锁阳的资源化学、药理作用及开发利用研究进展

毛小文，顾志荣，吕 鑫，祁 梅，葛 斌，*

（1.甘肃中医药大学药学院，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省人民医院药剂科，甘肃 兰州 730000）

锁阳又称锈铁棒、锁严子，是锁阳科植物锁阳（Cynomorium songaricumRupr.）的干燥肉质茎，多寄生于蒺藜科白刺属植物的根部，主要分布于内蒙古、甘肃、新疆、青海、宁夏等地，是一种珍稀的濒危药用植物。世界自然保护联盟（IUCN）将锁阳濒危级别定为易危（VU），《华盛顿公约》（CITES）将其定为Ⅱ级保护植物［1］。锁阳多生长于荒漠草原、草原化荒漠与荒漠地带的河边、湖边、池边等生境且有白刺、琵琶柴生长的盐碱地区，具有一定的生态价值。

《本草纲目》记载锁阳“甘、温、无毒。大补阴气，益精血，利大便。润燥养筋，治痿弱”［2］。锁阳中含有黄酮类、甾体类、萜类、有机酸类、多糖类、鞣质类等多种活性成分［3-4］。现代医学研究表明，锁阳具有促进性功能，调节免疫，抗癌，抗疲劳，延缓衰老，防止心血管疾病，抗应激，清除自由基等作用。目前，锁阳基本为野生状态，其中内蒙古阿拉善盟和甘肃瓜州县所产锁阳质量最佳，占全国总产量的80%以上。近年来，锁阳需求量不断攀升，市场需求量从2015年的1 500吨增加到了2020年的4 000吨左右，价格涨幅近3倍，其中大多用于食品、保健产品的开发。本文就锁阳的资源化学、药理作用及资源开发利用等相关研究进行综述，为锁阳的资源开发与高质量利用提供参考。

1 锁阳资源化学研究

1.1 不同采收期化学成分研究

锁阳在不同生长期的化学成分积累存在差异。不同生长期锁阳中儿茶素、原儿茶酸、总黄酮、鞣质、多糖和无机元素的积累具有一定规律，积累规律与民间的采集期相吻合。在不同地区，无论野生还是栽培的锁阳，儿茶素、鞣质、多糖含量变化趋势均相同，以出土前期和出土期含量最高；不同生长期锁阳中原儿茶酸的含量为出土前期>出土期>结实期，而锁阳总黄酮为出土期>开花期，且花中总黄酮含量高于茎中［5］；4月份采集的锁阳中K、Na、Mg、Cu、Mn、Fe含量最高，1月次之，3月最低［6］。

1.2 产地适宜性研究

利用中药产地适宜性评价地理信息系统（TC‑MGIS）提取野生锁阳主产区和道地产区多个采样点的生态因子，发现锁阳资源分布具有明显的地域性特征，适宜产区主要分布于我国西北干旱地区的内蒙古、甘肃、新疆、宁夏和青海等5个省区，总面积达107.7万km2，从面积占比来说，内蒙古＞新疆＞甘肃［7］。研究显示，内蒙古所产锁阳药材质量最优，其次为甘肃、宁夏、新疆、青海［8］。以没食子酸、原儿茶酸、儿茶素、总黄酮、总多糖的含量为指标对甘肃不同产地的锁阳进行综合评价，发现金塔县和敦煌市所产锁阳质量优于其它产区［9］；瓜州县所产锁阳的总皂苷含量显著高于内蒙古和新疆等产区［10］。

1.3 不同药用部位化学成分差异研究

根据生物学特征，研究界将锁阳肉质茎分为花序部、花茎接合部、茎上段、茎中段和茎下段等5部分，不同部位的儿茶素、熊果酸、多糖的分布规律有所不同。儿茶素在茎中、上段含量最高，熊果酸在茎中、下段含量最高，多糖则以茎下段含量最高，上述三种成分均以茎段含量较高，花序部含量最低；花序部鞣质含量明显高于其它4个部位［11］。这提示我们可根据用药目的合理选择锁阳的入药部位。

1.4 化学成分的生物合成途径及积累规律研究

锁阳的次生代谢产物因特定的生物学功能而积累在特定部位，催化形成的酶类也特异地分布在不同的器官、组织、细胞及细胞器中。研究发现，无色花青素还原酶（LAR）和二氢黄酮醇还原酶（DFR）基因在未出土锁阳中的表达量较高，在出土后则表达量较低，这一规律与儿茶素的积累规律相一致，因此判断LAR和DFR对锁阳儿茶素的合成可能起着重要的调控作用［12］。不同发育阶段锁阳的内生真菌中7种活性成分（总多糖、总黄酮、原儿茶酸、儿茶素、单宁、没食子酸和熊果酸）的积累与内生真菌群落组成密切相关［13］。对7个主要产地锁阳内生菌和13个不同标记代谢产物的研究发现，有7个共享的真菌操作性分类单元（OTUs）［14］。另外，对锁阳的无机元素研究发现，锁阳中Ca-Cu、Fe-Ag、Co-Ba、Na-Mn元素存在协同促进作用，而Mg-Zn、Mn-Cd、Pb-Cr、K-Ba、K-Cr元素存在相互拮抗作用［15］。这些研究对锁阳次生代谢产物合成和积累的空间调控及人工引种栽培具有一定指导意义。

2 锁阳药理作用研究

2.1 增强性功能

锁阳增强性功能主要通过其“补肾益精”作用来体现。锁阳可增加大鼠的精子数目及存活率，降低精子DNA碎片化指数，改善精子活力；增加血清睾酮含量，促进性成熟及精子发生过程；促进垂体卵泡刺激素（FSH）分泌，继而促进精原干细胞增殖和睾丸组织中Thy1、GFRαPLZF基因表达［16］；使未成熟大鼠睾丸重量显著增加，睾丸中生精小管的直径和细胞层数明显增加，对曲细精管具有直接生精作用，可能是通过发挥类似睾酮的作用［17］。

2.2 增强免疫

锁阳对细胞免疫和体液免疫均有一定的调节功能，可以通过提升巨噬细胞的吞噬活性和血清溶血素含量［18］，在一定浓度范围内对巨噬细胞中的RAW264.7细胞起到良好的免疫调节作用［19］，对四氯化碳诱导的肝纤维化大鼠外周血T淋巴细胞亚群的活化具有促进作用，在一定程度上拮抗免疫功能低下［20］。

2.3 抗疲劳

锁阳水提液可提高大强度训练大鼠的血红蛋白含量和糖原储备，并随着剂量的增加而延长大鼠跑台、游泳力竭的时间［21］。锁阳醇提物能促进糖原的储备，增加三磷酸腺苷（ATP），降低丙二醛（MDA）和乳酸的含量，对肌肉提供能量的同时又具有较好的保护作用［22］。锁阳黄酮提取物能够通过减轻肌肉疲劳来提高耐力运动性能，加强大鼠游泳的耐力［23］。

2.4 抗氧化损伤

癌症、衰老等许多疾病的发生发展与过量自由基的产生有关，直接作用在自由基或间接消耗掉生成自由基的物质，可以防止进一步发生氧化反应。研究发现，锁阳黄酮抗氧化活性约为相同浓度维生素E的1/5［24］。锁阳多糖可通过清除血清活性氧（ROS），防止DNA损伤，对H2O2诱导PC12细胞的氧化应激反应起到显著保护作用［25］。锁阳乙酸乙酯提取物通过增强超氧化物歧化酶（SOD）活性，减少MDA的产生，加强清除超氧自由基而减少氧化应激的发生［26］。

2.5 抗衰老

抗衰老是锁阳多糖的主要作用。锁阳多糖通过增强雄性衰老小鼠生殖细胞端粒酶活性，促进小鼠端粒体逆转录酶的转录过程，抑制染色体末端端粒长度的缩短，从而延缓组织细胞的衰老进程［27］；可以延长雌性果蝇成虫的平均寿命和最大寿命，随着寿命的延长，老年果蝇的交配及繁殖能力也得到提高［28］；能使大鼠衰老模型血、脑、肾组织中一氧化氮（NO）含量明显降低，脾脏、胸腺指数提高［29］。

2.6 神经保护

锁阳乙酸乙酯提取物具有雌激素作用，可以促进细胞再生，使神经突触增长并改善记忆功能，可通过上调突触素的表达来促进学习记忆能力［30］，通过p-CREB/BDNF介导的ERK/p38/MAPK的下调而发挥改善学习和记忆的作用［31］。因此，锁阳在防治阿尔茨海默症等神经退行性疾病方面具有较好的开发潜力。

2.7 抗癌

锁阳乙醇提取物对人体白血病细胞有显著的抗增殖活性［32］。锁阳多糖也具有抗癌活性，不同浓度锁阳多糖对人肺泡腺癌基底上皮细胞（A549）的端粒酶逆转录酶（TERT）mRNA的表达有显著抑制作用，促进A549细胞凋亡［33］。锁阳多糖还可抑制人肝癌细胞HepG2的生长［34］。可见，锁阳多糖在抗肿瘤药物开发方面具有较好的前景。

2.8 其它作用

锁阳还具有降糖［35］、抑制前列腺增生［36］、抗骨质疏松［37］等作用。

3 锁阳相关产品开发研究

3.1 功能性保健品

锁阳富含黄酮、多糖、有机酸等多种活性成分，具有增强免疫力、抗疲劳、增强性功能、保护神经等作用，是一种优质的功能性保健品原料。目前开发出的产品主要有锁阳饼、锁阳酒、锁阳咖啡、锁阳茶、锁阳枸杞发酵酒等［38］。

3.2 药品

目前，以锁阳为主要成分的新制剂日益增多，如治疗原发性血小板减少性紫癜的复方锁阳冲剂，治疗肾阳虚的复方锁阳口服液，治疗肾虚滑精、腰膝酸软、眩晕耳鸣、四肢无力的锁阳固精丸等。正开发的锁阳制剂有锁阳多糖咀嚼片、锁阳黄酮咀嚼片、锁阳螺旋藻复合片及纳米锁阳等［39-41］。但总体来说，目前锁阳相关药品较少，公众可选择范围较为狭窄。

4 锁阳的资源量及开发现状

锁阳主要寄主植物有白刺、多裂骆驼蓬等，在我国西北地区分布十分广泛，是荒漠区的主要建群种，生态效应极高，具有保护天然草场、防风固沙、恢复植被、改善局部生态环境等作用。目前，锁阳主要以野生资源为主，全国野生资源蕴藏量约为3万吨，而正常年份采挖约为1 500吨。内蒙古产区的锁阳产量占全国产量的70%左右，甘肃河西地区约占10%～15%。近年来，由于锁阳需求量不断增加，其价格涨幅较大，由30元/kg涨到100元/kg左右，致使农牧民连年过度采挖，导致锁阳资源逐渐萎缩。因此，锁阳野生资源的现状不容乐观。

随着锁阳及其寄主植物开发利用价值的提升，人们在过度采挖野生锁阳的同时，还严重破坏了寄主植物，影响其繁衍的速度，并加剧水土流失，破坏了生态环境。目前，我国对野生锁阳及寄主植物的合理开发利用举措很少，采挖还处于放任自流、自采自销的初级阶段，还没有引起相关部门的高度重视。

5 锁阳的资源保护

5.1 建立保护区

锁阳及寄主植物资源主要分布于我国西北荒漠、盐碱地等生态极其脆弱的地带，一旦破坏其生长的生态环境，等待自然修复将需要几十年甚至上百年时间。据调查［42］，多年来由于当地药农无节制的滥采滥挖，导致锁阳产地野生资源大幅减少，同时寄主植物受损、土壤沙化等情况愈加严重，从而制约了锁阳资源的可持续发展。显然，建立保护区是当前行之有效的举措之一。在保护区内普及锁阳资源的宣传教育活动，对野生锁阳资源合理开采，限定采挖期、采挖量和采挖标准，对采挖过的地方要回填，以确保可持续利用，同时对寄主植物严禁采挖和破坏；建立正规的锁阳采收市场，统一收购、定点收购，制止多头插手经营等混乱局面。

5.2 开展人工栽培

从2004年起，我国开始锁阳人工种植栽培技术研究，并在内蒙古、甘肃等地获得成功，逐步形成了标准化栽培技术和操作规程，甘肃肃南、内蒙古阿右旗等地目前已发展成为锁阳的主要种植基地。当地政府将锁阳人工种植与治沙相结合，通过对锁阳及其寄主植物的大规模栽培，开创了一种沙漠治理新模式，陆续将锁阳引种到阿右旗及肃南等地，充分利用西北地区丰富的白刺资源，在保护原有盐碱地生态的基础上，发展锁阳种植，实现生态效益和经济效益双丰收，为西北盐碱地生态高效利用提供了新思路。但是，目前锁阳人工种植面积依然有限，大范围种植试点工作未能很好地推广，种植资源量较小，年产量仅约40吨左右，不能满足市场需求。

6 总结与展望

锁阳是中医、蒙医的常用药材，也是常用的药食两用材料，在药品、保健品、食品、环境保护等领域具有广阔的发展及应用前景。锁阳的资源化学研究是目前研究的热点之一，如不同采收期化学成分研究，产地适宜性研究，不同药用部位化学成分差异研究，化学成分的生物合成途径及积累规律研究等。总结可知，内蒙古和甘肃的锁阳药材质量明显优于其他产区。锁阳是多部位、多成分、多器官、多靶点的典型中药，含有黄酮类、甾体类、萜类、有机酸类、多糖类、鞣质类等多种有效部位。目前已确定了儿茶素、原儿茶酸、熊果酸、原花青素等多种有效成分，具有增强性功能、增强免疫、抗疲劳、抗氧化损伤、抗衰老、保护神经、抗癌、降糖、抑制前列腺增生等广泛的药理作用。锁阳资源主要来自于野生，资源量有限，而目前的人工栽培技术尚不成熟。因此，建立保护区，大力研究推动开展人工栽培技术，是锁阳资源保护的有效手段。

目前关于锁阳的研究也存在一定的局限性，应在今后的研究中加以改进和提高。（1）应继续加强锁阳的人工栽培技术研究与推广，解决目前野生资源枯竭、生长环境破环严重的问题。（2）虽然目前锁阳的药理作用发现较多，但其分子机制及有效成分的揭示远远不够。（3）当前研究主要集中在锁阳水煎液、总有效部位、不同溶剂提取部位等方面，未来应更多关注单体有效成分，以更精确揭示其作用的分子机制。（4）目前以锁阳为主药的复方研究较少，已上市相关药品也较少，公众可选择范围较为狭窄，相关研究与临床实际联系不够紧密，应在未来研究中不断加强。