山西省道地中药材研究进展

高 昆 ，林洪源

（1.山西大同大学 农学与生命科学学院，山西 大同 037009；2.大同乡村振兴研究院，山西 大同 037009；3.山西大同大学 设施农业技术研发中心，山西 大同 037009）

所谓道地药材就是指经过长期临床研究所选出来的，在特定地区，通过特定生产过程所制造的，较其他地区所产的同种药材品质佳、疗效好，并具有较高知名度的药材[1]。山西道地药材的生产历史悠久，中药文化底蕴深厚，山西中药资源量位列全国第4，中药材的种类、储量、种植面积和产量均处于全国前列[2]。近年来，山西省积极挖掘中药产业发展优势，根据国家中医药发展战略规划，相继出台了《山西省中药材保护和发展实施方案》《山西省人民政府办公厅关于推进中药材产业高质量发展的意见》（晋政办发〔2022〕52 号）、山西省人民政府《关于建设中医药强省的实施方案》（2020年3月）等多项政策措施，为提高山西省中药材资源优势和市场竞争力奠定了坚实的基础。

近年来，中药的疗效受到国内外的普遍关注，国外学者也致力于研究山西道地药材的功效，如苦参的抗菌[3]、抗炎[4]、抗肿瘤[5]和降血糖作用[6]；黄芩黄酮的抗衰老作用机制[7]；连翘的抗炎活性[8]；党参的免疫调节作用[9]；远志的抗抑郁有效成分及作用机制[10]；甘草的抗炎杀菌性[11]；知母皂苷对老年痴呆症的防治作用[12]。

本研究旨在通过查阅和整理文献，从山西省道地中药材的分布，有效成分和功效及分子生物学和生理生态学方面的研究进行综述，了解山西省道地中药材的研究成果，发现存在的不足，提出今后的研究方向，为提高山西省道地中药材的产量和质量，更好地发挥其药用价值提供帮助。

1 山西省道地中药材及其分布

山西省是我国药材资源大省，药材种类丰富，据第四次中药资源普查初步统计，山西省现有1 788 种中药材，其中，道地中药材达30 多种[13]。受地理位置、地形地貌、气候条件、土壤类型等因素的影响，在山西各地集中分布的道地中药材种类较多。

1.1 山西北部药材

山西北部地区根据行政划分包括大同、朔州、忻州3 个市，分布于北部的道地中药材有：柴胡（Bupleurum chinenseDC.）、黄芪（Astragalus membranaceus（Fisch.） Bge.var.mongholicus（Bge.） Hsiao）、知母（Anemarrhena asphodeloidesBge.）、甘草（Glycyrrhiza uralensisFisch.）、麦冬（Ophiopogon japonicus（Linn. f.） Ker-Gawl.）、黄芩（Scutellaria baicalensisGeorgi）。

1.2 山西中部药材

中部地区即吕梁、太原、阳泉、晋中四地，所产的药材包括：甘草、连翘（Forsythia suspense（Thunb.）Vahl）、丹参（Salvia miltiorrhizaBge.）、板蓝根（菘蓝）（Isatis indigoticaFort.）、黄芩。

1.3 山西南部药材

南部地区包括临汾、长治、晋城、运城4 个市，主产药材为：刺五加（Acanthopanax senticosus（Rupr.etMaxim.） Harms）、射干（Belamcanda chinensis（L.） DC.）、党参（Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.）、连翘、生地（地黄）（Rehmannia glutinosaLibosch.）、柴胡、苦参（Sophora flavescensAit.）、板蓝根、远志（Polygala tenuifoliaWilld.）、瓜蒌（栝楼）（Trichosanthes kirilowiiMaxim.）、防风（Saposhnikovia divaricata（Turcz.） Schischk.）、丹参、麦冬、黄芩、贝母（Bolbostemma paniculatum（Maxim.）Franquet）、猪苓（Polyporus umbellatus（Pers.） Fries）、山茱萸（Cornus officinalisSieb. et Zucc.）。

在这些药材中，除了黄芩在山西全省均有分布外，北部和中部共有的种类有甘草，北部和南部共有的种类有柴胡和麦冬，中部和南部相同的种类较多，有连翘、丹参、板蓝根。相比较而言，山西南部的道地药材种类比北部和中部多，而且产量也大。

2 山西省道地中药材有效成分及功效

在山西道地中药材中，能够分离出生物碱、有机酸类、皂苷类、黄酮类、多糖类等有效成分，这些有效成分具有多种生物活性，在临床上有广泛用途。

2.1 含有生物碱类的中药材

有研究发现，党参中含有吡咯烷鎓[14-15]、党参碱、党参次碱[16-17]，党参生物碱的药理作用主要是对神经系统的作用，具有保护神经细胞、提高学习记忆能力以及减轻阿尔兹海默病症状等[18]。从苦参中分离到的生物碱主要有苦参碱、臭豆碱、苦豆碱、羽扇豆碱等类型[19]。其中，苦参碱具有显著的抗肿瘤、抗肝炎病毒、抗心血管疾病作用[20-24]。常宝勤等[25]用紫外分光光度法测定板蓝根中的生物碱类靛玉红、靛蓝的质量分数，这2 种生物碱具有保护肝脏、治疗白血病、抗菌、抗病毒等作用。何立巍等[26]研究发现，板蓝根总生物碱类对感染甲型流感病毒的小鼠有保护作用。张继等[27]研究结果显示，甘草生物碱成分为喹啉衍生物类及异喹啉衍生物类，甘草的根和根茎具有清热解毒、止咳祛痰、补脾和胃等功效，这与甘草生物碱成分有关。金宝渊等[28]用光谱分析法鉴定出远志的生物碱为咔啉类衍生物。瓜蒌干燥果皮脂溶性部分含有一种特有的生物碱——栝楼酯碱[29]，但其药理活性未见报道。贝母中的甾体生物碱种类多，其中主要是西贝素和西贝素苷，它们是贝母止咳、化痰作用的有效成分[30]。

2.2 含有有机酸的中药材

有机酸是中药材的有效活性成分之一，具有抗菌、消炎等作用。不同中药材中有机酸种类不同，如党参中的有机酸主要是丁香酸、丁香醛、烟酸以及香草酸4 种[31]。板蓝根中的有机酸是水杨酸、丁香酸、苯甲酸和邻氨基苯甲酸[32]。巢志茂等[33]在5 种瓜蒌果皮挥发油中发现了15 种有机酸，其中，棕榈酸含量最高，其次是亚麻酸和亚油酸。

2.3 含有皂苷类的中药材

党参皂苷具有增强免疫力、抑菌、抗氧化和抗癌等作用。曹发昊等[34]研究发现，党参皂苷能增强细胞免疫、体液免疫功能，可以作为免疫增强药物。邓宝安等[35]研究表明，党参皂苷提取物具有很强的抗菌活性。方志娥等[36]研究结果显示，党参总皂苷对人肝癌SMMC-7721 细胞有抑制作用。苦参根中三萜皂甙类主要有苦参皂甙Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，大豆皂甙Ⅰ。三萜皂苷类具有抗肿瘤、抗菌消炎、抗病毒等生物活性[37]。知母根茎中含有甾体皂苷类，是知母首要的药理活性成分[38]，其中知母皂苷BⅡ以及知母皂苷AⅢ等甾体皂苷类具有改善学习记忆、抗老年痴呆的作用[39]。柴胡中含有较多的皂苷类化合物，其中柴胡皂苷A、C、D 是其主要活性成分[40]。李肖等[41]研究发现，柴胡中的柴胡皂苷A 和柴胡皂苷D 等活性成分具有抗抑郁效果。宋吉美等[42]研究表明，柴胡皂苷A 和D 具有明显的抗炎和免疫调节作用。相关研究表明，柴胡皂苷类成分具有良好的保肝护肝作用[43]，柴胡、刺五加、麦冬的皂苷具有抑制癌细胞的生长、侵袭、迁移功能[44-46]。刺五加皂苷还有抗氧化功能[47]。黄芪皂苷类成分主要有黄芪皂苷、异黄芪皂苷、乙酰黄芪皂苷、环黄芪苷和大豆皂苷等。黄芪皂苷是黄芪中重要的活性成分之一，具有抗肿瘤、抗衰老、抗病毒、免疫调节、保护心血管系统等功能[48]。王敏等[49]研究发现，黄芪皂苷Ⅱ可激活CD45PTPase，诱导Th1 细胞反应，增强抗肿瘤免疫反应。郑恒等[50]研究表明，黄芪皂苷可改善心肌损伤，增强心功能，抑制心肌细胞凋亡。甘草皂苷中的三萜皂苷是甘草中最主要的一类化学成分，具有保肝活性[51]。甘草酸制剂用于临床治疗乙型肝炎病毒。费书珂等[52]研究表明，甘草皂苷可显著改善急性胰腺炎小鼠的炎症水平，减轻胰腺组织损伤。远志皂苷为中药远志中的三萜皂苷类成分，是其发挥药效的主要成分之一。远志皂苷具有抗氧化、抗衰老、抗癌、保护心脑血管及神经等作用[53]。梁义等[54]研究发现，远志皂苷D通过Wnt/β-catenin 信号通路抑制结直肠癌的生长和转移。皮婷等[55]研究结果显示，远志皂苷可抑制LPS 诱导的细胞炎症因子的释放及表达，具有保护神经细胞炎症损伤的作用。

2.4 含有黄酮类的中药材

黄酮类化合物具有清除自由基、抗氧化、抗癌、抗菌、抗过敏、抗炎症、抗病毒等多种生物活性及药理作用，对人类的肿瘤、衰老、心血管等疾病的治疗和预防也具有重要意义。山西省道地药材中含有黄酮类的有连翘、黄芪、甘草、柴胡、远志、党参、苦参、板蓝根、黄芩、射干、麦冬、山茱萸等，它们各有不同的功效。连翘中的黄酮类化合物具有一定的清除羟自由基的能力[56]。李平等[57]研究发现，连翘黄酮能显著抑制胃癌细胞MGC80-3，促进细胞自噬性死亡。杜虹韦等[58]研究表明，黄芪黄酮提取物能抑制S180 小鼠肿瘤细胞的生长，对肿瘤细胞的凋亡有一定的促进作用。邵洋等[59]研究推测，黄芪黄酮与葛根黄酮配伍，通过APN/AMPK 的相关信号通路有降低血糖、血脂的作用。陈浩等[60]研究表明，甘草黄酮对MPTP 帕金森病小鼠DA 能神经元具有神经保护效应。相关研究发现，柴胡黄酮、远志黄酮、党参黄酮具有一定的抗氧化性[61-63]。王继光等[64]研究发现，苦参总黄酮有抗心律失常的作用。张洪江等[65]利用分子对接方法研究了板蓝根中15 个黄酮化合物对神经氨酸酶的抑制作用，为板蓝根抗流感病毒的物质基础提供线索。龙旭等[66]研究显示，丹参总黄酮对革兰氏菌有抑制作用，其抑菌率大小依次为大肠埃希菌＞金黄色葡萄球菌＞铜绿假单胞菌。相关研究发现黄芩黄酮有抗衰老作用[67]。

2.5 含有多糖类的中药材

中药材中的多糖也是重要的活性成分之一，起着不同的药用功效，如党参、黄芪、甘草的多糖[68-70]能够参与调节免疫活性；党参、知母、柴胡、黄芪的多糖[42,71-73]起到抗炎症功能；甘草多糖[74]，苦参、党参多糖[75-76]，具有抗氧化功能。

2.6 含有其他有效成分的中药材

除了以上5 种主要有效成分外，山西中药材中还有多种化学成分，牛天增等[77]从党参中提取的有效成分还包括了苍术内脂Ⅲ，苍术内脂Ⅲ能够改善肠道炎症，可用于临床治疗肿瘤及损伤。张娜等[78]研究表明，生地（地黄）甾醇类成分具有调节免疫、减少血管通透性、抑制血管内皮炎症、抑制关节滑膜炎症的作用。李亚妮等[79]通过FTIP 指纹图谱的研究，发现远志醇溶性浸出物中有大量的脂类物质，证实了山西远志醇溶性浸出物中脂溶性成分含量高。

2.7 道地中药材有效成分提取工艺

目前研究注重优化药材主要有效成分的提取工艺，使提取的有效成分含量更加优质，提取率更高。最常用的提取方法有Box-Behnken 响应面优化法、正交试验优化法、超声波提取法。如连翘黄酮、连翘多糖、远志黄酮、甘草多糖的提取利用Box-Behnken 响应面优化法[74,80-82]；板蓝根多糖、党参多糖的提取利用超声波提取法[83-84]；知母黄酮、瓜蒌黄酮、黄芪多糖的提取利用正交优化法[85-87]。

有些研究还利用HPLC 指纹图谱对药材的有效成分进行分析，确定药材有效成分的含量，鉴定不同产地、不同品种药材的质量，为药材质量控制提供依据。关琳静等[88]采用RP-HPLC 色谱法，将潞党参和其他不同产地党参的有效成分进行对比，结论可用于测定山西潞党参的质量。张丽增等[89]建立不同批次山西远志的HPLC 指纹图谱，表明山西远志药材有效成分组成一致，质量稳定，该法也可用于快速鉴定不同产地的山西远志。乔丽芳等[90]建立了山西不同地区黄芩叶的黄酮类物质的HPLC 指纹图谱，测定出不同产地黄芩黄酮含量，为黄芩质量评价提供依据。

3 山西省道地中药材的分子生物学

随着现代分子生物学技术、现代仪器分析技术和计算机技术的发展，这些技术开始逐步应用于中药材的品种鉴定和品质研究。中药分子鉴定是应用 DNA 分子标记技术鉴定中药材的方法。DNA分子标记技术具有特异性强、痕量、方便、准确的特点。马宁[91]利用ITS 序列的差异，鉴别黄芪的正品与伪品。詹海仙等[92]对山西省3 种野生黄芩叶绿体基因组序列的SSR 位点进行了分析，从分子水平对黄芩进行了快速、准确的鉴定。昌秦湘等[93]综述了RAPD、SSR、ISSR、SNP 等4 种不同分子标记在连翘品种鉴定、遗传多样性和亲缘关系等方面的应用。

PCR 技术广泛应用于中药材鉴定和基因克隆及表达分析中，蒲雅洁[94]运用PCR 技术鉴定出与远志皂苷合成有关的关键酶。王晓林等[95]克隆出党参中甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因，并分析干旱胁迫下基因的表达，结果表明该基因与党参多糖的合成相关。王宝霞等[96]利用PCR 技术鉴定出侵染板蓝根的病毒为蚕豆萎蔫病毒2 号。此技术还用于柴胡、黄芪、远志、苦参品种的鉴定[97-100]，根据基因序列遗传距离，结果可分析不同品种在基因方面的差别。

有学者还利用了优化的PCR 分析技术，如苦参、黄芪、甘草的SSR-PCR 反应体系[101-103]、板蓝根的RAPD-PCR 反应体系[104]，这些技术可为中药材鉴定及遗传多样性分析提供一个标准化程序。

4 山西省道地中药材的抗性生理生态

山西省处于我国的半干旱地区，水资源匮乏，同时土地盐渍化程度严重，所以，药用植物在受到干旱危害的同时，也受到盐碱胁迫，影响了中药材的产量和质量。

4.1 干旱胁迫

过度干旱使药用植物缺水，导致生长受到抑制，对药材的品质和各项生理指标有重要影响。干旱试验表明，有些药用植物在轻度干旱胁迫下仍可正常生长，具有一定耐旱性。王惠珍等[105]研究结果表明，轻度干旱胁迫下党参各项生理指标均处于正常水平。韩丽君等[106]研究干旱胁迫下连翘体内保护酶活性的变化，结果发现，轻度干旱胁迫可使连翘体内的保护酶含量增加，使连翘具有一定的抗干旱能力。

轻度干旱胁迫还可促进药用植物有效成分的合成。梁建萍等[107]对黄芪进行不同程度干旱胁迫，结果表明，轻度的干旱胁迫能够促进黄芪根部有效成分的积累，但中度和重度胁迫对黄芪的生长起抑制作用。雷瑞祥等[108]采用不同浓度PEG 模拟干旱胁迫，结果发现，适当的干旱胁迫有利于远志体内有效成分的积累。

当对药用植物施加一定的外源激素，可有效缓解干旱胁迫。韩晓伟等[109]研究表明，在不同干旱程度下，用适当浓度的外源脱落酸喷施于柴胡叶面，可提高柴胡的耐旱性，同时促进皂苷含量的增加。王楠等[110]研究发现，用50 mg/L 赤霉素浸种48 h，可以缓解重度干旱对黄芪种子萌发和幼苗生长的影响。安钰等[111]用不同浓度的CaCl2喷施甘草叶片7 d 后，发现干旱对甘草的伤害得到缓解。

以上研究表明，药用植物在轻度的干旱胁迫下生理状态正常，同时轻度胁迫能够促进药用植物有效物质的积累，但是随着干旱胁迫的加剧，当超过一定值时会对药材幼苗的生长起抑制作用，由此可知，山西省道地中药材具有一定的抗旱能力。并且相关研究结果表明，施加某些外源物质可以缓解或消除干旱胁迫对植物的伤害。

4.2 盐胁迫

山西省道地中药材的生产也受到盐渍化土地的危害。在众多的缓解药用植物盐胁迫的研究中，施加外源成分起了很大的作用。刘福顺等[112]结果表明，苦参在轻度盐胁迫时具有耐盐性，当盐浓度超过一定值后，苦参的生长就会受到抑制，而ALA（5-氨基乙酰丙酸）在苦参种子萌发时能够起到缓解盐胁迫的作用。刘建霞等[113]研究发现，用萘乙酸浸种和在幼苗期对黄芪叶面施加一定浓度的萘乙酸，可以有效缓解盐胁迫对黄芪的伤害作用。柳福智等[114]研究表明，施加适当浓度的外源海藻糖能够缓解盐胁迫对甘草幼苗的伤害，或施加外源硅[115]也具有一定的缓解作用。华智锐等[116]、李小玲等[117]通过对黄芩幼苗施加外源吲哚乙酸、外源茉莉酸甲酯发现可以缓解盐胁迫的伤害，增加其耐盐性。

以上研究表明，山西省道地中药材均有一定的耐盐性，在低浓度的盐溶液中山西道地药材可以保持正常的生理活性，随着盐浓度的升高，植物生长受到抑制。但利用一些外源糖类、矿质元素、有机酸、植物激素等可以缓解盐胁迫下植物受到的伤害，并促进有效物质的积累。这些研究成果为生产实践中提高山西道地药材的抗盐性提供了理论依据。

4.3 其他逆境胁迫

药用植物在生长的过程中，矿质元素也会对植物的生长产生一定的影响。有些学者研究认为，党参在铜胁迫和镉胁迫下，可在基质中添加适当凹凸棒石黏土，以缓解胁迫对植株的伤害[118-119]。黄芪在镉胁迫时生长受到抑制，但凹凸棒黏土能够有效缓解镉胁迫对黄芪的伤害作用[120]。板蓝根幼苗在镉胁迫、铅胁迫、铜胁迫[121]下均会受到伤害，抑制其生长。但低浓度的钙离子可以缓解板蓝根幼苗的镉胁迫[122]，适当浓度的硅可以缓解板蓝根幼苗的铅胁迫[123]。

5 展望

山西省是我国的中药材资源大省，也是中药材主产区。随着中医药产业的发展，道地中药材生产已经成为山西的重要产业之一。山西省道地中药材的种类、品质与山西的地形地貌、气候条件、土壤性质相适应，具有一定的抗逆性，所提取的成分含量、品质优于其他品种，有效成分的应用更加突出。关于山西省道地中药材的有效成分和功效、分子生物学和生理生态方面的研究都取得了较多的成果，并且有些已经用于临床医学、药物生产及药材生产实践中。但是目前的研究取材大部分只局限于市面易获取的中药材，对野生中药材的研究相对较少，所以，今后关于山西省道地中药材的研究应更加注重野生资源的挖掘和开发利用，深入研究野生中药材的有效成分，优化成分提取工艺，使更多中药材有效成分的提取纯度及含量更高，还要关注野生中药材有效成分的临床应用。同时注重新品种的培育，从药材分子生物学和生理生态学方面进行研究，以便提高中药材的质量和产量，更好地发挥其药用价值。