甘草黄酮苷元甘草素的研究及其应用

石盘棋，周 博，孙晓燕，万玲娟，李真真

甘草属于豆科(Leguminosae)甘草属(GlycyrrihizaL．) ，其根和根状茎常用来入药，在医药界还有“国老、甜草、药王、软黄金”的美誉。甘草(Licorice) 味甘、性平，主要功效为补脾益气、清热解毒、调和诸药、祛痰止咳、缓急止痛等，“十方九甘草”，甘草在成方中具有重要的地位，是中医最常用、组方中最常见的药物之一[1]。我国有丰富的甘草资源，其分布面积广而且种类繁多。其中乌拉尔甘草(GlycyrrhizauralensisFisch.)、胀果甘草(GlycyrrhizainflataBat.)、光果甘草(GlycyrrhizaglabralL.)被2015年版《中国药典》[2]收载并且作为药用。甘草中含有许多有效成分，甘草黄酮属于其中的一种。目前，甘草黄酮已被证实的药理作用有抗氧化、解痉、抗炎、抗癌、抗菌、降糖、激素样作用、保肝、降脂、抗抑郁等[3]。

本文所综述的甘草素属于二氢黄酮类成分。别名有：甘草醇(Licorice alcohol)、7,4'-二羟基二氢黄酮(7,4'-Dihydroxydihydroflavone)、甘草黄酮配质(Licorice flavone complex)，为无色长针状结晶，熔点196℃～207℃，分子式C15H12O4，相对分子质量256.25，甘草素结构式见图1。

图1 甘草素的化学结构式

1 甘草素的提取分离

目前，提取分离甘草素最常用的方法是有机溶剂法。王建国等[4]用甲醇浸提乌拉尔甘草，挥去甲醇，用石油醚、苯、乙酸乙酯萃取，再将萃取物经聚酰胺柱洗脱和硅胶柱分离，最后重结晶得到甘草素。其化学结构也通过紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱和质谱进行了确证。除了有机溶剂以外，李国钟等[5]研究了超临界CO2萃取甘草素，将原料加入萃取器，用CO2作溶剂，用乙醇的水溶液作夹带剂，甘草素可高效地被萃取出来，且随着乙醇浓度的增大，甘草素的萃取率提高。王绍艳等[6]以固定相为十八烷基硅烷键合硅胶以及流动相为乙醇∶水的模拟移动床色谱体系分离甘草黄酮中的甘草素。按照三角形理论选择了流动相流速、进料液流速和切换时间的操作参数，最终在萃取液出口分离得到了甘草素，甘草素萃取液经浓缩、重结晶后,其高效液相色谱(HPLC)纯度超过96%。Ma等[7]用高速逆流色谱从甘草粗提物中成功分离出了甘草素，得到的甘草素纯度为98.9%，通过电喷雾电离-MS和NMR分析对其结构进行了鉴定。Wang等[8]采用C18硅胶固定相和乙醇/水流动相组成的反相色谱系统分离甘草素，通过优化色谱分离条件，得到了相应的实验结果，达到了良好的分离效果。

2 甘草素的含量测定

2.1HPLC法测定甘草素含量 甘草素作为甘草药材、中成药、中药汤剂的有效成分，其含量大多是通过HPLC法进行测定的。

2.1.1甘草药材：刘香南等[9]采用了HPLC法和“一测多评”法，最终证实了HPLC法测定甘草素的实用性。周娅静等[10]建立了测定甘草中甘草素含量的HPLC方法，证实该方法重现性好、操作简单。

2.1.2甘草成方：左婷等[11]设置了梯度洗脱和检测波长时间序列采样的HPLC条件，成功测定了甘蒲祛斑胶中甘草素成分的含量。刘永等[12]采用HPLC法测定甘草总黄酮分散片中甘草素的含量，最终确证HPLC法可用于测定甘草总黄酮分散片中甘草素成分的含量以及对该成品质量的控制。

2.1.3基原药材：杨瑞等[13]采用HPLC 法分析比较了《中国药典》规定的3种不同基原甘草样品中甘草素成分的含量，其含量存在极显著差异，乌拉尔甘草中的含量最高，光果甘草次之，胀果甘草最低，说明该方法可用于不同基原甘草样品中甘草素的含量测定。

2.1.4炙甘草：周倩等[14]采用HPLC法测定了甘草与蜜炙甘草中甘草素的含量，与甘草相比，炙甘草中甘草素的含量未明显升高，而甘草苷的含量有所下降，说明苷类成分发生了水解，极有可能转化成了苷元，由于苷元极性较低，在水溶液中导致其难以煎出。周萃等[15]建立了HPLC法测定甘草及炮制品中甘草素的含量，在该色谱条件下，甘草及炮制品中甘草素的含量能被准确测定，并且测出二者中甘草素的含量有一定差异。

2.1.5甘草药渣：罗燕燕等[16]采用HPLC双波长法测定甘草药渣提取物中甘草素的含量，甘草素含量与检测峰面积呈良好的线性关系，平均回收率、RSD 符合标准，本方法能够测定甘草药渣提取物中的甘草素。

2.1.6体内代谢：Yan等[17]建立了液相色谱-电喷雾电离-串联质谱的方法测定大鼠血浆中的甘草素，经验证该检测方法可成功应用于雌性大鼠血浆中甘草素的药代动力学研究。

2.2UPLC法测定甘草素含量 董乙文等[18]建立了适宜条件的 UPLC-MS 法，成功测定了补中益气丸中甘草素的含量。胡婷等[19]建立了高灵敏度、高效率的UPLC法去同时测定乌拉尔甘草与光果甘草药材中甘草素的含量，在两种基原甘草样品中甘草素的含量有显著的相关关系，说明该方法可用于乌拉尔甘草与光果甘草药材中甘草素的含量测定。此外，UPLC法可用于降香药材、大鼠体内甘草素代谢产物及京大戟配伍甘草后甘草素含量的测定[20-22]。

2.3毛细管电泳法测定甘草素含量 Cao等[23]为了测定甘草药材与复方甘草合剂中的甘草素，建立了高效毛细管电泳的方法，并成功地将此方法应用于实际样品的测定。

3 甘草素的合成

胡昆等[24]利用对羟基苯甲醛和间苯二酚作为底物，经五步反应合成了甘草素，这五步反应包括付克酰基化、羟基保护、羟醛缩合、Michael加成及脱保护。杨立和沈凤嘉[25]用酸催化的方法先合成了异甘草素，再以异甘草素为合成底物，采用醋酸钠、乙醇、较温和的碱性条件制得甘草素。

4 甘草素的药理作用

4.1抗肿瘤 研究发现，甘草素可以抑制人宫颈癌HeLa细胞生长，得出甘草素可以诱导HeLa细胞凋亡且其凋亡机制与线粒体途径有关[26]。石惠等[27]研究了甘草素抑制黑色素瘤B16F10细胞的侵袭转移，可能的机制是对PI3K/PTEN/AKT信号通路传导的阻碍，以及对MMP-2和MMP-9表达的下调。刘宪光[28]发现甘草素对人舌癌Cal-27细胞增殖具有明显地抑制作用，对细胞凋亡有诱导作用，并且浓度和时间能够影响其作用，剂量-效应关系显著。吴雨晨[29]研究了甘草素与阿霉素联合应用去抑制人肝癌细胞生长及诱导细胞凋亡，抑制效果好，诱导效果佳，且剂量对效应有显著性的影响。Zhou等[30]评价了甘草素抗体内肝癌的作用，得到甘草素对移植的肿瘤具有抑制作用，并且中剂量比其他剂量更有效。张荣芳等[31]研究了甘草素在鼻咽癌方面的应用，结论是甘草素增强了放疗的敏感性，通过影响鼻咽癌CNE-2-RR细胞的自噬行为及DNA修复能力来达到放疗效果。Wang等[32]探讨了甘草素影响人肺腺癌A549细胞迁移的过程，最终得出人肺腺癌A549细胞的迁移可通过甘草素抑制。

4.2抗炎 杜烨湘等[33]为了研究甘草素是否通过抗炎对阿尔茨海默病进行治疗，采用细胞进行实验，检测了细胞活性、炎症相关蛋白以及炎性因子，该研究结果显示，细胞活力不受影响，炎症相关蛋白的表达显著增强，炎性因子的水平显著降低，说明甘草素可有效抑制阿尔茨海默病模型炎症反应。Kim等[34]探讨了甘草素对促炎细胞因子的影响，通过对各种指标的检测，发现甘草素可治疗大鼠体内的急性炎症。Yu等[35]对甘草提取物成分的抗炎作用进行了研究，证实了甘草提取物中的甘草素可用于治疗炎症相关疾病。

4.3参与酶反应 何薇等[36]对甘草化学成分与细胞色素P450酶间的相互作用进行了研究，发现肠黏膜吸收甘草素后，与Ⅱ相酶葡萄糖醛酸转移酶等发生Ⅱ相结合反应，生成的产物有葡萄糖醛酸结合物、硫酸化物及甲基化产物。分离纯化得到的甘草素能作为黄嘌呤氧化酶抑制剂，其对酶活性的抑制呈剂量依赖性。

如今，我们的国家强大了，文化因此而兴盛。作为老百姓，物质生活好了，对精神生活就会有更高的要求。在物质和文化这个节点上，如果文化的发展和服务跟不上，那将是很危险的。群众文化阵地，不被我们用健康的正能量的文化产品占领，那么就会被其他的不良习气占领。因此，文化工作者对群众文化的引领，十分重要。国家规划设计，给了我们文化发展的方向，我们文化工作者，作为群众文化工作的领头羊，起到特别重要的作用。通过这些年的努力和践行，现在事实已经充分证明，我们国家对公共文化服务体系的投入，已经在城市社区、乡镇村屯，初见成效。

4.4抗菌 Lee等[37]研究了甘草素对白色念珠菌引起的播散性念珠菌病的免疫调节作用，首先给小鼠灌胃甘草素，静脉注射活的白色念珠菌酵母细胞，结果显示，灌胃甘草素的小鼠比未处理的有更长的存活时间，说明甘草素具有免疫调节活性，可通过控制免疫应答保护小鼠免于感染播散性念珠菌病。

4.5保肝 有研究报道，通过酒精诱导了人肝细胞HL-7702和小鼠肝脏损伤，研究了甘草素对损伤的治疗作用[38]，证实了甘草素具有保护酒精性肝损伤的作用。Zhang等[39]研究了甘草素参与预防慢性四氯化碳暴露的大鼠模型中肝脏疾病的功效和机制，证实甘草素可有效保护肝脏损伤并治疗慢性肝病。

4.6雌激素样作用 姚秋会等[40]将APP/PS1双转基因小鼠去卵巢，灌胃甘草素，3个月后小鼠心脏灌注取脑组织样本，以此来研究甘草素对小鼠脑内老年斑及雌激素受体的作用，通过检测得出甘草素具有雌激素样作用，能消除小鼠脑内老年斑。徐明亮等[41]造成了去卵巢APP/PS1双转基因阿尔茨海默病小鼠模型，对模型组灌胃甘草素治疗后，小鼠的空间学习记忆能力改善，子宫重量增加，减少老年斑的形成，说明甘草素可用于治疗去卵巢APP/PS1双转基因阿尔茨海默病。

4.7抗风湿 王欣茹和欧红玲[42]采用鸡卵蛋白造成了新西兰兔类风湿性关节炎模型，用甘草素后臀部皮下注射，治疗后的新西兰兔关节变软，关节肿胀程度降低，病理改变和血清指标变化明显，活动良好，提示甘草素可以抑制类风湿性关节炎新西兰兔病变关节的肿胀。

4.8其他作用 除了上述的药理作用外，甘草素还具有抗氧化、抑制人脐静脉内皮细胞血管的生成、抗心肌缺血再灌注损伤、抗精神抑郁、抑制艾滋病病毒(HIV)的增殖等作用[43-45]。

5 甘草素的应用

5.1医药行业 郭步英[46]让13例母血中含有免疫抗体孕妇口服甘草素后，观察甘草素对抗体的作用及对新生儿的影响，通过观察结果得出，甘草素可以降低免疫抗体效价，在此基础上新生儿溶血病可通过甘草素来预防。黄雨婷等[47]研究了甘草素注射液制备工艺，通过对制剂的溶剂、辅料用量、pH、热原去除方法、灭菌工艺等考察，确定了合理的甘草素注射液制备工艺，为工业化生产奠定了基础。

5.3化妆品行业 陆军和李莹[49]采用HPLC测定了化妆品中的甘草素，进一步明确了甘草美白的有效成分，为甘草在美白行业的应用做出了突出贡献，另一方面证实了甘草素在美白行业具有广泛的应用前景。崔凤玲等[50]用HPLC测定了市售化妆品中的甘草素，让化妆品工程师对甘草素的应用现状有一定的了解，有利于指导工程师对新化妆品的开发。

6 小结

通过对甘草素研究和应用的综述，不难发现甘草素的提取技术虽有所发展，但发展缓慢，与其他有效成分的提取技术相比较，超声提取法、酶提取法、微波提取法、膜分离技术等有望成为提取新技术；甘草素含量具有完备的测定方法，HPLC法、UPLC法、毛细管电泳等方法都是比较先进的含量测定方法，可以高效、准确地测定中药材、中药制剂、食品、化妆品中的甘草素，为含有甘草素物质的质量检测及质量标准提供保证，也为甘草素更加深入的研究提供了保障；甘草素不仅能在药材中被提取，也可以通过化学技术合成，并且合成的路线可靠、简单、明确，能够弥补天然药物中甘草素含量不足这一劣势，保证了甘草素在使用过程中的大量供应；甘草素药理作用众多，已成为人们研究的热点和难点，尤其是在抗肿瘤方面，能够用于大量肿瘤疾病的治疗，因此，甘草素单体新药的创制已成为一种可能。基于甘草素众多的药理作用，其在医药、食品、化妆品等行业被大量应用，随着新技术、新方法、新功效的不断发现，并且对原有技术、原有作用的不断完善，人们对甘草素的研究会越来越深入，应用会越来越广泛，将对医疗事业做出巨大的贡献。