苦参的化学成分及药理作用研究进展

苏丽丽

（天津大学 药物科学与技术学院，天津300072）

苦参（Sophora flavescens Ait.）是豆科植物苦参的干燥根，为圆柱形，长10～30cm，直径1～6.5cm，外部灰棕色，味苦性寒。在国内，苦参目前主要分布在山西、河北、河南和湖北等省份。作为一种常用中药，已有1800多年的历史记载，目前已被广泛用于传统及流行医学中，用于治疗麻风病、痢疾、溃疡、便血、发烧、湿疹、炎性疾病、溃疡和皮肤灼伤等，具有清热解毒，抗炎镇痛等药理活性。随着近年对苦参化学成分的研究及其药理活性的开发，本文对其进行相关进展的综述。

1 化学成分

苦参中主要的化学成分包括生物碱类、黄酮类、氧杂蒽酮类、醌类、三萜糖苷、脂肪酸和挥发油。

1.1 黄酮类化合物

黄酮类化合物作为一种重要的次生代谢产物，广泛存在于大多数植物中。黄酮类化合物及其衍生物是苦参的主要生物活性成分，因此，受到越来越多的关注。依据其母核结构，苦参黄酮类成分主要分为二氢黄酮（醇）类、黄酮（醇）类、异黄酮、紫檀素类及其他类[1]。大部分化合物的取代基还具有异戊二烯基和薰衣草基。迄今为止，从苦参中共分离提取出55种类异戊二烯类黄酮[2]。赵玉英[3]等首次从苦参总黄酮中分离出3种黄酮类化合物，高丽槐素，4-甲氧基高丽槐素以及槐属二氢黄酮B。Kuroyanagi M等[1]从苦参的甲醇提取物中分离出12种新黄酮类化合物，并使用NMR和质谱法进行结构鉴定，其中包括黄烷酮，黄烷醇以及3种紫檀类衍生物。黄等[4]从苦参的乙酸乙酯提取液中通过ODS柱色谱和半制备型HPLC纯化得到一种新的黄酮类化合物8-（3-羟甲基-2-丁烯基）-5,7,2',4'-四羟基黄烷酮。Long等[5]用95%乙醇提取苦参，并通过真空蒸馏获得提取物，经光谱分析，确定了6种黄酮类化合物及其类似物，其中有两种为新化合物：槐黄酮G和槐黄酮H。Chen等[6]从苦参的乙酸乙酯提取物中分离出15种黄酮类物质，其中8-（2-异丙烯基-5-甲基己基）-5-甲氧基-3,7,4'-三羟基黄酮鉴定为新化合物，并命名为苦醇Z。在研究者深入开发苦参中新的黄酮类成分的同时，对于苦参总黄酮的提取工艺也在不断地优化和探索。卢丽萍等采用的回流法，总黄酮含量达2%左右；张瑞菊等研究的微波法和超临界流体萃取法，总黄酮最高达5.82%；黄晓斌等使用的超声法，黄酮总含量平均值达54.60mg·g-1，这些提取工艺都为苦参中黄酮类物质的进一步提取开发提供重要的参考价值[7]。为了优化分析黄酮类物质的方法，Weng等[8]建立了一种高效液相色谱-质谱联用技术，可在10min内同时测定16种黄酮类化合物的含量，包括5类化合物（异黄酮、紫檀、黄酮、黄酮醇和异戊二烯类黄酮）。此方法在线性、灵敏度、精密度、可重复性以及回收率等方面均得到充分验证，并成功应用于检测苦参的其他部位（根、茎、叶、荚果和种子）的甲醇提取物，该研究对合理利用苦参资源具有重要意义。

1.2 生物碱

近年来，人们对苦参的生物碱类化学成分也开展了越来越深入的研究。生物碱类按其骨架类型分为:苦参碱型、二聚苦参碱型、鹰爪豆碱型、金雀花碱型、羽扇豆碱型和双哌啶型等。目前，分离出的大多化合物属于以苦参碱为主的喹诺里西啶类生物碱，还有极少数化合物是双哌啶类。张等[9]从苦参中分离出5种新的喹诺唑烷类生物碱，包括3种鹰爪豆碱型和2种金雀花碱型生物碱化合物，分别是（5α）-5-羟化胺-2-酮、7-羟色胺-2-酮、（7a R,14a S）-十二氢-2 H,11 H-7,14-甲基二吡啶[1,2-a:1',2'-e][1,5]重氮-11-酮-5-氧化物、（11a R）-癸氢-3-甲基-8 H-1,5-甲氧嘧啶[1,2-a][1,5]重氮-8-酮和3-丁基-1,2,3,4,5,6-六氢-8 H-1,5-甲氧吡啶[1,2-a][1,5]重氮-8-酮。孙磊等[10]采用大孔吸附树脂柱色谱、硅胶柱色谱等方法分离纯化苦参，并通过波谱分析得到9个生物碱类单体。张等[11]从苦参中提取出8种生物碱类物质，其中苦参碱G，H，I是第一例D环开环的苦参碱类生物碱，而苦参碱J则是一个新的苦参碱类生物碱和哌啶二聚体，化合物alopecurine B是第一例C-5-C-6断裂的苦参碱类生物碱。随着人们对苦参生物碱的药理作用的认识，其提取纯化工艺也在一直优化探索中。杨美玲等的浸提法，苦参碱的得率可以达到8.88%；李茹等的渗漉法，苦参中总生物碱的得率达到2.126%；陈明月等的酸水温浸提取法，苦参中生物碱的得率可达到74.5%。另外，超声辅助和微波辅助等提取工艺的不断优化，苦参碱的得率大大提升。这对苦参生物碱的研究具有重要意义[12]。侯等[13]采用毛细管电泳指纹图谱、线性定量分析和抗氧化活性测定相结合的方法，从定性和定量两个角度，可以较好地对27批苦参生物碱物质进行综合质量鉴别。此外，利用偏最小二乘回归模型建立了化学成分与体外抗氧化活性的指纹图谱功效关系，为质量控制提供了重要的药效信息。本研究为苦参生物碱的整体质量评价提供了一种可靠有效的方法。

1.3 脂肪酸类和挥发油类

从苦参中分离提取出的脂肪酸有20多种，大部分为不饱和脂肪酸，如己酸甲酯、十四烷酸甲酯和十八烷酸甲酯等[14]。张俊华等[15]首次从苦参中分离出新的不饱和脂肪酸芥子酸十六酯。牛克彦等[16]采用超临界CO2萃取法从苦参中提取出12种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸亚麻酸和亚油酸含量较高。此外也有饱和脂肪酸例如棕榈酸、硬脂酸等。从苦参提取鉴别出的挥发油有乙苯，己醛，月桂烯，间-二甲苯和正己酸等，这些物质为其特殊气味提供了参考意义。

1.4 氨基酸类和糖类

王秀坤等[14]从苦参的水提液分离提取出丙氨酸、脯氨酸和精氨酸等15种氨基酸，其中，脯氨酸和天冬氨酸浓度高，可作为质检的参考指标。苦参中还能分离出蔗糖[15]。

1.5 萜类与甾醇类化合物

目前，已从苦参中提取得到羽扇豆醇、羽扇豆烯酮、Sophoraflavoside I-IV和soyasaponin等三萜及其苷类。张俊华等[15]从苦参中分离出β-谷甾醇。另外，甾醇类化合物还包括大豆甾醇B。

1.6 其他物质

除上述物质外，从苦参中分离提取出许多其他化合物，包括一些木脂素、醌类、苯丙酸类、香豆素类和酚酸类。在苦参中已鉴定出3种木脂素，包括枸橼苦素A，枸橼苦素B和松柏苷[14]。沈等[1]从苦参中分离出12种新的二苯甲酰基衍生物槐二苯甲苷A-L和5种新的异黄酮苷。

2 药理作用

目前，对于苦参活性成分以及其药理作用的基础研究较多。苦参的黄酮类与生物碱类的抗癌，抗病原微生物和抗炎等方面的效果显著。现将苦参的活性成分的药理作用进行概述。

2.1 抗肿瘤活性

苦参中的黄酮类和和生物碱类物质均有着明显的抗肿瘤作用。Hong等[17]发现苦参碱能够抑制葡萄糖的摄取和乳酸的产生，逆转Warburg效应，并在体内外抑制人结肠癌细胞的生长。从机制上讲，苦参碱通过抑制Warburg效应的关键转录因子HIF-1α的表达，从而下调HIF-1α调节葡萄糖代谢的下游靶标的表达水平来抑制结肠癌细胞的生长。因此苦参碱可以进一步开发为治疗结肠癌的靶向抗肿瘤药。Long等[5]使用MTT测定法在体外评估了新化合物对5种肿瘤细胞的抑制作用，IC50值小于20mM，表明其潜在的抑制作用，尤其是槐黄酮G对几种肿瘤细胞具有明显的细胞毒性，IC50值约为20mM，与顺铂相似，结果证明其作为肿瘤药物的潜力。Chen等[6]发现的苦醇Z在正常肺上皮细胞中仅显示中度细胞毒性，在非小细胞肺癌（NSCLC）细胞中显示出较强的抗增殖和促凋亡活性。从机理上讲，苦醇Z抑制cAMP-PDE，使cAMP积累，从而导致PKA活性增强。另外，苦醇Z抑制了Akt活性，导致对PRAS40抑制作用的降低，从而阻碍NSCLC增殖，导致线粒体和内质网凋亡。该研究表明，苦醇Z可用作靶向化疗药物试剂开发中的潜在cAMP-PDE和Akt抑制剂。Kim等[18]从苦参分离提取出的去甲基羟色胺（DMAI），在30μM的浓度下对U87MG细胞具有抗增殖作用，但对HEK-293细胞没有影响。表明DMAI具有治疗胶质母细胞瘤的潜力。Dai等[19]研究揭示了氧化苦参碱在体外多种癌细胞系中产生抗肿瘤活性的潜在机制，它可以改变细胞周期以及EGFR/PI3K/Akt/mTOR信号通路中调节因子的表达，来抑制胶质瘤细胞的侵袭并诱导其凋亡，这可能为恶性神经胶质瘤提供一种新的治疗策略。

2.2 抗菌抗炎作用

卢迎宏等[20]研究苦参碱对氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）诱导的血管平滑肌细胞炎症反应，通过检测相关细胞因子的变化，以及分析细胞凋亡情况，发现模型加药组促炎因子水平明显降低，抗炎因子水平显著升高，说明苦参碱可起到抗炎作用。孙磊等[10]发现苦参总生物碱及4个单体生物碱对所测得5种革兰氏菌都具有明显的抑菌作用，苦参总生物碱效果最强，各单体生物碱对金黄色葡萄球菌抑菌作用最强。马宏彦等[21]研究在体内使用对二甲苯诱导的耳廓水肿，乙酸诱导的腹膜通透性和角叉菜胶诱导的后爪水肿评估苦参水和乙酸乙酯提取物的抗炎作用，结果表明能够显著抑制小鼠耳廓水肿和后爪水肿，以及乙酸增加的腹膜通透性。说明苦参中的黄酮类成分具有明显的抗炎活性。研究表明[2]苦参酮可以通过抑制致病性CD4+T细胞分化和整体免疫反应来改善慢性炎症性皮肤病。此外，苦参酮和苦参碱能抑制HepG2细胞中TNF-α诱导的NF-kB转录活性，且呈剂量依赖性，IC50值分别为4.0μM和4.4μM。目前，已从苦参中分离提取出许多抗炎化合物，主要属于生物碱类[1]。

2.3 对心血管系统的影响

王勇胜等[22]研究氧化苦参碱对小鼠的病毒性心肌炎所致心力衰竭的影响，结果表明，氧化苦参碱能够保护线粒体，减少心肌细胞凋亡，逆转心室重构，起到改善小鼠心力衰竭的效果。胡灿等[23]采用实时荧光定量PCR和Western blot检测方法检测不同剂量糖和苦参碱对H9C2心肌细胞的影响，结果表明苦参碱可以显著降低细胞凋亡率，改善高糖诱导的心肌细胞损伤。

2.4 对免疫系统的影响

陈彦旭等[24]将苦参通过水煎、醇沉以及色谱分离等方法得到总多糖及多糖组分，再探究其对小鼠脾淋巴细胞增殖和IFN-γ分泌的影响，结果表明，苦参多糖具有显著的免疫活性,可起到抗乙肝和抗炎的效果。王刚等[25]给BALB/C小鼠注射高中低剂量的氧化苦参碱，并通过检测分析Tfh细胞的比例，发现高剂量组作用强于中、低剂量组，并且可以抑制Tfh细胞Bcl-6 mRNA的转录，研究表明，氧化苦参碱可能具有调节Tfh细胞免疫功能的作用。

2.5 其他作用

除上述外，苦参中的活性成分还有其他很多药理作用，比如抗肝损伤，抗过敏平喘，对神经系统的抑制，利尿，镇痛解热，体外杀精等。蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）是胰岛素信号级联的重要负调控因子。从苦参中提取的5种薰衣草黄酮类化合物被证明是PTP1B的非竞争性抑制剂，并且还能在胰岛素信号传导途径中提高人肝细胞中胰岛素刺激的Akt磷酸化水平，表明它们具有开发抗胰岛素抵抗药物的潜力。有研究报道[2]苦参中的异戊二烯类黄酮槐黄酮G、苦参酮和苦参碱等化合物B环带有的间苯二酚的部分结构与低密度脂蛋白（LDL）氧化密切相关，结果显示对铜诱导的LDL的氧化有抑制作用。也有研究证明，苦参总黄酮具有较强的1,1-二苯基-2-苦参酰肼（DPPH）和羟自由基清除能力，显示出较好的抗氧化能力。

3 结语

苦参作为我国一种应用广泛的传统中药，近年来，随着国内外对苦参的不断深入研究，主要活性物质苦参碱、氧化苦参碱、黄酮类的抗肿瘤、抗炎抗病毒等的药理作用已得到充分证实。目前，苦参通过体内和体外的各种药理活性试验已被证实是低毒且具有很高的药用价值，其化学成分具有新药研发的潜力。未来，研究者可进一步深入细致地研究苦参的其他有效化学成分，使更多安全、有效、质量可控的成分能广泛应用于医药、食品、医药、化妆品行业等领域。随着药效学和构效关系的不断探究，苦参的化学成分必将得到更加充分的开发和利用，以推动中医药产业的蓬勃发展。