戴 樂,阿卜杜拉·玉蘇普,阿迪拉·阿布都熱西提
(新疆特色藥食用植物資源化學重點實驗室,喀什大學化學與環境科學學院,喀什 844006)
菟絲草和菟絲子是重要的傳統中藥,屬旋花科寄生性植物,寄主多為豆科等植物。菟絲草一般與其他藥物按不同比例配伍制成制劑,主治膽汁或黏液性等疾病。菟絲子有滋補腎臟、改善精髓的作用,可用于治療肝臟疾病、膝關節疼痛和肝損傷等。本文對菟絲草和菟絲子中的主要化學成分、生物活性、質量標準控制及其生藥鑒別等幾個方面的相關文獻進行綜述分析,為進一步開發、合理利用這一藥用植物提供參考。
菟絲草和菟絲子為旋花科菟絲子屬植物,其有寄生性。根據《中國植物志》六十四卷記載[1],該屬植物在世界有100~170種,主產美洲,廣泛分布于世界各地暖溫帶,有8種產于中國,中國南北均產。根據花柱和柱頭特征,下分菟絲子亞屬(Cuscuta)、線莖亞屬(Grammica)和單柱亞屬(Monogyna)。南方菟絲子(CuscutaaustralisR.Br.)和中國菟絲子(CuscutachinensisLam)屬線莖亞屬;金燈藤(CuscutajaponicaChoisy)、啤酒花菟絲子(Cuscutalupuliformis)、單柱菟絲子(Cuscutamonogyna)和大花菟絲子(Cuscutareflexa)屬單柱亞屬;歐洲菟絲子(Cuscutaeuropaea)和杯花菟絲子(CuscutacuplataEngelm)屬菟絲子亞屬。
菟絲草為旋花科植物菟絲子CuscutachinensisLam.的干燥地上部分。莖相互纏繞,呈棕黃色,柔細,莖粗<1 mm。菟絲草具有寄生性,寄主有豆科、菊科、胡麻科和蕁麻科等多種植物,分布遍及中國大多數省區,多見于田邊、荒地或灌木叢中,以帶花果的全草入藥,可清除異常黑膽汁或異常黏液,散氣通阻,緩解抑郁并舒緩神經,具有補肝腎、明目等多種功效[2]。
菟絲子為旋花科植物南方菟絲子Cuscutaaustralis R.Br.或菟絲子CuscutachinensisLam.的干燥成熟種子,以種子入藥,有滋補肝腎、保胎、明目等功效[3]。菟絲子有涼血散熱毒的功效,主治嘔血以及膽汁或黏液性疾病,如抑郁癥、痙攣和失眠等。相關研究表明,菟絲子中含新芝麻脂素和山柰酚等化合物[4],菟絲子全草中含d-芝麻素、β-谷甾醇、d-松脂素、9(R)-羥基-d-芝麻素和胡蘿卜苷[5],提示菟絲子與全草的化學成分及功效存在差異。
2.1黃酮類 黃酮類化合物在菟絲草植物中含量居多,其中以金絲桃苷、紫云英苷和槲皮素最為常見。Pan S等[6]采用高速逆流色譜法(HSCCC)和兩相溶劑體系分析得到槲皮素-3-O-β-D-半乳糖(2→1)-β-D-芹糖苷、金絲桃苷、山柰酚-3-O-β-D-葡萄糖苷、山柰酚和槲皮素5種黃酮類和綠原酸。Wei Y等[7]采用酶(5%酸性纖維素酶、5%中性蛋白酶)解-鹽析(SOE)提取菟絲子中的黃酮類化合物,得率高達18.75 mg·g-1。Du K等[8]將均勻設計(UD)、響應面法(RSM)和正交實驗(OD)相結合,對菟絲子中的金絲桃苷、槲皮素、異槲皮苷、蘆丁、異鼠李素、紫云英苷、咖啡酸和綠原酸等16種酚酸和類黃酮成分進行含量測定。
2.2甾醇類 植物甾醇是自然界廣泛分布的一類具有生理活性的物質。目前已知從菟絲草植物中分離出的甾醇類成分有豆甾醇、β-谷甾醇、β-谷甾醇-3-O-β-D-吡喃糖、膽甾醇和菜油甾醇等[4,9-11]。
2.3多糖類 王展等[12-14]從菟絲子種子中提取了酸性純多糖(H3和H2),H6和H8純多糖在菟絲子稀堿和沸水提取物中被發現,分析發現,其都是由相同單糖(阿拉伯糖、鼠李糖、木糖和半乳糖)組成,其中無糖醛酸和甘露糖。菟絲子中多糖含量也會受到其炮制方法的影響[15]。
2.4氨基酸類 葉蘋[16]研究發現,菟絲子和大菟絲子中化學成分類似,在16種相同的氨基酸中,大菟絲子中含量比菟絲子高的有9種。研究者比較分析了3種菟絲子屬植物菟絲子、南方菟絲子和金燈藤種子中的氨基酸組分含量,發現在這3種藥用寄生植物中共含有15種氨基酸[17-18]。
2.5其他成分 除上述所列成分外,菟絲草植物中還有較低含量的酚酸、脂肪酸等其他成分[8,19]。Fan B等[20]在菟絲子種子中分離鑒定出10種新化合物,包括2個新的天然樹脂糖苷和8個新的樹脂苷。研究發現,菟絲子中含鉀、鈣、鎂、銅、鋅、磷等必需微量元素,含量較高的有錳和鋅[21-23]。3′,4′-二甲氧基-1-苯基-1α-乙二醇這一具有抗菌活性的新化合物在大花菟絲子莖中被發現[24]。He X H等[25]在菟絲子乙醇提取物中分離出8種化合物,其中發現有菟絲子苷C和菟絲子苷D 2個新的木脂素苷。Jing Wang等[26]在菟絲子全株中分離到9種化合物,有1個倍半萜、4個三萜、3個木脂素和1個甾體化合物。
3.1抗衰老與抗氧化作用 黃酮類作為菟絲草植物的主要成分,具有抗衰老、抗氧化等活性[27]。Liu Z J等[28]探討了酶解菟絲子多糖(ECPS)和原多糖(CPS)對B16F10黑色素瘤細胞的抗黑色素生成活性,并用鐵還原和DPPH·自由基清除能力評價其體外抗氧化活性。結果表明,ECPS的抗黑色素生成活性和抗氧化作用比CPS強。菟絲子水提取液對經三丁基過氧化氫(TBHP)處理的MC3T3-E1細胞有劑量依賴性的保護作用[29]。Jafari E等[30]采用高效液相色譜法(HPLC)、微孔板法和DPPH微孔板法對3種菟絲草植物(C.campestris、C.monogyna和C.approximata)地上部位的抗氧化性和總酚含量進行測定,發現其抗自由基功效主要由總酚含量決定,其抗氧化劑和總酚含量水平呈正相關。Jakovljevic V D等[31]采用7種方法(磷鉬法、DPPH·自由基清除、鐵還原力測定、脂質過氧化、亞鐵離子螯合、過氧化氫和清除羥基自由基)測定了田野菟絲子中乙醇、丙酮和氯仿提取物的抗氧化和抗真菌活性。經分析,乙醇提取物在DPPH·自由基清除、磷鉬法、鐵還原力測定和脂質過氧化實驗中表現出最佳抗氧化活性。菟絲子多糖可通過線粒體啟動的內源性途徑抑制心肌細胞凋亡[32]。
3.2降血糖作用 糖尿病能引發多種并發癥,發病機制復雜,因此對其新藥的研究刻不容緩[33]。實驗表明,菟絲子多糖有降血糖的作用。研究表明,其不僅能降低α-淀粉酶活性,抑制脂肪酸(FFA)、鏈脲霉素(STZ)、丙二醛(MDA)含量升高,增加超氧化物歧化酶(SOD)含量,增強抗氧化性,而且還可降低糖化血清蛋白含量,較好地改善由糖尿病引起的體質量減輕、血脂異常等癥狀[34-35]。大花菟絲子地上部分甲醇提取物(MECR)和水提取物(AECR)的抗糖尿病作用相比,MECR抗糖尿病作用更顯著[36]。
3.3降血脂作用 菟絲草是傳統抗高血脂藥劑的君藥,經典維吾爾復方艾非提蒙湯、買提布合艾菲提蒙方主要由菟絲草、地錦草、薰衣草等組成,可降血脂,改善血液循環[37],推測菟絲草有一定的降血脂功效。研究顯示,經艾非提蒙湯治療后,小鼠血清中低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、三酰甘油(TG)和總膽固醇(TC)含量減少,高密度脂蛋白(HDL-C)水平提高,高脂血癥所致的臨床癥狀明顯改善,推測其機制可能是降低了肝勻漿MDA含量、增強了谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-px)和總脂酶活力;臨床治療結果表明,買提布合艾菲提蒙方能有效治療高脂血癥[38-40]。大花菟絲子醇提取物可通過阻斷雙氫睪酮(DHT)產生而減弱高脂飲食(HFD)引起的體質量、體內脂肪、Lee′s指數、血清TC、TG和血糖水平的升高[41]。
3.4抗炎作用 Liao J C等[42]用醋酸扭體反應和福爾馬林實驗評價了菟絲子的鎮痛活性,用λ-角叉菜膠誘導的小鼠足腫脹模型來研究其抗炎機制。結果顯示,菟絲子甲醇提取物在小鼠體內抗傷害和抗炎活性的可能機制是增加肝組織中SOD、GSH-px活性以降低水腫組織中一氧化氮(NO)和MDA含量,降低了白細胞介素-1β(IL-1β)、白細胞介素-6(IL-6)、核因子-κB(NF-κB)、腫瘤壞死因子(TNF-α)和環氧合酶(COX-2)水平。另一項研究發現,菟絲子乙醇提取物(ECCS)抑制產生促炎性細胞因子,對脂多糖(LPS)誘導的急性腎損傷(AKI)具有潛在的保護作用[43]。菟絲子提取物可通過調節體內、體外血管生成和炎癥反應改善血液灌注和外周毛細血管密度[44]。
3.5免疫調節作用 張慶平等[45]研究了菟絲子對小鼠免疫功能的影響,設立對照組和高、中、低劑量組,通過測定各組臟器系數等指標發現菟絲子能提高免疫能力。徐何方等[46]使用氫化可的松制備了腎陽虛證大鼠模型,對其進行藥物干預來探究菟絲子的免疫調節作用。菟絲子提取物對環磷酰胺(CTX)誘導的毒性有化學保護作用[47]。菟絲子粗品(CP)及其鹽制品(SPP)均能通過恢復性激素水平,提高免疫功能和抗氧化作用[48]。
3.6保肝作用 菟絲草植物對肝臟的保護作用已被證實[49]。從菟絲子醇提取物中分離出的菟絲子提取物Cy23成分在一定程度上能保護酒精致肝損傷[50]。Kim J S等[51]采用HSC-T6細胞實驗和硫代乙酰胺(TAA)誘導的大鼠肝纖維化模型對菟絲子的抗肝纖維化作用進行了探討。結果表明,菟絲子提取物治療可顯著改善血清生物標志物、纖維化相關基因表達、羥脯氨酸、谷胱甘肽(GSH)水平的改變,菟絲子提取物具有治療肝損傷和肝纖維化作用。Koca-Caliskan U等[52]研究發現,東北菟絲子甲醇提取物和水提取物均有明顯的肝臟保護和抗氧化作用。
3.7抗癌作用 菟絲子醇提物能阻礙人胃癌SGC7901細胞的生長[53]。Jafarian A等[54]評價了2種菟絲子(Cuscutachinensis和Cuscutaepithymum)地上部分的氯仿提取物和水醇提取物對人乳腺癌細胞系(MDA-MB-468)、人結腸直腸腺癌細胞系(HT29)和人子宮宮頸癌細胞系(HeLa)的細胞毒性作用,發現菟絲子地上部分和氯仿提取物對HeLa、HT29和MDA-MB-468細胞有明顯的細胞毒性作用。Riaz M等[55]在大花菟絲子中得到了蒿屬香豆素、對香豆酸、豆甾-3,5-二烯和1-O-對羥基肉桂基葡萄糖4種天然產物,其在HCT116結直腸癌細胞系中抗增殖活性較好。
3.8其他作用 楊國輝等[56-58]對菟絲草植物的安胎、神經保護、抗骨質疏松等其他作用也做了相關研究。Wu H W等[59]對菟絲子中總黃酮(TFCC)及其在體內的抗流產作用進行了表征,TFCC能有效降低米非司酮誘導的流產,其以干擾絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號傳導途徑而發揮其抗流產作用。菟絲子提取物對東莨菪堿(SCOP)誘發的小鼠記憶障礙和糖皮質激素誘導的骨質疏松癥具有改善作用[60-61]。Zakerin S等[62]用菟絲草、薰衣草、葡萄和歐洲李等植物藥材研制了一種有效抗抑郁聚草本糖漿,經實驗證明,其抗抑郁作用良好。
菟絲子的質量標準研究相對菟絲草較為成熟,趨向于將HPLC、指紋譜圖、化學模式識別等技術聯用分析以建立一種快速、可觀的質量控制方法[63-65]。Nguyen D H等[66]建立了一種簡便、快速、準確且能同時測定菟絲子和日本菟絲子中金絲桃苷和槲皮素等8種標記化合物的反相液相色譜分析方法。目前對于菟絲草的質量研究以性狀鑒別、顯微鑒別等相對簡單的標準為主。毛艷等[67-68]對菟絲草進行性狀、顯微和薄層色譜研究,用HPLC法同時測定金絲桃苷和槲皮素含量建立其質量標準。沙拉麥提·艾力等[69]在菟絲草的質量標準控制研究中增加了TLC鑒別,采用HPLC法以菟絲草中主要成分金絲桃苷作為含量測定指標,進一步完善了菟絲草的質量標準。菟絲草質量標準控制的主要指標組分是金絲桃苷和槲皮素,一般結合HPLC、紫外光譜法等分析方法進行含量測定。
菟絲草植物種類繁多,均具有寄生性,可生出寄生根,伸入寄主體內,其寄主植物范圍極廣。寄主和品種不同,菟絲草植物中化學成分的組成含量和生物活性也不同[70-72]。經調查,菟絲子大多纏于雜草叢中,大菟絲子大多以木本植物為寄主,南方菟絲子喜寄生于豆科、莧科植物,啤酒花菟絲子主要寄生于木本、草本植物或小灌木中[73]。孟蔚等[74]比較了在多種不同寄主中菟絲子的指紋圖譜,根據圖譜研究分析可知,若植物中黃酮含量高,相應寄生于該植物的菟絲子中黃酮含量也高。由于品種、寄主等對其中化學成分和生物活性有影響,因此有必要對其進行來源、真偽、純度、品質等生藥鑒別,為判斷品種真偽和制訂質量標準提供科學依據,確保用藥的安全性和有效性。
菟絲草植物中富含黃酮類、甾醇和酚酸等多種成分,有抗氧化、抗炎、降血糖、降血脂等多種生物活性,具有良好的臨床應用前景。近年來有關菟絲子種子的相關研究報道較多,對于菟絲草全草的研究大多涉及其質量標準控制,或將其作為一種主要活性成分與其他成分混合配伍制成不同復方制劑,由此對其復方制劑進行研究,而對其全草植物本身的研究較少。目前對于菟絲草的具體有效成分及生物活性等研究尚未明確,今后可側重全草化學成分及其生物活性研究,為菟絲草活性研究提供理論依據,進一步合理開發利用該資源,以便篩選更多具有生物活性及藥用價值的天然產物。