鹿茸活性成分提取工艺及药理作用研究进展

刘春晓，许丽文，李光玉

（中国农业科学院特产研究所，吉林 长春 130112）

鹿茸为我国传统的名贵中药材，鹿茸化学成分复杂且具有补肾壮阳、强筋健骨、抗氧化和抗肿瘤等功效[1]。鹿茸中存在多种化学成分，如蛋白质、多肽、多糖、多胺类、激素、无机元素和脂溶性成分等[2]。随着近年来提纯分离工艺的不断进步，鹿茸中的活性成分及其功能不断被挖掘，但其中大部分活性成分的作用机制尚未明确。本文对鹿茸活性成分提取工艺及药理作用进行了综述，以期为鹿茸化学成分的进一步分离鉴别奠定基础，并为研究鹿茸成分与药效之间的关系提供思路。

1 鹿茸多肽

1.1 成分提取与纯化

随着鹿茸多肽（pilose antler polypeptide，PAP）的研究不断深入，近年来多运用裂解法、有机溶剂萃取、酶解法、超声波破碎、CO2 超临界萃取和高压脉冲电场（PEF）等技术提取混合多肽，然后经盐析法、超滤法、离子交换法和电泳法等进一步分离纯化得到分子质量更小的高纯度单肽类物质[3]。其中，裂解法不但会引起蛋白质降解，而且在提取过程中还会使用丙酮等有毒物质，不利于后续细胞试验。吴庆燕等[4]在低温醇提下，从1 kg 鲜鹿茸中成功提取出8.9 614 g 鹿茸多肽。该种方法成本低、易操作，但易引起蛋白质变性和失活，失去提取意义。张维等[5]将新鲜鹿茸粉碎去血后，加入冰醋酸超声波破碎成功提取出鹿茸多肽，该种方法对蛋白质活性影响较小且成本低、操作简单。王昊天[6]通过对比超声助提法和CO2 超临界法这2 种工艺，确定CO2临界萃取法鹿茸蛋白提取率优于超声助提法，随后单因素对比选用复合酶在50 ℃下酶解3 h。该种方法提取出的鹿茸多肽质量高且可用于分离制备多肽单体，但其缺点为成本高，不适用临床试验研究。姜薇等[7]利用高压脉冲电场辅助菠萝蛋白酶从鹿茸渣中制备鹿茸抗氧化多肽，该种方法节能且对环境无污染，提取出的多肽抗氧化能力强。综上所述，当前阶段，超声波破碎法及高压脉冲电场辅助菠萝蛋白酶法提取鹿茸多肽更具有临床价值，可以提取出较为理想的活性鹿茸多肽。

1.2 药理作用

鹿茸多肽被认为是鹿茸中极为主要的活性成分，其药理作用广泛，具有调节心血管疾病、骨骼疾病、神经系统、抗炎抗氧化、抗肿瘤及肝损伤等功能[8-10]。

心肌损伤是心脏类疾病的病理学基础，而心肌干细胞在体外经鹿茸多肽诱导后可以分化为心肌细胞，这一研究为其治疗心肌损伤提供了新思路[11]。肖响等[12]发现鹿茸蛋白可能通过调控PI3K/AKT 信号通路下游凋亡相关蛋白减轻缺血缺氧对心肌细胞造成的损伤，维持细胞线粒体膜电位稳定性，减少细胞凋亡。周佳等[13]发现鹿茸多肽可明显缓解冠状动脉结扎所致的大鼠心肌缺血损伤。此外，鹿茸多肽可减轻阿霉素（ADR）治疗癌症时对心脏的毒副作用[14]。这些研究均表明鹿茸多肽在治疗心血管疾病方面具有重要价值。

轻度认知障碍是一种神经退行性疾病，被认为是早期阶段的阿尔茨海默症。研究发现，对轻度认知障碍大鼠给予鹿茸多肽，可提升大鼠血清、海马组织中脑源性生物标志物的含量和表达水平，且行为学跳台试验结果表明鹿茸多肽组错误反应次数减少[15-16]。还有研究表明鹿茸多肽可以通过促进神经细胞的生长发育来修复神经细胞损伤。聚丙交酯-乙交酯微球搭载的鹿茸多肽联合骨髓间充质干细胞移植，可明显抑制内质网应激标志性蛋白表达水平，从而修复坐骨神经损伤[17]。

鹿茸多肽在治疗骨性疾病中效果显著，已有研究表明鹿茸多肽通过操纵NF-B 途径增强成骨细胞的分化，抑制破骨细胞的发生，PAP 可作为骨质疏松的潜在治疗手段[18]。已有研究表明，鹿茸多肽可通过介导ERK、PI3K/AKT、BMP-2/smad1 及5/runx2 途径诱导成骨细胞分化和矿化[19-20]。Xie 等[21]发现PAP 可以通过抑制MMP13、adamts4 和adamts5，通过WNT/ -catenin 信号通路调节胞外基质（ECM），达到治疗骨性关节炎的目的。Xiu 等[22]发现鹿茸多肽能抑制软骨细胞凋亡，降低白细胞介素-1 和肿瘤坏死因子-水平，在一定程度上延缓关节软骨退变。PAP 是骨质疏松及关节炎潜在的治疗手段。

此外，鹿茸多肽在抗氧化、抗肝损伤及抗肿瘤方面效果显著。Ding 等[23]运用酸性水解酶从鹿茸中提取纯化得到分子量为547.29 Da 的抗氧化四肽，这种四肽通过抑制肝细胞活性氧（ROS）的产生，在体外和斑马鱼模型中表现出明显的保护能力。在高脂饮食诱导的非酒精性脂肪肝模型大鼠中给予50 mg/kg PAP，其可通过调节AMPK/NF-b途径的表达水平治疗脂肪肝[24]。Ma 等[25]发现PAP可通过TLR/NF-b 和TGF- /SAMD-3途径恢复CCL4 诱导的肝毒性。Hu[26]从梅花鹿鹿茸多肽中分离出一种分子量为10 646 Da 的新单体肽，发现它通过使乳腺癌细胞阻滞在G0/G1 期来抑制大鼠乳腺癌细胞增殖，同时抑制端粒酶活性。还有研究表明鹿茸多肽能在大鼠乳腺癌骨转移模型中通过抑制破骨细胞过度激活，抑制乳腺肿瘤的生长[27]。

2 鹿茸多糖

2.1 成分提取与纯化

鹿茸多糖为酸性多糖，是鹿茸的主要活性成分，已经发现它具有多种生物活性及疗效。研究发现鹿茸不同部位多糖分布不均[28]，存在显著差异。早期动物多糖是经水、氯化钠和醋酸钠溶液来提取。近年来常用酶解法、超声波法和高压脉冲电场进行提取。宋佳[29]依据水提醇沉的原理，以水作为提取溶剂进行超声提取，从而提取出鹿茸粗多糖，随后用Sevage法纯化去除蛋白质。该方法提取工艺稳定、简单，提取出的多糖含量较高。金虹旭[30]采用木瓜蛋白酶解结合高压脉冲电场的方法提取鹿茸中水溶性多糖，提取多糖效率高于超声波法，提取时间短且效率高。这几种方法提取出的多糖大多为粗多糖，需要进一步分离纯化，常用纯化方法包括Sevage、三氯乙酸（TCA）除蛋白及乙醇沉淀等。他经过单因素试验对比Sevage 与TCA 两种方法发现，Sevage试剂与提取液体积比为3∶1 时，多糖损失率最低，蛋白残留量最少[30]。综上所述，目前PEG-木瓜蛋白酶法提取粗糖结合Sevage 法纯化，不仅提取率高、蛋白残留量少，而且木瓜蛋白酶毒害小，更利于临床试验研究。

2.2 药理作用

鹿茸多糖具有减肥降脂、抗氧化、抗肝损伤、增强免疫、抗肿瘤和治疗骨质疏松等多种功效[31]。梁湖梅等[32]在小鼠减肥降脂试验中发现，使用200、300 mg/kg 的鹿茸多糖能有效减轻肥胖小鼠体重，降低脂肪指数及血清中TC、TG 和LDL-C 的含量，同时使脂肪细胞体积减小。赵玉红等[33]测定单一多糖对DPPH 自由基、羟基自由基（·OH）、超氧阴离子自由基（O2· ）的清除能力和还原能力，发现其对DPPH、·OH和O2· 均有清除作用，且具有一定的还原能力。陈晓光[34]对不同肝损伤小鼠模型给药25、50 mg/kg 鹿茸多糖，发现鹿茸多糖可能通过抑制O2· 的产生降低肝损伤模型小鼠血清SGPT 活性及甘油三酯含量，增加肝组织RNA、蛋白质和糖原含量。邓浩等[35]给予小鼠0.2、0.6 mg/kg的复方鹿茸多糖可明显提高小鼠的溶血值，增强小鼠迟发性变态反应及腹腔巨噬细胞的吞噬功能以此来增强小鼠免疫功能。唐巍然等[36]发现鹿茸多糖在免疫功能低下模型小鼠中，可激活免疫机制杀伤肿瘤细胞，纠正T细胞亚群紊乱，促进抗肿瘤免疫应答。龚伟等[37]对去卵巢大鼠连续给予鹿茸多糖12 周，可显著促进成骨细胞标志ALP、OP和BMP-2 的活性，抑制破骨细胞标志物TRAP 活性，明确其预防及治疗绝经性骨质疏松的作用。

3 鹿茸多胺类

生物胺为一类含氮的脂肪族或杂环化合物，在生物界存在广泛，是重要的具有生物活性物质，有多种功效和作用。鹿茸尖部富含多胺类化合物，含量依次为腐胺、精脒和精胺，它们能刺激蛋白质和核酸合成。鹿茸多胺可采用乙醇提取，高效液相色谱分析其胺类含量。王本祥等[38]多次给药小鼠鹿茸多胺（PASPA），发现其可能通过增强RNAⅡ聚合酶的活性刺激小鼠肝组织蛋白和RNA 合成效应。陈晓光等[39]发现鹿茸多胺在体内和体外均能明显提高小鼠清除自由基的能力，抑制脂质过氧化反应，因此认为鹿茸多胺具有抗氧化作用。

4 无机元素

矿物质元素是机体的重要成分，能够维持体液的pH值恒定，是构成多种辅酶或酶的重要成分，能调节肌肉和神经的激动性，是机体执行正常生理功能的必要条件。

董万超等[40]利用原子吸收光谱和电感耦合等离子体发射光谱法，对6 种鹿茸样品检测，发现鹿茸中含有16 种矿物质元素，包括5 种人体所必需的常量元素和11 种人体所必需的微量元素。孙伟丽等[41]采用湿法消解和微波消解对梅花鹿三杈茸进行预处理，利用电感耦合等离子质谱（ICp-Ms）方法测定其矿物质元素含量，结果显示，鹿茸中Na、Mg、Al、P、K 和Ca含量较高，尤其是Ca 元素，从鹿茸尖端蜡片区到基部骨片区其含量大幅度增加。鹿茸中Ca 元素丰富，早有中医记载食用鹿茸可强身健骨，近年研究表明，鹿茸在治疗骨质疏松和骨关节炎等疾病中效果显著，鹿茸中大量无机元素的功能还有待进一步发掘。

5 性激素及脂溶性成分

此外，Zhou等[42]、徐志红[43]采用CO2超临界萃取结合超声技术可从鹿茸中成功提取2 种雌激素（雌二醇和孕酮）及IGF-1，该方法有别于传统振荡回流提取，能有效保留鲜鹿茸活性成分。鲍妮娜[44]基于超临界CO2 萃取技术提取的脂溶性成分通过响应面法分析，对鹿茸中脑苷脂、卵磷脂和神经节苷脂进行优化提取，并发现高压脉冲电场辅助溶剂法从鹿茸渣中提取卵磷脂效果最佳，耗能少、省时间。这些物质的药理功能还有待进一步研究。

6 小结与展望

鹿茸是我国传统中药材，含有大量天然活性成分。当前研究大多集中在鹿茸多肽和多糖的提取及药理功效方面，这2 种物质的提取方法较为成熟多样，且在抗炎、抗氧化、抗肿瘤、肝损伤及骨性疾病治疗中已被证实具有一定药用功效，但对于单个物质的分离和药理研究远远不够。对于鹿茸中胺类、无机元素、激素、生长因子和脂溶性等成分，其提取分离方法较少，药用功效研究极少，有待学者们进一步挖掘。尽管近年来鹿茸活性成分及功能不断被研究证实，但其中大部分活性成分的作用机制尚未明确，一些活性成分也未能得到有效的分离纯化，且鹿茸产品的应用较少。随着研究的不断深入，期待从临床应用、食品保健和美容等方面研发出更多的鹿茸产品。