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金线莲生药鉴定、活性成分影响因素及药理作用研究进展

2020-01-14陈育青林艺华邹毅辉田惠桥林美珍

中成药 2020年8期
关键词:金线黄酮多糖

陈育青 林艺华 邹毅辉 田惠桥 林美珍*

(1.漳州卫生职业学院, 福建漳州363000; 2.厦门大学生命科学学院, 福建厦门361005)

金线莲基原植物为兰科金线兰Anoectochilus roxburghii(wall) Lind1.,别名“花叶开唇兰” “虎头蕉” “鸟人参”“金石松” “金不换” 等,主要分布在福建、广西、云南、台湾等地,据李时珍《本草纲目》 记载,金线莲全草均可入药,性平、味甘,具有清热凉血、祛风利湿、平衡阴阳、扶正固本、生津养颜、润肺止咳、消肿解毒、止血降压、强心利尿等功效,享有“药王” “神药” 之美称[1]。金线莲含有多种生物活性成分,鉴于金线莲具有地方传统食用药用习惯,通过国家卫生健康委员会公众查询系统得知,金线莲按照地方特色食品管理;由于金线莲可减少自由基对细胞的损伤,在2020 年伊始,金线莲被列为新型冠状病毒肺炎中医药防治储备药物。金线莲在民间广为使用,是具有较高经济价值的药食两用植物。人们对金线莲的研究做了大量工作[2],查阅中国知网,近10 年有关金线莲研究的文献达1 219 篇,同时,查阅PubMed 数据库,报道文献达52 篇。本文主要从金线莲的生药鉴定、活性成分影响因素、药理作用研究进展进行综述,旨在为进一步开发金线莲资源提供依据。

1 生药鉴定

中草药鉴定是保证中草药质量标准、用药安全有效、开发和发展中草药资源的基础,包括基源鉴定、性状鉴定、显微鉴定等,随着生物技术的发展,分子鉴定突显其独特的优势。

1.1 基源鉴定 金线莲基原植物为金线兰A.roxburghii,始载于《中药大辞典》,其中的拉丁文、植物形态特征描述、原植物墨线图与《中国植物志》 《福建植物志》 的载录一致[1]。区别植物种的主要特征为,叶面具有金黄色的网状叶脉;花冠唇瓣裂片狭条形,颈部两侧各具5~6 枚流苏;唇瓣基部凹陷呈圆锥状距,指向唇瓣。

金线莲来源植物混杂,同名异物和同物异名的现象存在,同时金线莲价格逐年飙升,一些药商将兰科植物开唇兰属AnoectochilusBL.中带金黄色、黄色或黄白色网脉的种类以及齿唇兰属OdontochilusBl.、斑叶兰属GoodyeraR.Br.中外形近似种均当作金线莲收购,还有一些地方将血叶兰Ludisia discolorA.Rich.也当做金线莲使用,加上近年来,国内不断有金线兰属新种、新分布种的报导和金线兰属植物叶的形态多变,因此,金线莲基原植物的鉴定应以花为主要特征。即有唇瓣,呈T 型或Y 型,唇瓣基部具有圆锥状距,中部全缘或有乳突或流苏或细齿,唇瓣向上或向下,以花的唇瓣特征来检索物种,包括台湾金线兰、浙江金线兰以及最近报道的乳突金线兰Anoectochilus papillosusAver.等[3],至于其他的斑叶兰属、齿唇兰属、血叶兰属的植物为混伪品。

1.2 显微鉴定 郑丽香等[3]资源调查并收集了全国各地的金线莲栽培品种和野生混伪品,对31 批栽培金线莲进行显微制片、观察,并将结果与野生品进行对比,发现二者显微特征无明显区别[1]。林美珍等[4]对野生金线莲A.roxburghii与台湾金线莲A.formosanus显微结构进行比较,其共同的显微特征如下。

①根横切面,表皮细胞多为1 层;皮层宽广,可见草酸钙针晶束和黏液多糖,内皮层凯氏点明显;中柱维管束辐射型,髓部明显。②根茎与茎横切面,表皮细胞1 层;皮层宽广,可见草酸钙针晶束,内皮层可见凯氏点;中柱维管束外韧型、散生。③叶横切面,上表皮细胞乳突状突起;叶肉细胞分化不明显;中脉维管束1 个,外韧型。④叶表皮制片,叶上下表皮细胞多边形;可见直轴式、不等式及不定式气孔,以3 或4 个副卫细胞的不定式气孔多见。⑤粉末制片,根毛成团或散在,呈螺旋状;草酸钙针晶束多见;叶表皮细胞可见乳突状突起;螺纹、环纹的导管和管胞,偶见网纹[1,4]。

上述特征,特别是中柱维管束类型、髓部明显与否、叶横切面上表皮乳头状突起及草酸钙针晶束和黏液多糖细胞等显微特征可作为鉴定依据。

1.3 分子鉴定 越来越多学者采用生物分子技术对金线莲进行鉴定,主要是利用分子标记技术进行种质资源鉴定和遗传多样性分析。一些学者采用RAPD 技术对同名异物“金线莲” 包括不同产地、不同叶面特征、不同种质资源进行DNA 指纹图谱鉴定,能够区分金线莲及其混伪品,而且能够在种内水平上区分金线莲不同品种及变种或变型[5],可用于金线莲资源鉴定。

有报道对文山地区野生的滇越金线莲和3 种叶面特征不同的“金线莲” 植物进行PAPD 指纹鉴别,结果这4 种材料为不同物种或不同变种或变型,因此分类上可根据其叶面性状结合DNA 指纹图谱作为鉴别特征[6]。梅瑜等[5]对32 份金线莲种质资源的4 个DNA 条形码基因进行PCR扩增及测序,最终从4 个DNA 条形码候选序列中筛选出ITS 基因能够快速而准确区分金线莲及其混伪品,并在种内水平上区分不同品种。赵会贤等[7]采用ISSR⁃PCR 分子标记技术对福建省不同产地和不同生长环境的金线莲进行鉴定,发现相同种类、相同产地的金线莲无遗传差异性。陈莹等[8]对37 批不同来源金线莲(组培、栽培、野生)及11 批近缘植物(台湾金线莲、血叶兰) 指纹图谱分析,结果表明台湾金线莲与野生金线莲典型指纹图谱相似度高,血叶兰与野生金线莲典型指纹图谱明显不同,可用于鉴别。

综合金线莲的分子鉴定、基源鉴定、显微鉴定,结果表明金线莲基原植物是兰科金线兰属的金线兰,其他同属同名“金线莲” 则有种间差异,包括台湾金线兰、浙江金线兰、滇越金线兰、海南金线兰、峨眉金线兰、恒春金线兰、短唇金线兰、兴仁金线兰、南丹金线兰、高金线兰、屏边金线兰、保亭金线兰、乳突金线兰等[3]。

2 活性成分影响因素

许多研究表明,金线莲含有多糖、生物碱、甾体及其衍生物、黄酮类、强心苷类、挥发油、氨基酸、微量元素、有机酸等成分[9],李荣峰[10]指出金线莲所含的微量元素和氨基酸均高于国产人参,不同基原、栽培条件、生长时期、植物器官所含的活性成分不同,这为金线莲的产业化生产和采收加工奠定研究基础。

2.1 基原植物 多糖是金线莲重要的活性成分之一,主要由6 种单糖组成,分别为葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖,其中半乳糖和葡萄糖占主导地位[11];另一项研究通过柱前衍生HPLC 法测金线莲多糖中的单糖组成,发现是由甘露糖、葡糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖组成,但不同基原植物其单糖组分略有异同[12]。

龚秀会等[13]应用硫酸⁃蒽酮法和分光光度法对福建金线莲A.roxburghii、台湾金线莲A.formosanus组培苗中的多糖、总黄酮含有量进行比较分析,结果台湾金线莲这二者含有量均较高,这与李丹丹等[14]的研究结果一致。何淑敏、张赛男等[15⁃16]研究表明台湾金线莲、云南大圆叶金线莲、福建大叶金线莲多糖含有量较高,湖南郴州金线莲总黄酮含有量高。然而,张志信等[17]表明福建金线莲总黄酮含有量较高,滇越金线兰多糖含有量高。魏翠华等[18]对4个组培金线莲品种进行氨基酸和多糖含有量测定,显示不同品种金线莲氨基酸、多糖含有量有差异。关璟等[19]测定福建金线莲与云南金线莲中黄酮类化合物母核类型,结果发现这二种金线莲之间,黄酮苷元含有量及黄酮结构类型存在显著差异。总之,不同物种导致其活性成分的差异。

2.2 药用部位 在历代本草中记载,金线莲全草入药,故较少学者分别对其根、茎、叶的化学成分进行对比研究,陈晓兰等[20]采用微波⁃超声协同萃取法提取不同产地金线莲根茎和叶中多糖,结果表明根茎部的多糖含有量高于叶,这与林美珍等[21]采用植物组织化学方法定位不同基源金线莲根、茎、叶中的多糖成分结果一致,根、茎中的多糖高于叶,叶仅含很少甚至不含多糖成分。李帅玲[11]以福建尖叶金线莲为试验材料,研究显示金线莲多糖主要积累在根部。许恩婷等[22]比较了金线莲中黄酮和多酚含有量为叶高于全草高于茎高于根状茎及根,其体外抗氧化实验结果表明,叶中的多酚对自由基的清除能力显著高于其他器官,这一结论可为金线莲药用部位的选择与不同药理功能的应用提供依据。

2.3 栽培因素 林方等[23]研究表明金线莲野生苗和组培苗多糖、阿魏酸、天麻素含有量无显著差异,但组培苗黄酮类以及初级代谢产物如氨基酸、有机酸、寡糖等组分含有量高于野生苗[24];黄丽华等[25]报道金线莲组培苗多糖含有量为栽培苗的3 倍;大棚栽培总黄酮含有量和多糖含有量低于林下栽培[26]。杨翠芹等[27]则表明4%蔗糖对金线莲组培苗多糖积累最有利;1%蔗糖、继代天数50 d 时,总生物碱的含有量最高;内生真菌可提高无菌苗多糖含有量[28]。福建金线莲组培苗随着移植至林下,多糖含有量明显增高,但移植时间越长,多糖含有量反而降低;组培5个月,移植林下4 个月时多糖含有量最高[29]。这些研究可为筛选栽培方法和质量控制提供参考。

2.4 生长时间 金线莲为多年生草本植物,开花期11 至12 月,应在种植4 个月开花前根和茎中的多糖含有量达到最高值时进行采收[11]。若为组培苗,从培养室生根壮苗培养5 个月时多糖含有量达最大值;而大棚移栽培植阶段3个月后多糖含有量开始增长,应在3 个月后进行采收;高温抑制金线莲可溶性多糖累积,培植时应避开7 至8 月份的高温天气[30]。同时,金线莲多糖含有量随着栽培月龄的增加而降低,总黄酮含有量则随着金线莲栽培月龄增加而上升[31]。李惠华等[32]考察4~9 个月移栽月龄的广西金线莲多糖、多酚、黄酮含有量的变化,多糖含有量的变化趋势为先下降后上升,近似“V” 字形,9 月龄与4 月龄无明显差异,4 月龄含有量呈现最高值;多酚和总黄酮含有量均以6 月龄最高。这些研究可为金线莲最佳采收时间提供依据。

3 药理作用

金线莲为珍稀濒危的药食同源植物,几十年来,科学工作者开展了广泛的研究,结果显示金线莲具有降血糖、保肝降脂、消除自由基、抗肿瘤、抗炎、提高免疫力等药理作用,可为金线莲的资源开发奠定研究基础。

3.1 降血糖 Liu 等[33]发现,金线莲苷可显著增强链脲霉素诱导的糖尿病小鼠模型抗氧化能力,并降低血糖和胆固醇水平。金线莲多糖可显著激活天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT),下调血糖浓度,并缓解糖尿病小鼠胰脏和肝脏的病理损伤[34]。张晓辉[35]报道金线莲多糖具抗糖尿病活性,对气阴两虚型2 型糖尿病患者给予复方金线莲胶囊治疗,结果显示金线莲降血糖效果良好,养阴益气,使糖尿病患者的临床症状得到明显改善[36]。

3.2 保肝降脂 金线莲多糖能改善肝脏脂质代谢及修复脂肪肝病程内由于脂质积聚而导致的肝损伤,改善肝功能及肝脏脂肪变性,使肝细胞免受脂质过氧化及氧化应激的损伤,有效逆转非酒精性脂肪肝病变[37]。金线莲有抗乙型肝炎病毒(HBV) 活性,抑制转染HBV 的细胞株分泌乙肝表面抗原(HBsAg) 和乙型肝炎E 抗原(HBeAg)[2]。刘政芳等[38]研究表明,复方金线莲口服液联合恩替卡韦治疗慢性乙型肝炎具有显著疗效,可协同抗乙型肝炎病毒,显示其在病毒性肝炎治疗上的作用。这些可为金线莲功能性产品的进一步开发和临床应用提供科学依据。

3.3 清除自由基 马利等[39]研究表明金线莲乙醇提取物及其不同极性部位对DPPH 自由基、ABTS 自由基、羟基自由基有不同程度的清除作用;金线莲中的黄酮对DPPH 自由基有很强的清除作用[19];金线莲多糖能显著提高小鼠血清中的SOD 活性和GSH⁃Px 活性,降低血清中的MDA 含有量,从而抑制血清脂质过氧化物的生成,提高机体消除自由基的能力[11]。金线莲多糖的羟自由基清除能力与多糖浓度成量效关系,并可延长线虫寿命[40]。可见金线莲多糖类化合物是一种很好的抗氧化剂,可作为天然抗衰老绿色食品,在天然抗氧化剂和医药保健领域具有广阔的开发前景。

3.4 抗肿瘤 戴林东[41]从金线莲中提取黄酮在体外对人肺癌A549 细胞具有一定的抑制作用,并与给药浓度成正相关;黄酮、多糖提取物都能增强巨噬细胞的吞噬功能,并且能够促进淋巴细胞的增殖,从而表现出抗肿瘤作用和提高免疫功能。金线莲多糖对肝癌细胞(SMMC⁃7721)、宫颈癌细胞(Hela)、肺腺癌细胞(SPC⁃A1)、人乳腺癌细胞(BCAP37) 具有较好的杀伤效果[2];也作用于人前列腺癌细胞(PC⁃3),可显著抑制PC⁃3 细胞的增殖和生长,且具有剂量和时间依赖性,其机制可能与诱导凋亡基因caspase⁃3 表达有关[42];也能显著抑制食道癌[43]。这些研究可为金线莲抗肿瘤作用的进一步研究提供依据。

3.5 抗炎提高免疫力 金线莲多糖是可对抗小鼠结肠癌的一种免疫调节剂,并且具有免疫刺激作用[44];其对小鼠免疫系统以及溶血素水平具有显著影响,可明显提高小鼠的免疫功能[15],同时能减轻小鼠肝脏损伤后产生的炎症[45]。Tseng 等[46]发现金线莲水提物可激活巨噬细胞和T 细胞分泌细胞因子起到免疫监视的作用;且有一定的镇痛抗炎作用。Li 等[47]发现金线莲多糖提取物可抑制P38 MAPK 信号通路激酶级联反应,缓解炎症反应和高葡萄糖诱导的肾损伤。以此表明金线莲具有抗炎、提高免疫力的药理作用。

4 问题与展望

近年来,随着金线莲野生资源的减少和药理作用研究的深入,其价格逐年飙升,加上民间百年来对金线莲功效的崇拜,已经成为我国珍稀濒危植物,从而大量人工组培种植,但有关金线莲的质量标准却未见权威性出台,开发的金线莲产品未见临床试验及检测标准,因此,金线莲只能被列入新增新食品原料终止审查目录。金线莲至今尚未被收录《中国药典》,展望科研工作者在这些方面有所突破,以期为我国民间传统中草药文化传承与发展做出努力。

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