiàn)的三萜類化合物結(jié)構(gòu)式

表2 近5 年從黃芪屬植物中新發(fā)現(xiàn)的萜類化合物及其生物活性

續(xù)表2

1.3 生物堿及酚性成分 近年來，從黃芪屬植物中發(fā)現(xiàn)了一些生物堿（78～79）及簡單酚性成分（80～87），具有殺蟲、抗氧化、抗炎和抑制α?葡萄糖苷酶等生物活性。Xiao等［27］從長果頸黃芪的甲醇提取物中分離得到一個具有殺滅血吸蟲和抗氧化作用的苯丙素類衍生物（81），用DPPH法測量發(fā)現(xiàn)其具有較好的抗氧化性。Wang 等［16］從膜莢黃芪中分離了一個具有抗炎癥作用的芐苷（82），發(fā)現(xiàn)其抗炎活性優(yōu)于陽性藥乙酰水楊酸。Chen 等［28］從膜莢黃芪中分離了2 個具有抗炎活性的簡單酚性化合物（83～84），對TNF?α、COX?2、IL?1β 等炎癥因子具有劑量依賴性的抑制作用。成分信息見表3，結(jié)構(gòu)式見圖3。

圖3 近5 年從黃芪屬植物中新發(fā)現(xiàn)的生物堿及簡單酚性成分結(jié)構(gòu)式

表3 近5 年從黃芪屬植物中新發(fā)現(xiàn)的生物堿及簡單酚性成分及其生物活性

2 展望

西藏地區(qū)是我國黃芪屬植物的主要分布地，因此我國藏醫(yī)藥對該屬植物的藥用價值有較深刻的認識，一些藏醫(yī)藥古籍文獻記載了許多黃芪屬藥用植物［29?31］。然而，目前國內(nèi)的研究大部分集中在中藥黃芪的2 種基原植物—蒙古黃芪和膜莢黃芪及其少數(shù)幾種代用資源上，其他黃芪屬藥用植物化學成分與藥理作用仍少見研究報道?；诖耍菊n題組認為應(yīng)加強藏醫(yī)藥用黃芪屬植物的研究，重點開展該屬植物資源和使用現(xiàn)狀調(diào)查，并進行藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及生物活性等的比較研究，以促進我國豐富的黃芪屬藥用植物資源資源的合理利用。