药用植物白芍的研究进展

药用植物白芍的研究进展

白芍是牡丹的一种。它的性质温和、味苦和酸。具有平肝止痛、出血调经、收敛阴阳、止汗的功效。药用白芍是毛茛科(Ranunculaceae)植物芍药PaeonialactifloraPall.去皮的干燥根。《中华人民共和国药典》2010年版规定白芍的加工方法是经过水煮再去皮,或去皮后水煮,晒干。传统炮制方法是用硫磺进行熏蒸干燥,并起到防虫、防蛀的作用,以利于储存。白芍中含有多种化学成分,包括单萜及其苷类、黄酮、鞣质、多糖等,其主要有效成分为芍药苷。芍药苷也是白芍质量控制的指标性成分。研究发现,芍药苷具有显著的抗炎、免疫调节和保护内皮细胞等药理作用,还可用于治疗类风湿性关节炎。本文对其药理作用和质量控制研究进展做一综述。1药理作用1.1tgp对慢性充炎大鼠足跖部,提出了“三自”结构的药物,可显著影响膝关节大鼠模型的正常表达,见表1和2研究白芍抗炎作用的动物模型有二甲苯所致耳廓肿胀小鼠模型、角叉菜胶致足肿胀大鼠模型、醋酸致腹膜炎小鼠模型和苯酚胶浆所致盆腔炎大鼠模型等。李宜川等以1mg/ml鸡胶原Ⅱ型的乳剂用于建立关节炎大鼠模型,以25、50和100mg/kg白芍总苷(totalglucosidesofpaeonia,TGP)灌胃治疗,以2mg/kg地塞米松作为阳性对照药。研究发现,TGP通过下调受损局部组织基质金属蛋白酶9(matrixmetalloproteinase-9,MMP-9),降低大鼠关节浸液中增高的NO和地诺前列酮(前列腺素E2,PGE2)水平,改善大鼠足爪肿胀和多发性关节炎的症状。50和100mg/kg的TGP均可有效促进关节炎大鼠模型体质量的恢复(P<0.01)。Chang等研究发现,用鸡胶原Ⅱ型诱导关节炎大鼠模型,12.5和62.5μg/ml的芍药苷对重组人白介素1α(rIL-1α)诱导的滑膜细胞、胸腺细胞和脾细胞异常增殖有较好的抑制作用。rIL-1α对PGE2的表达有明显促进作用,且呈现时间和浓度依赖性,而12.5和62.5μg/ml白芍苷可抑制PGE2的过度表达。机制可能是芍药苷通过上调关节炎大鼠滑膜细胞中E-类前列腺素(E-prostanoid4,EP4)受体蛋白表达和提高细胞内环腺苷酸(cyclicadenosinemonophosphate,cAMP)水平,发挥抑制滑膜细胞功能及调控免疫细胞应答,进而发挥抗炎作用。Jiang等研究发现,白芍水提醇沉提取物主要含有没食子酸、芍药苷亚硫酸酯、芍药内酯苷、芍药苷和苯甲酸5种化学成分,其抗炎作用强度主要取决于没食子酸的含量及其对cAMP-磷酸二酯酶(cAMP-PDE)活性的抑制作用。白芍提取物能显著抑制cAMP-PDE活性(P<0.01),对中性粒细胞呼吸爆发的抑制作用具有剂量依赖性(P<0.001)。白芍提取物在低浓度时抑制、高浓度时促进弹性蛋白酶的释放(P<0.05),并对关节炎大鼠模型局部炎症有显著的抑制作用(P<0.01)。杨琪伟等采用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)代谢组学方法研究赤芍和白芍的抗炎作用机制。研究发现,赤芍和白芍的抗炎作用机制有一定的差异,但均与内源性代谢产物有关系。白芍能提高炎症大鼠血清中PGE3的水平,降低PGF2α、白三烯(leukotriene)A4(LTA4)和PGE2的水平,影响体内花生四烯酸代谢产物,如PGEs和PGFs的平衡,从而影响炎症的发展。1.2对大鼠血清学及免疫功能的影响白芍对免疫系统的作用主要表现为对免疫的双向调节。白芍中的TGP及主要有效成分芍药苷是研究的主要对象。早期研究已证实,TGP、芍药苷或TGP中除芍药苷外的其他成分能在不同的环节对细胞免疫和体液免疫进行调节,从而对免疫性炎症和自身免疫系统疾病等进行治疗。王洪志等观察TGP对慢性非细菌性前列腺炎(chronicabacterialprostatitis,CAP)大鼠IFN-γ、TNF-α和IL-10表达的影响,将40只老龄SD大鼠分为正常对照组,CAP模型组,TGP50、150mg/kg治疗组,每组10只。研究表明,TGP能下调IFN-γ、TNF-α和IL-10的过度表达,并调节Th1/Th2细胞的平衡,其治疗CAP的作用机制可能与调节机体异常增强的免疫功能等作用有关。吴慧丽等采用三硝基苯磺酸灌肠法制备溃疡性结肠炎(ulcerativecolitis,UC)大鼠模型,观察25、50和100mg/kg三个剂量的TGP对UC大鼠细胞因子的影响,以400mg/kg柳氮磺吡啶作阳性对照药。结果表明,TGP有治疗UC的前景,50和100mg/kg的TGP可显著降低UC大鼠血清中TNF-α、IL-6和IL-8的含量,升高IL-10的含量,且TGP高剂量治疗组的各项指标与柳氮磺吡啶组接近。1.3tgp对ra大鼠血清中il-1和tnf-5蛋白表达的调控类风湿性关节炎(rheumatoidarthritis,RA)是自身免疫调节性疾病,以引起外关节病变为主要临床表现,其病因复杂,发病机制尚不完全明确。参与RA的免疫细胞种类多,发生RA时体内致炎因子作用增强而抗炎因子作用减弱。白芍主要是通过发挥免疫调节、抗炎、镇痛的综合作用,达到治疗RA的效果。以芍药苷为代表的TGP是白芍主要的活性成分。研究发现,TGP能对G蛋白-腺苷酸环化酶-cAMP信号转导通路和丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路进行调节,从而发挥抗炎及免疫调节作用。刘国玲等用鸡胶原Ⅱ型诱导RA大鼠模型,研究TGP对模型大鼠足爪组织中核转录因子NF-κB/p65蛋白表达及血清中细胞因子IL-1β、TNF-α和IL-10含量的影响。TGP高、中、低剂量组每只大鼠分别灌胃给予100、50、25mg/kgTGP。研究发现,模型对照组大鼠足爪组织中的NF-κB/p65蛋白表达量极高,高、中剂量的TGP能显著抑制该蛋白的表达(P<0.01),并显著降低大鼠血清中IL-1β和TNF-α的含量,对IL-10含量无显著影响。TGP低剂量组的上述指标与模型对照组无显著差异。由此可见,TGP对RA大鼠的药理作用可能与其下调NF-κB/p65蛋白表达,抑制血清中IL-1β和TNF-α水平有关。陈刚等研究发现,TGP不但可使脂多糖诱导PGE2生成减少,亦能减少环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)表达,增加巨噬细胞内抑制蛋白IκBα而减少胞核中p65蛋白含量,降低NF-κB与DNA的结合活性,从多个途径调控NF-κB的活化从而体现出抗炎效应。1.4对huvic的保护作用血管内皮细胞是血液和血管壁接触的界面,是机体重要的屏障。傅保娣采用胶原酶灌注法原代分离人脐静脉内皮细胞(humanumbilicalveinendothelialcells,HUVEC),以免疫荧光法鉴定分离得到的细胞,并用缺氧装置系统建立缺氧模型。体外检测到芍药苷能抑制缺氧损伤造成的HUVEC的减少,升高缺氧损伤的HUVEC中超氧化物歧化酶(SOD)活性而降低丙二醛(MDA)含量,从而降低细胞培养液中的乳酸脱氢酶(LDH)活性,保护HUVEC。并分别利用硝酸还原酶法、免疫细胞化学法和酶联免疫吸附试验(ELISA)揭示芍药苷可能通过增加缺氧损伤的HUVEC内皮一氧化氮合酶(endothelialnitricoxidesynthase,eNOS)的活性,进而增加NO的产生,对缺氧损伤的HUVEC起保护作用;通过减少核转录因子NF-κB的活性,从而减少细胞间黏附分子-1(ICAM-1)和血管细胞间黏附分子-1(VCAM-1)的表达,通过抗炎机制改善缺氧诱导的细胞损伤。常蕴青等研究发现,0.625mg/ml的芍药苷能通过抑制脂多糖诱导的脐静脉内皮细胞(ECV304)高迁移率族蛋白1的释放,及下调细胞间黏附分子-1的表达等途径保护内皮细胞。王飞等通过对雄性SD大鼠皮下注射盐酸肾上腺素及冰水浴复制血瘀证大鼠模型,观察了白芍(栽培白芍5.0g/kg,野生白芍2.0g/kg)对内皮细胞功能的作用。结果发现,栽培白芍和野生白芍均能降低血清中内皮素-1的含量并增加NO,改善血管内皮功能的异常。Chen等探讨芍药苷对过氧化氢(H2O2)诱导的HUVEC氧化损伤的保护作用。芍药苷浓度分别为10、62.5、250和1000μmol/L,随芍药苷浓度增加,受损细胞存活率显著提高。芍药苷可以减少细胞凋亡和细胞内氧自由基的产生,恢复人体内源性抗氧化剂,抑制磷酸化细胞外信号调节激酶1/2的表达,保护HUVEC氧化损伤。1.5抗感冒及药物近年来,对白芍的其他药理作用研究十分广泛,包括对中枢神经系统、消化系统的作用以及抗病原微生物、抗应激、滋补等作用。研究认为,白芍通过对大脑皮层的抑制而起到镇静、镇痛、抗惊厥等作用;通过抑制副交感神经的兴奋从而起到解痉等作用,可抑制胃肠道电运动及保护肝脏,治疗腹泻和便秘;具有较强的广谱抗菌作用,能抑制真菌和大肠杆菌等致病菌。2虾质及鞣质研究发现,白芍的主要有效成分为单萜及其苷类衍生物,以及鞣质。单一成分的质量控制标准无法明确解释其广泛的生物活性和药理作用,因此近年来对白芍的质量评价越来越趋向于多指标和整体性,而不是对单一成分的研究。2.1相关研究结果白芍的定性鉴别方法一般是薄层色谱法(thinlayerchromatography,TLC)。该方法在白芍药材的真伪鉴别和化合物的分离、制备中普遍应用。TLC前处理较简单,结果直观,结合显色和色谱扫描的方法可以快速鉴定某些类型的化合物,虽然存在一定局限性,但是仍为天然药物化学和分析化学中不可或缺的定性手段。随着HPLC和UPLC的广泛应用,液相指纹图谱法及其与MS联用的方法成为定性鉴别白芍的一种新趋势。液相指纹图谱法的优势在于高效、灵敏,尤其是与MS联用之后,更能对样品中的微量成分进行快速鉴别,而且能够克服TLC显色条件有限或某些化合物无荧光吸收的局限性。此外,电化学指纹图谱也被应用于白芍的定性鉴别。王瑞等建立了白芍与赤芍的HPLC特征指纹图谱,并指认其中9个芍药苷类和酚酸类成分。张琦等建立了白芍药材的UPLC特征指纹图谱,匹配了15个共有峰,并指认了5个成分。以上研究结果为白芍的质量评价提供了更多的共有特征信息。白芍液相指纹图谱研究结合统计学分析,如计算相似度、相关关系分析、主成分分析和聚类分析等对区分白芍源植物与其他种植物提供依据,并能用于药材、饮片和制剂的质量评价。Hayes等对白芍经硫磺熏制处理后,由芍药苷转变得到的芍药苷亚硫酸钠进行RP-HPLC检测,为研究其他的硫磺熏制药材化学成分改变提供一定的依据。Li等以UPLC光电二级管阵列检测联用飞行时间质谱法进一步对硫磺熏制白芍进行定性研究,并推断其中主要化合物的质谱裂解规律。以上方法使得白芍的定性研究更为细致,并能指认出其中更多的微量成分。2.2确定农艺中含叶绿素含量的量白芍的定量分析以HPLC法为主,检测指标有单一成分、多成分或某一类成分等,通过测定白芍中的单一成分———芍药苷含量来比较不同来源、不同部位、不同采摘时期及不同加工方法所得白芍药材中所含的有效成分含量以控制白芍质量。还有TLC法、碱水解荧光光度法、碱水解紫外分光光度法以及红外光谱法等,也有采用特征指纹图谱定性研究结合定量的分析方法对白芍进行质量控制。对白芍的定量分析除了对有效成分的含量测定之外,也有对有害农药残留物进行定量检测,以保证白芍的质量和临床用药安全。也有对配伍前后白芍所含芍药苷含量的比较研究,探讨配伍和组方的合理性。黄山君等应用一测多评法建立白芍中芍药苷和芍药内酯苷的含量测定,以芍药苷和芍药内酯苷的校正因子,即利用两者间的函数关系,以易获得的芍药苷对照品计算芍药内酯苷的含量。一测多评法有望解决中药多成分同时定量但又缺乏对照品的弊端