牡丹皮的现代药学研究进展

翟春梅，孟祥瑛，付敬菊，秦蓁，孟永海

(黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040)

牡丹皮始载于《神农本草经》，列为上品，自汉代始历代本草中皆有广泛的应用和记载。明代李时珍《本草纲目》中对牡丹皮进行了细致的描述：“滋阴降火，解斑毒，利咽喉，通小便血滞。”。2015版《中国药典》记载其功能主治为清热凉血、活血化瘀,用于热入营血，温毒发斑，吐血衄血，夜热早凉，无汗骨蒸，经闭痛经，跌扑伤痛，痈肿疮毒。现代研究始见于1887年，直到上世纪50年代，牡丹皮在化学成分和药理学研究方面取得了较大进展，随着研究的深入，从牡丹皮中分离得到大量的化学成分并进行了较为系统的药效、代谢及毒理等方面的现代研究，这些研究成果为其临床用药安全和工业化发展提供了有力的支持[1]。

1 牡丹皮的化学成分研究

牡丹皮的化学成分较为复杂，主要含有酚及苷类成分、单萜及其苷类成分、三萜类成分、甾醇类成分、有机酸、黄酮类成分、香豆素类成分等类型，此外还含有大量的多糖及挥发油。以丹皮酚、芍药苷、没食子酸、氧化芍药苷、儿茶素、牡丹皮苷C、苯甲酰基氧化芍药苷等成分含量较高，为其主要活性成分。常见牡丹皮成分化学结构见图1。

图1 常见牡丹皮有效成分的化学结构

1.1 酚及酚苷类

以丹皮酚为母核所衍生的一系列酚及酚苷类衍生物是牡丹皮中含量较高的一类化合物。从牡丹皮中分离到的多种酚及苷类化合物，如丹皮酚(paeonol)、丹皮酚原苷(paeonolide)、丹皮酚苷(paeonoside)、丹皮酚新苷(apiopaeonoside)、suffruticosides A-E[2]、3-hydroxy-4-methoxy-acetophenone、resacetophenones、mudanoside A,B、2,3-dihydroxy-4-methoxy-acetophenone[3]等。葡萄糖、芹糖和阿拉伯糖为其苷类化合物常见的3种单糖，特殊化合物其糖上还连接了没食子酰基。此外，mudanoside B等成分结构中没食子酸直接与糖链接成苷。

1.2 单萜及其苷类

单萜及其苷类化合物是牡丹皮中另一主要化学成分类型，主要含有芍药苷(paeoiflorin)、芍药苷元(paeoniflorigenone)[4]、氧化芍药苷(oxypaeoniflorin)、苯甲酰氧化芍药苷(benzoyloxypaeoniflorin)、苯甲酰芍药苷(benzoylpaeoniflorin)、没食子酰芍药苷(galloyl-paeoniflorin)[2]、没食子酰氧化芍药苷(galloyl-oxypaeoniflorin)[4]、mudanpioside A-I[3]、paeonisuffrone、牡丹缩酮(paeonisuffral)、3-O-methylpaeonisuffral[5]。芍药苷元等系列化合物常与与葡萄糖缩合而成的单萜苷类，苯甲酰基和没食子酰基也可与葡萄糖连接而形成结构较为复杂的单萜苷类化合物。此类结构通常性质不稳定，容易转换为其互变异构体结构而同时存在，如paeonisuffral则以互变异构体(3∶1)形式共存。

1.3 三萜、甾醇及其苷类

三萜、甾醇类也是牡丹皮中所含的成分类型，目前分离得到的化合物总量较少，如齐墩果酸、胡萝卜苷、β-谷甾醇、mudanpinoic acid A、betulic acid、betulin、3β, 23-dihydroxy-30-norolean-12, 20(29)-dien-28-oic acid等[1]。

1.4 其他成分

牡丹皮中含有大量挥发油、多糖类成分，以及钙、铁、锌、锰、铜、磷、钾等微量元素和大量氨基酸。槲皮素、6-羟基香豆素、没食子酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸、儿茶素、邻苯二甲酸二乙酯、反式咖啡酸硬脂酸酯及腺苷等其他类成分也在牡丹皮中被发现。

2 牡丹皮中常用提取及分析方法

化学成分的提取方法的选择与应用要根据化学成分的结构特点及理化性质特征。牡丹皮中含有大量的丹皮酚等酚类、单萜等复杂化学成分，可采用最常用的溶剂提取法获取总提取物。且丹皮酚等活性成分具有挥发性的特点，也可以采用水蒸气蒸馏、超临界流体萃取、超声波辅助等方法来提高提取率和纯度。

牡丹皮中代表性成分，丹皮酚(paeonol)为白色或略黄色晶体，化学式为C9H10O3，具有辛辣气味，易溶于醇，能溶于丙酮、三氯甲烷等有机溶剂，微溶于冷水，可溶于热水，具有挥发性可随水蒸气蒸馏，是一种活性很强、应用较广的现代药学常用、重要化学物质。

近年来对于丹皮酚等牡丹皮中的化学成分的分析研究非常多，主要采用高效液相色谱法、气质联用法、液质联用法、荧光分析法、紫外分析法、薄层扫描法等多种先进的分析技术手段，对牡丹皮药材及制剂的质量控制、物质基础的研究等方面取得了显著的提升。

2.1 常用分析方法

2.1.1 醇提法

在40 ℃温度下，以无水乙醇为溶剂回流提取或渗漉提取，此方法工艺简单。但由于丹皮酚挥发性较强，所以导致后期纯化过程丹皮酚损失较大[6]。

2.1.2 煎煮法

10倍量沸水煎煮2次，测定丹皮酚含量，总提取物中丹皮酚收率为7.56%，提取率可达1.15%，转移率可达41.1%[6]。

2.1.3 水蒸气蒸馏法

丹皮酚水蒸气蒸馏后，可在冷藏状态下大量析出，干燥处理后即得，具有便于储存且转移率较高等优点。研究发现，加盐蒸馏可促进使丹皮酚提取，可优化加水量、盐用量等影响因素使之收率显著增加。关晶等[7]利用正交试验法优化了水蒸气蒸馏法提取牡丹皮中丹皮酚的工艺条件。该工艺简便、丹皮酚收率高、省时，可为工业生产中提取牡丹皮中丹皮酚提供实验基础。

2.1.4 CO2超临界流体萃取法

耿岩玲等[8]选择萃取温度、萃取压力、物料粒度为因素，利用正交实验优选出牡丹皮中提取丹皮酚超临界CO2萃取的最佳工艺条件，提取率达90%以上。将萃取后的总丹皮酚再应用高速逆流色谱发进行分离纯化，以石油醚-乙酸乙酯-甲醇-水两相溶剂系统，可得180 mg纯度为99.0%的丹皮酚。许江丽等[9]优选超临界CO2萃取眩晕定方中5味药材的工艺条件。以萃取率、丹参酮ⅡA、阿魏酸、丹皮酚含量为评价指标，高效液相色谱法定量,采用正交设计试验法,探讨超临界CO2萃取眩晕定方中5味药材的萃取温度(A)、萃取压力(B)、夹带剂(C)、萃取时间(D)等最佳工艺参数，该提取工艺有效成分损失少,生产周期短,工艺稳定可行,适合工业生产。

2.1.5 超声辅波合微波辅助水蒸气蒸馏法

微波辅助和超声波辅助下的水蒸气蒸馏法的收率均较高，产品的纯度也好，方法简单可行，然而由于需要专用设备，使这两种方法的成本虽高于传统法，但难以大规模工业化生产等问题[10]。

2.2 常用分析检测方法

2.2.1 高效液相色谱法

采用HPLC检测牡丹皮药材中丹皮酚的含量，平均回收率99.87%，RSD为1.46%，常用甲醇-磷酸水溶液为常用分离溶剂。李燕等[11]建立一种利用高效液相色谱法同时检测女金胶囊、调经丸、舒尔经颗粒、活血止痛膏4种中成药中橙皮苷和丹皮酚含量的方法，该方法具有前处理简单、检出限低、准确度高等优点，可用于女金胶囊等4种中成药中橙皮苷和丹皮酚的含量的测定。

2.2.2 气质联用(GC-MS)法

易承学等[12]建立了气相色谱-质谱法分析丹皮酚含量的方法，并将其应用于丹皮酚平衡溶解度的测定,为设计新型给药系统提供参考。

2.2.3 荧光分析法

刘俊发[13]考察了丹皮酚与铝离子的荧光增强反应，建立并测定了中药牡丹皮和几种中成药中丹皮酚的荧光分析方法，确定了最佳实验条件，并用高效液相色谱(HPLC)法验证了此方法的可靠性。

2.2.4 紫外分析(UV)法

郭小红等[14]建立了以紫外分光光度测定六味地黄丸中丹皮酚的含量简便、易行测定方法。

2.2.5 薄层扫描(TLCS)法

章睿等[15]分别用乙醚及乙醇提取样品中的有效成分，并以不同的展开系统进行薄层色谱分离分析，建立薄层指纹图谱，实现了对牡丹皮中多个化学成分色谱峰的分离，依此建立的特征峰峰高柱状图可直观反映牡丹皮药材内在质量。该方法可快速有效地区别不同产地的牡丹皮，并评价其质量。

2.2.6 超高效液相色谱-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)法

胡云飞等[16]用超高效液相色谱-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)对不同产地牡丹皮药材化学成分进行鉴定与比较分析。运用多元统计分析技术对实验结果进行分析与验证，并对差异化合物进行鉴定，该研究为了解牡丹皮的化学物质基础与质量评价提供理论基础，为牡丹皮药材规格等级的制定提供依据。

3 中药牡丹皮的主要药理作用

牡丹皮及所含牡丹酚类化学成分具有较强的抑菌抗炎、抗肿瘤、抗心律失常、降糖、激活机体免疫系统及保护心血管等多种作用。

3.1 抗菌消炎作用

牡丹皮(丹皮酚)抗菌消炎活性是牡丹皮发现最早的现代药理作用，也是代应用较为广泛的作用之一。牡丹皮水提物可对大肠杆菌、溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌等20余种致病菌产生较强的杀菌抑菌作用[17]。丹皮酚可显著抑制毛细血管通透性，抑制大鼠白细胞炎性趋向性和前列腺素E2合成，改善角叉菜胶诱导模型大鼠足部炎性病变[18]。抑菌试验研究表明,丹皮酚虽不能直接杀死病毒和真菌，但可明显抑制茄病镰刀菌、禾谷丝核菌和烟草花叶病毒的增殖与复制[19]。

3.2 抗肿瘤

丹皮酚对食道癌、肝癌、结肠癌、胃癌、胰腺癌和直肠癌等消化系统肿瘤抑制作用较为明显，近年来对乳腺癌和宫颈癌先关报道也颇为常见。丹皮酚具有显著抑制肿瘤细胞的增殖分化作用，抗肿瘤机制主要是通过增强机体抗肿瘤因子的生成实现的。丹皮酚可抑制人SGC-790和鼠MFC肿瘤细胞的Bcl-2基因表达，促进Bax基因表达[20]。在研究丹皮酚对结肠癌细胞 HT-29的抗肿瘤作用时还发现,丹皮酚抗肿瘤作用机制与其抑制环氧化酶-2(COX-2)基因表达有关[21]。丹皮酚具有抑制小鼠肝癌细胞(Hepa)增殖作用，研究发现肿瘤组织中凋亡坏死因子(IL-2、TNF-α和Bax)等蛋白含量及相关基因表达明显升高，而凋亡抑制因子Bcl-2基因表达则显著下调[22]。丹皮酚主要是通过 Caspase 和 NF-κB 途径发挥抗肿瘤作用[23]。丹皮酚可通过启动磷脂酰肌醇激酶3 (PI3K)而降低肿瘤细胞内质网活性，从而抑制肿瘤细胞增殖分化[24]。丹皮酚能有效调节肝星状细胞癌NF-κB作用，诱导肿瘤细胞凋亡，促进其抗肿瘤作用发挥[25]。丹皮酚能通过增强Runt转录蛋白3表达而抑制肿瘤[26]。

3.3 对心脑血管系统的作用

丹皮酚具有明显的保护血管作用，其作用主要与其降血脂，抑制动脉粥样硬化密切相关。丹皮酚能明显升高高脂血症大鼠血清NO水平，显著降低血浆ET含量，可使血浆PGI2水平明显上升[27]。丹皮酚对ox-LDL诱导的大鼠MC与RAECs黏附功能有抑制效应，对ox-LDL介导的血管内皮细胞炎症环节的影响是其抗AS的作用机制之一[28]。

丹皮酚可明显抑制高脂大鼠血清、主动脉及肝脏脂质过氧化反应，可显著减少高脂大鼠血浆LDL的氧化修饰，对健康人血清LDL的体外氧化反应有极显著抑制效应[29]。丹皮酚能明显抑制平滑肌细胞增殖，也是其抗粥样硬化的作用机制[30]。丹皮酚对神经元具有明显的保护作用，丹皮酚对大鼠再灌注后脑组织的梗死面积和病理改变显著减轻，能抑制脑组织中炎性细胞的浸润及黏附因子表达[31]。丹皮酚具有明显的抗心肌缺血作用，通过稳定细胞膜，抑制缺血心肌的膜损伤，增加自由基清除，降低脂质过氧化等发挥作用，可促进缺血心肌细胞代谢率降低，防止心肌细胞膜受损，从而预防心肌坏死[32]。

3.4 对糖尿病的治疗

丹皮酚具有显著的糖尿病治疗作用。牡丹皮水提物可使Ⅱ型糖尿病模型大鼠血糖产生显著性的下降作用，可有效降低模型动物血胆固醇、甘油三酯和超氧化物歧化酶，并证实了其对Ⅱ型糖尿病的血脂代谢和氧化应激敏感性的改善作用，可明显降低胰岛素抵抗症状、增加葡萄糖耐受量[33]。丹皮酚可显著抑制烯醇式丙酮酸磷酸羧激酶(PEPCK)基因转录，从而减弱糖异生活动[34]。丹皮酚明显抑制刷状缘细胞葡萄糖的摄入能力，促进Hs68和3T3-L1等细胞对糖原的合成，显示出丹皮酚对糖代谢的调节作用[35]。牡丹皮提取物能够明显增强hep G2细胞对葡萄糖的摄取能力和促进糖原的合成，并通过启动胞内的腺苷酸活化激酶的作用机制[36]。丹皮酚可能具有促进胰岛β细胞增殖分化及促进葡萄糖代谢作用，从而改善和治疗糖尿病[37]。

3.5 抗心律失常

通过对家兔的抗心律失常研究发现,丹皮酚具有明显的抑制心肌细胞的外向钾离子通道(Ito)作用。运用电生理技术方法研究表明，降低钙离子通道(ICa)膜电位的兴奋性、减缓搏动频率、丹皮酚的钙离子通道阻滞剂作用是丹皮酚抗心律失常作用的一个作用机制[38]。

3.6 对免疫系统的影响

丹皮酚具有明显的增强机体的细胞和体液免疫功能的作用。丹皮酚能使雾化吸入刺激模型大鼠全身的细胞免疫和体液免疫明显增强，对环磷酰胺和氢化可的松导致的小鼠胸腺损伤显著减轻。丹皮酚可明显促进模型小鼠免疫系统，可显著提高其脾脏指数和胸腺指数等指标，促进淋巴细胞转化率，促进模型大鼠中性白细胞的吞噬能力从而增强大鼠免疫功能[39]。

3.7 抗胃溃疡

张溪桐等[40]考察了丹皮酚对乙醇所致小鼠胃溃疡有保护作用，发现其可显著减轻乙醇引起的胃黏膜损伤,对实验性胃溃疡具有保护作用并且具有较好的体外抗HP的活性。周源等[41]考察了丹皮酚对水应激所致小鼠胃溃疡有保护作用，丹皮酚的抗溃疡强度与奥美拉唑相似，可显著减轻水应激引起的胃黏膜损伤。

3.8 其他

除以上生物学作用之外，牡丹皮还具有护肝保肝、抗惊厥、抗氧化等多方面的作用。丹皮总苷呈剂量依赖性对抗小鼠最大电惊厥及戊四唑、士的宁、氨基脲所致小鼠化学性惊厥，并可增强苯巴比妥抗惊厥作用[42]。

丹皮总苷能有效促进肝脏糖原合成和提高血清蛋白含量的作用，明显降低肝匀浆脂质过氧化产物丙二醛的含量及提高血清和肝脏谷胱甘肽过氧化物酶活力，且可缩短四氯化碳中毒小鼠注射戊巴比妥钠后的睡眠时间，提示其能通过影响肝脏代谢机能，增强抗氧化作用，加强解毒能力机制发挥抗损伤作用等[43]。

4 结语

《本草经疏》中论：“牡丹皮，其味苦而微辛，其气寒而无毒，辛以散结聚，苦寒除血热，入血分，凉血热之要药也”。牡丹皮临床应用历史悠久明确，常与栀子、赤芍、丹参、紫草、防风等中药配伍，而起清热凉血、活血化瘀之功效，如犀角地黄汤(《备急千金要方》)大黄牡丹皮汤(《金匮要略》)将军散(《本草汇言》)桂枝茯苓丸(《金匮要略》)等。牡丹皮的化学、药理、机理、制剂等基础和应用研究已经取得了巨大的成果，随着现代药学基础与制药工业的不断进步，牡丹皮将更广泛应用于临床。但针对牡丹皮药理方面的研究缺乏分子水平的进一步探讨，并明确其作用机制。