北沙参化学成分与药理活性研究进展△

王晓琴，苏柯萌

内蒙古医科大学 药学院，内蒙古 呼和浩特 010110

北沙参Glehniae Radix为伞形科珊瑚菜属植物珊瑚菜GlehnialittoralisFr.Schmidt ex Miq.的干燥根，又名海沙参、野沙参、莱阳沙参、辽沙参等。国内主要分布于山东、河北、内蒙古，在辽宁、江苏、浙江、广东、福建、台湾等地也有分布，国外在美洲东海岸、日本、朝鲜亦有分布[1]。北沙参为临床常用中药，属补阴药，具有养阴清肺、益胃生津的功能，用于治疗肺热燥咳、劳嗽痰血、胃阴不足、热病津伤、咽干口渴等症[2]。北沙参也是常用蒙药(查干-扫日劳)，具有清肺热、止咳润肺的功能[3]。本研究对国内外有关北沙参的文献资料进行系统整理，全面综述其化学成分和药理活性研究进展，以期为北沙参的质量评价、规范化种植以及中蒙医临床使用提供可靠依据。

1 化学成分

北沙参中已经发现的化学成分主要包括香豆素类、木脂素类、聚炔类，其次还有单萜糖苷、酚酸类、挥发油以及多糖等成分，各类型化合物见表 1。

1.1 香豆素类

北沙参中分离鉴定最多的化合物是香豆素及其苷类，共35个，其也是伞形科中药特征性的成分。在北沙参中发现的香豆素主要有2种类型(见表1、图1)：6，7位成呋喃环的线形香豆素是主要类型(化合物1～24)：母核的5位或8位通常有取代基(化合物1～16)是最常见的香豆素；化合物17～24为呋喃环有取代。另一种类型是以七叶内酯(esculetin，25)为母体的简单香豆素类(化合物25～34)，还有伞形花内酯(35)。香豆素苷有16个，成苷的单糖为葡萄糖，双糖多为1，6 连接的芹糖-葡萄糖。

表1 北沙参中的主要化学成分类型

续表1

图1 北沙参中香豆素类成分结构

1.2 木脂素类

目前，从北沙参中报道的木脂素类化合物共16个(化合物36～51，结构见图2)，分3种结构类型：8-8′型简单木脂素类(化合物36、37、40、41、42、44、45)7个；8-O-4 ′型异木脂素类(化合物38、39、43、46、48)5个；新木脂素类4个(化合物47、49～51)。Glehlinosides(A～J，化合物36～42、48～50)以及化合物51均为中国学者从赤峰栽培北沙参中分离得到的新的天然产物。

1.3 单萜苷类

Kitajima等[15]从日本产的新鲜的北沙参的根和根茎甲醇提取物中分离得到7个单萜苷类化合物，其中5个是新的天然产物(化合物54～58)；结构类型分为莰烷型双环单萜苷和萜品烯型单环单萜苷；新化合物为双糖苷，糖部分均为 1，6 连接的芹糖-葡萄糖。

1.4 聚炔类

聚炔类化合物分布有一定的规律，局限存在于五加科、伞形科等5个科，是北沙参中的一类脂溶性化合物，目前从北沙参中分离得到了6个(化合物59～64)，均带有2个共轭叁键。化合物62和63具有抗细菌和抗真菌的作用[5]。

1.5 糖苷类

近年从北沙参鉴定的糖苷有16个，大部分为酚酸苷。化合物68、69、71、76、78、79作为新的天然产物首次报道。化合物71显示出一些肿瘤坏死因子(TNF-α)分泌抑制活性。

图2 北沙参中木脂素类成分结构

1.6 酚酸类

从北沙参中分到槲皮素(quercetin，81)、异槲皮素(isoquercetin，82)和芦丁(rutin，83)3个黄酮类化合物[10]。酚酸类在北沙参水溶性部分中含量丰富，主要有香草酸(vanillic acid，84)、水杨酸(salicylic acid，85)、阿魏酸(ferulic acid，86)、咖啡酸(caffeic acid，87)、绿原酸(chlorogenic acid，88)、原儿茶酸甲酯(protocatechuic acid methylester，89)[7-8，10-11]，以及2个阿魏酸酯类化合物glehnilate(90)和2-(4′-hydroxyphenol)-glycol mono trans-ferulate(91)[19]。

1.7 其他成分

中国学者分离得到1种新的异恶唑衍生物，9，9a-dihydro-naphtho[2，3-c] isoxazol-3(1H)-one (Naphthisoxazol A，92)[25]。(5β，10α)-lasidiol angelate(93)是首次报道的倍半萜烯类化合物[23]。甾醇如豆甾醇(stigmasterol，94)、豆甾醇-3-O-β-D-吡喃葡糖苷(95)、谷甾醇(96)[21-22，26]和胡萝卜苷(daucosterol，97)[26]；三萜类化合物羽扇豆醇(lupine，98)[26]、桦木醇(betulin，99)[26]；还含有亚麻酸(linoleic acid，100)、1-亚油酸-3-棕榈酸-甘油酯(1-linoloyl-3-palmitoylglycerol，101)[22]。尚有腺苷(adenosine，102)、5′-硫甲基腺苷(103)和尿苷(uridine，104)[10，13，21]。

采用气相-质谱联用仪分析珊瑚菜根、叶与果实中的挥发油[30]，结果表明，根部挥发油以萜类(36.32%)、醛酮类(13.43%)和酸类化合物(13.85%)为主；叶片、果实挥发油以萜类化合物为主。 气相-质谱联用法(GC-MS)检测16批北沙参药材中的挥发油成分，发现镰叶芹二醇为挥发油中的主要成分[31]。研究表明，去皮加工的北沙参样品中挥发油总体含量比不去皮加工的北沙参少，并且发现二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)仅存在于有皮的样品中。

2 药理作用

北沙参属补阴药，具养阴清肺、益胃生津的功能。现代药理研究表明，北沙参具有调节机体免疫功能、抗肿瘤、抗炎、抗氧化等多方面活性。

2.1 免疫调节作用

近几年的研究主要是北沙参中多糖类成分对免疫调节的影响。研究发现[32]，北沙参粗多糖(GLP)灌胃可以显著增强甲亢型阴虚小鼠脾脏NK细胞杀伤率和T淋巴细胞转化功能，提高血清免疫球蛋白IgM和IgG含量。北沙参多糖的纯化组分对体外脾脏淋巴细胞的增殖具有较好的促进作用，具有良好的体外免疫活性[33]。以环磷酰胺为阳性对照[34]，对BALB/c 小鼠灌胃给予北沙参提取物，发现北沙参可以增加小鼠胸腺、脾质量，增强小鼠腹腔巨噬细胞吞噬中性粒细胞的能力，提高小鼠淋巴细胞的杀瘤率和自然杀伤细胞的杀伤能力。北沙参超临界流体萃取物还可提高T 淋巴细胞亚群和T淋巴细胞的数量，明显升高辅助性T细胞与抑制性T细胞比值(Th/Ts)，具有增强细胞免疫的作用[35]。

莱阳北沙参茎叶水提后的醇提物具有抑制环磷酰胺致小鼠外周血白细胞数和胸腺指数降低的作用，可增强免疫低下小鼠网状内皮系统的吞噬功能[36]。此外，莱阳沙参茎叶提取物的2个剂量组均能明显增加小鼠足跖厚度，且随剂量增加功能有增强趋势，表明莱阳沙参茎叶具有促进小鼠迟发型变态反应的作用[37]。北沙参(大红袍品种)茎叶提取物亦具有调节体液免疫的作用[38]。

2.2 抗肿瘤作用

研究发现[39]，北沙参多糖(PGL)能显著降低人肺癌细胞株(A549)增殖时间，具有剂量依赖性。PGL通过抑制A549细胞的迁移和增殖诱导细胞凋亡，并诱导A549细胞周期阻滞；PGL也可以下调增殖细胞核抗原(PCNA)。北沙参根热水提取物可抑制人乳腺癌细胞MCF-7的增殖，具有剂量依赖性[40]。逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和Western blot分析表明，北沙参根热水提取物通过显著增加p21和p27蛋白表达，明显下调cyclin D1和CDK4蛋白表达水平，使MCF-7细胞周期阻滞在G1期，表现出明显的抗癌活性。

北沙参粗提物和不同溶剂萃取部位(正己烷、85%甲醇水溶液、正丁醇、水)对胃腺癌细胞AGS、纤维肉瘤细胞HT1080、U937肿瘤细胞和人结肠癌HT-29细胞的增殖呈剂量依赖性抑制作用[28-29]。特别是正己烷和85%甲醇水溶液具有较高的抗增殖作用，可诱导细胞凋亡，降低Bcl-2 mRNA、环氧合酶-2(COX-2)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)基因表达活性。在纤维肉瘤细胞HT1080中，2个聚炔类化合物镰叶芹二醇和人参炔醇表现出明显的抑制MMP-2和MMP-9表达的活性。从正己烷和85%甲醇水溶液分离得到的4个呋喃香豆素化合物佛手柑内酯、花椒毒内酯、欧前胡内酯、异茴芹内酯和3个聚乙炔醇类化合物镰叶芹二醇、人参炔醇、人参炔二醇对人结肠癌HT-29细胞的增殖均有抑制作用，且呈剂量依赖性。

北沙参中提取的佛手柑内酯对肝癌母细胞株具有明显的抑制作用[41]，且作用随佛手柑内酯质量浓度降低而减弱；而100.00 mg·L-1佛手柑内酯对人胃癌细胞株抑制明显，其他质量浓度的佛手柑内酯均没有抑制作用。

2.3 抗炎作用

欧前胡内酯(imperatorin)在体外对脂多糖(LPS) 诱导的小鼠巨噬细胞(RAW264.7)炎症反应和角叉菜胶注射的鼠爪水肿炎症模型具有抗炎作用[42]。Western blotting显示，欧前胡内酯可显著抑制LPS刺激的RAW264.7巨噬细胞中iNOS和COX-2的蛋白表达；可减轻鼠爪水肿，并增加爪水肿中过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性，降低丙二醛(MDA)水平。欧前胡内酯还能降低血清中的氧化氮(NO)和肿瘤坏死因子以及PGE2水平。

北沙参二氯甲烷提取物(MCF-GLE)比北沙参70%乙醇提取物(GLE)具有更好的抗炎活性，可抑制12-O-十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯(TPA)诱导的小鼠炎症反应[43]。MCF-GLE强烈抑制NO、PGE2、TNF-α和IL-1β的释放，并显著抑制LPS刺激的RAW 264.7巨噬细胞中iNOS和COX-2的mRNA和蛋白表达。此外，MCF-GLE抑制NF-κB激活和IκB-α降解；降低ERK和JNK的活化。北沙参的70%乙醇水提取物能有效减少由TPA引起的慢性炎症损伤并显著降低由醋酸诱导的小鼠血管渗透性[44]。

日本认为北沙参(冰防风)具有一定的抗炎活性，常被用作防风(Saposhnikoviae Radix)的替代品。研究发现[45]，北沙参和防风提取物的乙酸乙酯部分均可抑制大鼠肝细胞中的NO产生。北沙参提取物中有抗炎活性的主要为伞形花内酯、东莨菪内酯、花椒毒内酯、佛手柑内酯等香豆素。

2.4 抗氧化、抗衰老作用

北沙参根的水提取物具有抑制红细胞溶血的作用；有机提取物有抑制脂质过氧化的作用，可考虑作为西洋参的代用品[46]。北沙参多糖对活性氧具有直接清除作用[47]。在脑缺血性损伤中，用北沙参预处理可以保护神经元免受缺血损伤，其作用机制可能与SOD1和脑源性神经营养因子(BDNF)表达增加以及胶质细胞激活衰减有关[48]。北沙参乙酸乙酯提取物对α-鹅膏毒素(α-amanitin)诱导的肝毒性具有保护性抗氧化作用，主要是降低谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和乳酸脱氢酶(LDH)含量；还可以显著降低人肝癌细胞系HepG2细胞的MDA水平，增加GSH和SOD含量[49]。

2.5 神经系统作用

北沙参70%乙醇提取物可促进海马DG细胞增殖、神经母细胞分化和神经元成熟，其神经源性作用可能与小鼠提取物处理后脑源性神经营养因子(BDNF)和TRKB蛋白的增加密切相关。研究显示，200 mg·kg-1北沙参醇提物处理的小鼠，能显著增加5-溴-2-脱氧尿苷(BrdU)免疫反应性(+)和双皮质激素(DCX)+细胞的数量；处理组体内的BDNF及其主要受体原肌球蛋白相关激酶B(trkB) 蛋白水平显著升高[50]。

2.6 减脂作用

北沙参根热水提取物(GLE)可通过下调体内外脂肪基因表达抑制脂肪细胞分化和细胞内脂质积累。研究表明，GLE剂量依赖性抑制分化脂肪细胞3T3-L1分化和细胞内脂质积累；经GLE处理的高脂饮食肥胖小鼠的体质量增加和脂肪积累明显低于未经处理的小鼠。GLE治疗抑制了脂肪基因的表达，如过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)、CCAAT/增强子结合蛋白(C/EBP)、脂肪酸合成酶(AP2)和脂肪酸合成酶(FAS)[51]。

2.7 其他作用

沙参属药用植物普遍具有镇咳祛痰的功效，主治肺热燥咳、阴虚咳嗽等症。早期的研究已经证实北沙参的有效成分有明显的止咳祛痰作用，也有肺纤维化保护作用。

3 结语

北沙参作为常用中药，其药用需求主要依靠人工栽培来满足。去皮是北沙参产地加工过程中最为繁琐的一道工序，均是采用人工去皮，也是目前限制其生产发展的重要环节。查阅现代的中药学相关著作，均明确记载了北沙参沸水烫后去皮的产地加工方法。关于北沙参为什么去根皮，到目前为止，实验研究资料并不多见。传统认为，去皮后北沙参药材美观、质地紧密、色泽洁白，像生晒人参；另外，去皮后药材气味减轻，易干燥，不易回潮，也不易生虫。直接晒干的药材质地不坚实，而且至完全干燥需要一个月时间。《中华人民共和国药典》2015年版规定，北沙参的产地加工方法可以沸水烫后去皮，也可以洗净直接干燥不去皮，但目前市售的药材均以去皮、色黄白者居多。北沙参作为传统蒙药，主要用于肺热咳嗽。传统蒙医均使用不去皮的北沙参，净制后直接粉碎入药，认为去皮会影响止咳效果。

有文献报道[52]，14批田间采集直接晒干的药材(产地河北省)中主香豆素的含量均较低，含量最高的花椒毒内酯,也只有0.008 5%～0.0567 0%，作为质量控制的指标成分并不合适；而上述6个成分在市售的5批水烫去皮药材(3个全国主产区河北、内蒙古、山东)中均未检测到。这也说明，去皮确实对香豆素类成分有一定的影响。

已有的研究表明，北沙参中主要的次生代谢产物包括香豆素类、聚炔类、木脂素化合物，下一步则应该深入进行其化学成分生源合成途径及成分特异性分析，系统进行其传统药效、药性和药物动力学研究及其与化学成分的相关性分析，建立多质量标志物成分定量的测定方法或指纹图谱研究方法，以期为北沙参的规范化种植以及中蒙医临床使用提供可靠依据。