黄芩研究新进展

2017-02-27张晓娟吕勃川

中医药学报 2017年1期

关键词：黄芩中药细胞

张晓娟，吕勃川

(1.黑龙江中医药大学，黑龙江哈尔滨 150040；2.黑龙江中医药大学附属第一医院，黑龙江哈尔滨 150040)

黄芩研究新进展

张晓娟1，吕勃川2*

(1.黑龙江中医药大学，黑龙江哈尔滨 150040；2.黑龙江中医药大学附属第一医院，黑龙江哈尔滨 150040)

黄芩为典型的寒凉药，含有黄酮类、萜类、酚酸类、苯乙醇、氨基酸、甾醇、挥发油、多糖和微量元素等多种成分，在保肝、抗病毒、脑保护、抗癌等多方面发挥药理作用。现将黄芩近年来的研究进展进行综述，以期为黄芩的临床应用和研究方向提供参考。

黄芩；化学成分；药理；药代动力学

黄芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)，别名山茶根、土金茶根，是唇形科黄芩属多年生草本植物。《神农本草经》中品，载其“味苦平。主诸热黄疽，肠澼，泄利，逐水，下血闭，恶创恒蚀，火疡。一名腐肠。生川谷。”《吴普》曰：“一名黄文，一名妒妇，一名虹胜，一名红芩，一名印头，一名内虚，神农桐君黄帝雷公扁鹊苦无毒。李氏小温，二月生赤黄叶，两两四四相值，茎空中，或方员，高三四尺，四月花紫红赤，五月实黑根黄，二月至九月采。”本品性味苦，寒，归肺、脾、胃、肝、胆、大肠和膀胱经，有清热燥湿、泻火、解毒、凉血止血的功效，偏于清上焦火，现代多用于湿温、暑湿，胸闷呕恶，肺热咳嗽等证，为中医临床和中成药中最为常用的中药之一。黄芩为典型的寒凉药，主要含有黄酮及其苷类、萜类化合物及挥发油等成分，在保肝、抗病毒、抗菌、抗氧化、消除自由基、抗过敏和保护神经元等多方面发挥作用，尤其作为防治肿瘤和获得性免疫缺陷综合征药物前景十分广阔[1-3]。现将黄芩近年来研究的新进展综述如下。

1 化学成分

黄芩的化学成分有黄酮类、萜类、酚酸类、苯乙醇、氨基酸、甾醇、挥发油、多糖和微量元素等多种成分[4-5]。其中黄酮是其最主要的有效成分，鉴定出结构的黄酮类成分已超过40种，主要为黄芩苷(baicalin)、黄芩素(baicalein)、汉黄芩苷(wogonoside)、汉黄芩素(wogonin)等，这四种主要的有效成分，约占10.11%、5.41%、3.55%和1.3%[6]，结构式见图1。黄芩不同采收期(2012年6月—9月底)根中黄芩苷总体呈降低趋势；茎中野黄芩苷含量总体呈较平稳趋势；叶中野黄芩苷含量总体呈下降趋势[7-8]。

图1 黄芩中主要黄酮类成分化学结构式

2 药理作用

2.1 抗菌作用

近年来，因为抗生素的滥用，耐药菌株的产生已成为临床治疗的最棘手问题。但研发新型抗生素需要较长周期，故从中药中挖掘具有抗菌活性的中药或有效组分显得尤为重要。黄芩及其有效组分具有很好的抗菌作用，尤其以细菌和真菌的效果最为显著。对大肠埃希菌、葡萄球菌、铜绿假单胞菌、幽门螺杆菌、沙门氏菌、结核分枝杆菌、肺炎衣原体、肺炎支原体、沙眼衣原体、鲍曼不动杆菌、肠球菌和白色念珠菌等具有抑制和杀灭作用[9-10]。

2.2 保护肝脏

子痫前期(pre-eclampsia，PE)是一种常见的妊娠中晚期特发性疾病，其发病机制至今不明。肝脏被认为是子痫前期除了胎盘以外最常受损的器官，主要表现为肝细胞凋亡和血管内皮细胞凋亡的增加。高洪娟[11]探讨不同剂量黄芩苷干预对子痫前期模型大鼠肝脏组织中XIAP、Bcl-2及Caspase-9表达及肝细胞凋亡率的影响。结果，黄芩苷干预后可以使子痫前期模型大鼠肝细胞中的XIAP、Bcl-2表达量增加，Caspase-9表达减少，同时肝细胞凋亡率下降；黄芩苷对子痫前期模型大鼠肝脏有保护作用，并呈现剂量依赖性的特点，验证了黄芩苷具有治疗子痫前期潜在的临床价值。

王秋红等研究证实[12]，黄芩、黄柏及其配伍与黄药子合用时，对黄药子引起的肝毒性具有强大的保护作用，能使血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移(AST)、碱性磷酸酶(ALP)活性显著降低(P<0.05或P<0.01)，肝组织MDA含量显著降低(P<0.001)、GSH含量显著提高(P<0.001)，肝组织细胞的病变程度得到明显改善，从而减轻肝组织细胞的损伤，达到保肝的效果。

耿广琴等[13]研究黄芩水煎液对CCl4致肝损伤模型小鼠肝细胞DNA及肝超微结构的影响，探讨黄芩茎叶保肝作用的效果。结果，给予黄芩水煎液后，小鼠肝细胞DNA尾长、尾矩、Olive尾矩均有所减少，其中黄芩根组与模型组相比，差异极显著(P<0.01)；茎叶组与模型组相比，差异不显著(P>0.05)；黄芩根组肝细胞结构基本正常，黄芩茎叶组肝细胞胞质内细胞器肿胀，部分线粒体空泡变性，对肝超微结构的损伤缓解作用不显著。可见黄芩根水煎液具有一定的保肝作用，与黄芩根相比，黄芩茎叶的作用较弱。

2.3 抗衰老

衰老是机体组织、器官功能随年龄增长而发生的退行性变化，是基因、环境和生活方式等多种因素共同作用的结果。随着年龄增长，一些疾病例如阿尔茨海默症、心血管疾病、Ⅱ型糖尿病和癌症等发生的风险会明显增加，黄芩具有明显的抗衰老作用。

常艳芬等[14]研究黄芩对D-半乳糖致衰老模型大鼠的影响，初步探讨黄芩的抗衰老作用机制。将SD大鼠随机分为5组，即空白组、模型组、黄芩低、中、高剂量组(分别为50、100和200 mg/kg)，采用皮下注射D-半乳糖(100 mg/kg)的方法，建立亚急性衰老大鼠模型，并分别评价衰老大鼠的空间学习记忆能力(Morris water maze)和自主活动(open-field test)。采用代谢组学技术对模型大鼠尿液进行NMR数据采集并结合多元统计分析，探讨抗衰老机制。结果表明，黄芩三个剂量均能改善衰老大鼠的行为能力。多元统计分析结果显示，黄芩低中高剂量组能使衰老大鼠尿液中柠檬酸、丙酮酸、乳酸、泛酸、三甲胺和β-羟基丁酸等6个标志物发生不同程度的回调，主要涉及能量代谢、糖代谢和肠菌代谢等代谢途径的调节，表明黄芩发挥抗衰老作用与这些途径相关。

2.4 抗病毒

黄芩性味苦寒，可清热燥湿、泻火解毒，凉血安胎，历代医籍中记载了黄芩及其配伍方剂治疗肺疾病的功效，现代临床治疗流感的方剂和制剂中黄芩也是常用的一味中药。为明确其抗病毒的作用机制，刘晓婷[15]选用人流感病毒亚甲型H1N1，A1/黔防/166/85株，感染人肺癌上皮细胞株A549建立模型，观察中药单体黄芩苷对H1N1感染A549细胞的治疗作用以及其对免疫调节功能的影响。同时以固有免疫中的模式识别受体TLR(Toll样受体)为研究切入点，探讨黄芩苷体外抗病毒作用及发挥免疫调节作用的分子作用机制；以及黄芩苷对流感病毒感染细胞产生炎性因子以及凋亡相关因子的调控作用。结果，黄芩苷可以通过调控Caspase-3、Caspase-6、Caspase-7、Caspase-9，以及多种抗凋亡蛋白Bax-x1，PLIP的活性和表达，抑制宿主细胞凋亡，发挥抗病毒作用。

高燕等研究发现[16]，黄芩药材细胞毒性作用表现为细胞生长缓慢，细胞颗粒增多，细胞胀大、变圆，且毒性作用随着药物浓度的降低而降低，细胞存活率逐渐增加。黄芩对呼吸道合胞病毒作用明显，实验显示，显微镜下正常MA104细胞呈长椭圆形，排列紧密；病变MA104细胞变圆，胞内颗粒增多，细胞脱落。

2.5 脑保护作用

缺血性脑血管疾病具有高发病率、高死亡率、高致残率、高复发率的特点。目前，国内外关于孕激素在缺血性脑血管疾病方面的基础研究领域较为成熟，并已经确定对脑缺血或者脑外伤的神经保护作用，其中最有代表性的孕激素就是孕酮，但因其激素的副作用尚未在临床上展开应用。缺血性脑损伤属于中医的“中风”的范畴。传统中医药在治疗缺血性脑血管疾病临床有一定的疗效，大量研究表明，中药黄芩主要药效成分之一的黄芩苷不仅能增加孕酮水平，而且对中风有一定作用。刘锦林[17]研究在孕激素对缺血性脑损伤发挥保护作用的研究基础上，结合中医药相关的理论指导，以中药单体黄芩苷调节生物体内的孕酮水平为切入点，在体实验研究黄芩苷通过对雌性pMCAO大鼠体内孕酮的影响进而发挥脑保护作用的可能机制。结果，黄芩苷对缺血性脑损伤大鼠模型发挥了降低神经功能评分、改善前肢抓力和减少脑梗死体积等脑保护作用并且上调血清的PROG水平，应用米非司酮对孕酮进行阻断后，黄芩苷的上述脑保护作用均显著受到抑制，提示黄芩苷可能是通过上调血清PROG水平而发挥脑保护作用。

2.6 抗癌

前列腺癌(PCa)是西方国家男性最常见的恶性癌症之一，一直严重威胁着中老年男性健康。黄芩素作为一种新型的蛋白酶体抑制剂，可在体外诱导前列腺癌细胞的凋亡、细胞周期阻滞等增殖抑制作用。潘虹洁等研究发现[18]，黄芩素可作用于PI3K/AKT/m TOR信号通路，抑制PI3K/AKT/m TOR信号通路，及其下游通路，如NF-κB、GSK-3β通路的活性的显著变化，并引起自噬水平的上调。

肺癌在中医中属于肺积、咳嗽、咯血、胸痛等范畴，中医治疗肺癌的处方中多利用黄芩的泻肺清热之功效。黄芩对肺癌的药理作用机制包括：诱导细胞凋亡、抑制细胞增殖、化疗增敏作用、阻止癌细胞转移等。李世武[19]通过TGF-β1诱导A549细胞发生EMT，并用黄芩总黄酮提取物对其进行干预；采用MTT法、划痕实验、Transwell小室和PT-PCR实验对其进行研究；同时研究黄芩总黄酮提取物对肺癌A549细胞因EMT而可能产生顺铂耐药、迁移和侵袭的影响。结果，黄芩总黄酮提取物对TGF-β1诱导肺癌549细胞发生EMT有一定的抑制作用，这可能与上调E-cadherin和下调Vimentin mRNA表达有关。此外，不管肺癌549细胞是否发生EMT，黄芩总黄酮提取物均抑制其细胞迁移、侵袭，并呈浓度依赖性，且在顺铂浓度2～4 μg/mL内增加其对顺铂敏感性。

袁瑞娟等[20]将黄芩苷与醋酸锌反应得到黄芩苷锌配合物,并采用紫外光谱法、红外光谱法、质谱法对配合物进行表征;采用细胞毒性检测CCK-8法检测黄芩苷和黄芩苷锌对HeLa细胞增殖的体外抑制作用。结果,锌离子可能与黄芩苷分子中葡萄糖醛酸上的羧基结合形成1∶2配合物,黄芩苷锌配合物和黄芩苷对He La细胞的半数抑制浓度(IC50)分别为12.03 mg/L和8.69 mg/L。可见黄芪苷和黄芩苷锌配合物均具有体外抗肿瘤活性,但黄芩苷与锌生成配合物后其抗宫颈癌肿瘤活性降低。

3 药动学研究

杨艳秋等[21]考察黄芩的主要成分对Caco-2细胞上P-gp表达的影响。结果，5～40 μmol/mL黄芩苷、黄芩素和5～20 μmol/mL汉黄芩素对Caco-2细胞无明显毒性，可显著诱导Caco-2细胞P-gp表达，降低罗丹明123在Caco-2细胞内的累积量，呈浓度和时间依赖性关系。随着黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素浓度的升高，AP→BL和BL→AP的表观渗透系数越大，在相同浓度下，黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素AP→BL转运量显著大于BL→AP转运量(P<0.05)，但两者的比例趋向一个常数。可见黄芩苷、黄芩素及汉黄芩素可上调Caco-2细胞P-gp蛋白表达同时影响其转运活性，可能存在载体介导黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素外排。黄芩在临床应用时生物利用度较低可能与黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素均有诱导P-gp蛋白表达有关。

韩晓静等[22]基于代谢组学技术研究黄芩对正常小鼠血清和肝脏内源性代谢产物的影响。结果，给予黄芩后小鼠机体内源性代谢物发生了明显变化。与空白组相比，黄芩组小鼠血清中的10种代谢物含量发生变化，如3-羟基丁酸、柠檬酸、胆碱等含量升高，α-葡萄糖和β-葡萄糖含量下降；肝脏中19种代谢物含量发生变化，如谷氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、肝糖原和腺苷等含量升高，黄嘌呤等含量降低，这些内源性代谢物的改变涉及机体的糖代谢、脂肪代谢、氨基酸代谢等途径。可见黄芩对正常小鼠机体代谢的影响不仅与其寒性有关，而且可能与其抗氧化、保肝、降糖等药理作用密切相关。

4 结语

黄芩作为一种具有悠久历史的常用的中药，在临床上应用非常广泛，对于多种疾病均有良好的治疗作用[23-24]。但中药的成分复杂，多种有效成分均可作用于不同的靶点、不同环节产生多种药理作用。目前，中药的质量评价全部以某一种或几种有效成分的高低评价其优劣，仅从化学的角度去分析。但中药中起到药效作用的有效组分并不是只有这一种或几种成分，他作用于人体是一个多组分、多靶点的过程。单从某一种或几种主要的有效成分含量并不能直接体现中药药理活性信息，也不能直观地反应中药药效的优劣[25]。因此笔者认为，黄芩的研究仍不够深入，应该从以下方面入手：1)建立黄芩药效学和化学成分之间的“谱效相关”将黄芩指纹图谱中的各个化学成分通过相应的数学模型和药效学直接联系在一起。2)对已开发的具有明显药理活性的黄芩活性成分应当进行药代动力学的研究，通过结构修饰等手段得到活性更强的成分，开发成新药。3)加强配伍研究，中药并不是一个独立的个体，讲究“君臣佐使”“配伍应用”，应加强和其他中药配伍之后成分、药理、药代动力学的研究。

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