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沙棘的化学成分、药理作用研究进展及其质量标志物的预测分析(四)

发布时间:2021-05-29 21:56 编辑者:特邀作者余秀梅

4 沙棘质量标志物的预测分析

4.1 基于原植物亲缘学及化学成分相关性的质量标志物的预测

我国沙棘分布有5个种8个亚种,实际应用中存在一定的来源混乱问题。《晶珠本草》中将沙棘分为大(纳木达尔)、中(巴尔达尔)、小(萨达尔)3种。根据其形态学特征及生长地理环境分布,中国沙棘、江孜沙棘、云南沙棘、肋果沙棘及西藏沙棘果实在藏药中都可入药。王罗云等利用简单序列重复(SSR)标记比较分析了沙棘中分布最广的7个亚种的遗传多样性和遗传分化,并对大果沙棘品种的遗传多样性和可能来源进行分析,结果表明沙棘亚种间分化明显,系统发育分析结果显示,分布在欧洲的高加索沙棘、溪生沙棘和海滨沙棘可聚为一大支,分布在亚洲的中国沙棘、云南沙棘、中亚沙棘和蒙古沙棘聚为另一大支。大果沙棘品种大部分源于蒙古沙棘亚种,个别品种可能为蒙古沙棘和欧洲沙棘亚种间的杂交后代。刘悦等对中国沙棘、江孜沙棘和西藏沙棘进行DNA条形码鉴定,并基于1H-NMR建立了3种沙棘的代谢物指纹图谱,结果表明这3种沙棘代谢物轮廓相似,其主要成分为黄酮类、糖类、有机酸和脂肪酸;PCA结果表明不同种沙棘差异主要在于代谢物含量,其中主要的代谢差异性含量成分有脂肪酸、苹果酸、奎宁酸、L-白雀木醇。

不同部位、种属和产地的沙棘活性成分种类及含量有明显差异。采用HPLC-ELSD法检测沙棘不同部位以及不同生长阶段沙棘叶中白雀木醇的含量,结果表明沙棘叶中白雀木醇(59.73 mg·g-1)显著高于果实(2.19 mg·g-1)和籽(0.39 mg·g-1)。白雀木醇具有显著的体外降血糖活性。陈道国研究发现沙棘果实中类黄酮和原花青素的含量与沙棘果实抗氧化能力呈显著正相关关系。秦振娴等采用UPLC-QTOF-MS技术研究中国沙棘和西藏沙棘叶的差异性成分,发现中国沙棘特有杨梅素-3-O-鼠李葡萄糖苷和异鼠李素-3-O-阿拉伯糖-7-O-鼠李糖苷2种成分,西藏沙棘特有槲皮素-3-O-芸香糖-7-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖鼠李糖-7-O-鼠李糖苷、山柰酚-3-O-槐糖-O-葡萄糖醛酸-7-O-鼠李糖苷以及异鼠李素-3-O-槐糖-O-葡萄糖醛酸4种成分。HPLC对不同产地中国沙棘和西藏沙棘果和叶中总黄酮进行定量,发现不同产地不同品种沙棘叶中总黄酮的含量均要高于沙棘果。苏锦松等采用HPLC测定四川、西藏、甘肃和山西4个产地中国沙棘叶中槲皮素、山柰素和异鼠李素含量,发现不同产地间中国沙棘叶的化学成分含量存在差异。其中,甘肃沙棘叶中山柰素平均含量最高,四川沙棘叶中异鼠李素和槲皮素平均含量最高。

基于原植物亲缘学及化学成分相关性,苹果酸、奎宁酸、白雀木醇、原花青素、异鼠李素、槲皮素及山柰酚等组分可能是沙棘的Q-marker。

4.2 基于传统药性、药效相关性的质量标志物的预测

“药性”和“药效”体现了中药的基本属性,将“药性”和“药效”纳入中药质量评价,可反映中药质量的完整性。《四部医典》中记载沙棘属酸味药物类,酸味药物能生胃火,增长消化能力,能使油脂糜烂稀释,还能顺气,具有健脾消食的功效;而涩味药物能医治血病、赤巴病、脂肪增多症,去腐生肌、愈合伤口,与其现代药理学用于防治心血管疾病、抗肥胖、促进伤口愈合作用研究相符。沙棘可以医治热性培根病,又有止咳祛痰的功效。沙棘中的酸味可能来源于有机酸类成分,比如果中含量丰富的苹果酸和奎宁酸,发挥健脾消食之功效;而涩味可能主要是由黄酮类和鞣质类成分产生,与活血化瘀、祛痰止咳的传统药效相关。根据以上分析,沙棘中的黄酮类、鞣质类和有机酸类成分应是其“性味”的主要物质基础,可将其列为沙棘质量标志物筛选的重要参考依据。

基于活血化瘀的传统功效,现代研究主要集中在心脑血管相关疾病。沙棘总黄酮具有抗氧化、抗衰老、抗菌、增强免疫、调节血糖血脂、抗肿瘤及抗心血管疾病等作用。以沙棘总黄酮为原料开发的药品有心达康片、醋柳黄酮片等,在治疗心绞痛、冠心病、预防动脉粥样硬化等心脑血管疾病方面疗效显著。沙棘叶黄酮类成分含量显著高于果实,且具有产量大、易收集、采集周期长、易贮藏等优势,作为提取沙棘黄酮的重要原料,具有良好的开发前景。

基于止咳祛痰的传统功效,目前已开发的药品有沙棘糖浆和复方五味沙棘散。梁国栋等研究表明沙棘糖浆对氨水刺激小鼠咳嗽次数有显著抑制作用,并可显著改善枸橼酸引起豚鼠的咳嗽,同时能有效促进酚红排泌量,显著增加大鼠痰液分泌量而具有止咳祛痰的作用。刘川等基于网络药理学,筛选五味沙棘散治疗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的潜在活性成分,结果显示甘草苷、甘草异黄烷酮、槲皮素、山柰酚等核心化合物与COVID-19靶点结合力最强,其活性成分可能通过调节MAPK、Toll样受体、T细胞受体信号通路等,可能对新冠肺炎具有潜在的治疗作用。

基于消食化滞的传统功效,相关研究表明沙棘中所含的有机酸、氨基酸等成分,可以刺激胃液分泌,具有健脾养胃、消食化滞的功效,对胃溃疡等消化系统相关疾病具有较好的疗效。

综上,基于活血化瘀、止咳祛痰、消食化滞的传统功效,沙棘中的黄酮类及有机酸酸类组分可作为其质量标志物的参考依据。

4.3 基于拓展功效的质量标志物的预测

沙棘中的主要生物活性物质沙棘总黄酮中的重要单体成分异鼠李素,具有抗氧化、保护内皮细胞、降脂及抗血栓等多种心血管保护作用,可在防治动脉粥样硬化方面发挥重要作用。《中国药典》选择异鼠李素作为其质量控制的指标具有一定的合理性,然而异鼠李素在大多数中药中普遍存在,且仅控制单一指标成分,难以反映出沙棘药材的整体质量水平。JAYASHANKAR B等发现沙棘叶中除了异鼠李素可能是其发挥抗炎作用的主要物质,木麻黄鞣宁也可通过阻断NF-κB和ERK/p38MAPK信号通路来发挥抗炎作用。另一种主要的黄酮类成分槲皮素,在慢性疾病如心血管疾病和癌症预防和治疗中也有显著的作用。山柰酚还可改善肥胖小鼠的高脂血症和糖尿病病症,显示出抗肥胖和抗糖尿病的潜力。沙棘叶中木麻黄鞣亭、木麻黄鞣宁、1, 2, 3, 4, 6-五-O-没食子酰基-β-D-吡喃葡萄糖具有显著的抗炎和抗肥胖活性。沙棘叶中的科罗索酸具有抗肿瘤、降血糖、抗炎、抗氧化等作用。

亓金钗等以网络药理学结合高分辨率质谱及抗氧化实验,预测西藏沙棘抗氧化质量标志物,将槲皮素、木犀草素和山柰酚作为其抗氧化质量标志物。汤威威等基于网络药理学及分子对接技术探讨沙棘治疗阿尔茨海默病的作用机制,结果表明沙棘的活性成分槲皮素、山柰酚、异鼠李素、β-胡萝卜素、β-谷甾醇等,可通过抑制炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-17的表达,来减轻AD模型小鼠海马体损伤,改善小鼠学习记忆能力。此外,沙棘叶中的山柰酚、槲皮素和异鼠李素等黄酮类成分,熊果酸、坡模醇酸等三萜类成分,对3T3-L1脂肪细胞中脂肪蓄积和甘油-3-磷酸脱氢酶具有显著的抑制活性。沙棘中还富含原花青素,相关研究表明饮食中含原花青素可以降低心血管疾病、神经退行性疾病和代谢综合征发生的风险。

沙棘果油主要活性成分有亚麻酸、棕榈酸、生育酚和β-谷甾醇,具有降血压、预防心血管病、抑制血小板凝集、防止血栓形成和中风等多方面的生物活性。

综上,异鼠李素、槲皮素、山柰酚、木麻黄鞣宁、没食子酸、类胡萝卜素、科罗索酸、棕榈酸、β-谷甾醇等成分可作为沙棘质量标志物的选择。

4.4 基于药动学及体内代谢过程相关性的质量标志物的预测

中药入血成分及其代谢产物是其功效表达的最终物质基础。沙棘中富含的黄酮醇苷类成分经体内代谢后,多以异鼠李素、槲皮素、山柰素等苷元形式存在。刘宇等使用HPLC-MS/MS技术,测定了大鼠灌胃给药沙棘膏后,槲皮素、山柰素、异鼠李素的血药浓度及体内代谢过程,发现槲皮素体内吸收最快且能迅速代谢为异鼠李素。谭承佳等通过HPLC检测沙棘乙醇提取物中有效成分槲皮素在大鼠血浆、尿液中代谢过程,发现槲皮素在心脏保持较高浓度分布。沙棘叶中富含鞣质类成分,也有学者对鞣质类成分的体内代谢过程做了相关研究,发现其主要的代谢产物尿石素A的活性与前体成分鞣花酸相比,生物利用度更高。基于药动学及体内代谢过程相关性,异鼠李素、槲皮素、山柰酚及一些鞣质类成分可以作为沙棘Q-marker的选择。

4.5 基于成分可测性的质量标志物的预测

中药化学成分复杂,明确其有效成分是阐明药效物质基础的关键。黄酮类成分是沙棘的主要的功效成分,故其药材质量控制多采用测定黄酮类成分含量作为其质量评价指标。张元元等采用HPLC-DAD技术,测定5种成分原儿茶酸、鞣花酸、水仙苷、槲皮素、异鼠李素特征图谱来评价沙棘质量。采用HPLC-DAD技术研究沙棘果汁中酚类物质的组成,发现黄酮醇是主要的多酚类物质,其中异鼠李素-3-O-葡萄糖苷的含量最高,其次是儿茶素等,而沙棘果汁中发挥抗氧化活性的主要是维生素C和原花青素。蔡爽等建立了HPLC-MS/MS同时测定沙棘叶和种子中异鼠李素、槲皮素、山奈酚、表没食子儿茶素、芦丁、没食子儿茶素没食子酸酯、柚皮素、表儿茶素没食子酸酯、木犀草素、柚皮苷和表儿茶素11种酚类成分的方法,结果表明叶中含量较高的成分为芦丁、表儿茶素没食子酸酯、表儿茶素、山奈酚和表没食子儿茶素。KALLIO H等建立了一种快速、灵敏分析沙棘果实中原花青素的方法,发现了60多种由原花青素二聚体和三聚体组成的儿茶素和没食子儿茶素组合而成的聚合物。原儿茶酸、鞣花酸、水仙苷、槲皮素、异鼠李素、原花青素、表儿茶素、山奈酚和表没食子儿茶素等成分,在现有的技术条件下可以满足其定性定量测定的要求,可以作为沙棘Q-marker的参考。

综上,沙棘果实和叶中预测的质量标志物见表1。

5.讨论

沙棘中的黄酮类、鞣质、萜类、多糖、维生素等是其主要的活性成分,具有抗炎、抗氧化、保肝、抗肥胖、抗心血管疾病和抗菌等多种药理活性。《中国药典》2020年版中,以异鼠李素和总黄酮含量作为沙棘果实质量控制的检测指标,具有一定的局限性。本文从中药质量标志物的核心概念出发,并基于原植物亲缘学及化学成分相关性、传统药性、药效相关性、传统功效和拓展功效、药动学及体内代谢过程和化学成分可测性对沙棘果实和叶的质量标志物进行预测,建议异鼠李素、槲皮素、山柰酚、木犀草素、熊果酸、棕榈酸等成分可作为沙棘果实质量标志物的参考;异鼠李素、槲皮素、山柰酚、木麻黄鞣宁、没食子酸、原儿茶酸、原花青素、科罗索酸、白雀木醇等成分可作为沙棘叶质量标志物的选择,但其质量标志物及其作用机制,还有待更深入研究挖掘。

声明:本文所用图片、文字来源《中国中药杂志》,版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题,请与本网联系删除。

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