中药材黄连的研究现状与展望

赵 楠，李隆云，白志川

(1.西南大学园艺园林学院，重庆 400715;2.重庆市中药研究院，重庆 400065)

黄连，毛莨科(Ramunculaceae)黄连属(Coptis Salisb)。黄连之名始见《神农本草经》［1］:“黄连，味苦寒，主热气，目痛，眦伤，泣出。明目，肠澼，腹痛，下利，妇人阴中肿痛。久服令人不忘［2］。一名王连，生川谷。”历代之诸家本草、医药典籍和地方志书等在黄连的原植物、产地分布、采收加工、商品性状、质量要求和道地变化、功能主治及临床应用等方面均有录述。近代研究表明，黄连对心脑血管疾病、肿瘤和糖尿病有一定的功效，已成为临床最常用的中药之一。

1 黄连的资源分布

1.1 黄连资源介绍

我国历版《中国药典》收载的中药黄连来源于毛莨科黄连属多年生草本植物黄连(Coptis chinensis Franch)、三角叶黄连(Coptis deltoidea C.Y.Cheng et Hsiao)、云南黄连(Coptis teeta Wall)的干燥根茎，以上3种药材名分别为味连、雅连、云连。其中:味连又名川连、鸡爪连;雅连又名峨眉连、嘉定连、刺盖连;云连又名滇连、古勇连。黄连属植物全世界约有16种，我国产6种，分别是黄连、三角叶黄连、峨眉黄连、五叶黄连、五裂黄连和云南黄连，同时还有1种变种——短萼黄连。

1.2 黄连的地理分布

黄连属植物主要分布于北半球温带。我国黄连药材产量居世界首位，此外日本有少量栽培，印度、缅甸、西欧、北美有少量分布。

在我国，黄连主要分布在东经97°～122°，北纬22°～33°区域，集中分布在西南和中南地区的山地丘陵。历史上，黄连商品药材在川、渝、黔、滇、鄂、陕、湘、桂、皖、赣及浙、闽等省(市、区)皆盛产。

按自然地理分布和黄连种类，我国黄连分布区主要有味连区、雅连区、云连区、野连区、土连区五大产区。味连区主要包括重庆、湖北、湖南、陕西、贵州等省市，其中重庆石柱县有“黄连之乡”的美誉。该地区独特的气候、水质和土壤条件为黄连提供了最佳的生长环境，国家在该地区建立了GAP示范基地，同时建立了中国最大的黄连交易市场。雅连(三角叶黄连)区主要分布于四川省西南部，主产于峨眉、洪雅、峨边、马边、金口河、雅安、雷波等地。云连区主要包括云南西北部及西藏东南部，主产于云南的福贡、泸水、德钦、碧江、贡山、腾冲、云龙、兰坪、剑川，以及西藏的察偶等地。野连主要分布于湘西、黔北、滇东北、川南及川西北山区，土黄连中短萼黄连为主流品种，主要分布于安徽、浙江、福建等地。除上述地区以外，土连在我国长江以南的其他地区也有分布。

2 黄连栽培技术

2.1 海拔对黄连的影响

赵广琦等［3］对陕西省汉中市同一时期不同海拔生长的黄连进行了研究，结果发现，在低海拔地区(600 m)的黄连产量和质量高于高海拔地区(1200 m)，说明不同海拔对黄连的产量和质量都有一定的影响。张霁等［4］通过测定不同海拔(2100～2700 m)下野生和人工栽培云南黄连的生物量、主要有效成分含量及产量，发现随着海拔的不断升高，黄连生物量、有效成分及产量存在显著差异，高海拔地区更适宜云南黄连的生长。不同种黄连特有的生物学性质以及对环境的适应性，造就了不同种类黄连对海拔要求的不同。

2.2 温度对黄连的影响

黄连忌高温干旱，植株正常生长温度范围为8～34℃，超过38℃容易造成高温伤害，32℃以上的高温可抑制黄连的生长而造成其夏季休眠。在低海拔的南京引种黄连的实验表明:成苗在85%郁闭度下，能经受32～35℃的持续高温以及4l℃以上的短暂高温［5－6］。在此基础上，孙玉芳等［7］研究发现，高温胁迫下不同年生的黄连体内可溶性糖、脯氨酸含量均随着胁迫时间的延长而增加(经过6 d高温胁迫后，可溶性糖含量最高值比对照增加了1倍，脯氨酸含量增加了7倍);而丙二醛(MDA)含量呈下降趋势。黄连喜阴，故遮阴对黄连的生长发育有着重要的作用。尹丽等［8］通过测定抗性物质来确定不同生长年限黄连的最适隐蔽度，结果发现:3年生黄连最适荫蔽度为60%;4年生黄连最适荫蔽度为45%;5年生黄连最适荫蔽度为全光照。盛彧欣等［9］建立了黄连HPLC指纹图谱分析方法及含量测定方法，并分析了不同荫蔽模式下黄连质量、药根碱、巴马汀、小檗碱的含量。结果表明，不同遮荫条件下黄连中这3种生物碱含量均高于或基本相当于对照药材的含量。

2.3 黄连的繁殖及田间管理

黄连用种子繁殖，育苗得到的植株幼苗，在播种后的第3年进行移栽。移栽后经常有死苗，故应进行补苗。另外，黄连喜肥，应定期对田间黄连追肥，施肥后还应及时用细腐殖土培土。随着时间增长，移栽当年荫蔽度以70% ～80%为宜，以后每年减少10%左右，至收获的那年，可于6月拆去全部棚盖物和间作树枝，以增加光照，抑制地上部生长，增加根茎产量。

在黄连病虫害的防治方面，通过药剂浸根处理种苗可提高移栽的成活率。应选用高效低毒的农药对土壤进行消毒。研究者发现:哈茨木霉菌可以有效防止白绢病对黄连的侵染，氟硅唑、恶霉灵等农药也可防治黄连的白绢病［10］;在清晨可人工捕捉黄连木尺蛾成虫或用黑光灯对其进行诱杀;越冬后，将上年留下的枯叶和一些老叶除去，减少叶片残体上的白粉病子囊孢子，可降低黄连白粉病的浸染［11］。

3 黄连化学成分研究

3.1 黄连化学成分种类

黄连的主要活性成分为黄连生物碱。目前，已从黄连中分离出来的生物碱包含有小檗碱(berberine)、黄连碱(coptisine)、表小檗碱(epiberberine)、巴马汀(paImatine)、非洲防己碱(colum bamine)、药根碱(jatrorrhizine)、甲基黄连碱(worenine)、木兰花碱(magnoflorine)等几十种［12］。除黄连生物碱外，黄连尚含酸性化合物:阿魏酸(ferulic acid)、3，4-二羟基苯乙醇葡萄糖甙(3，4-dihydroxy-phenyl ethyl alcohol glucoside)、3-羧基-4-羟基苯氧基葡萄糖甙(3-carboxy-4-hydroxy-Phenoxy-glucoside)、2，3，4-三羟基苯丙酸(2，3，4-trihydroxy-benzene-propanoic acid)等。此外，还含黄有柏酮(obacunone)、黄柏内醋(obacutactone)以及多种微量元素。

在生物碱中，小檗碱在黄连素中含量最高。钟国跃等［13］对我国黄连(味连)的质量评价研究结果表明:各地味连5年生样品中，药根碱含量为1.26% ～1.87%，黄连碱含量为 2.19% ～3.59%，巴马汀含量为1.49% ～2.33%，而小檗碱含量达到了6.81% ～9.84%，4种生物碱含量之和为13.81% ～19.60%。

3.2 不同因素对黄连化学成分的影响

在不同品种、不同产地、不同采收时间条件下，各种生物碱的分析结果均有差异。从品种上看，几种黄连的小檗碱含量略有差异:味连含量为5.56% ～7.25%，雅连为5.20% ～5.32%，云连为6.83% ～ 7.69%［14］。耿志鹏等［15］对不同产地黄连中生物碱含量进行了检测，结果表明:黄连药根碱、非洲防己碱、表小檗碱、黄连碱、巴马汀及小檗碱等6种生物碱及总生物碱存在显著差异。彭强等［16］研究发现:随着栽培年限的增加，黄连中小檗碱含量呈增高趋势;其中第6年增加速度最快，之后变得缓慢;对第6年生黄连根茎按月进行小檗碱含量测定，发现各月含量不同，以6～7月含量最高。

4 黄连的药理作用

现代药理学研究表明［17］，黄连根茎中含有多种生物碱，其中主要成分为小檗碱(berberine，ber)又名黄连素，含量约为5% ～8%，具有对热不稳定性，有极广泛的抗菌谱，对某些革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有一定的抑制作用。近年来研究发现黄连对糖尿病、肿瘤、心血管等疾病也有一定的药效。

4.1 黄连的抗菌作用

黄连具有显著的抗菌抗病毒作用，且抗菌谱很广，对革兰氏阳性和阴性细菌及流感病毒、真菌类均有一定的抑制作用;对钩端螺旋体在试管中有相当强的杀灭作用;且在极低浓度时即开始阻止霍乱、肠伤寒、痢疾菌的繁殖。它也有抗金黄色葡萄球菌、链球菌等革兰氏阳性菌和肠伤寒菌、志贺氏痢疾菌、淋菌等革兰氏阴性菌的作用。此外，对蜡样芽胞杆菌、枯草杆菌、白喉杆菌、大肠杆菌、肺炎球菌、新城型痢疾杆菌、化脓性链球菌、结核菌等动物病原菌以及念珠菌属、隐球菌、酵母等真菌均有抗菌性［18］。对流感病毒PR8株、甲型流感病毒56-S8株、亚甲型病毒FMl株、乙型流感病毒Lee株、内型流感病毒1233株均有抑制作用。

4.2 黄连对糖尿病的功效

研究者早在1986年就发现黄连素对降低血糖有一定的作用［19］，其机理得到了广泛的研究:黄连素能增加HepG2细胞对体内葡萄糖的消耗［20］;黄连素增加了脂肪细胞所分泌的脂联素(APN)，以此降低胰岛素抵抗［21－22］，进而降低了体内的血糖含量;黄连素能够激活脂肪细胞和肌肉细胞中AMPK的活力［23］，而AMPK是机体保持葡萄糖平衡所必需的蛋白激酶;黄连素还可以通过作用于过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)［24］，显示出良好的降糖活性，尤其是对Ⅱ型糖尿病有良好的疗效［21］。

4.3 黄连抗肿瘤的功效

近年来研究发现黄连具有明显的抗肿瘤作用［25－26］。王丽芳等［27］的最新研究表明:黄连素作用于细胞24 h后能引起HepG2细胞形态学的改变，抑制细胞侵袭能力，增加E-cadherin的表达，并抑制vimen-tin及pAKT的表达，表明黄连素能逆转人肝癌细胞HepG2的上皮间质转化，其机制可能与抑制AKT通路有关。其他研究表明黄连素是通过诱导细胞凋亡产生抗肿瘤效应的。辛灵艳等［28］发现:黄连素(BBR)能抑制A549细胞增殖，诱导其凋亡，通过促进E-cadherin表达和抑制Vimentin、Slug、Snail的表达来抑制 EMT 的发生，从而抑制了A549细胞的迁移和侵袭。Letasiová S等［29］研究发现黄连素之所以可以诱导肿瘤细胞发生凋亡，是因为黄连素通过诱导caspase蛋白酶家族中的caspase-3、caspase-8、caspase-9等表达，使它们释放细胞色素C，降低跨膜电位MMP在线粒体内的表达，通过活化caspase-线粒体途径去调控细胞周期。

4.4 黄连的其他药理作用

黄连对心血管疾病有一定的影响，主要表现在抗心律失常、降压、抗心律衰竭及治疗心肌炎，心脏保护等方面。黄连对脑血管疾病的作用则主要表现为抗脑缺血、脑缺氧，抑制血小板聚集。黄连还具有抗氧化、清除氧自由基、降血脂、解热镇痛、抗阿米巴原虫、抗溃疡及腹泻、提高肌体免疫力、保护胃黏膜等功效。

5 近代黄连的临床应用

黄连在治疗细菌性痢疾时口服用药5～7天便可以治愈。吴洪文［30］让50例患有慢性腹泻的病人服用黄连霉液，治愈率为60%，总有效率为90%。黄连素片治疗Ⅱ型糖尿病60例，结果有效率达到了90%，在改善病症、降血糖方面有明显的作用，同时无明显的副作用，可以防止并发症的发生。临床研究发现，对78个接受腹部或整个盆腔放疗的癌症患者进行治疗，用黄连素(300 mg/kg，tid)治疗的患者与没用黄连素治疗的患者相比，黄连素可以显著降低辐射引起的急性肠道症状的发生率(P ＜O.05)［31］，这表明黄连素在患者的放射治疗中具有重要的作用。在脑血管疾病方面，彭世桥等［32］以黄连为主，用加味黄连解毒汤治疗脑梗塞病人50例，结果治愈32例，9例显效，5例好转，无效的为4例，总有效率为92%。在其他方面的临床应用上，李俊松等［33］以黄连阿胶汤加减治疗顽固性失眠36例(阴虚火旺型)，结果发现临床痊愈8例，显效15例，有效10例，无效3例，总有效率为91.7%，疗效显著。另外，黄连及复方临床应用还可治疗细菌性痢疾，对胃炎、牙根尖周病、口腔疾病、抑郁症、糖尿病并发症等也有一定的药效。

6 黄连分子水平的研究

6.1 分子技术对黄连品种的鉴定

1997年，研究者就利用DNA随机扩增多态性(RAPD)技术对胡黄连及8个黄连品种进行了鉴定［34］，结果在其20条随机引物中筛选出OPT-09、OPT-15、OPT-18及OPT-20这4条引物，其中OPT-20引物在8个黄连品种中均有一条670 bp的DNA带，但在胡黄连中却未出现，因此该引物可用来鉴别黄连及其代用品。陈大霞等［35］运用ISSR分析技术从DNA分子水平上分析了不同产地黄连的遗传多样性，为黄连的鉴定及种质遗传多样性提供了一个标准化程序。孙涛等［36］采用国际通用的条形码序列ITS2对黄连属3个物种6份样品的ITS2序列进行PCR扩增与测序，结果表明，ITS2种间遗传距离大于种内遗传距离，当黄连属及其伪混品不同种样品聚类在一起时能很好地区分开来。

6.2 黄连基因组学研究

侯大斌［37］采用 SDS方法提取黄连基因组DNA，利用正交设计研究方法建立黄连RAPD分析的PCR反应体系，结果成功地进行了RAPD扩增，并筛选出黄连RAPD的最佳方案。

周嘉裕等［38］对黄连体内 N-甲基乌药碱-3’-羟化酶［(S)-N-methylcoclaurine-3’-hydroxylase］基因进行了克隆并做序列分析，为黄连体内原小檗碱型苄基异喹啉类生物碱的基因工程等研究提供了依据。

于华芸等［39］运用基因芯片技术研究黄连对正常大鼠肝脏全基因表达谱的影响，并从基因水平分析了黄连作用机制。结果表明:黄连可上调炎性反应、免疫反应、防御反应相关基因，增强抗炎、防御能力，调控代谢、凋亡相关基因，影响P450家族成员，从而发挥代谢抑制、抗炎作用。

7 展望

1)在资源方面，由于黄连的药效价值被人们熟知，使得人们长期、过量地对其进行采挖，破坏了黄连的自然生存环境，导致黄连属植物成为了频危保护植物。我国产的6种及1变种中，黄连和短萼黄连为国家3级保护渐危物种，三角叶黄连是国家2级保护濒危物种，云南黄连为国家2级保护渐危物种，峨眉黄连和五裂黄连均为重点保护植物，因此应加强黄连属植物的保护力度，合理开采与利用资源，从而保护生态平衡。

2)随着社会的高速发展，肿瘤、糖尿病、心脑血管等发病率越来越高，严重危害人类的健康，治疗肿瘤、糖尿病药物大多数价格昂贵，而黄连价格低廉，疗效显著，伴随的副作用少，使其成为治疗癌症、降血糖等方面的主要研究药物。但当前黄连的诸多功效研究还处于实验阶段。

3)砍树搭棚是种植黄连的传统模式，即种植某一面积黄连，要搭棚3倍该面积的树木。种植黄连地点多在高山，山内植物资源丰富，绝大多数农户沿用此模式会消耗大量的植物资源，破环生态系统的平衡，故应不断探索在高海拔地区的林药材立体种植模式。该方法是针对林业的自身特点和药用植物资源的保护而提出的一种合理种植模式。近几年来，多个黄连GAP基地得到了认证，黄连生产及管理更加规范，黄连产业会不断地提高和进步。

4)目前多数研究集中在黄连素的提取工艺，对黄连素的进一步纯化有待深入研究，高纯度黄连素的应用价值以及前景不可估量。同时，黄连各个部位均有生物碱，只是含量上有差异，而不同部位提取条件可能不同，应进一步研究黄连不同部位生物碱的提取工艺，使得黄连得到更加充分的利用。

5)黄连合成小檗碱的途径及相关酶类虽然得到了研究，但小檗碱生物合成的关键酶还需进一步确定。另外，对小檗碱生物合成相关酶的克隆技术研究甚少。相信随着分子技术研究的不断深入，黄连基因方面的研究会更加完善。

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