半枝莲化学成分及药理活性研究进展（综述）

林靖怡，刘韶松，明艳林

（1.华侨大学 化工学院，福建 厦门 361021；2.厦门华侨亚热带植物引种园 药用植物与植物药研发中心/厦门市植物引种

检疫与植物源产物重点实验室，福建 厦门 361002）

半枝莲化学成分及药理活性研究进展（综述）

林靖怡1，2，刘韶松2，明艳林2

（1.华侨大学 化工学院，福建 厦门 361021；2.厦门华侨亚热带植物引种园 药用植物与植物药研发中心/厦门市植物引种

检疫与植物源产物重点实验室，福建 厦门 361002）

半枝莲Scutellaria barbata为我国传统中药，具清热解毒、化瘀止痛、排石利尿等多重功效。化学成分研究表明，半枝莲含有大量黄酮类、二萜类、挥发油类及多糖等化学成分；药理研究表明，半枝莲具有抗肿瘤、抗氧化、抗菌及免疫调节等药理活性。本文综述半枝莲的化学成分及其药理活性研究概况，为其进一步开发利用提供参考。

半枝莲；化学成分；药理活性

半枝莲Scutellaria barbata，又名并头草、狭叶韩信草，为唇形科黄芩属多年生草本植物，常生于潮湿的池沼、田头、溪涧等地，浙江、江苏、安徽、河南、四川、广东、福建、陕西等省均有分布。半枝莲性寒，味辛、苦，具有清热解毒、散瘀止血、利尿消肿等功效，用于治疗疔疮肿毒、咽喉肿痛、跌打伤痛、水肿、黄疸、蛇虫咬伤等，是民间常用中草药［1］。

现代药理活性研究表明，半枝莲具有良好的抗肿瘤活性，因此作为抗肿瘤和抗炎药物广泛用于原发性肝癌、肺癌、宫颈癌等恶性肿瘤的辅助治疗［2］。化学成分研究显示，半枝莲含有黄酮类、萜类、生物碱、挥发油、多糖等多种化学成分。目前半枝莲抗肿瘤活性研究与应用多集中在粗提物或分离部位，尽管已得到部分活性单体化合物，但作为抗肿瘤药物的深度开发依然有很大的局限。抗肿瘤机理方面仍是目前研究的薄弱点。前人对半枝莲化学成分及药理活性研究做过综述［1， 3—4］，但多数对化学成分描述不全，黄酮类成分遗漏较多，对半枝莲的活性研究总结亦不够完全，尤其是抗肿瘤作用机理方面的描述甚少。有鉴于此，本文在总结前人研究的基础上，对半枝莲化学成分和生物活性研究进行全面综述，并由粗提物到活性单体阐述半枝莲的抗肿瘤活性及其相关机理，为其深度开发利用提供参考。

1　化学成分

半枝莲的化学成分研究始见于1981年王兆全［5］发表在《中草药》的“半枝莲化学成分研究简报”，至今研究人员通过现代植物化学研究技术从半枝莲中分离鉴定出上百种单体化合物，主要是黄酮类和二萜类，还有生物碱、甾体、酚类、鞣质及多糖等成分。

1.1黄酮类

黄酮类化合物是半枝莲的主要成分之一，结构涵盖黄酮、二氢黄酮、二氢黄酮醇、查尔酮等多种类型。目前从半枝莲共分离鉴定出49个黄酮类化合物（表1），其中野黄芩苷（scutellarin，含量为7.3%～10%［25］）、木樨草素（luteolin，含量为0.20%～0.60%［25］）、芹菜素（apigenin，含量为0.02%～0.30%［25］）、汉黄芩素（wogonin）等化合物因其药理活性好而受到广泛关注。

1.2二萜类

二萜是半枝莲另一类主要化学成分，也是目前研究重点。结构主要为新克罗烷型二萜，包括半枝莲二萜（scutellone）类 、 半 枝 莲 内 酯（scuterivulactone）类、半枝莲生物碱（Scutebarbatine）类和半枝莲素（barbatin）类等（表 2）。活性实验显示，二萜类生物碱具有良好的细胞毒性，能有效抑制多种人肿瘤细胞的生长。

表1　半枝莲黄酮类化合物Table 1　Flavonoids of Scutellaria barbata

表2　半枝莲中的二萜类化合物Table 2　Diterpenoids of Scutellaria barbata

1.3挥发油类

Yu等［40］利用GC-MS从半枝莲挥发油中检测到 41种化合物，其中主要化合物为六氢法尼基丙酮（11.0%）、3，7，11，15-四甲基-2-十六烯-1-醇（7.8%）、薄荷醇（7.7%）和 1-辛烯-3-醇（7.1%）。抗菌实验表明，半枝莲挥发油具有良好的抑菌活性。

1.4多糖类

多糖是半枝莲的另一类主要化学成分。尽管对多糖结构研究缺乏有效手段，但鉴于半枝莲多糖重要的药理活性，仍是研究的重点对象。许益民等［41］分离得到的半枝莲多糖SBP和孟延发等［42］分离得到的均一性多糖SPS4经活性研究表明，都具有免疫增强和抗肿瘤活性，能有效抑制肝癌、结肠癌及S180肉瘤等肿瘤细胞的增殖转移活性。

1.5其他

除上述成分外，半枝莲还含有具有显著抗肿瘤活性的反式-1-（4′-羟基苯基）-丁-1-烯-3-酮［43］，脱镁叶绿酸a（Pa）、半枝莲酸、对羟基苯甲醛、（S）-2-（4-羟苯基）-6-甲基-2，3-二羟基-4-氢-吡喃-4-酮［17］，对羟基苄酮、对香豆酸、原儿茶酸、熊果酸、植物甾醇、植物甾醇-β-D-葡萄糖苷、β-谷甾醇、硬脂酸、2-羟基-3-甲基蒽醌和反式-3-（4′-羟基苯基）丙烯酰乙酯［12］等化合物。

2　药理活性及其作用机制

2.1抗肿瘤活性

半枝莲抗肿瘤活性目前研究较为深入。Cha等［44］研究表明，半枝莲二氯甲烷萃取层（MCSB）能有效抑制白血病细胞U937增殖，抑制率与浓度呈正相关，且MCSB能经由线粒体信号通路诱导U937凋亡。Yu等［45］发现半枝莲醇提物氯仿层的细胞毒活性最好，且对正常细胞抑制率显著低于丝裂霉素C，因此氯仿层应是半枝莲抗肿瘤活性物质集中的主要部位。化学成分研究从氯仿相分离得到叶绿醇、汉黄芩素、木樨草素和粗毛豚草素等化学成分单体。郭丽华等［46］对黄酮类物质的抗肿瘤活性进行考察，发现半枝莲中汉黄芩素、野黄芩苷、芹菜素、木樨草素、黄芩素对人卵巢癌SKOV3细胞增殖具有明显抑制作用，同时汉黄芩素与卡铂连用能增强卡铂细胞的毒作用。除黄酮类化合物外，Tang等［47］从半枝莲分离出的Pa能同时在转录和翻译阶段抑制P-糖蛋白表达从而逆转R-HepG2的耐药性，有效抑制R-HepG2增殖。叶华等［48］研究表明，半枝莲多糖SPS在C26结肠癌细胞建立小鼠移植瘤模型中能抑制肿瘤的生长，提高肿瘤细胞中Caspase 3和Caspase 9活性。

抗肿瘤作用机理方面，Yin等［49］发现用半枝莲醇提物处理肝癌细胞A549能显著增加Caspase 3/7的活性，而与DNA损伤修复有关的GADD45A和GIP明显下调，与细胞周期相关的基因被发现有明显变化（图1）。Cha等［44］研究表明，白血病细胞U937用MCSB处理24 h后，处于sub-G1期的细胞显著增加，与浓度呈正相关。此外，MCSB能引起DNA修复酶PARP的裂解，Bax/Bcl-2的比率也显著增加。Bui等［50］研究表明，从半枝莲中分离的Pa光活化后，在缺少雌激素受体的人乳腺癌细胞MDA-MB-231中，能通过抑制胞外信号ERK调节的自我吞噬来增强凋亡作用，且在Pa处理的癌细胞中发现ERK的活化和Bcl-2下调，自噬体在低剂量Pa处理的细胞中显著增加并在细胞质基质聚集形成自噬囊泡。上述研究表明，半枝莲能显著提高Caspase家族蛋白的活性，增加Bax/Bcl-2的比率，引起肿瘤细胞的细胞周期停滞，从而诱导肿瘤细胞凋亡。

图1　细胞凋亡的主要途径Fig. 1　The main pathway of apoptosis

此外，半枝莲还能通过抑制肿瘤血管生成来阻断人体对肿瘤细胞的供养，从而达到抑制肿瘤细胞增殖和转移的目的。Song等［51］研究发现，汉黄芩素能诱导HIF-1α降解和泛素化，并阻碍其与Hsp90的结合来避免激活血管内皮生长因子（VEGF）表达，还能激活脯氨酰羟化酶（PHD）的活性使HIV-1α羟基化并被降解，从而达到抑制肿瘤血管生成的作用。最新研究表明，半枝莲除了抑制VEGF表达外还可通过抑制音猬蛋白（SHH）信号通路来抑制肿瘤血管的生成，Wei等［52］在鸡胚绒毛尿囊膜侵袭模型中，用半枝莲醇提物处理的肿瘤组织中，SHH、原癌基因SMO、转录因子Gli-1的mRNA表达量明显下调，肿瘤抑制因子的mRNA表达量基本不变。

2.2抗菌活性

王桂玲等［53］对半枝莲总生物碱的抑菌活性做了初步研究，结果表明总生物碱浓度对金黄色葡萄球菌标准株和耐药株都有中度的抑菌作用。Sato等［54］发现，从半枝莲中分离得到的芹菜素和木樨草素对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和甲氧西林敏感性金黄色葡萄球菌（MSSA）均有抑制作用，且没有选择性差别。Yu等［40］发现半枝莲挥发油对革兰氏阳性菌的抑制作用强于革兰氏阴性菌，包括MRSA和MSSA，其抗菌活性成分主要是薄荷醇及芳樟醇、1-辛烯-3醇等长链醇。MRSA发现至今，已成为全球范围感染的重要病原菌之一，因其具有不均一、广谱耐药性而难以治愈，因此可对上述具有抗MRSA的半枝莲成分进一步研究与开发，以期能成为新型的抗MRSA药物。

2.3抗氧化活性

孙明礼等［55］发现，半枝莲粗多糖、经脱色后的多糖SBP、经十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）处理后的多糖SBP1清除羟基自由基作用随其浓度升高逐渐增强；高浓度SBP和SBP1清除羟基自由基的能力要强于半枝莲粗多糖。杨容等［56］针对半枝莲黄酮类化合物的抗氧化活性进行研究，结果表明其对羟基自由基的清除效果非常明显，其还原能力几乎可与人工抗氧化剂2，6-二叔丁基苯甲酚（BHT）相媲美。因此，可将半枝莲黄酮类化合物作为新型抗氧化剂的可靠来源。

2.4其他活性

除上述活性外，半枝莲还具有保肝、抗病毒和利尿排石等活性。赵杰等［57］发现半枝莲多糖SPS对四氯化碳致小鼠肝损伤具有保护作用，可降低四氯化碳肝损伤小鼠血清ALT和AST的活性、肝组织MDA的含量和肝体指数，增加肝组织NO含量和NOS活性。Zhang等［58］研究表明，野黄芩苷能抑制HIV逆转录酶活性和HIV颗粒对人体细胞的附着。张志发等［59］研究表明，针对泌尿系统结石 174例，服用半枝莲化瘀排石汤后治愈127例，排石最快者仅用药3 d，平均用药38 d。

3　展望

作为一种常见的民间传统中药，半枝莲具有广泛的药理活性，尤其在抗肿瘤活性方面均有一定疗效。目前，对半枝莲粗提物及分离部位抗肿瘤作用的分子机制研究取得了一定的进展，同时其化学成分的研究也较深入，其中野黄芩苷、汉黄芩素、芹菜素、木犀草素等具有良好的抗菌、抗氧化和抗肿瘤活性。但与许多中草药一样，某一种或一类化学成分与生物活性对应尚无明确结论，从而给半枝莲进一步深度开发带来很大的局限。因此，今后应在化学成分研究的基础上，加强对半枝莲抗肿瘤活性部位化学成分的类型和含量、抗肿瘤作用机制、提取制备工艺以及质量标准制定等方面的研究，以便将半枝莲开发成为成分明确、疗效明确、质量可控的现代植物药。

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Advances on Chemical Constituents and Pharmacological Activities of Scutellaria barbata

LIN Jing-yi1，2， LIU Shao-song2， MING Yan-lin2
（1.College of Chemical Engineering， Huaqiao University， Xiamen 361021， Fujian China； 2.Xiamen Overseas Chinese Subtropical Plant Introduction Garden， Research and Development Center for Medicinal Plants and Plant Drugs， Xiamen Botanical Plant Introduction & Quarantine and Plant Products Key Laboratory of Xiamen City， Xiamen 361002， Fujian China）

Scutellaria barbata， known as Banzhilian in traditional Chinese medicine， has multifunction such as clearing heat， dispersing blood stasis， analgesia and diuretic. Phytochemistry research reveals S. barbata contains flavonoids， diterpanes， essential oil and polysaccharides， etc. Pharmacological research shows that S. barbata displays antitumor， antioxidant， antibacterial，immunoregulatory activity. This review summarizes the progress on chemical constituents and pharmacological activities of S. barbata， which provides reference for further development and utilization of S. barbata.

Scutellaria barbata； chemical constituents； pharmacological activities

10.3969/j.issn.1009-7791.2015.01.016

R284

A

1009-7791（2015）01-0077-06

2014-10-08

厦门市科技创新项目（No. 502Z20130038）

林靖怡，硕士研究生，从事天然产物化学研究。E-mail： 331544042@qq.com

注：明艳林为通讯作者。E-mail： xmyanlin@gmail.com.