马鞭草化学成分及药理活性研究进展*

何 俊，樊瑜琪，杨丰文，黄 明，张俊华，张伯礼

（天津中医药大学，天津 301617）

马鞭草（Verbenae Herba）为马鞭草科植物马鞭草Verbena officinalis L.的干燥地上部分[1]，始载于《名医别录》，又名风颈草、铁马鞭、紫顶龙芽、红藤草、野荆芥等。马鞭草为多年生草本植物，于每年6～8月花期采收，在全球有较广的分布，在中国主要分布于湖北、江苏、广西、贵州，此外，安徽、新疆、浙江、四川等地亦有分布。马鞭草味苦，性凉，归肝、脾经，具有活血散瘀、清热解毒、利水、退黄、截疟等功效，广泛用于治疗外感发热、流感、水肿、疟疾、黄疸、咽喉肿痛、牙周炎、经闭、白喉等病症。

马鞭草主要含有黄酮类、环烯醚萜类、苯乙醇苷类、三萜类、甾醇类、挥发油类等化学成分。现代药理研究表明，其具有抗菌、抗病毒、抗炎镇咳、抗肿瘤、抗早孕、神经保护、调节免疫活性等作用。马鞭草作为传统中药材之一，在中国汉族、傣族、彝族等20多个民族当中应用广泛。更加值得注意的是，在2020年抗击新型冠状病毒肺炎疫情防控的过程中，马鞭草作为常用中药材之一在中国工程院院士张伯礼教授抗新型冠状病毒肺炎的临床验方中得以良好的应用。笔者现对近20年来国内外所开展的马鞭草化学成分、药理及毒性相关研究进行综述，为马鞭草进一步的研究及临床应用提供参考。

1 化学成分研究

马鞭草因其在临床上应用广泛，早在1908年便有学者对其化学成分展开了相关研究。马鞭草化学成分主要为黄酮类、环烯醚萜类、苯乙醇苷类、三萜类、二萜酚类、甾醇类、挥发油类等，其中环烯醚萜类是马鞭草的特征性成分。马鞭草主要化学成分综述如下。

1.1 黄酮类成分 黄酮类成分为马鞭草的主要成分，研究表明马鞭草中的黄酮类化合物具有抑菌、抗炎、镇咳等作用[2]。主要有甘草素、栗苷、蒿亭、胡麻素、Nepetin、木犀草素、山柰酚、槲皮素、异鼠李素、芹菜素、杨梅素、杨梅苷、蒿黄素、香叶木素、4′-羟基汉黄芩素、木犀草素-7-O-葡萄糖苷、芹菜素-7-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、胡麻黄素-6-O-葡萄糖苷、金合欢素-7-O-芸香糖苷和8-羟基-柚皮素-4′-甲基醚等[3-10]。

1.2 环烯醚萜类成分 环烯醚萜类成分是马鞭草的特征性成分，研究表明马鞭草中的环烯醚萜类成分具有较好的抗炎、镇咳、抗菌、抗病毒、抗早孕等作用[2]。主要有马鞭草苷、9-羟基木犀苷、戟叶马鞭草苷、3，4-二氢马鞭草苷、5-羟基马鞭草苷、钩吻醇、三叶草苷、当药苦苷、龙胆苦苷、桃叶珊瑚苷、大叶苷、3′-acetylsweroside 等[3-4，11-14]。

1.3 三萜类及二萜酚类成分 马鞭草中三萜类成分主要为熊果酸、齐墩果酸、马尾柴酸、3α，24-二羟基齐墩果酸、熊果酸内酯、3-表熊果酸、3-表齐墩果酸、3α，24-二羟基熊果酸、羽扇豆醇等，其中熊果酸和齐墩果酸为2015版《中华人民共和国药典》中马鞭草含量测定的指标性成分。除三萜类成分外，马鞭草中还含有鼠尾草酚、鼠尾草酸、迷迭香酚、异迷迭香酚、迷迭香酸等二萜酚类成分[1，4，8-9，11，15]。

1.4 苯乙醇苷类及甾醇类成分 近年来，由于马鞭草中所含有的二乙酰基苯乙醇类化合物具有较强的抗肿瘤活性，使得苯乙醇苷类成分也日益成为了马鞭草化学成分的研究热点。其代表性成分主要有毛蕊花糖苷、异毛蕊花糖苷、阿克替苷、马替诺皂苷、3，4 二羟基-苯乙醇、Cistanoside E、Parvifloroside B、Campneoside Ⅰ、3′″，4′″-diacetyl-O-betonysoside A、3′″，4′″-diacetyl-O-isoverbascoside 等。此外，马鞭草中的甾醇类成分β-谷甾醇、7α，22S-二羟基谷甾醇、β-谷甾醇-β-D-葡萄糖苷等也受到了研究人员的关注[4，8，15-18]。

1.5 挥发性化学成分 研究表明，马鞭草中的挥发油类成分主要为萜类、烷烃类和杂环类成分，具有较强的抗菌作用。其中含量较高的成分为乙酸、芳樟醇、律草烯、大根香叶烯-d、α-依兰烯、十五烷、反-石竹烯、α-姜黄烯、γ-芹子烯、反-β-金合欢烯、紫惠槐烯、1-乙基-2-甲基环癸烷、白菖蒲油烯、β-榄香烯、β-没药烯、顺-α-没药烯、（-）-石竹烯氧化物、β-杜松烯、α-雪松醇等化合物[19]。

1.6 其他成分 除上述成分外，研究人员还从马鞭草中分离得到了十六酸、十六酸甲酯、十六酸乙酯、鞣质、腺苷、苦杏仁酶、强心苷、水苏碱、β-胡萝卜素、二氢咖啡酸丙酯、2-羟基-3-甲氧基蒽醌、苦味酸、verbean A、Acteoside、Eukovoside 等化学成分[5，8-9，11，17，20-21]。

2 药理作用

马鞭草作为中国传统中药，古籍中就已明确记载了其具有“清热解毒、活血散瘀、利水消肿”等多种功效。现代药理学研究表明，马鞭草中所含化学成分具有抗病毒、抗菌、镇咳、抗炎、镇痛及抗肿瘤等多种药理活性。近年来，随着人们对马鞭草化学成分及药理作用研究的日益深入，马鞭草已引起了国内外学者的广泛关注。马鞭草化学成分的药理活性见图1。

2.1 抗菌、抗病毒作用 马鞭草对多种致病细菌都有较强的抑制作用。研究表明马鞭草中的黄酮类成分对革兰氏阴性菌（如大肠杆菌）和革兰氏阳性细菌（如金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌）具有明显的抑制作用[22]。此外，马鞭草的醇提取液对假单胞菌和匍枝根霉也具有较强抑制活性，其咖啡酰衍生物段对于假单胞菌和根霉菌的生长的抑制率可达87.4%及79.1%，表明其咖啡酰衍生物段可能存在单体化合物之间的协同抑菌作用[23]。研究人员在对马鞭草的研究中还发现，其挥发油类成分对于蜡状芽孢杆菌和铜绿假单胞菌有较强的抑制作用，且所含有的单体成分香芹酚能够完全抑制橘青霉菌[24]。

图1 马鞭草成分的药理活性Fig.1 The pharmacological activity of Verbena officinalis components

马鞭草及其提取物还具有抗病毒的作用。研究发现马鞭草能抑制乙型肝炎病毒（HBV）和乙肝表面抗原（HBsA）[25]，其在治疗病毒性乙型肝炎方面有着显著的疗效[26]。此外，临床研究表明马鞭草对于病毒性疱疹也具有较好的治疗作用[27]。

2.2 镇咳作用 咳嗽是呼吸系统的常见疾病，研究发现马鞭草水煎剂具有镇咳作用，其中马鞭草苷为马鞭草镇咳的有效成分[28]。任非等[29]通过小鼠氨水引咳及豚鼠枸橼酸引咳实验发现马鞭草水提取液、醇提取液、乙酸乙酯萃取液、正丁醇萃取液都具有显著的镇咳作用，且其作用具有一定的浓度依赖性。临床研究也表明，马鞭草对于治疗百日咳具有良好的疗效[30]。

2.3 抗炎镇痛作用 马鞭草提取物具有抗炎活性[10]。任非等[29]通过小鼠二甲苯耳肿胀法研究发现马鞭草总提物、马鞭草醇提取液、乙酸乙酯萃取液、正丁醇萃取液都具有显著的抗炎作用。其中马鞭草醇提液的抗炎作用可能与抑制组胺及5-羟色胺的合成与释放有关[31]。而王琳琳等[18]在马鞭草总苷对慢性非细菌性前列腺炎模型鼠的研究中发现，马鞭草总苷治疗大鼠前列腺炎的机制可能与抑制前列腺局部白细胞介素-2（IL-2）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）等促炎性细胞因子的产生有关。除此之外，临床研究也证实了马鞭草对支原体肺炎、化脓性胸膜炎、慢性肾炎、慢性前列腺炎、牙龈炎以及口腔黏膜炎等多种炎症类疾病都具有良好的治疗作用[32-35]。

除抗炎作用外，马鞭草还被证明具有镇痛的作用。王振富[36]通过热板法和醋酸扭体实验证实了马鞭草能够提高小鼠热板所致痛阈值，对醋酸所致小鼠扭体反应有明显对抗作用。而王琳琳等[37]也在研究中发现马鞭草总苷能明显抑制醋酸导致的小鼠扭体反应，提高小鼠对热刺激的痛阈值，表明马鞭草总苷对急性锐痛和慢性钝痛均有抑制作用。此外，Calvo[38]通过观察马鞭草甲醇提取物制成的外用制剂对角叉菜胶所致大鼠跖肿胀部及局部注射甲醛大鼠舔脚背的次数的影响，发现马鞭草甲醇提取物的外用制剂与吡罗昔康抗炎效果一致，镇痛效果低于水杨酸甲酯。

2.4 增强免疫作用 马鞭草及其提取物还具有增强免疫的功效。用马鞭草醇提物对小鼠进行腹腔注射后，发现马鞭草醇提物对小鼠T淋巴细胞增殖能力、抗体形成细胞分泌抗体的能力具有明显的增强效应，对小鼠吞噬细胞功能则具有明显的抑制效应[39]。并且马鞭草醇提物腹腔注射对小鼠IL-2生物活性具有明显的增强作用，且与剂量呈正相关，提示马鞭草在机体的抗感染、抗肿瘤作用可能与其免疫增强作用有关[40]。另有临床研究表明，以马鞭草为主的方药狼疮饮在治疗免疫系统相关疾病系统性红斑狼疮时疗效显著[41]。同时，刘玉琴[42]也通过对免疫性不孕患者进行治疗时发现马鞭草具有显著的免疫调节作用。

2.5 抗肿瘤作用

2.5.1 抗绒毛膜癌作用 近年来，大量的研究证明马鞭草具有较强的抗绒毛膜癌潜力。用马鞭草醇提液分别作用于体外培养的绒毛膜癌JAR细胞、人肝癌SMMC-7721细胞及人胚肺二倍体成纤维细胞（2BS）后，发现其对体外培养的绒毛膜癌JAR细胞有明显抑制作用，且具有特异性，这一作用可能与抑制表皮生长因子受体（EGFR）的表达有关[43]。徐昌芬等[44]通过四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法（MTT）实验以人早孕分离纯化的绒毛膜滋养层细胞和人绒毛膜癌JAR细胞对马鞭草醇提液有效部位进行筛选，发现其氯仿部位能明显抑制两种细胞的增殖。在对其作用机制的进一步研究中发现，马鞭草可以抑制JAR细胞人绒毛膜促性腺激素（hCG）的分泌，并通过改变B淋巴细胞B-2蛋白（Bcl-2）和Bcl-2相关X蛋白（Bax），下调Fasl的表达，诱导JAR细胞发生凋亡[45-46]。同时，流式细胞仪检测结果还发现马鞭草提取物可以诱导细胞发生G2/M期阻滞[47]。

4′-甲醚-黄芩素是马鞭草中的单体成分，实验发现其对JAR细胞具有增殖抑制作用，可以通过提高细胞内Ca2+浓度、降低端粒酶逆转录酶（hTERT）mRNA的表达以及上调Bax、细胞色素C（cytochrome C）、半胱天冬酶 9（Caspase-9）、半胱天冬酶3（Caspase-3）的表达，激活p38MAPK信号通路及抑制生存素蛋白（Survivin）表达，降低原癌基因（c-myc）的表达等机制诱导JAR细胞发生凋亡[48-49]。研究还发现，4′-甲醚-黄芩素对人绒毛膜癌多药耐药细胞株JAR/VP16有耐药逆转作用，其机制可能是抑制耐药细胞生长及诱导细胞凋亡下调多药耐药基因 1（MDR1）mRNA、肺耐药蛋白（LRP）mRNA及相应产物P糖蛋白（P-gp）和LRP的表达[50]。

2.5.2 抗肝癌作用 研究发现，马鞭草总黄酮可以显著抑制人肝癌HepG-2细胞增殖、降低HepG-2细胞的侵袭力，其机制可能与下调HepG-2细胞内基质金属蛋白酶-9（MMP-9）和血管内皮生长因子（VEGF）表达水平有关[51]。RT-PCR，Western blot分析结果表明马鞭草总黄酮通过下调肝癌HepG-2细胞IL-6、JAK2、STAT3水平来抑制细胞增殖[52]。在进一步研究中发现，马鞭草总黄酮可以通过促进IκB-α蛋白表达，下调NF-κBp65蛋白表达，抑制TopoⅡ活性并激活Bcl-2/Bax/Caspase-3信号通路级联反应，增加活性氧（ROS）水平、降低线粒体膜电位，并同时上调Caspase-3、Caspase-9、P53蛋白水平诱导肝癌细胞发生凋亡，从而发挥其抗肿瘤作用[53-54]。曹志然等[55]通过研究发现，马鞭草水提物和醇提物可以明显抑制H22荷瘤小鼠体内肿瘤的生长。Kou等[56]同样通过建立H22小鼠移植瘤模型检测发现马鞭草提取物具有体内抗肿瘤作用，且其在抗肿瘤的同时对小鼠免疫系统无损伤。此外，还有研究表明，马鞭草水提物与顺铂联合应用具有协同抗肝癌的作用[57]。

2.5.3 对其他肿瘤作用 除了绒毛膜癌和肝癌以外，马鞭草对其他种类的肿瘤细胞也有一定的增殖抑制作用。研究发现马鞭草水提物对人结肠癌HCT116细胞具有增殖抑制作用[58]。马鞭草经皮透过液对B16黑色素瘤细胞的增殖具有抑制性[59]。此外，徐华娥等[60]通过研究还发现马鞭草醇提液在小剂量时能够显著增加紫杉醇的抗小鼠肉瘤活性。

2.6 抗早孕作用 大量的实验研究及临床应用已证实马鞭草具有明显的抗早孕作用。为了探讨马鞭草抗早孕的作用机制，徐昌芬等[61]、卢小东等[62]观察了马鞭草乙醇提取液对体外培养的绒毛滋养层细胞形态及功能的影响，发现马鞭草提取液以剂量依赖方式直接损伤滋养层细胞，抑制hCG的合成和分泌，抑制滋养层琥珀酸脱氢酶（SDH）从而终止早孕。其还通过给早孕小鼠灌服马鞭草提取液探讨了马鞭草的体内抗早孕作用可能与抗孕酮作用有关[63]。张曙萱等[64]研究发现马鞭草抗早孕机制可能与抑制蜕膜细胞生长及促进其凋亡相关。张涛等[65]发现马鞭草甲醇总提取物对雌性SD大鼠具有明显的抗早孕作用，并在进一步的研究中发现，马鞭草中的环烯醚萜苷类成分能兴奋大鼠离体子宫肌条，其抗早孕功效可能与此相关。

2.7 对神经系统的作用 马鞭草对于神经系统类疾病也有一定的功效。刘佳等[66]发现马鞭草对中枢神经系统具有一定的作用，但其作用机制及用量还需要进一步的深入研究。马鞭草醇提液还具有明显的抗脑水肿作用，其作用机制可能与抑制脑组织AQP4的表达有关[67]。此外，AD小鼠模型实验证明了马鞭草水煎液可以提高模型鼠的学习和记忆能力，其作用机制可能与马鞭草水提物可以降低β淀粉样蛋白表达水平相关[68]。从马鞭草中分离得到的littorachalcone也被证实具有促进神经生长因子介导的轴突生长的作用[69]。另外，Waheed 等[70]、Rashidian等[71]还发现马鞭草醇提物具有抗惊厥、抗焦虑、镇静等作用，其抗惊厥作用的机制可能与增强GABAergic神经元系统相关。

2.8 其他作用 近年来，Sisay等[72]在研究中发现，马鞭草的甲醇提液具有止泻活性。马鞭草注射液对60Co照射小鼠有一定的保护作用[73]。此外，还有文献报道了马鞭草中的黄酮类化合物具有抗氧化及保护小鼠肝肺损伤的功效[74-75]。马鞭草提取液还能抑制大鼠肾草酸钙晶体形成，用来防止尿结石，临床应用也证明了马鞭草在防治尿石症时具有良好的疗效[76-77]。部分临床研究表明马鞭草还可用于治疗乳痈、围绝经期功能不良性子宫出血及热证哮喘[78-80]。

3 毒性研究

马鞭草毒性较低，不溶血。Fateha等[81]发现给怀孕大鼠灌服马鞭草提取液会影响其繁殖能力，因此孕妇应尽量避免使用马鞭草。同时其还通过研究证实了马鞭草对大鼠没有致死作用及骨髓毒性，在实际应用中，马鞭草的应用优势远大于应用风险[82]。

4 结语与展望

综上所述，马鞭草药源丰富、价格低廉且毒性较低，所含有的黄酮类、环烯醚萜类、苯乙醇苷类、三萜类、挥发油类等成分具有多种药理活性，其中黄酮类、环烯醚萜类和挥发油类等成分为其抗菌、抗病毒、抗炎、镇咳作用的主要药效成分。

肺炎作为一种常见疾病，严重威胁着儿童及老年人的健康。近年来，随着人们对肺炎研究的深入，病毒病原体越来越被认为是导致肺炎的重要病因，目前已有超过20种病毒被证实与社区获得性肺炎有关[83]。马鞭草具有抗炎镇痛、广谱抗菌、抗病毒、镇咳的作用。目前，临床上应用马鞭草及其制剂治疗咳喘、肺炎已有相关报道，且疗效确切。因此，将马鞭草用于肺炎的相关治疗必将取得新的研究进展，其应用前景也将非常广阔。