中药三棱不同来源植物荆三棱和黑三棱的现代研究进展△

汤雅敏，何畅，杨玉洁，段金廒，吴启南，梁侨丽

(南京中医药大学 药学院，江苏省中药资源产业化过程协同创新中心，江苏省中药功效物质重点实验室，江苏 南京 210023)

中药三棱为常用的破血消癥中药，具有破血行气、消积止痛的功能，主治癥瘕痞块、瘀滞经闭、食积胀痛[1]。现代药理研究表明，三棱可用于治疗跌打伤痛、产后腹痛、月经不调，以及冠心病、肿瘤、子宫内膜异位症等非可控性炎症疾病，疗效显著。此外还具有抗凝血、抗肿瘤、镇痛等作用[2-4]。

三棱基原植物主要是黑三棱科黑三棱SparganiumstoloniferuBuch.-Ham和莎草科荆三棱ScirpusyagaraOhwi的干燥块茎[5]。两植物生长环境相同，加工后的药材商品形态类似，加之古人仅凭药材的质地和炮制前后的色泽判断其疗效，故导致两种三棱的植物名和药材名颠倒混用。二者同作中药三棱药用近千年，荆三棱自《本草拾遗》记载至今有1200多年药用历史；黑三棱自《本草图经》记载至今已有900多年药用历史[6]。但是，《中国人民共和国药典》收载的三棱为黑三棱科黑三棱，莎草科荆三棱仅在吉林等省作为地方标准使用，荆三棱成为非主流品种，市场上鲜见该品种，其野生资源也被当作杂草随意破坏，药用资源急剧减少，这与中药资源可持续发展利用的要求相悖[7]。

因此本文在现代研究的基础上，系统总结二者化学成分和药理活性的研究进展，探究二者具有相同功能的物质基础和药理活性的异同，为保护两种药用资源和荆三棱的推广应用及深入研究奠定基础。

1 化学成分研究

目前已经从两种三棱的块茎中分离得到90多个化合物，包括异香豆素、茋、黄酮、蒽醌、苯丙素和有机酸等[8-24]类成分，结果见表1。

表1 三棱中的化学成分

表1(续)

表1(续)

注：“+”为块茎中含有该化学成分。

1.1 异香豆素类

两种三棱块茎中均含异香豆素类成分，4-位取代异香豆素有sanleng diphenyllactone，sparstolonin B(SsnB)和8，5′-dihydroxy-6′-methoxyl-4-phenyl-5，2′-oxidoisocoumarin。其中，两种三棱都含有sanleng diphenyllactone，SsnB目前仅从荆三棱块茎中分离到，有很强的抗炎和抗肿瘤活性[27]，8，5′-dihydroxy-6′-methoxyl-4-phenyl-5，2′-oxidoisocoumarin比SsnB多一个甲氧基取代，是从黑三棱块茎中发现的[17]。3-位取代异香豆素有dehydrophyllodulcin，目前仅从荆三棱块茎中发现，见图1。

1.2 茋类

已分离10个茋类，包括简单茋类化合物2个(7～8)；茋类二聚体3个(9～11)；茋类衍生物有5个(12～16)。其中，荆三棱中主要是顺式茋类，黑三棱中多为反式茋类，两种三棱中均发现双苯乙炔，见图2。

图1 三棱中异香豆素类成分的结构

图2 三棱中茋类化合物的结构

1.3 黄酮类

两种块茎中分离到13个黄酮类成分，结构类型主要有呫吨酮(17～20)，黄酮(21～25)及黄酮醇(26～29)。其中，荆三棱中呫吨酮的取代基为羟基，如2，7-二羟基呫吨酮；黑三棱中多为羟基、甲基等取代，如1，3，6-三羟基-8-甲基呫吨酮[17]。

1.4 三萜及甾体类

三萜及甾体类已报道13个，见表33～45，其中5个三萜，4个甾醇及4个甾体皂苷。

1.5 有机酸类

有机酸已知20多个，包括脂肪酸，如反丁烯二酸等；芳香酸，如对羟基苯甲酸等。

1.6 其他类

已知的苯丙素类多达20多个，主要以甘油酯和配醣体的形式存在。

2 药理作用研究

2.1 三棱提取物的药理作用

2.1.1 抗炎作用 荆三棱乙酸乙酯溶性部位(AF)能显著提高内毒素血症小鼠存活率，降低血清、肝肺组织炎性因子含量，减轻肺部炎症损伤，从而保护内毒素血症小鼠的炎症反应[2]。

2.1.2 保护心脑血管 荆三棱AF部位保护脑出血小鼠的继发性炎症损伤，能显著降低脑组织炎性因子的表达，减轻脑出血小鼠的神经功能缺损和脑组织水肿[3]。

黑三棱乙醇提取物可不同程度促进主动脉动脉粥样硬化(AS)病灶及冠状动脉AS病灶消退，抑制原癌基因C-myc、C-fos和V-sis的表达；抑制兔胸主动脉中膜平滑肌细胞(SMC)的增殖。另外，复方三棱、莪术、黄芪能增加动脉阻塞的局灶性脑缺血模型大鼠梗死侧脑的电图波幅，减轻神经功能缺损程度，减小梗死灶体积[25]。

2.1.3 抑制血管生成 黑三棱提取物对孕鼠有抗血管生成和抗雌激素毒性作用；可使正常人脐静脉血管内皮细胞排列紊乱，明显梭形化；抑制平均血管内皮生长因子(VEGF)诱导的血管内皮细胞增殖，降低VEGF蛋白和mRNA的表达[4]。

2.1.4 抗肿瘤作用 荆三棱中的三棱双苯内酯、三棱双苯内酯B、sciryagaroll I 和sciryagaroll II均可显著抑制宫颈癌Hela细胞的增殖，其IC50值分别为44.82、46.54、61.21、7.21 μM[26]。

黑三棱乙醇提取物能诱导人肺癌As49细胞、人乳腺癌细胞(MCF-7)、B16小鼠恶性黑色素瘤的凋亡[27]；抑制囊肿衬里上皮细胞(ADPKD)的上皮生长因子受体(EGF-R)的磷酸化，从而抑制细胞增殖[28]；黑三棱的水提物能够增强肝癌H22荷瘤小鼠的免疫能力，抑制肿瘤细胞生长；总黄酮类可抑制宫颈癌HeLa细胞增殖，是三棱抗宫颈癌HeLa增殖的有效成分[4]。

2.1.5 对血液系统的作用 三棱是活血化瘀传统中药，关于其抗凝血、抗血小板聚集及抗血栓的作用己经有较多的研究。黑三棱水煎液能显著降低全血粘度，提高红细胞变形指数，降低平均血小板体积(MPV)；醋炒三棱对兔血小板聚集抑制率最高；总黄酮类成分有较强的抗血小板聚集及抗血栓作用[27]。另外，黑三棱能抑制海绵内新生肉芽组织的血管新生，而其机制可能与抑制新生血管表达有关[28]。

本课题组近期研究发现，荆三棱乙酸乙酯提取物也能显著降低血液粘度、延长凝血时间、抑制血小板聚集、降低纤维蛋白原的含量，从而有抗凝血的作用。

2.1.6 抗氧化作用 三棱具有抗氧化活性，如运用ORAC法测定黑三棱提取物的抗氧化活性值为260 μmol TE/g[29]；运用FRAP和TEAC法测定其抗氧化活性分别为338.73 μmol FE/g、31.32 μmol TE/g[30]。另外，发现黄酮类成分(芦丁、山柰酚和芒柄花素)有显著的抗氧化活性[31]。

2.1.7 抗肝肺纤维化作用 荆三棱和黑三棱提取物均能改善肝纤维化模型大鼠的肝脏组织病理学变化，显著降低血清中HA、Hyp、MDA的含量[32]；降低ALT、GGT、ⅣC、LN的含量，提高TP、Alb含量及A/G比值[27]；降低细胞凋亡、bax蛋白表达，提高bcL-2蛋白表达[4]；下调炎性因子水平[33]。这表明，三棱提取物能通过调控炎性因子的释放，调节细胞凋亡相关蛋白的表达，减轻肝细胞变性坏死，恢复肝细胞结构和功能从而保护肝细胞；通过减少纤维组织增生、阻止纤维化发展，促进纤维组织降解起到抗肝纤维化作用。另外，黑三棱的提取物还可显著减轻肺纤维化模型大鼠的肺纤维化程度[27]。

2.2 三棱中化学成分的药理作用

本课题组对荆三棱的成分及其活性进行长期深入研究，发现荆三棱成分SsnB具有显著的抗炎、抗肿瘤增殖、抑制血管生成、抑制血小板聚集、保护脑损伤和抑制内毒素血症小鼠的炎症反应等作用。

SsnB是选择性TLR2和TLR4信号通路抑制剂，可以选择性阻断MyD88与TLR2和TLR4的结合，明显抑制巨噬细胞炎症反应[34]。SsnB能明显降低脂多糖诱导的人脐静脉内皮(HUVECs)细胞炎性因子IL-1β和MCP-1的mRNA和蛋白表达水平；抑制ICAM-1和VCAM-1的表达；减少单核细胞粘附于内皮细胞；显著抑制HUVEC细胞关键信号蛋白Erk1/2和Akt的磷酸化水平[35]。SsnB抑制缺氧复氧诱导的心肌细胞(H9c2)炎症反应，下调H9c2细胞的TLR2和TLR4基因和蛋白表达；抑制炎性因子(HMGB1、MCP-1)mRNA和蛋白表达；抑制信号蛋白(ERK1/2和JNK)的激活；抑制巨噬细胞迁移至受缺氧复氧攻击的H9c2细胞[36]。SsnB下调脂多糖和PDGF刺激的VSMCs炎性因子的表达，从而抑制VCMCs增殖、迁移、炎症反应和脂质积累[37]。SsnB显著提高内毒素小鼠存活率；降低血清、肺和肝组织炎性因子的含量，减轻肺部炎症损伤，从而减轻内毒素血症小鼠的炎症反应[38]。SsnB能提高Hb诱导的小胶质细胞损伤的神经元的存活率；减轻脑出血大鼠神经缺失评分，降低脑组织含水量；下调炎性细胞因子的表达，从而保护大鼠脑损伤[39]。SsnB可抑制VEGF诱导的内皮细胞管腔生成和细胞迁移；在G1/S期阻断细胞周期进程；对细胞扩增、细胞骨架、化学趋向性和细胞周期等与血管生成相关通路上的基因都有影响，主要下调CCNE2和CDC6基因表达；能降低鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)血管长度，减少血管分支数[40]。SsnB对腺苷二磷酸(ADP)诱导的兔血小板聚集具有较好的抑制作用；能够抑制巨噬细胞介导的低密度脂蛋白(LDL)氧化；抑制动脉血管平滑肌细胞迁移作用，起到缓解动脉粥样硬化的作用[41]。

其他研究团队报道：SsnB还能抑制3T3-L1脂肪细胞的炎性反应，能激活PPAR-γ而抑制脂多糖诱导3T3-L1细胞的脂肪因子的表达，下调MCP-1、IL-6、TNF-α的表达和NF-κB的活化；降低高脂饲料喂养大鼠血清中甘油三酯和胆固醇的含量，降低大鼠的体重[42]。SsnB还能诱导活性氧产生，促进不同遗传背景神经母细胞瘤细胞凋亡，从而发挥抗癌作用[43]。

另外，荆三棱中的顺式茋类成分sciryagaroll I，II和异香豆素类成分dehydrophyllodulcin能显著抑制脂多糖或Pam3 csk4诱导的巨噬细胞释放的炎性因子的含量[44]。

3 总结与讨论

中药品种复杂，存在着“同名异物”或“同物异名”等情况的就有二百种左右，在历代本草中都有反映[45]。在同名异物的中草药中，来源于同科属的植物记载较多，它们有相同或近似的化学成分和临床药效；少数来源于同科不同属或不同科植物，所含成分不全一样，药理作用和临床疗效也不完全一致，有的甚至作用完全不同[45]。然而，来自不同科属的荆三棱和黑三棱同作中药三棱药用近千年，历代本草对二者的性味、归经、功能、主治的记载均相同。现代研究和本课题组的研究也发现，荆三棱和黑三棱的块茎中有许多相同或相似的成分，如异香豆素类、茋类、黄酮类和有机酸类等，且有多种相同的药理活性。这表明，两种植物虽然来自不同科属，但是物质基础和药理活性非常相似，为两种药材同作中药三棱药用提供了一定的基础。

三棱有悠久的用药历史，至今已被广泛开发利用。已知的许多成分(如总黄酮类、异香豆素类SsnB、茋类sciryagarolⅠ)有多种显著的药理作用，但是具体活性成分和作用机制尚不十分明确。对此，应进一步加强对荆三棱和黑三棱的活性成分、药理作用和临床应用等方面的深入研究，从而为合理利用不同药材资源和保护中药资源物种多样性提供一定的参考。

[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部[S].北京：中国医药科技出版时，2015.

[2] Li P，Liang Q L，Ciu X D，et al.Protecive effects of the active fraction from the tuber ofScirpusyagarain mouse endotoxin shock model[J].J Ethnopharmacol，2014，158(ptA)：331-337.

[3] 刘杰，李平，东水华，等.荆三棱块茎抗炎有效部位对脑出血损伤小鼠的影响[J].中国药学杂志，2015，50(19)：1678-1681.

[4] 张军武，郭斌，尉亚辉.黑三棱的生物学、药理作用及化学成分研究进展[J].吉林农业大学学报，2012，34(6)：639-644.

[5] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京：科学出版社，1979.

[6] 李晓辰.三棱的本草考证[J].浙江中西医结合杂志，2009，19(7)：437-438.

[7] 申远，王锐.中药资源产业化中废弃物资源化的治理优化模式探讨[J].医学争鸣，2016，7(1)：66-69.

[8] 梁侨丽，孔丽娟，吴启南，等.三棱的化学成分研究[J].中草药，2012，43(6)：1061-1064.

[9] 崔晓东，梁侨丽，孔丽娟，等.荆三棱块茎的化学成分研究[J].中国药学杂志，2012，47(24)：1987-1989.

[10] Yamg G X，Zhang L Y，Chen G.Determination of four phenolic compounds inScirpusyagaraOhwi by CE with amperometric detection[J].Chromatographia，2010，71(1)：143-147.

[11] 张淑运.三棱化学成分研究[J].中国中药杂志，1995，20(8)：486-487.

[12] 张铁军，王丽莉.荆三棱化学成分研究(I)[J].现代药物与临床，2009，24(1)：36-38.

[13] Powell R G，Bajaj R，Mclaughlin J L.Bioactive stilbenes ofScirpusmaritimus[J].J Nat Prod，1987，50(2)：293.

[14] Nakajima K，Taguchi H，Endo T，et al.The constituents ofScirpusfluviatilis(Torr.)A.Gray.Ⅰ.The structures of two new hydroxystilbene dimers，scirpusin A and B[J].Chem Pharm Bull，1978，26(10)：3050-3057.

[15] Hu X，Liu X，Niu L X，et al.Two new phenolic compounds from the tuber ofSparganiumstoloniferum[J].J Asian Nat Prod Res，2016，18(7)：643-647.

[16] 孔丽娟，梁侨丽，吴启南，等.黑三棱的化学成分研究[J].中草药，2011，42(3)：440-442.

[17] Wu D W，Liang Q L，Zhang X L，et al.New isocoumarin and stilbenoid derivatives from the tubers ofSparganiumstoloniferum(Buch.-Ham.)[J].Nat Prod Res，2017，31(2)：131-137.

[18] Dong S H，Zhang J F，Tang Y M，et al.Chemical constituents from the tubers ofScirpusyagaraand their anti-inflammatory activities[J].J Asian Nat Prod Res，2016，18(8)：791-797.

[19] 颜妮(日).荆三棱的化学成分研究[J].国外医学中医中药分册，1995，17(4)：42.

[20] Browning J，Gordon-geay K D，Smith G S，et al.Bolboschoenusyagara(Cyperaceae)newly reported for Europe[J].Ann Bot Fenn，1996，33(2)：129-136.

[21] Osams S，Setsuko S，Motoyoshi S.Two phenylProPanoid glycosides fromSparganiumstoloniferum[J].Phytochemistry，1997，44(4)：695-698.

[22] Xiong Y，Deng K Z，Guo Y Q，et al.Two new sucrose esters fromSparganiumstoloniferum[J].J Asian Nat Prod Res，2008，10(5/6)：425-428.

[23] Lee S Y，Choi S U，Lee J H，et.al.A new phenylpropane glycoside from the rhizome ofSparganiumstoloniferum[J].Arch Pharm Res，2010，33：515-21.

[24] Liu X Q，Li C S，Wang Y F.Bolboschoenus(Ascherson)Palla(Cyperaceae)from Pliocene of China[J].植物学报(英文版)，2005，47(5)：524-529.

[25] 黄新炜，段玉峰，韩果萍，等.中药三棱的化学及药理研究进展[J].西安联合大学学报，2003(4)：22-25.

[26] Liang Q L，Lei L L，Cui X，et al.Bioactivecis-stilbenoids from the tubers ofScirpusyagara[J].Fitoterapia，2013，84：170-173.

[27] 戴仕林，吴启南，殷婕.中药三棱的现代研究进展[J].中国民族民间医药，2011(1)：63-64.

[28] 叶兰，徐哓玉，李荣亨，等.三棱、莪术对大鼠皮下移植人工海绵新生血管的影响研究[J].中国药房，2008，19(21)：1610-1611.

[29] Liao H，Banbury L K，Leach D N.Antioxidant activity of 45 Chinese herbs and the relationship with their TCM characteristics[J].Evid Based Complement Alternat Med，2008，5(4)：429-434

[30] Gan R Y，Xu X R，Song F L，et al.Antioxidant activity and total phenolic content of medicinal plants associated with prevention and treatment of cardiovascular and cerebrovascular[J].J Med Plant Res，2010，4(22)：2438-2444.

[31] Wang X，Wu Q，Wu Y，et al.Response surface optimized ultrasonic-assisted extraction of flavonoids from Sparfanii Rhizoma and evaluation of theirinvitroantioxidant activities[J].Molecules，2012，17(6)：6769-6783.

[32] Li R，Zhang Z，Tian Y H.Therapeutic effect and mechanism for anti-fibrosis of polyhydroxy-silbene of Rhizoma Scirpi in hepatic fibrosis rats[J].Asian Journal of Pharmacodynamics and Pharmacokinetics，2009，9(1)：63-70.

[33] 栾希英，李珂珂，韩兆东，等.三棱、莪术对肝纤维化大鼠IL-1、IL-6、TNF-α的影响[J].中国免疫学杂志，2004(12)：834-837.

[34] Liang Q，Wu Q，Jiang J，et al.Characterization of sparstolonin B，a chinese herb-derived compound，as a selective Toll-like receptor antagonist with potent anti-inflammatory properties[J].J Bio Chem，2011，286(30)：26470-26479.

[35] Liang Q，Yu F，Cui X，et al.Sparstolonin B suppresses lipopolysaccharide-induced inflammation in human umbilical vein endothelial cells[J].Arch Pharm Res，2013，36(7)：890-896.

[36] Liu Q，Wang J，Liang Q，et al.Sparstolonin B attenuates hypoxia-reoxygenation-induced cardiomyocyte inflammation[J].Exp Biol Med(Maywood)，2014，239(3)：376-84.

[37] Liu Q，Li J，Liang Q，et al.Sparstolonin B suppresses rat vascular smooth muscle cell proliferation，migration，inflammatory response and lipid accumulation[J].Vascul Pharmacol，2015(67/69)：59-66.

[38] Liang Q，Dong S，Lei L，et al.Protective effects of Ssparstolonin B，a selective TLR2 and TLR4 antagonist，on mouse endotoxin shock[J].Cytokine，2015，75(2)：302-309.

[39] 东水华，汤雅敏，刘杰，等.荆三棱中新化合物sparstolonin B对脑出血大鼠脑损伤的保护作用[J].中国药学杂志，2016，51(18)：1574-1578.

[40] Bateman H R，Liang Q，Fan D，et al.Sparstolonin B inhibits pro-angiogenic functions and blocks cell cycle progression in endothelial cells[J].PLoS One，2013，8(8)：e70500.

[41] 孔丽娟.荆三棱与黑三棱的化学成分及活性研究[D].南京：南京中医药大学，2012.

[42] Wang M，Xiu L，Diao J，et al.Sparstolonin B inhibits lipopolysaccharide-induced inflammationin 3T3-L1 adipocytes[J].Eur J Pharmacol，2015，769：79-85.

[43] Kumar A，Fan D，Dipette D J，et al.Sparstolonin B，a novel plant derived compound，arrests cell cycle and induces apoptosis in N-Myc amplified and N-Myc nonamplified neuroblastoma cells[J].PLoS One，2014，9(5)：e96343.

[44] 李军，梁侨丽，雷玲玲，等.荆三棱顺式茋类化合物的结构修饰及抗炎活性[J].中国药学杂志，2015，50(1)：15-18.

[45] 王志萍.试论中药的同名异物、同物异名[J].淮海医药，2013，31(6)：553-554.