药用植物锁阳的研究进展

任梦云, 杨 光, 杜乐山, 刘方, 张盾, 沈奇， 关潇, 张银东

(1. 中国环境科学研究院， 北京 100012； 2. 海南大学 热带农林学院， 海口 570228； 3. 中国中医科学院， 北京 100012)

锁阳(CynomoriumsongaricumRupr.)又称不老药、铁棒槌、地毛球等，为我国原生种，是锁阳科锁阳属多年生肉质全寄生草本植物，多寄生于蒺藜科(Zygophyllaceae)白刺属(NitrariaL.)植物的根部，具补肾助阳、益精血、润肠通便之功效，是中、蒙、藏药的常用药[1-2]，也是一种珍稀濒危药用植物。目前世界自然保护联盟(IUCN)将锁阳濒危级别定为易危(VU)，《华盛顿公约》(CITES)中将其定为Ⅱ级保护植物。锁阳多生长于荒漠草原，草原化荒漠与荒漠地带的河边、湖边、池边等生境且有白刺、批把柴生长的盐碱地区，具有一定的生态价值。锁阳中含多种化学及药用有效成分，研究发现锁阳能促进人体新陈代谢，增强免疫调节，具有防癌、抗缺氧、抗疲劳、抗衰老、防止心血管疾病，以及抗应激、清除自由基等作用[2-3]。现本文就其生物学特性及遗传多样性、化学成分及药理作用，人工栽培技术等方面的研究进行综述，为锁阳进一步的利用与保护提供理论参考依据。

1 生物学特性及遗传多样性

1.1 形态特征

多年生肉质全寄生草本植物，植株整体呈现红棕色。直径为3～6 cm，高15～100 cm，植株的大部分形体埋于沙中。锁阳的中上部位置一般生长着鳞片叶，呈螺旋状排列，向上开始逐渐稀疏；鳞片叶形呈三角形卵状，长宽约1 cm左右肉质花序上着生着密集的小花，一般有3种类型：雄花、雌花和两性花，会散发出淡淡的香味，在花序中零星分布着鳞片状叶。雄花花长约5 mm，花被片数量一般为4，呈离生或稍合生，形状为倒披针或匙形，花被片长约3 mm，宽约1 mm，花被片上部为紫红色，下部则呈现白色；内含雄蕊1枚，颜色呈深红色。雌花花长约3 mm，花被片数量一般为5～6，形状呈现条状披针形，花被片长约1 mm，宽0.2 mm；花柱呈棒状，长约2 mm，上部为紫红色。两性花较为少见。锁阳的果实量多而个小，形状呈椭圆形，长约1 mm，直径约0.8 mm，果皮呈白色。从外观上来看种子呈球形，直径约1 mm，颜色为深红色，皮坚硬而厚[4]。

1.2 生长习性及分布范围

锁阳多寄生于蒺藜科骆驼蓬属(PeganumL.)和白刺属植物的根部[5]。在自然条件下，锁阳的整个生育过程至少需要4～5年，而在人工繁育条件下，则差不多需要3～4年。锁阳的着生点一般位于寄主根的中部，多株锁阳可以同时寄生在寄主植物的一根侧根上，锁阳的基部具有许多不定芽，有两种繁殖方式(有性生殖和营养繁殖)[6]。

锁阳的主要分布区为中国西北地区各省和自治区如甘肃、内蒙古、青海、新疆等地。甘肃锁阳主产区主要为民勤、古浪、甘州区、山丹县、民乐县、肃南县、高台县、临泽县等地[7]；青海锁阳主产于贵德、贵南、循化、海西、平安、乐都、海南等地；新疆锁阳主产于塔里木盆地、准噶尔盆地、昌吉回族自治州、喀什地区、和田地区、阿克苏地区、吐鲁番盆地等地区；内蒙古锁阳主产于锡林郭盟西北部、阿拉善左旗、达尔罕茂明安联合旗、阿拉善右旗、杭锦旗、巴彦淖尔盟等地；宁夏锁阳主产于银北。

1.3 系统学地位

锁阳为锁阳科锁阳属植物。锁阳科包含一个或两个物种或亚种，CynomoriumcoccineumL.和CynomoriumsongaricumRupr。CynomoriumcoccineumL.原产于北非和近东方沙漠，另一个分支CynomoriumsongaricumRupr.仅限于中亚地区[8]。因寄生植物特有的复杂基因组和系统进化标记，目前有关于它们在系统发育上的定位还不太明确[9]。有关于锁阳的分类定位长期以来受到争议，有研究学者根据锁阳花序的形态特征将锁阳认为是蛇菰科(Balanophoraceae)的一种独特的属[10]。Zhang等[11]利用叶绿体基因组内的反向重复区域(The inverted repeat)验证锁阳的系统发育位置，结果发现其与檀香目(Santalales)，虎耳草目(Saxifragales)，桃金娘目(Myrtales)，无患子目(Sapindales)相关性不大，其系统学地位位于蔷薇目(Rosales)蔷薇科(Rosaceae)。有关于锁阳的分类及系统定位目前还存在很大争议，仍需更多的实验验证。

1.4 遗传多样性研究

李伟等[12]利用正交试验与单因素方法两者相结合的方法，对锁阳ISSR-PCR反应体系中的7种关键成分进行3水平上的优化筛选，结果得到最适宜锁阳ISSR-PCR反应的体系，为今后利用ISSR分子标记技术研究锁阳的遗传多样性奠定理论基础。锁阳遗传多样性的相关研究旨在为锁阳资源的保护及开发利用奠定理论基础。

2 化学成分及提取

2.1 化学成分研究

一直以来国内外许多学者对不同产地的锁阳属植物的化学成分进行了广泛的研究，以下按照锁阳中化学成分的类别进行综述。

1)黄酮类。锁阳中黄酮类化学成分主要有儿茶素[13]、表儿茶素、柑桔素、异槲皮苷、柑桔素4′-O-吡喃葡萄糖苷，(-)-表儿茶素-3-O-没食子酸酯，南酸枣苷、芸香苷、顺式-5-脱氧戊糖酸-γ-内酯[14]。

2)三萜类。锁阳中三萜类成分目前分离出了5个：熊果酸[15]、乙酰熊果酸、乌苏烷-12-烯-28-酸-3B-丙二酸单酯、熊果酸丙二酸半酯，以及抗艾滋病毒蛋白酶活性成分的齐墩果酸丙二酸半酯[14]。

3)甾体类。马超美等[16]从锁阳的提取物中得到β-谷甾醇油酸盐，一系列的6′-O-脂肪酸类胡萝卜苷和β-谷甾醇棕榈酸酯。

4)挥发性成分。黄霄檬等[17]利用毛细管色谱分离出肉豆蔻酸等12种挥发性成分，并测定各成分的相对百分比含量，其中亚油酸(39.58%)和亚麻酸(3.18%)含量最高。

5)有机酸。王晓梅等[14]采用硅胶、大孔吸附树脂、Sephadex LH-20、MCI gel等色谱技术进行分离纯化，利用化学反应和光谱分析方法鉴定出没食子酸和香草酸。

6)糖和糖苷类。锁阳中含有葡萄糖、蔗糖，多糖，酸性杂多糖SYP-A和SYP-B，姜油酮葡萄糖苷[16]，n-丁基-α-D呋喃果糖苷、n-丁基-β-D呋喃果糖苷[18]。

7)鞣质。锁阳中富含鞣质，其所含鞣质的类型经鉴定为缩合型鞣质[19]，高乃群等[20]还从锁阳中得到了原花青素。

9)其他成分。除上述的化合物以外，锁阳植物体内还含有氨基酸、花色苷、多种维生素、淀粉、蛋白质及还原糖等[22]。

2.2 提取方法

锁阳中的有效成分主要为糖类、有机酸类、糖苷类、甾体类和黄酮类化合物，可溶于水、醇及醚等极性溶剂中。一般常采用水提法提取锁阳多糖，醇法以及超声法提取锁阳中的总黄酮。

崔婷婷等[23]比较多种不同提取方法对锁阳多糖提取效果的影响，结果显示相较于其他提取方法，采用膜分离技术能得到不同分子量段的锁阳多糖，酶解协同超声法提取锁阳多糖得率最高。

2.3 分离提纯

张莉等[13]采用硅胶柱层析、MCI、Sephadex LH-20、高效液相色谱等技术对锁阳肉质茎中的化学成分进行初步研究探讨，从锁阳水提物中分离得到15种化合物，其中山楂酸、儿茶素、龙胆酸、甘露醇、间苯三酚为第一次从锁阳中分离得到。

2.4 质量控制方法

目前，应用于中药材锁阳有效成分的质量控制方法主要包括高效液相色谱法、薄层扫描法及光谱分析等多种分析手段。

2.4.1 高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)

HPLC是20世纪70年代发展起来的适合分析测试高沸点、大分子和热稳定性差的化合物的一种新技术手段，因其高效、稳定及可靠性已成为现代中药研究中常用的药物分析方法，为中药的开发利用及评估提供了扎实的技术条件。王勤和魏庆华[24]采用Lichrosorb ODS C18色谱柱，以乙腈-水-冰醋酸(10∶100∶0.1)为流动相，利用HPLC法在259 nm条件下测定锁阳药材中原儿茶酸含量，最终得到所测锁阳样品中原儿茶酸含量在0.09～0.32 mg/g之间。同时发现锁阳中原儿茶酸的含量在不同地区及不同生育期呈现规律性变化。

2.4.2 薄层扫描法(thin-layer chromatography scanning, TLCS)

传统上常用TCLS进行中草药有效成分分离，同时也可与紫外或荧光光度等方法相结合，从而更加简单快捷的得到测定结果。林燕等[25]利用双波长薄层扫描法分别以590 nm和470 nm作为测定和参比波长测定不同生长条件下锁阳(野生及栽培)中的脯氨酸含量，结果表明，相对于野生种，栽培种中的脯氨酸含量更高一些。介于中药材成分的复杂性，该方法已逐渐不能够满足现在中药市场发展的需求。

2.4.3 光谱分析法(spectral analysis, SA)

SA主要应用于锁阳中三萜类及微量元素的含量测定，朱芸等[26]以5%香草醛-冰醋酸和高氯酸为显色剂，在548 nm处测定锁阳中熊果酸含量，线性范围为3.99～9.97 μg，相关系数为0.9997，平均回收率为100.12%，RSD为1.28%，为锁阳药效的进一步研究及开发利用提供了新的科学依据。

2.4.4 中药指纹图谱法(TCM fingerprint, TCMF)

TCMF是指运用现代分析技术如光谱、核磁共振、射线衍射等手段对中药化学信息以图形图像的方式进行表征并加以描述，即通过对指纹图谱色谱图等表达方式的计算、分析、比较、评价等各种过程，以技术参数、指纹特征等说明中药材中各类化学信息的一种新方法。唐亚楠[27]利用HPLC技术开展锁阳中总黄酮指纹图谱研究，首次构建了以锁阳中总黄酮为目标的HPLC指纹图谱，为其相关产品的质量控制提供科学参考依据。目前，中药指纹图谱的研究是中药研究的热门话题，可用于药用植物核心种质库的构建。

3 药理作用

3.1 药理作用研究

1)对性功能及肾脏的影响。黄霄檬等[17]研究显示，锁阳能通过提高幼年雄性大鼠血睾酮水平从而促进动物性成熟。同时有研究表明不同炮制方法对锁阳的药理学有直接的影响。因此，有关于锁阳的药理作用仍需深入探讨。

2)增强免疫功能。锁阳对机体和细胞的免疫功能都具有一定的调节功能，而且其作用在免疫受抑制情况下表现更强烈。张汝学等[28]的研究表明锁阳的水提物PartⅢ可以通过增加小鼠血清中的抗体水平来提升巨噬细胞的能力，从而达到增强小鼠体液免疫功能。

3)清除自由基抗氧化及抗衰老作用。Zucca 等[29]的研究结果表明，锁阳因其强抗氧化和清除自由基的功效可以作为一种有效的自由基清除剂。

4)抗应激抗疲劳和耐缺氧功能。俞发荣等[30]研究表明，锁阳中的黄酮具有提升耐力、防氧化和抗疲劳作用。其有效反应机制可能与它清除自由基和提高机体免疫能力有关。

5)抗癌及抑制艾滋病毒的增殖作用。此外，锁阳还具有保护肝脏线粒体、抑制人体免疫缺陷(HIV)[31]、抑制血小板聚集和雌激素样，抗癌、免疫系统调节、延缓衰老、防治心血管疾病、治疗白细胞减少，治疗肝性脑病、增强痴呆病模型鼠记忆力等作用。

3.2 药剂研究及临床应用

锁阳是中医常用药品，目前有关于锁阳的临床应用主要集中在对男科病、妇科疾病的治疗，及预防运动性疲劳等。锁阳固精丸常用来治疗由肾功能不足所引起的遗精、阳痿、早泄、头晕、耳鸣等疾病。大量临床验证，该药还常用于治疗性神经衰弱、慢性前列腺炎、精囊炎、男性不育等疾病。锁阳固精丸对妇女性冷淡，不孕症也存在一定疗效[32]。另外锁阳与淫羊藿等相配可用来治疗因肾虚所引起的性欲下降、体虚、精神疲乏等疾病[33]。妇科疾病的治疗多以补肾为主，长期服用龟龄集可用来治疗妇科肾虚、虚寒等症状。有研究表明长期同时服用龟龄集和六味地黄丸可用来治疗妇女围绝经期月经紊乱，同时促进排卵[34]。参姜锁阳益气片能够提高人体耐寒、抗缺氧能力，同时具有抗运动性疲劳的功效，通过改善血液输供氧能力，维持微循环血流通畅，从而使机体抗缺氧能力得到提升[34]。光新兰和葛海生[35]利用复方锁阳口服液治疗中晚期胃肠肿瘤患者的临床研究证明其对胃肠肿瘤热毒(湿热)症存在有显著疗效。临床观察表明复方锁阳冲剂对治疗原发性血小板减少性紫癜具有一定的疗效，有临床表明复方锁阳冲剂也具有抗衰老延年等功效。

4 人工栽培技术

目前，中药材锁阳的主要来源仍以野生为主，近年来由于人们过度采挖以及不规范的采挖方式造成野生资源锐减，而锁阳寄主较为专一，且种子与宿主根部直接接触机会较少，主要是通过锁阳虫帮助锁阳种子接触宿主根部完成寄生。由于锁阳种子萌发难、生长周期长等因素造成人工栽培锁阳至今尚未形成规模[36]。为保护野生锁阳植物资源，我国于2004年开始人工栽培锁阳试验，历经4年，人工引种栽培锁阳获得成功。锁阳人工繁殖种子的跟踪研究发现锁阳种子从萌发到开花、结实需4～5年时间。人工繁育种植时一般选用籽粒较为饱满的野外植株种子，在引种栽培过程中，关键在于如何掌控锁阳种子萌发的必要要求。试验研究证明锁阳种子萌发的必需条件首先是打破种子休眠，最佳接种锁阳的时间应该是4月中旬开始到7月底结束，最佳接种的深度为50～60 cm。其次为寄主的选择，一般选择侧根发达的幼、壮白刺为寄主，接种是应注意所选的侧根粗细应适宜，约为0.1～0.2 cm。太细或太粗都易导致失败，接种难成功。一般情况下人工栽培的锁阳在第二、三年或更迟才开始萌发与白刺产生寄生关系，并在每年的6—8月份萌发，3～4年能采收到锁阳植株，适合推广锁阳种植的区域为拥有白刺的西北干旱荒漠地区。至今为止，我们已在锁阳人工引种栽培方面取得一些进展，这些研究对保护和合理开发利用锁阳资源具有重要的实践和理论意义，但是锁阳大范围种植推广试点研究尚未成熟，还不能满足目前市场的需求，仍需进一步的测试和推广。

5 展望

综上所述，锁阳是一种全寄生生物，主要寄生在白刺、红柳、梭梭和骆驼蓬的根部，错误的采挖方式会造成寄主根部受损，导致锁阳无法寄生[5]。目前，由于不合理开发利用以及对野生锁阳的过度采挖等各种人为因素导致锁阳的生态环境遭受严重破坏，土地沙漠化，野生资源面临濒危的处境。锁阳中含有丰富的化学组分，其相关药理作用已经过实验研究及临床验证，具有较高的药用价值和一定的医疗保健作用[30, 33]，是我国重要的中药药用植物资源。随着经济的发展和生活水平的提高，保健品日益受到国民的青睐，因此利用锁阳为原料生产出更多高价值的天然保健品将会受到更多的关注。但目前有关锁阳的药理学研究较为片面性，主要集中在水煎剂和总成分及部分复方，对于其生物活性成分的药理作用机制研究薄弱，制约了锁阳的深层次开发，导致了目前锁阳保健品不够丰富[37]，仍存在很多急需改善的地方。另一方面，有关于锁阳化学成分含量测定的方法众多，但多数质量检测还没有达到严格的标准，质量评估体系仍需进一步完善。我们首先应构建一套完整的锁阳药材质量评估体系。其次锁阳的不同生活环境的地域性差异是否会对其药材的质量和活性成分造成影响和差异尚未得到定论，仍需进一步的试验研究[38]。最后应深入研究锁阳种质资源、资源保护与再生，加强锁阳的人工繁育技术，为彻底解决有限的野生资源与人类需求之间的矛盾差异，实现资源的可持续利用奠定基础。