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蒙药玉簪花化学成分和药理作用机制研究进展

花匠小妙招
2024-11-04 16:16

蒙药玉簪花化学成分和药理作用机制研究进展
Research Progress on Chemical Constituents and Pharmacological Mechanism of Mongolian Medicine Hosta plantaginea Flowers

1. 引言

百合科Liliaceae玉簪属Hosta为多年生草本植物，生长于海拔2000 m以下林缘、草坡、水溪边等阴湿地区 [1] [2] 。我国原产4种，分别为玉簪Hosta plantaginea、紫萼玉簪Hosta ventricosa、东北玉簪Hosta ensata和白粉玉簪Hosta albofarinosa [3] 。目前，常被作为观赏花卉种植，其中玉簪还具有极高的食用和药用价值。玉簪首次记载于《本草纲目》，其根、茎、叶、花等部位均可入药，广泛应用于蒙古族、傣族、纳西族等少数民族。Wang等 [4] 从玉簪H. plantaginea全草中分离出5个新型苯乙胺生物碱和12个已知生物碱，8-demethoxy-10-O-methylhostasine具有乙酰胆碱酯酶抑制活性，IC50值为2.32 μM；7-deoxy-trans-dihydronarciclasine具有抗烟草花叶病毒活性，IC50值为1.80 μM。Wang等 [5] 从玉簪H. plantaginea叶中分离出4个新型甾体皂苷和5个已知甾体皂苷，Hostasides Ⅰ和Hostasides Ⅱ具有抗真菌活性，对白色念珠菌和尖孢镰刀菌MIC值均小于4 μg/mL。Mimaki等 [6] 从玉簪H. plantaginea地下部分中分离出1个新型C22甾体皂苷、1个已知呋甾烷醇皂苷和3个已知螺甾烷醇皂苷，螺甾皂苷对白血病细胞HL-60具有较强的抑制活性，且呈现剂量依赖性，IC50值为1~3 μg/mL。

玉簪花为百合科Liliaceae玉簪属Hosta玉簪H. plantaginea的干燥花，又名内消花或白鹤花等，性凉、味苦，具有清热解毒、利水通经之功效 [7] 。基源植物玉簪原产于中国、韩国和日本，广泛分布于我国四川、湖北、江苏等地，欧洲、美洲各国亦有栽培。玉簪花作为蒙医药常用药材，已被收载于《中华人民共和国卫生部药品标准·蒙药分册》和《内蒙古药材标准》 [8] ，临床上用于治疗急慢性咽炎，“玉簪清咽十五味丸”和“清咽六味散”均是以玉簪花为首的、已上市的蒙药复方制剂 [9] [10] 。现代研究表明，玉簪花化学成分主要包括甾体类、黄酮类、生物碱类等，具有抗炎、抗菌、抗肿瘤、抗氧化、保肝、镇痛等多种药理作用。因此，本文对玉簪花化学成分和药理作用等方面进行了综述，以期为该药材资源开发和利用提供理论基础。

2. 蒙药玉簪花化学成分

截至目前，从玉簪花中提取、分离出125种化合物，包括甾体类1-18、黄酮类19-69、生物碱类70-87、苯丙素类88-92、单萜苷类93-97、苯乙醇苷类98-100和其他类101-125。

2.1. 甾体类化合物

如图1所示，玉簪花甾体类化合物包括植物甾醇1-2 [11] 和甾体皂苷3-18 [11] - [16] ，其中植物甾醇为谷甾醇类1-2，甾体皂苷为螺甾烷醇皂苷类3-14和呋甾烷醇皂苷类15-18。甾体皂苷为其主要成分，苷元包括曼诺皂苷元(Manogenin, 3)、吉托皂苷元(Gitogenin, 4-12)和替告皂苷元(Tigogenin, 13)等，且以吉托皂苷元为主。皂苷糖部分主要为α-L-鼠李糖、β-D-葡萄糖、β-D-木糖和β-D-半乳糖，且多与苷元3位-OH结合成苷。

Figure 1. Chemical structures of steroids from H. plantaginea flowers

图1. 玉簪花甾体类化学结构

2.2. 黄酮类化合物

黄酮类化合物是一种多酚类次生代谢产物，广泛存在于自然界，由两个苯环(A和B环)与三碳原子(C环)组成，即具有C6-C3-C6母核结构。如图2所示，玉簪花黄酮类化合物主要为黄酮醇 [17] - [24] 、二氢黄酮 [25] [26] [27] 、二氢黄酮醇 [25] 、黄烷 [28] 、黄烷醇 [28] [29] 、二氢高异黄酮 [30] 和黄酮-木脂素 [31] 等。其中大多以山奈酚为母核，在A环C3或C7位、B环C4′位与α-L-鼠李糖、β-D-葡萄糖或β-D-半乳糖结合形成黄酮单糖苷、双糖苷、三糖苷和四糖苷。此外，研究人员亦发现了许多新型黄酮，如Wei等 [31] 从玉簪花95%和70%乙醇提取液乙酸乙酯层中分离出4个新型黄酮-木脂素二聚体57-60；He等 [30] 从玉簪花80%乙醇提取液乙酸乙酯层中分离出1个新型二氢高异黄酮(3R)-dihydrobonducellin 56；Yang等 [24] 从玉簪花乙醇粗提物乙酸乙酯层中分离出1个新型甲基黄酮醇Plantanone D 43，且此类天然产物首次从百合科植物中获得。

Figure 2. Chemical structures of flavonoids from H. plantaginea flowers

图2. 玉簪花黄酮类化学结构

2.3. 生物碱类化合物

如图3所示，玉簪花生物碱包括以下5类：β-卡波林类生物碱71-79 [26] [32] 和87 [18] 、简单吲哚类生物碱80-81 [32] 、吡咯类生物碱82 [18] 、哌啶类生物碱83 [18] 、酰胺类生物碱70 [25] 和84-86 [18] 。其中，化合物(E)-1-[5′-(hydroxymethyl)furan-6′-yl)]-11-methyl-[1, 3]dioxolo-pyrido-indole-but-2″-en-3″-one 73和Hostine D 82为新化合物。

Figure 3. Chemical structures of alkaloids from H. plantaginea flowers

图3. 玉簪花生物碱类化学结构

2.4. 苯丙素类、单萜苷类和苯乙醇苷类化合物

如图4所示，目前从玉簪花中仅分离出3种苯丙素88-89 [21] [25] 和91 [26] 与2种苯丙素苷90 [26] 和92 [28] 。此外，Wang等 [33] 从玉簪花95%乙醇提取液乙酸乙酯层中分离出2个单萜苷93和94。随后，Bao等 [34] 亦从玉簪花95%乙醇提取液乙酸乙酯层中分离出3个甲基环己烯型单萜苷95-97。其中，化合物Hoplanoside A 93和Plantaginoside 97为新化合物。Yang等 [26] 从玉簪花80%乙醇提取液正丁醇层中分离出3个苯乙醇苷98-100。

Figure 4. Chemical structures of phenylpropanoids, monoterpene and phenylethanol glycosides from H. plantaginea flowers

图4. 玉簪花苯丙素类、单萜苷类和苯乙醇苷类化学结构

2.5. 其他类化合物

除上述主要成分外，玉簪花还含有脂肪族类 [17] [18] [28] 、芳香族类 [21] [28] 、芳香酯类 [25] [30] 、芳基糖苷类 [28] 、三萜类 [21] 、核苷类 [18] [21] [25] 、神经酰胺类 [35] 、内酯类 [28] 和呋喃类 [18] 等成分，如图5所示。

Figure 5. Chemical structures of others from H. plantaginea flowers

图5. 玉簪花其他类化学结构

3. 蒙药玉簪花药理作用

3.1. 抗炎作用

起初，科研人员发现玉簪花乙醇提取物具有较强的抗炎活性 [36] [37] 。随后，He和Yang等 [19] [23] [24] [26] [29] 研究发现19种黄酮20、22、23-24、26-30、32-34、37、42-43、46-48、51和3种苯乙醇苷98-100对环氧化酶(COX-1和COX-2)具有不同程度的抑制活性，表现出一定的抗炎作用。基于此，He和Yang课题组 [27] [30] [38] [39] [40] 进一步评价了11种化合物对LPS诱导的RAW 264.7细胞抗炎活性及其作用机制，如表1所示。上述化合物通过阻断NF-κB、iNOS、COX-2、MAPKs或Akt信号通路，从而抑制炎症介质NO、PGE2和促炎细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6等分泌，进而发挥显著的抗炎作用。同时，Zhang等 [18] 研究亦发现Hostine D 82、Stellarine C 87、Hostine C 121和Hostine E 122显著地抑制LPS诱导的RAW 264.7细胞NO释放量，并利用分子对接揭示了上述呋喃类化合物潜在的抗炎活性作用机制，即与iNOS蛋白产生了相互作用。

化合物

抗炎活性作用机制

化合物

抗炎活性作用机制

阻断NF-κB信号通路

阻断NF-κB/iNOS/COX-2/MAPKs/Akt信号通路

阻断NF-κB信号通路

阻断NF-κB/iNOS/COX-2/MAPKs/Akt信号通路

阻断NF-κB信号通路

阻断NF-κB/MAPKs/Akt通路

—

Table 1. Anti-inflammatory activities and mechanism of 11 compounds from H. plantaginea flowers

表1. 玉簪花11种化合物抗炎活性及其作用机制

据报道，玉簪花在蒙古族民间广泛用于治疗咽炎和前列腺炎，但目前仍缺乏分子作用机制。研究表明，玉簪花提取物和纯化物均可降低TNF-α、IL-1β、IL-6、CRP、5-HT、IgG和补体C3、C4等细胞因子含量，改善急性咽炎大鼠模型咽部和肺部病理形态学特征 [20] [41] ；玉簪花不同剂量提取物可降低慢性前列腺炎大鼠模型血清IL-6、IL-8、IL-1β、IL-10和前列腺组织IL-6、IL-8、TNF-α等细胞因子含量 [42] 。玉簪花提取物还可减少炎症介质NO生成量，降低IgE、支气管肺泡灌洗液IL-6、TNF-α等促炎细胞因子含量和肺组织ICAM-1表达量，从而发挥对RAW264.7巨噬细胞炎症模型和BALB/c支气管哮喘小鼠气道炎症模型较强的抑制作用 [43] 。

此外，He和Yang课题组先后利用动物模型评价了玉簪花抗咽炎或前列腺炎活性及其作用机制，玉簪花95%和70%乙醇提取液石油醚层、乙酸乙酯层、正丁醇层、水层和玉簪花总黄酮均通过抑制NF-κB/MAPKs/JAK-STAT/PI3K-Akt信号通路发挥抗慢性前列腺炎作用 [44] [45] ；玉簪花95%和70%乙醇提取液及其乙酸乙酯层和正丁醇层亦通过抑制NF-κB/MAPKs/JAK-STAT/PI3K-Akt信号通路发挥抗急性和慢性咽炎作用 [46] [47] 。

3.2. 抗菌作用

辛颖和白玉花 [48] 研究发现玉簪花乙醇提取物具有较强的体内和体外抗菌活性，叶晓川等 [49] 研究亦发现玉簪花95%乙醇提取液乙酸乙酯层对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌抑制活性较强；95%乙醇提取液正丁醇层对白色念珠菌和红色毛藓菌抑制活性较强。随后，李文媛 [11] 评价了3种甾体皂苷体外抗菌活性，发现化合物8和12对白色念珠菌抑制活性较强，最小抑菌浓度分别为32~64、16~32 μg/mL。

此外，Wang等 [33] 研究发现2种单萜苷93和94抗菌活性较强，其中化合物93对金黄色葡萄球菌抑制作用具有统计学意义，在保健品和食品保鲜剂等领域应用前景广阔。Bao等 [34] 研究亦发现另外3种单萜苷具有一定的抗菌活性，其中化合物97抗菌活性优于化合物95-96。

3.3. 抗肿瘤作用

李文媛 [11] 以生物活性为导向从乙酸乙酯和正丁醇层中分离出5种甾体，并评价了化合物8、10和12体外抗增殖活性。结果表明，上述3种甾体皂苷均具有增殖抑制活性，其中化合物8细胞毒性最强，对Hela、MCF7、U937 3种肿瘤细胞株IC50值分别为32.4、50.21和6.54 μg/mL。武毛毛等 [50] 亦发现上述化合物8、10和12及其苷元4具有细胞毒性，且呈现一定的浓度剂量依赖性。其中苷元4具有较好的选择性，但化合物8选择性较差，对正常细胞亦具有毒性，支脱皂苷元和吉托皂苷元-3-O-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→ 2)-β-D-吡喃葡萄糖基-(1→4)-β-D-吡喃半乳糖苷可作为玉簪花药材质量标志物。此外，甾体皂苷8-12对肝癌细胞株HepG2、乳腺癌细胞株MCF7和胃癌细胞株SGC7901亦具有较强的抗增殖活性，IC50值为0.16~1.85 μg/mL，且优于阳性对照药10-羟基喜树碱和顺铂 [14] 。上述结果均提示以吉托皂苷元为母核的甾体皂苷体外抗增殖活性与3位-OH所结合糖的数量有关，但与糖的种类和连接方式无关。当糖的数量 ≥ 3个，甾体皂苷均表现出较强的抗肿瘤活性。

与此同时，黄酮-木脂素亦具有一定的抗肿瘤作用，但活性稍弱于甾体皂苷。Wei等 [31] 研究发现化合物57-58、61-62抑制人前列腺癌细胞株LNCaP增殖，IC50值分别为17.84、33.26、54.13和81.55 μg/mL，且化合物57-58活性优于化合物61-62，提示黄酮母核B环C3′、C4′位9‴-二羟基苯基呋喃和C5′位丙烯基在抗前列腺癌活性中具有重要作用，尤其是9‴-二羟基苯基呋喃结构片段。

3.4. 抗氧化作用

周庆光 [25] 研究发现玉簪花水和乙醇提取物富含酚类和黄酮类成分，80%乙醇提取液具有较强的抗氧化活性，且各萃取部位强弱排序为乙酸乙酯层 > 正丁醇层 > 石油醚层 > 水层，提示玉簪花抗氧化作用与总黄酮及其含量有关。随后，周庆光等 [22] 从80%乙醇提取液中分离出1个新型黄酮苷Plantanone C 35，并利用DPPH法证明了其较强的体外抗氧化活性，IC50值为240. 2 μmol/L。

此外，Yang等 [19] [24] [26] [29] 先后发现了7种黄酮具有不同程度的抗氧化活性，如表2所示。其中，山奈酚20和Plantanone D 43与阳性对照药L-抗坏血酸抗氧化活性相近，表明玉簪花抗氧化作用主要成分为黄酮类化合物，在化妆品和保健品等抗衰护肤品领域展现出巨大的潜力。与此同时，玉簪花3种单萜苷95-97还表现出DPPH自由基清除能力，其中化合物96和97活性较为显著，提示与其结构片段所含双键和羟基等官能团有关 [34] 。

化合物

IC50值(μM)

化合物

IC50值(μM)

DPPH

ABTS

DPPH

ABTS

36.3 ± 1.1

—

82.4 ± 2.4

—

77.6 ± 2.4

—

46.6 ± 1.3

—

35.2 ± 0.8

9.12 ± 0.3

112.7 ± 3.8

—

83.2 ± 3.0

—

L-抗坏血酸

33.9 ± 1.1

8.45 ± 0.4

Table 2. Antioxidant activities of 7 compounds from H. plantaginea flowers

表2. 玉簪花7种化合物抗氧化活性

3.5. 其他作用

解红霞等 [51] 利用热板法和醋酸扭体法测定了玉簪花不同浓度乙醇提取液镇痛作用，发现玉簪花50%乙醇提取液可显著减少小鼠扭体反应次数，表现出较强的镇痛活性，提示玉簪花镇痛作用有效部位为50%乙醇提取液。Wei等 [31] 利用MTT法测定了13个黄酮-木脂素57-60和类黄酮61-69对CCl4诱导的人正常肝细胞株L-O2体外保肝作用，发现化合物59-60和64-65均可促进L-O2细胞增殖，表现出中等保肝活性，其中黄酮母核B环C3′和C4′位二氧六环-苯丙基结构片段在保肝活性中具有重要作用。

除上述药理作用外，β-卡波林生物碱(E)-1-[5′-(hydroxymethyl)furan-6′-yl)]-11-methyl-[1, 3]dioxolo-pyrido-indole-but-2″-en-3″-one 73和Perlolyrine 74表现出显著的5α-还原酶抑制活性，Ki值分别为32.4 ± 1.8和56.4 ± 5.6 nmol/L [32] 。

4. 结语

玉簪花作为蒙医药传统药材，具有悠久的用药历史。通过综述近10年来玉簪花化学成分和药理作用类型研究文献，发现玉簪花药效物质基础研究已步入单体化合物阶段，且主要集中于山奈酚及其糖苷等黄酮类化合物。现代研究表明，玉簪花具有广泛的药理作用，如抗炎和抗肿瘤等，然而目前仅局限于考察体外活性，体内药效学和药代动力学研究相对较少，现仅获得了3个黄酮苷药代动力学参数 [20] 。玉簪花还具有较强的抗氧化和保肝活性，但作用机制尚不明确。大量研究表明，多糖具有广泛的生物活性，近年来深受科研人员关注。除上述化学成分外，玉簪花还含有多糖等大分子化合物 [52] ，此类物质化学结构和药理作用均有待进一步研究，从而丰富玉簪花药用价值。此外，玉簪花尚未收载于《中华人民共和国药典(2020年版)》，而《中华人民共和国卫生部药品标准·蒙药分册》仅规定其基源、性状、用法用量和理化鉴别等 [8] ，薄层鉴别和含量测定项目研究不足，目前仅局限于总黄酮和总皂苷含量测定 [53] [54] 、山奈酚及其简单糖苷薄层鉴别和含量测定等 [42] [55] [56] [57] 。与此同时，中药指纹图谱技术虽已初步应用于评价玉簪花内在质量 [58] [59] ，但仍需结合网络药理学、化学计量学、一测多评、质量标志物等方法进一步完善玉簪花及其相关蒙药制剂质量标准体系。在毒理学研究方面，目前已发现玉簪花70%乙醇提取液D101大孔吸附树脂95%乙醇洗脱馏分具有一定的毒性 [20] ，但具体原因亦存在空白，值得进一步深入研究，从而增强用药安全性。综上，作为药食同源类物质，玉簪花在药品、食品、化妆品和保健品等方面应用前景广阔，具有潜在的开发和利用价值。

基金项目

辽宁省科技厅面上项目(2022-MS-172)；沈阳市中青年科技创新人才支持计划项目(RC210464)；辽宁大学“大学生创新创业训练计划”项目(X202310140039)。

NOTES

*通讯作者。