薯蓣皂苷的研究进展

钟佳乐 李早慧

（吉林农业科技学院，吉林 吉林 132101）

薯蓣皂苷是一种天然的植物来源的甾体皂苷，在自然界中广泛存在，并且价格便宜，在制作药品时成本低，高产量。现代研究表明薯蓣皂苷具有多种药理作用，可以改善动脉粥样硬化症状，抑制癌细胞增殖、促进凋亡，保护心血管，降低血糖，治疗更年期骨质疏松症，抗炎，抑菌等活性。其抗肿瘤作用为近几年研究热点，可以通过多种途径促进肿瘤凋亡。本文对其提取方法和药理作用进行综述，为薯蓣皂苷的进一步开发利用提供指导。

1.提取方法

薯蓣皂素提取方法很多，主要是传统的先水解后提取法、先提取后水解法、酶解、表面活性剂法及改进的超声波法以及多种方法联合。赵明蕊等人利用闪式提取法，通过对提取溶剂使用量、提取时间和次数的优选最终确定提供工艺为料液比为1:10，每次提取2min,提取1次,薯蓣皂苷提取率达到8.14mg/g。雷蕾等人采用复合酶协同超声法确定薯蓣皂苷的最佳提取工艺为2.5%复合酶制剂、30℃，PH6，酶解2h,可达到最大的薯蓣皂苷得率2.29%。韩秋敏等采用微波法提取，微波功率350 W，药物与提取溶剂的体积比为1:10，70%甲醇,提取15min，最终确定薯蓣皂苷的提取率为0.0562%；杨转萍等利用超声波-表面活性剂协同萃取，在常温条件下, 8.6×10-3mol·L-的表面活性剂,药材与溶剂比例为1:14(m/v), 25.8 k Hz下萃取40 min,最终达到最大的薯蓣皂苷得率为6.50%。薛众众等人利用超声法提取，在 50℃，超声功率60W，提取溶剂为80%，乙醇药物与溶剂比例1:10，提取30min，获得铁棍山药为原料药的薯蓣皂苷的获得率为0.0918%。王志娟等采用泡沫分离法，采用单因素和Box-Behnken响应面通过对上样浓度、温度、气速、装样量优化了薯蓣皂苷的提取方法，利用最优方法在28℃，0.03mg/mL上样浓度，450mL/min气速，400mL装液量进行提取，可以达到86%以上的提取率。魏荷琳等采用预浸泡-超声提取工艺进行薯蓣皂苷提取，也是采用单因素与响应面相结合进行提取条件的优化，最终确定的提取方法可以使薯蓣皂苷元的回收率达到86%以上。高中超利用阶梯酶解-超声辅助提取姜黄薯蓣皂苷，筛选出最优的提取条件为纤维素酶和果胶酶用量各50mg，在50℃，PH6.0的条件下反应2h，得率可达3.3%，淀粉酶的最优条件用量100 mg，酶解pH为6.0，酶解时间为4h，作用温度为65℃，此条件下薯蓣皂苷的得率可达到3.47%，相较于不进行阶梯酶解皂苷提取率提高了1.37%和1.60%。然后利用泡沫发分离薯蓣皂苷，通过单因素和响应面优化条件最终确定在20℃，稀释倍数84，436mL/min装液量的条件下回收率可达91%以上。

2.薯蓣皂苷的药理药效

2.1 降脂作用

高血脂是现在常见的疾病，通过临床发现，经过薯蓣皂苷药物治疗的，胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白的含量都大幅度下降。Gil等发现薯蓣皂苷通过减少炎症细胞因子的表达减轻小鼠高脂肪饮食诱导的肥胖，显著降低了高脂饮食喂养小鼠的体重增加和内脏肥胖，可以减少高脂饮食诱导的脂肪变性，高脂饮食诱导的瘦素增加，这可能归因于预防内脏脂肪细胞肥大。Barun Poudel等研究显示薯蓣皂苷可以抑制3T3-L1 细胞中的脂质积累，下调脂肪生成转录因子，降低肥胖小鼠体重，通过AMPK/MAPK 信号调节脂肪生成。Li等发现薯蓣皂苷通过 IRS-1/PI3K/Akt 通路显著减轻脂肪组织的胰岛素抵抗，显著逆转了磷酸化 (p-)IRS-1/IRS-1 (P＜0.05) 和 p-Akt/Akt (P＜0.05) 值的显著增加，并有可能用作治疗 HFD 诱导的脂肪组织胰岛素抵抗的新型治疗剂。

2.2 抗肿瘤作用

薯蓣皂苷抗癌作用的发现最开始来自对云南白药的研究逐步被人们发现相关文献报道，其抗癌作用可能与调控细胞增殖，死亡受体途径、线粒体凋亡途径等其他可能介导细胞凋亡的途径或通路密切相关。ZHANG等研究中发现薯蓣皂苷对肝癌细胞HepG2的增殖有较强的抑制作用，细胞周期被阻滞在G2/M期.薯蓣皂苷会使Fas及其配体FasL、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、肿瘤坏死因子受体-1、肿瘤坏死因子受体相关因子1和FADD表达上调，从而介导胃癌细胞的凋亡，说明薯蓣皂苷可以铜过死亡受体途径介导细胞凋亡。宋晓玲在薯蓣皂苷抑制胆囊癌的研究中发现，薯蓣皂苷可通过PI3K/AKT信号通路破坏线粒体膜的通透性及诱导ROS的释放，进而诱导细胞发生线粒体凋亡，介导胆囊癌细胞凋亡。KIM等对MDA-MB-231细胞的研究中发现，薯蓣皂苷以剂量依赖的方式抑制细胞生长，它可通过凋亡诱导因子（AIF）促进Caspase非依赖性途径，以及下调抗凋亡蛋白Bcl-2、cIAP1、cIAP2-1和Mcl-1的表达。

2.3 抗炎

褚春民等研究发现，薯蓣皂苷对胶原性关节炎模型大鼠具有良好的双向免疫调节作用，,薯蓣皂苷低、高剂量组CD4、F4/80、GFAP和IBA-1的表达明显降低（P＜0.05）,IFN-γ、IL-17、IL-22、NLRP3的蛋白表达水平均明显低于模型组,而IL-4水平明显高于模型组。在脊髓细胞质中NF-κB水平上调、细胞核NF-κB水平下调。Li等试验证明薯蓣皂苷可通过抑制清道夫受体和p38 MAPK的表达，减弱高糖条件下薯蓣皂苷对ROS的产生、炎性细胞因子的分泌和人氧化低密度脂蛋白（oxLDL）的摄取，从而起到预防动脉粥样硬化的积极作用； Wu等证明薯蓣皂苷通过减少总细胞数、炎症细胞数、肺水肿、髓过氧化物酶活性和丙二醛含量来保护机体免受博来霉素诱导的急性肺损伤。此外，其能够显著抑制肿瘤坏死因子a（TNF-a）、白介素1b（IL-1b）、核因子JB（NF-jB）、环氧化酶2（COX-2）、高迁移率族蛋白B1（HMGB1）水平，并上调白介素10（IL-10）的水平，从而减轻博来霉素给小鼠带来的氧化应激、肺炎症反应和急性肺损伤；

2.4 心血管保护作用

在心血管系统保护方面，薯蓣皂苷在冠心病猪模型研究时被发现能够通过抗炎、抗氧化作用，降低血清肌酸蛋白（CK）、肌酸激酶同工酶（CK-mb）、肌酸脱氢酶（LDH）、心肌肌钙蛋白（cTnT）水平，增加左心室射血分数（LVEF），抑制左心室收缩期内径(LVIDs)，其发生机制是薯蓣皂苷通过NAD-依赖性去乙酰化酶Sirtuin-1/核因子E2相关因子2转录因子（Sirt1-Nrf2）和p38 MAPK途径减少氧化应激和炎症，从而预防冠心病。薯蓣皂苷可以增加冠心病猪模型的心脏功能，通过下调caspase-3表达、上调Sirt1/Nrf2表达和p38 MAPK途径预防冠心病。郭春宏等研究显示薯蓣皂苷的含药血清提高心肌细胞存活率水平，降低损伤细胞MDA、LDH含量，提高CAT、T-SOD活性。薯蓣皂苷可以抑制血管平滑肌增殖，HE染色显示球囊损伤后颈动脉内膜增生被抑制， PCNA表达水平降低， SM22-α及α-SMA表达水平升高，预防血管再狭窄。

2.5 抗骨质疏松

赵菁研究表明薯蓣皂苷可以提高大鼠骨密度和股骨中骨小梁厚度与数量，提高PI3K、P38、p-ERK蛋白水平，降低c-Caspase3表达水平，促进绝经后骨质疏松大鼠成骨细胞的增殖和分化。张春芳等人研究也表明薯蓣皂苷促进MC3T3-E1细胞的增殖和ALP的活性，使Lrp5、β-catenin、OPG/RANKL mRNA表达水平下调。袁人飞研究显示薯蓣皂苷提高MC3T3-E1细胞增殖，提高成骨细胞内碱性磷酸酶活性、成骨细胞矿化结节量。降低β-catenin,runx2,Cyclin D1的表达水平。

3.薯蓣皂苷的潜在毒性

周倩等通过对肝细胞增殖及凋亡检测，发现薯蓣皂苷抑制肝细胞增殖，细胞的凋亡和坏死成剂量依赖性；动物试验也显示小鼠肝组织内偶见巨核干细胞，上调血清中AST水平。梁玉琼等通过对LO2人肝细胞的研究显示薯蓣皂苷抑制LO2增殖，使其细胞分布密度降低，边界模糊，Bcl-2蛋白的表达降低,Bax蛋白的表达升高。张亚欣等发现薯蓣皂苷与Hep G2 共孵育12h后，显示细胞活性降低，LDH和ROS 升高，细胞形态发生改变甚至死亡，上调CYP1A1蛋白表达。

4.结论

薯蓣皂苷在是穿山龙、盾叶薯蓣、黄山药等薯蓣科植物中含量较高，其结构与甾体激素的化学结构相似，是一种经典的皂苷类成分。随着科学技术的不断进步,薯蓣皂苷的研究也越来越受到关注, ,而且它还是合成甾体激素类药物的基础原料和中间体,除了具有良好的药理作用外，有一定的肝毒性，因此如何合理利用开发薯蓣皂苷产品，有很大的研究空间，本文对薯蓣皂苷的提取方法、药理作用、潜在毒性做简单总结，为薯蓣皂苷的产品进一步开发提供参考。