芒柄花素的现代研究进展

王 健，孙 瑜，陈 磊，乔 夕

（1.天津市儿童医院，天津300074； 2.天津中医药大学，天津300193）

异黄酮类化合物芒柄花素（Formononetin，FMN，7-羟基-4′-甲氧基异黄酮）又称刺芒柄花素、芒柄花黄素，广泛存在于黄芪、甘草、葛根、红三轴草等豆科植物中，易溶于甲醇、乙酸乙酯、乙醚、稀碱溶液，难溶于水［1-2］。现代药理研究表明，芒柄花素具有抗肿瘤、降血脂、抗心律不齐、抗菌、解痉挛、抗脂质过氧化、雌性激素等作用，能够改善动脉粥样硬化病变，还具有清除氧自由基、抑制血管平滑肌细胞增殖等作用［3-4］，广泛应用于临床，疗效显著。本文对芒柄花素的相关药理作用及其机制、不同药材中芒柄花素的提取及含量检测方法进行研究，进一步阐述其在临床上的应用价值，并对近年来芒柄花素相关衍生物的研究状况进行总结归纳。

1 芒柄花素的药理作用及其机制研究

1.1 抗肿瘤作用

芒柄花素具有抗癌作用，可防治乳腺癌、前列腺癌以及结肠癌。张蕾等［5］认为芒柄花素能降低老年晚期肺癌患者胸水和血清中基质金属蛋白酶 2（MMP-2）、内皮抑素（ES）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、血管内皮素生长因子（VEGF）等指标和肿瘤标志物水平，临床疗效显著，能有效改善患者生存质量，对临床治疗老年晚期肺癌具有重要意义。另有文献报道，使用四甲基偶氮唑蓝（MTT）法检测芒柄花素单独或联合Akt抑制剂（MK206）对乳腺癌细胞增殖的抑制情况，结果表明，芒柄花素可有效抑制多种不同乳腺癌细胞（MCF-7、SKBR-3、MDA-MB-468、MDA-MB-231、BT-474）的增殖，从而起到抗肿瘤的作用［6-7］。

1.2 雌性激素样作用

芒柄花素因其结构与己烯雌酚相似，而具有雌激素样作用。作为植物雌激素，芒柄花素可双向调节体内激素水平，因此在治疗因雌激素缺乏导致的疾病中具有明显疗效，并具有不良反应小等特点［8］。幸奠霞等［9］对芒柄花素雌激素样作用及其与血脂相关性进行研究，结果表明，高剂量的芒柄花素在体内具有雌激素样作用，并对生殖系统具有一定的安全性。

1.3 芒柄花素对心脑血管系统的影响

现代药理研究显示：芒柄花素能显著降低血液中胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白-胆固醇（LDL-C）的含量，升高高密度脂蛋白-胆固醇（HDL-C）的含量，具有调节体内血脂代谢的作用［10］。顾民华［11］建立大脑中动脉阻塞大鼠脑缺血模型，采用伊文思兰渗透实验计算血脑屏障（BBB）通透性，原位明胶酶谱检测基质金属蛋白酶（MMPs）活性以及荧光定量PCR检测炎症因子mRNA的表达，结果显示FMN可显著降低BBB通透性，降低脑内MMPs活性和MMP-9的表达，亦可以显著降低诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素（IL-1β）等炎症因子的表达，改善神经缺损症状［12］。

1.4 其他药理作用

刺芒柄花素在大鼠肠道菌群发生广泛代谢，主要包括成羟化反应、氢化反应、甲基化和去甲基化反应以及葡萄糖醛酸化反应。张蔚［13］应用UPLC/Q-TOFMS/MS技术研究刺芒柄花素在人工肠道菌液的代谢产物，新发现了13种代谢物，对肠道细菌的平衡产生一定影响。此外，刺芒柄花素还可通过抑制外周及损伤组织的炎症反应促进大鼠损伤脊髓的修复［14］。

2 不同药材中芒柄花素的提取及含量检测

芒柄花素广泛存在于黄芪、鸡血藤、葛根、甘草、红三轴草等豆科植物中，属异黄酮类化合物。下面就不同药材中芒柄花素的提取及含量的检测方法作一归纳总结。

2.1 黄芪中芒柄花素的提取与检测

黄芪为豆科植物蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根，其主要化学成分为异黄酮类、皂苷类和多糖类，其中异黄酮类主要包括毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花素葡萄糖苷、毛蕊异黄酮和芒柄花素。周超等［15］采用 AB－8大孔树脂提取、制备黄芪异黄酮对照提取物，并采用HPLC梯度洗脱法测定黄芪药材中毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花素葡萄糖苷、毛蕊异黄酮、芒柄花素4个异黄酮成分的含量，方法简便可行。包旭宏、王继龙等［16-17］采用二次通用旋转组合设计优化黄芪、红芪中毛蕊异黄酮苷、芒柄花素和总皂苷的酶解提取工艺，并应用HPLC法检测芒柄花素的含量，二者提取量分别为67.95 μg/g、69.99 μg/g。

2.2 鸡血藤中芒柄花素的提取与检测

鸡血藤为豆科植物密花豆（Spatholobus suberectrus Dunn）的干燥藤茎，主产于广西、广东、云南等地以及老挝、越南等国家。鸡血藤的化学成分主要有黄酮类化合物、蒽醌类化合物、甾醇类化合物等，其中黄酮类化合物中的芒柄花素是中国药典中鸡血藤薄层鉴别的指标成分。陈乾平等［18］比较了不同产地鸡血藤药材中芒柄花素和总黄酮的含量，并采用HPLC法对芒柄花素的含量进行测定，结果不同批次的鸡血藤中芒柄花素含量介于0.018%~0.028%，不同产地鸡血藤药材中芒柄花素和总黄酮含量存有一定差异，但云南、广西两产地鸡血藤中芒柄花素和总黄酮含量差异并不显著。钟小群等［19］对丰城鸡血藤有效成分芒柄花素的提取工艺进行研究，并采用HPLC法测定不同提取工艺及纯化工艺中芒柄花素含量，结果显示，最优提取工艺为：加8倍的水煎煮3次，每次3 h。

2.3 其他药材中芒柄花素的提取与检测

红车轴草（Trifolium pratenseL.）属多年生草本植物，又名三叶草、红三叶、红花苜蓿等，其提取物主要含有大豆素、刺芒柄花素、染料木素和鹰嘴豆芽素A及相应的苷等8种主要异黄酮成分。边清泉等［20］采用微波辐照协同提取技术对红车轴草中的刺芒柄花素进行提取，结果比水溶液加热提取效率高、穿透力强、易控制、选择性高、提取成本低。谌欣等［21］成功建立一种测定红车轴草提取物中刺芒柄花素、大豆素、染料木素含量的高效液相色谱分析方法，该法准确、快速、简便。

另外，张凌等［22］采用正交试验对刺芒柄花素的提取条件进行研究，建立了常春油麻藤中刺芒柄花素的提取方法，经测定得出常春油麻藤中刺芒柄花素含量为0.038 12%。刘永逸等［23］通过对HPLC方法中的色谱条件进行摸索，从而建立了鸭仔风中芒柄花素含量HPLC测定方法，此方法准确可靠，可作为该药材质量优劣的评价方法。

3 芒柄花素相关衍生物的合成与表征及其药理作用与优势

以芒柄花素为先导化合物，通过羟甲基化反应、异丙基化反应和苄基化反应等合成了多种芒柄花素衍生物，这些衍生物具有潜在的药理活性，一方面丰富了芒柄花素衍生物的种类和性质，同时也为进一步开发研制芒柄花素类新药提供了物质基础［24］。

3.1 具有NO释放作用的芒柄花素衍生物的合成及其药理作用

以芒柄花素为母体，利用协同前药的设计原理，在7位羟基上连接NO供体片段，合成两个NO供体型芒柄花素衍生物，能增强巨噬细胞对于肿瘤细胞的毒性，抑制肿瘤细胞的增殖，抑制血管生成和转移，并加速肿瘤细胞凋亡，其抗肿瘤效果更佳［25］。

3.2 芒柄花素-3′-磺酸钠的合成及其药理作用

以异黄酮类天然药物单体芒柄花素为先导化合物，利用磺化反应合成水溶性新化合物芒柄花素-3′-磺酸钠，其水溶性得到了很大改善，具有良好的降脂保肝活性，并对心肌损伤具有保护作用。Sul-F的合成大大地改善了芒柄花素的水溶性，提高了其生物利用度，为其在注射剂型领域的开发利用提供先决条件［26］。

此外，有文献报道随着一系列芒柄花素新衍生物 3′，5′，6，8-四硝基-4′-甲氧基-7-羟基异黄酮、4′-甲氧基-7-乙氧基异黄酮等的合成，改善了芒柄花素水溶性、脂溶性差的弊端，增加了其药理活性［27-28］。

4 芒柄花素的临床应用

4.1 补阳还五汤及其中芒柄花素的作用

补阳还五汤出自清代名医王清任的《医林改错》，是补气活血的代表方剂，君药黄芪中异黄酮类主要以毛蕊异黄酮和芒柄花素为代表，具有抗病毒、抗菌、降血脂、抗氧自由基等作用［29-31］。辅以活血化瘀之当归、赤芍、川芎、红花、桃仁，以地龙通络为佐，具有补气活血、化瘀通络之功效，主要用于治疗半身不遂，遗尿不禁等气虚血瘀证，是临床治疗老年中风后遗症常用经验方剂。

4.2 九味通窍汤及其芒柄花素部位的体外药效学考察

九味通窍汤是在通窍活血汤的基础上，根据实际临床应用情况，经加减药味组方而成，主要由黄芪、白花蛇舌草、川芎、制天南星、蜈蚣、党参等9味中药组成，具有活血通窍之功效，临床上常用于治疗脑梗死、出血性脑卒中等。作为质量检测指标成分的芒柄花素，对脑胶质瘤U251细胞增殖的抑制作用较为明显，且呈一定的浓度依赖性［32］。此外，参芪颗粒及新止骨增生丸中，芒柄花素也常作为药物质量控制的指标成分。

5 结语与展望

中药植物因其独有的“安全性高，副作用小”等优点，已广泛引起医药界的注意。我国中医药源远流长，中药对众多疾病的独特疗效通过长期临床实践已在国内得到广泛肯定，个别含单一成分的中药制剂也已被国际认同。因此从中药植物寻找新的药用成分、开发新剂型已成为当下的热点研究问题。

近年来芒柄花素及其合成物的研究已引起学术界的广泛关注。芒柄花素具有与雌激素类似的结构，对心血管疾病具有潜在性预防作用。目前，以芒柄花素为先导化合物，利用磺化反应，合成水溶性好的芒柄花素磺酸钠，大大改善了芒柄花素的水溶性，提高了其生物利用度。有文献报道，芒柄花素磺酸钠对心脑血管具有一定保护作用，这为其在中药治疗中风病领域的新药开发利用提供了药理学基础［33］。