半枝莲多糖的研究进展*

苏发智，孙延平，杨炳友，匡海学

（黑龙江中医药大学 教育部北药基础与应用研究重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150040）

半枝莲（中文又叫韩信草）是唇形科藤本植物半枝莲（Scutellaria barbata D.Don）的干燥根茎全草，主要加工生产于浙江、江苏、安徽、河南、四川等原产地[1]，性寒，味辛、苦，归肺、肝、肾经，在七、八月茎叶茂盛的时候采收最佳，功效是能够清热解毒，化瘀利尿，常常被人们用于入药治疗疔疮肿毒、咽喉肿痛、水肿、黄疸、蛇虫咬伤[2]。根据近十年的研究发现，半枝莲主要含有黄酮类、挥发油类、多糖类以及二萜类等多种化学成分[3]，药理作用主要并广泛地表现在抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗病毒、抗氧化[4]等多个方面。然而，大量的文献研究集中在半枝莲的黄酮类和二萜类成分[5]，而对于多糖的构效关系研究以及抗肿瘤作用机制研究相对较少，因此，研究和开发半枝莲多糖具有更大的潜力。

多糖由多个不同单糖分子经过脱水、缩合而形成，是一类分子结构复杂而且分子质量庞大的糖类化学物质。结构复杂的多糖具有较强的生物活性，临床上常用于人体免疫功能调节、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化以及降血糖[6，7]，而天然植物多糖不仅仅是天然植物体内一类非常重要的生物大分子，同时也是一种维持生物体内部生命系统活动正常运转的基本物质，深入地开发和研究天然植物多糖具有重要的实际意义。植物药半枝莲是临床上公认的抗癌药物，多糖是其重要的有效成分，本文综述了半枝莲的多糖类成分以及与其相关的生物活性，以期为半枝莲多糖的深入研究提供参考。

1 化学组成

化学成分是研究中药药效的物质基础，熟悉中药的组分对于我们研究其药理活性具有重要的指导意义。多糖作为植物半枝莲中一种抗肿瘤的主要活性成分，分布在不同的药用部位中（全草、根、茎、叶、花），且不同药用有效部位中所含多糖的含量水平差异较大，其中多糖在根中的分布量最高[8]。

1.1 酸性多糖

宁欣[9]采用热水煮提的方法制得半枝莲总多糖WSBP，然后用DEAE-纤维素离子交换柱将半枝莲多糖WSBP 分级，得到半枝莲酸性糖级分WSBP-A，得率为20.2%。采用HPLC 法对所得的糖分进行单糖组分分析，半枝莲总多糖中的主要单糖及其摩尔比为GlcA∶Glc∶Man∶Ara∶GalA∶Gal∶Rha=14.7∶11.4∶16.9∶8.0∶21.1∶18.8∶6.2；酸性糖级分中主要的单糖及其摩尔比为GlcA∶Man∶Ara∶GalA∶Gal∶Rha=17.2∶20.3∶5.4∶27.5∶18.8∶5.9。孔明礼[10]等人采用蒸馏水在60℃时快速提取多糖，经过DE-52 纤维素柱层析，得到了酸性多糖SPS II，将其水解后的产物进行气相色谱分析，结果表明，半枝莲多糖组分中含有阿拉伯糖、甘露糖、果糖、半乳糖。

1.2 中性多糖

宁欣[9]等人将半枝莲多糖进行分级，得到中性糖级分WSBP-N，得率为50.8%，其中含量最多的单糖是Glc、Gal 和Ara；孔明礼[10]等人采用蒸馏水在60℃时快速提取多糖，经过DE-52 纤维素柱层析，得到了中性多糖SPS I，将其水解后的产物进行气相色谱分析，结果表明，半枝莲中性多糖组分中含有鼠李糖、核糖、木糖、葡萄糖。王志远[11]采用水提的方式，经过葡聚糖凝胶和离子交换柱层析技术将中性多糖纯化，并且运用质谱考察了其单糖组成，结果表明，半枝莲多糖中所含单糖及其摩尔比为鼠李糖∶岩藻糖∶阿拉伯糖∶木糖∶甘露糖∶葡萄糖∶半乳糖=1.00∶0.13∶0.80∶0.10∶0.34∶0.56∶3.04。

2 提取工艺

由于多糖分子内含有大量的极性基团，表现出较强的亲水性，易溶于水而难溶于醇，因此，常常选择水为溶剂来提取多糖。

2.1 水提醇沉法

多糖类成分能够溶于水而难溶于醇，采用水提醇沉的方法能够除去杂质，使水提液得到精制。纪耀华[12]等人采用水提取有效成分，醇除杂纯化的方法，优化了提取时间、提取温度以及料液比等因素，筛选出提取半枝莲多糖的最佳工艺：提取温度100℃，料液比1∶3，提取时间1h。

2.2 微波辅助提取

微波辅助提取是采用微波能萃取物质的一种新技术，具有快速高效、加热均匀的特点，溶质和溶剂的极性越大，萃取速度越快，因此，能够大大增加多糖的提取速度和效率。章春宇[13]等人采用微波辅助提取法进行半枝莲多糖提取，设计正交实验优化了半枝莲多糖的提取工艺：半枝莲多糖的提取时间为6min，微波功率为700W，料液比为1∶15。

2.3 超声波协同复合酶法

超声波法和复合酶法能够大大缩短提取多糖的时间，并且能够很好地保证半枝莲多糖的生物活性。黄秀香[14]等人研究超声波协同复合酶法提取半枝莲多糖，进行了单因素实验和正交实验，最终确定了提取半枝莲多糖的最佳工艺为pH 值为4.5，复合酶用量0.025g，料液比1∶60，超声时间15min，酶解温度为50℃，在此条件下多糖得率为2.166%，此方法提取半枝莲多糖得率高、节省时间、有效成分破坏少、提取的半枝莲多糖稳定。

3 分离纯化

在半枝莲多糖的提取过程中，所得的多糖大部分是粗多糖，其中含有除多糖以外的小分子物质，因此需要将所得的粗多糖进行纯化，避免对后续的分析工作带来误差。

3.1 去除蛋白质

蛋白质与多糖的溶解性非常相似，都能够溶于水中，因此，想要准确地分离得到多糖组分首先要去除蛋白质。当前报道的去除蛋白质的途径主要有：盐酸法、酒精变性法、蛋白酶法等。Sevage 法主要是通过利用氯仿：戊醇或丁醇以4∶1 的比例混合后再加到样品中进行振摇，使样品中的蛋白质发生变性或转化成不溶液体的状态，用离心法将其除去。刘晓茵[15]等人采用Sevage 法优化了半枝莲多糖的去除蛋白质工艺，大大提高了半枝莲多糖的含量。

3.2 柱色谱分离

多糖常见分离方式有凝胶柱层析法、离子交换柱层析法以及大孔树脂法等。DEAE 纤维柱层析法是分离多糖类成分常用的方法，王志远[11]等人采用DEAE-Cellulose-52 色谱柱（2.6cm×50cm），以水/0.5mol·L-1NaCl 溶液为洗脱剂将多糖进行分离，进一步采用快速色谱纯化系统将分离后的组分纯化，色谱柱Superdex 200 10/300 GL，洗脱液为含有0.5mol·L-1NaCl 的pH 值为7.2（0.02mol·L-1）磷酸缓冲液（PBS）。纯化后的多糖经过收集、透析、浓缩、冷冻干燥制得，便于进行下一步的研究。

3.3 去除有色物质

马维坤[16]比较了大孔树脂脱色法和H2O2脱色法，结果表明，大孔树脂更加适合半枝莲脱色，脱色效果更好，多糖损失率低。

4 药理作用

4.1 抗肿瘤

4.1.1 抗结肠癌 Hanqing Li[17]等人研究了半枝莲多糖拮抗TGF-β1 诱导HT-29 结肠癌细胞侵袭、迁移的作用，采用TGF 大鼠作为EMT 的刺激因子，结果发现，半枝莲多糖能通过Smad 通路逆转肿瘤细胞的EMT 过程来抑制肿瘤细胞的迁移。而Pengda Sun[18]等人证明了半枝莲多糖能够通过抑制PI3KAkt 通路的活化和激活作用来抑制患者结肠癌HT29 细胞的生长和增殖，诱导细胞发生凋亡和阻断EMT 过程，从而有效地达到治疗结肠癌的效果。

4.1.2 抗肺癌 李玉凤[19]等人通过观察半枝莲多糖对Lewis 肺癌小鼠VEGF、EGFR、nm23 表达的影响，证实了半枝莲多糖能够通过抑制肿瘤组织中的VEGF、EGFR 表达，并且上调nm23 基因的表达水平来抑制肺癌。Xiaokun Yang[20]等人证明了半枝莲多糖能够通过下调c-Met 磷酸化水平、阻断p-AKT 和p-ERK 通路来抑制95-D 肿瘤细胞的生长，从而达到治疗肺癌的目的。

4.1.3 抗宫颈癌 李洁[21]等人建立了U14 宫颈癌小鼠自发转移模型，通过免疫组化法观察半枝莲多糖对宫颈癌小鼠肿瘤组织AMFR 表达的影响，证明了半枝莲多糖能够通过下调肿瘤细胞AMFR 的表达来抑制宫颈癌。

4.1.4 抗胃癌 高山[22]等人研究了半枝莲多糖对胃癌细胞SGC-7901 的生长活性及其对野生型P53抑癌基因的影响，结果表明，半枝莲多糖能够抑制胃癌细胞SGC-7901 的活性，剂量越大，抑制作用越强，证明了半枝莲多糖通过上调P53 基因来抑制胃癌细胞的增殖。

4.1.5 抗肝癌 于水澜[23]等人对比筛选出H22 肝癌小鼠和半枝莲多糖干预后血清间差异表达的蛋白。对比结果显示，肿瘤组与半枝莲多糖组蛋白表达发生了改变的有18 个，在半枝莲多糖组有6 个蛋白表达上调，1 个下调，1 个特异表达，10 个表达缺失，说明了半枝莲多糖治疗肝癌是通过多靶点调节共同作用的，然而这些蛋白质的氨基酸序列还需进一步研究确认。

4.2 抗氧化活性

赵紫君[24]等人通过细胞抗氧化实验发现，半枝莲多糖对人肾胚293 细胞的氧化损伤有修复作用，呈剂量依赖关系，浓度越高，其修复能力越强。此外，实验还发现半枝莲多糖的Fe2+还原能力和清除过氧自由基的能力均强于阳性对照药物BHT，证实了半枝莲的抗氧化物质基础。

4.3 对环磷酰胺的增效减毒活性

宋高臣[25]等人通过给移植性H22 肝癌小鼠肌肉注射药物来深入研究半枝莲多糖对环磷酰胺的增效减毒作用，实验结果表明，半枝莲多糖能够明显地增强环磷酰胺对小鼠H22 细胞增长的抑制作用，对环磷酰胺引起的外周血WBC 减少、免疫器官萎缩等毒性反应都具有明确的保护作用，证实了半枝莲多糖对环磷酰胺有着增进效果和降解毒副产物的作用。

4.4 其他作用

刘巍[26]等人用家兔作为载体，制造家兔左下颌骨体部分骨折的模型，给予半枝莲多糖进行治疗，同时对骨折愈合过程中关键的细胞因子含量进行检测、观察，评估半枝莲多糖的治疗效果。结果发现，半枝莲多糖能够升高家兔静脉血中VEGF、SGF、bFGF因子的含量，促进家兔下颌骨骨折的愈合。赵杰[27]等人在实验中发现，半枝莲多糖能够增加肝组织中NO 的含量，并且能够增强NOS 的活性，能够有效组织CCl4引起的脂质过氧化，从而对肝损伤起到了保护作用。许斌[28]等人通过扶正解毒汤中药加减，治疗了慢性病毒性乙型肝炎94 例，其中有效率能够达到67%，此方主要具有抗病毒、调节机体免疫功能、抗纤维化作用以及保肝作用，方中半枝莲具有广谱抗病毒的作用。

5 展望

多糖类化合物作为半枝莲的重要有效成分，其在促进人体的自身免疫系统调节、抗炎以及抗肿瘤方面都已经发挥了重要的作用。今后，我们需要继续深入研究半枝莲的多糖类成分，优化提取工艺，提高半枝莲多糖的纯度，了解其构效关系，从而更加方便研究其大分子功能效应，研究半枝莲多糖在人体内的生物活性。天然多糖的研究作为当前中药学领域的热点之一，充满着机遇和挑战，在生物活性的研究方面有着巨大的潜力，也充分体现了多糖类成分的医学价值。