鸦葱属的药用价值
2020-07-27沈德新
沈德新
[摘要] 鸦葱属为菊科植物,广泛分布于欧洲、亚洲、非洲北部地区,传统应用多具有清热解毒、消肿散结之功效,主治疔疮痈瘟、跌打损伤等。现代药理研究显示,鸦葱属植物具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗氧化、抗抑郁、保肝等多种生物活性,体现出较高的药用价值。目前发现鸦葱属还是细菌“群体感应(QS)”的天然抑制剂,在开发QS为靶点的新一代抗生素方面潜力巨大。现结合国内外研究对鸦葱属植物的形态特征、药用价值进行归纳总结,为其开发创新药物和临床深入利用提供参考。
[关键词] 鸦葱属;药用价值;群体感应;肿瘤;病毒
[中图分类号] R282 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2020)06(c)-0041-04
[Abstract] Scorzonera L. is a compositae plants, and it distributes in the region of Europe, Asia and northern Africa widely. The traditional application mostly has the effect of clearing away the heat-evil and expelling superficial evils while removing edema and nodule, antipyretic, detoxifying, reducing swelling and resolving mass. It mainly treats hard furuncle, carbuncle and other diseases, wound as well. Modern pharmacological studies have shown that Scorzonera L. have various biological activities, such as anti-tumor, anti-bacterial, anti-virus, anti-oxidation, anti-depression and liver protection, and so on. It shows a high medicinal value. At present, Scorzonera L. is also a natural inhibitor of bacterial “quorum sensing (QS)”, and has great potential in the development of a new generation of antibiotics targeted by QS. The morphological characteristics and medicinal value of Scorzonera L. are summarized in combination with domestic and foreign studies to provide reference for the development of innovative drugs and clinical in-depth use.
[Key words] Scorzonera L.; Medicinal value; Quorum sensing; Tumor; Virus
鴉葱属(Scorzonera L.)属菊科(Compositae)菊苣族(Cichorieae)植物[1],包括鸦葱、蒙古鸦葱、笔管草等。为多年生草本植物,全草均可入药,具有清热解毒、消肿散结的功能,主治疔疮痈瘟、乳痛、跌打损伤、劳伤、疔疮痛肿等[2]。Yang等[3]从拐轴鸦葱中分离到的三萜类化合物对4种人癌细胞系(HL60、HeLa、HepG2和SMMC-7721)具有显著的体外细胞毒活性。此外,鸦葱属植物中还含有香豆素、黄酮、柔质酸、木质素等其他活性成分。随着对鸦葱属植物提取物药理学的不断研究,医药价值得到不断地挖掘,临床应用将有广阔的前景。本文对鸦葱属植物的形态特征、药用价值进行综述,为开发创新药物和临床深入利用提供参考依据。
1 鸦葱属形态特征、分布
鸦葱属多年生草本,少半灌木或二年生,常有一根茎,叶不裂,全缘,叶脉平行,或羽状半裂或全裂。头状花序,总苞片多层,覆瓦状排列。舌状小花黄色,极少红色亦极少两面异色。瘦果圆柱状或长椭圆状,无毛或被微柔毛或长柔毛,有多数钝纵肋,沿肋有多数脊瘤状突起或无脊瘤状突起,顶端微收窄,截形,无喙或几无喙状。冠毛中下部或大部羽毛状,上部锯齿状,通常有超长冠毛3~10个,基部连合成环,整体脱落或不脱落[1]。
鸦葱属有180~190种,广泛分布于欧洲、非洲北部和亚热带地区[1]。我国31种,主要分布于吉林、辽宁、河北、陕西、甘肃、山东、江苏、内蒙古、新疆等省区。生于海拔400~1700 m的山坡、溪旁、灌丛、林缘、道旁[2]。
2 鸦葱属药用价值
鸦葱中含有多种化学成分,包括倍半萜及其苷类、三萜及其苷类、黄酮及其苷类、木质素及其苷类、酚类和酚酸、芪类衍生物、奎尼酸衍生物、甾体、挥发油、鞣质酸、香豆素、苯丙素、生物碱、氨基酸、多糖、维生素B1、维生素B2、纤维素、无机元素等。
2.1 鸦葱属传统医药应用
鸦葱属药用历史悠久,最早见于《救荒本草》。华北鸦葱其根甘,温,有祛风除湿、理气活血作用,用于治疗外感风寒、发热头痛、年久哮喘、风湿性痹痛、倒经、疔疮、关节痛。罗罗葱其根微苦、涩,凉,具有消肿解毒作用,用于五劳七伤、疔疮痈肿、毒蛇咬伤、蚊虫叮咬、乳腺炎等。叉枝鸦葱全草苦、辛,凉,消肿散结,用于疔肿、扁平疣,另外本种曾试用于治疗胃癌、甲状腺癌。蒙古鸦葱其根微苦,凉,具有清热解毒、利尿、通乳作用,用于治疗痈肿疔疮、乳腺炎、尿浊、淋症、带下病,另外藏医用于骨折及齿龈炎[4]。此外,因鸦葱的嫩叶味道鲜美,可做为野菜食用。
2.2 鸦葱属医药研究近况
近代医学研究显示,鸦葱含有多种活性物质,有极高的药用价值,具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化、抗应激、抗抑郁、保肝、改善缺血再灌注损伤等多方面作用。
2.2.1 抗肿瘤作用 近年来,通过对鸦葱属植物生物活性的深入研究,发现具有较强的抗肿瘤作用。Wu等[5]从拐轴鸦葱的茎叶中分离得到24种化合物,并用MTT法检测化合物1~4、化合物10(sacrolide A)对3种肿瘤细胞系(K562、HeLa和HepG2)的细胞毒性,并以顺铂和5-氟尿嘧啶(5-Fu)为阳性对照。结果显示,化合物2(Sulfoscorzonin E)具有中度抗癌活性,杀伤活性分别与5-Fu相似,比顺铂强2~3倍。化合物10对HepG2和HeLa细胞的细胞毒活性接近5-Fu。Granica等[6]从西班牙鸦葱全草中提取出12种化合物,经过体外抗肿瘤活性筛选实验,发现丁香树脂醇对骨髓瘤细胞及结肠癌细胞显示有意义的细胞毒活性。
鸦葱抗肿瘤机制为直接杀伤作用、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制细胞增殖、增强机体免疫防御等多环节、多组分作用的结果。鸦葱提取物中化合物10为大环内酯类化合物,可通过破坏肿瘤细胞膜结构而达到直接杀伤肿瘤细胞的目的[7]。化合物2为愈创木烷型倍半萜,属倍半萜类化合物,倍半萜类化合物是一类有效的核因子(NF)-κB通路抑制剂,人类慢性粒细胞白血病细胞存在NF-κB的过表达,愈创木型倍半萜可通过抑制NF-κB的活性抑制细胞增殖,从而达到治疗白血病目的。另外,倍半萜类化合物还可通过激活P53(肿瘤抑制基因)、抑制STAT(高度保守的转录因子蛋白)的激活、影响线粒体的生物机制,诱导活性氧大量生成,促进细胞色素C释放,发挥广谱的抗肿瘤效应[8]。丁香树脂醇属木质素类化合物,抗肿瘤的机制是多途径、多方面的,可能通过调控细胞周期或阻断介导的细胞信号传导通路引起一系列级联反应,最终使肿瘤细胞发生凋亡,并且对抑制肿瘤细胞的侵袭和转移以及增强机体免疫功能也有一定的作用[9]。
2.2.2 抗菌作用 多项体外抑菌实验证实鸦葱具有较好的抗菌活性。Ugur等[10]研究鸦葱地上部分抗菌活性,结果从鸦葱中提取的乙醇及氯仿可溶化合物对多重耐药的嗜麦芽窄食单胞菌具有显著抗菌作用。Wu等[5]从拐轴鸦葱的枝叶中分离得到24种化合物,并将化合物1~3、5~8、10~14和16~24对9种不同的革兰阳性和阴性菌进行生物学特性筛选。结果显示,化合物1、5~8、10和18有较强的抗菌作用。其中化合物1对产气荚膜梭菌的抗菌活性强于氨苄西林,与红霉素、链霉素相同,化合物10对金黄色葡萄球菌的抗菌活性与氨苄西林、左氧氟沙星相当,但比链霉素的抗菌活性强。
由于鸦葱成分多样,有黄酮类、三萜类、酚类、醌类、鞣质酸、有机酸等,都有一定的抗菌作用。如酚类可以通过破坏细菌的细胞壁和细胞膜的完整性改變细胞的通透性,使胞内物质外泄,而达到抑菌作用[11];黄酮类通过干扰细菌DNA合成而阻断蛋白质合成,进而抑而细菌增殖[12-13];三萜类可通过干扰细胞膜通透性和核糖体蛋白质的合成发挥抑菌作用[14];鸦葱中的木质素可增强机体免疫力[15],对细菌也发挥一定的抑制作用。因此,鸦葱的抗菌机制复杂,很难单纯用某成份来解释,抗菌机制可能是通过对细菌的直接抑杀、抑制酶的活性、阻止DNA的复制和调节机体免疫功能等多环节多途径综合作用来实现的。
2.2.3 抗病毒作用 鸦葱作为天然抗病毒药物,早在民间应用治疗带状疱疹。近期研究发现,鸦葱对乙肝病毒也有较强的抗毒活性。谢杨等[16]用鸦葱总黄酮进行体外抑制HepG2.2.15细胞分泌乙肝表面抗原(HBsAg)、e抗原(HBeAg)和乙型肝炎病毒(HBV)-DNA研究,结果发现鸦葱总黄酮对HepG2.2.15细胞分泌HBsAg、HBeAg有显著抑制作用,且抑制率随着鸦葱总黄酮浓度的升高而增大,呈良好的剂量依赖关系。荧光定量聚合酶链式反应(PCR)结果显示,鸦葱总黄酮对HepG2.2.15细胞上清培养液中HBV-DNA的含量有显著降低作用,提示鸦葱总黄酮具有较强的抗HBV-DNA作用。主要机制是黄酮直接杀灭病毒,抑制病毒颗粒的吸附或侵入细胞,抑制病毒核酸在宿主细胞的复制和合成,抑制病毒蛋白的合成,保护细胞、抑制细胞凋亡,调节机体的免疫系统等某个或多个环节作用的结果[17]。
2.2.4 抗炎作用 炎症是许多疾病的共同病理过程,抗炎在疾病的防治中发挥着重要作用。体外多项研究显示,鸦葱具有很好的抗炎作用。Bahad?覦r Acikara等[18]用脂多糖(LPS)活化的巨噬细胞来评估鸦葱属提取物的活性,发现经过鸦葱提取物预处理过的巨噬细胞,在受到LPS刺激时分泌肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β明显少于对照组,巨噬细胞中NF-κB活化量显著减少。提示鸦葱属提取物可抑制LPS刺激后的巨噬细胞分泌TNF-α和IL-1β及NF-κB活化,抑制LPS诱导的炎性反应,有较强的抗炎作用。
2.2.5 抗氧化作用 自由基是人体内氧化还原代谢过程中的产物,因其具有强氧化性,能够破坏机体内重要的大分子化合物和组织,危害性较大。而目前多项研究显示,鸦葱具有很好的消除自由基作用。马国财等[19]采用DPPH法研究叉枝鸦葱总黄酮对自由基的清除作用,发现叉枝鸦葱总黄酮对DPPH自由基的清除作用大于芦丁和维生素C,清除DPPH自由基的能力随着浓度的增加而增加。机制为鸦葱总黄酮是具有酚羟基的一类还原性化合物,酚羟基可与有害的自由基反应生成较稳定的半醌式自由基,从而达到抗氧化效果。
2.2.6 抗应激作用 抗应激能力是机体对不利环境适应能力的体现。孙雪等[20]通过灌胃小鼠高、中、低剂量桃叶鸦葱提取物,采用耐缺氧实验、耐寒实验和小鼠游泳实验及测定小鼠血清中超氧化物歧化酶含量,评价桃叶鸦葱对小鼠抗应激能力的影响。结果显示,桃叶鸦葱可显著提高小鼠的抗寒能力、抗缺氧能力及游泳时的抗疲劳能力,并能显著提高小鼠血清中超氧化物歧化酶含量,提示桃叶鸦葱可显著增强小鼠抗应激能力。
2.2.7 抗抑郁作用 杨辉等[21]将桃叶鸦葱以95%乙醇提取后,再依次用石油醚、三氯甲烷、乙酸乙酯和正丁醇萃取,并采用小鼠悬尾应激实验和小鼠强迫游泳实验,以盐酸氯米帕明作为阳性对照药物观察桃叶鸦葱不同药效部位对小鼠抑郁模型的抗抑郁作用。结果显示,盐酸氯米帕明和桃叶鸦葱乙酸乙酯部位高、中剂量组均可显著缩短小鼠强迫游泳、悬尾不动时间,表现较强的抗抑郁作用,且抗抑郁作用与药物的剂量密切相关。
2.2.8 保肝作用 民间早有将拐轴鸦葱的叶子低温煎煮后用来治疗黄疸性肝炎[22],提示鸦葱的保肝作用已被认识并利用。为了将传统医学发扬光大,从科学角度证实鸦葱的保肝作用。张天文等[23]将鸦葱总黄酮低、中、高剂量连续7 d灌胃小鼠后,采用四氯化碳(CCl4)诱导小鼠急性化学性肝损伤和卡介苗+LPS诱导小鼠急性免疫性肝损伤,并检测各组血清中谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、乳酸脱氢酶(LDH)含量,光镜下观察肝脏结构变化,探索鸦葱总黄酮在体内的保肝作用。结果显示,鸦葱总黄酮低、中、高剂量组血清中AST、ALT、LDH含量较模型组明显降低,且降低程度与鸦葱浓度呈正相关,并与光镜下肝脏切片观察结果相符。提示鸦葱总黄酮能明显减轻化学性和免疫性引起的肝损伤,具有明显的保肝作用。
2.2.9 对脑缺血再灌注损伤的保护作用 近年来研究显示[24],黄酮类化合物对脑缺血显示极强的保护作用。许丽娟等[25]采用大脑中动脉线栓法制备大鼠脑缺血-再灌注损伤模型,并通过灌胃桃叶鸦葱总黄酮探讨其对脑缺血再灌注损伤的保护作用。结果显示,桃叶鸦葱总黄酮高、中、低剂量均能减轻脑缺血再灌注引起的神经功能损伤,有效抑制腦水肿,对神经元有很好的保护作用。其机制可能是桃叶鸦葱总黄酮通过抑制AQP4表达,从而抑制脑水肿的发生发展,降低脑缺血再灌注大鼠的神经症状评分,发挥神经保护作用。
2.2.10 抗腹泻作用 Singh等[22]在调研传统医学应用时发现当地土著人将拐抽鸦葱低温煎煮后口服,可治疗痢疾性腹泻。李佩珍等[28]将鸦葱口服液灌胃腹泻的小鼠模型后能明显缓解腹泻次数,提示鸦葱液有良好的抗腹泻作用。进一步实验观察鸦葱对小鼠小肠运动、平滑肌的影响及鸦葱的抗炎作用,提示鸦葱抗腹泻机制是减轻炎性反应、减少炎性渗出、抑制肠肌收缩、减少肠道激惹运动等共同作用的结果。
2.2.11 降血脂作用 杨辉等[27]将桃叶鸦葱水提液以低、中、高剂量饲喂制备的高血脂小鼠模型8周后,取血测定小鼠血浆中血脂水平。结果显示,桃叶鸦葱低、中、高剂量组较高血脂组总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇、丙二醛水平明显降低,高密度脂蛋白胆固醇、超氧化物歧化酶明显升高,并呈现剂量依赖关系。提示桃叶鸦葱提取液有良好的降血脂作用,其降血脂的机制可能与桃叶鸦葱提高小鼠的抗氧化能力、降低脂质过氧化水平有关。
2.2.12 抑制细菌“群体感应(QS)”调节行为 许多革兰氏阴性细菌使用小的可扩散分子作为细胞间信号系统的一部分。这些信号分子允许细菌种群监测细菌密度,这种细菌感知种群密度的能力被称为“QS”。细菌许多重要的过程都受到QS的调控,包括致病性、毒力因子的产生、生物膜形成等,如控制病原体的QS系统可造成致病力或毒力减小或丧失。因此,QS系统成为抗菌治疗的一个理想靶点。为寻找QS的天然抑制剂,Bosgelmez-Tinaz等[28]测试了46种陆生植物对不同细菌的QS抑制能力。结果发现,从桑德拉西卡鸦葱(Scorzonera sandrasica)中提取的氯仿可溶化合物可抑制紫色杆菌产生紫色素,对紫色杆菌的QS有抑制活性。另外还发现,其氯仿提取物还能够抑制胡萝卜软腐欧文氏菌QS调节的碳青霉烯类抗生素产生。提示鸦葱对QS调节有出色的抑制作用,适合做为QS天然抑制剂利用,是开发QS为靶点的新一代抗生素的最佳资源选择。
鸦葱属药用历史悠久,具有清热解毒、消肿散结的功效。现代药理研究证实,鸦葱属还具有多方面的药理作用,如抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗氧化、抗炎、保肝、降血脂、减轻脑缺血缺氧性损伤等作用。同时,对腹泻也有很好的治疗作用。鸦葱是细菌QS调节的天然抑制剂,在开发QS为靶点的新一代抗生素方面潜力巨大。相信随着鸦葱属活性成分、作用机制及作用途径等方面的深入研究,鸦葱属的药用价值将得到更好的开发和利用。
[参考文献]
[1] Zaika MA,Kilian N,Jones K,et al. Scorzonera Sensu Lato(Asteraceae,Cichorieae)-Taxonomic Reassessment in the Light of New Molecular Phylogenetic and Carpological Analyses [J]. Phyto Keys,2020,137(1):1-85.
[2] 赵雪梅,侯金玲,迟延青,等.菊科药用植物鸦葱的研究进展[J].中医药导报,2016,22(20):77-81.
[3] Yang YJ,Yao J,Jin XJ,et al. Sesquiterpenoids and tirucallane triterpenoids from the roots of scorzonera divaricate [J]. Phytochemistry,2016,124(4):86-98.
[4] 刘娟,宗希明,崔书文.中国菊科药用植物化学成分及开发利用[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,1997:221-225.
[5] Wu QX,He XF,Jiang CX,et al. Two novel bioactive sulfated guaiane Sesqui-terpenoid salt alkaloids from the aerial parts of Scorzonera divaricate [J]. Fitoterapia,2018, 124:113-119.
[6] Granica S,Lohwasser U,J?觟hrer K,et al. Qualitative and quantitative analyses of secondary metabolites in aerial and subaerial of Scorzonera hispanica L.(black salsify)[J]. Food Chem,2015,73:321-331.
[7] Oku N,Matsumoto M,Yonejima K,et al. Sacrolide A,a new antimicrobial and cytotoxic oxylipin macrolide from the ediblecyanobacterium aphanotyece sacrum [J]. Beilstein J Org Chem,2014,10:1808-1816.
[8] 乔巍,汪小莞,李晓春,等.四种倍半萜类化合物广谱抗肿瘤效应的研究进展[J].中国生化药物杂志,2016,36(3):5-8.
[9] 高佩缓,程卫东.糙叶败酱总木脂素对K562细胞基因表达的影响[J].现代预防医学,2008,35(9):1767-1769.
[10] Ugur A,Sarac N,Ceylan O,et al. Chemical composition of endemic Scorzonera sandrasica and studies on the antimicrobial activity against multiresistant bacteria [J]. J Med Food,2010,13(3):635-639.
[11] 周茜雅,陳婧,方建国,等.藤茶抗菌作用研究进展[J].中草药,2017,48(22):4819-4825.
[12] Zhang Y,Feng R,Li L,et al. The antibacterial mechanism of terpinen-4-ol against streptococcus agalactiae [J]. Curr Microbiol,2018,75(9):1214-1220.
[13] 陈小强,张鹤,杨逢建,等.向日葵茎髓提取物的抑菌活性及机制[J].精细化工,2019,36(4):649-657.
[14] 段欣冉,姜志辉,杨相海,等.中药抑制鲍曼不动杆菌的研究进展[J].中国感染控制杂志,2017,16(6):577-580.
[15] Khobrakova VB,Nikolaev SM,Tolstikhina VV,et al. Immumomodulating properties of lignin glucoside from cultivated cells of Scorzonera hispanica L. [J]. J Pharm Chem,2003,37(7):345-346.
[16] 谢杨,王静,耿艳梅,等.鸦葱总黄酮抗乙型肝炎病毒的体外实验研究[J].中国生化药物杂志,2015,35(8):41-43.
[17] 赵薪苑,陈婧,方建国,等.中药和天然药物中黄酮抗病毒活性及其机制研究进展[J].医药导报,2018,37(4):410-415.
[18] Bahad?覦r Acikara ?魻,Ho?觢ek J,Babula P,et al. Turkish Scorzonera Species Extracts Attenuate Cytokine Secretion via Inhibition of NF-κB Activation,Showing Anti-Inflammatory Effect in Vitro [J]. Molecules,2016,21(1):E43.
[19] 马国财,赵丽娜,白红进.叉枝鸦葱总黄酮清除DPPH自由基活性研究[J].天然产物研究与开发,2015,27(9):1616-1619.
[20] 孙雪,杨辉.桃叶鸦葱对小鼠抗应激能力的影响[J].现代中药研究与实践,2014,28(2):31-32.
[21] 杨辉,李秀荣.桃叶鸦葱抗抑郁作用的实验研究[J].中成药,2011,33(9):1588-1589.
[22] Singh KN,Lal B. Ethnomedicines used against four common ailments by the tribal communities of Lahaul-Spiti in western Himalaya [J]. J Ethnopharmacol,2008,115(1):147-159.
[23] 张天文,谢扬,张志,等.鸦葱总黄酮保肝作用的体内外研究[J].中国生化药物杂志,2015,35(5):6-9.
[24] 张玲,赵丽.白子菜总黄酮对脑缺血模型大鼠的影响[J].中医学报,2019,34(7):1442-1446.
[25] 许丽娟,韵磊,杨辉.桃叶鸦葱黄酮对脑缺血再灌注大鼠的保护作用[J].中国现代中药,2018,20(6):691-696.
[26] 李佩珍,胡慧娟,吴文庆.鸦葱对肠炎的影响[J].中国药科大学学报,1992,23(6):357-360.
[27] 杨辉,曾春萍.三种野菜水提液对高脂小鼠血脂代谢的影响[J].食品研究与开发,2015,36(6):11-13.
[28] Bosgelmez-Tinaz G,Ulusoy S,Ugur A,et al. Inhibition of Quorum Sensing-Regulated Behaviors by Scorzonera Sandrasica [J]. Curr Microbiol,2007,55(2):114-118.
(收稿日期:2020-02-12 本文编辑:王晓晔)