滇重楼药材的研究进展及其质量标志物(Q-Marker)预测分析

滇重楼Paris polyphylla Smith var. yunnanensis (Franch.) Hand.-Mazz为百合科重楼属多年生草本植物。在我国主要分布在西南等地区,是云南道地药材[1-3]。《中国药典》2020年版收录的重楼药材的2种基原植物之一,干燥根部入药,味苦、微寒,有小毒,归肝经。具有清热解毒、消肿止痛、凉肝定惊的功效[4]。现代药理研究显示具有抗肿瘤、止血、抑菌等作用[5-8]。滇重楼作为中成药原料药常用于具有止血、止痛功效的云南白药、治疗原发性非小细胞肺癌的金复康口服液、治疗肝癌的楼莲胶囊等40余种著名国药准字号中成药,生产厂家达100多家,药材需求量巨大[9]。而滇重楼对于生长环境要求较高,生长周期长,野生药材的过度采摘,造成了野生资源严重破坏[10-13]。人工种植一般采用野生混杂种[14-15],同属植物其植物形态和药材均难以鉴别,不同产地或者同一产地不同种植者获得的滇重楼药材品质良莠不一,因此如何加强滇重楼质量控制,完善质量评价方法亟待解决的问题。本文对滇重楼化学成分、药理作用及毒性评价进行整理分析,以刘昌孝院士[16]提出的中药质量标志物(quality marker,Q-Marker)理论为研究依据[17-18],从化学与生物信息学方向预测滇重楼根中的化学成分与传统功效、现代药理作用相关的Q-Marker,为滇重楼后续的质量控制提供理论基础,也为滇重楼的临床合理应用提供参考。

 

1、化学成分

 

滇重楼含有多种化学物质,国内外报道了主要有甾体皂苷类、甾醇类、黄酮类以及其他类化学成分。本文就滇重楼药材中化学成分作以总结。

 

1.1  甾体皂苷类甾体皂苷

是滇重楼报道中起主要主要作用的成分,占总化合物80%以上。常见的母核构型有4大类,分别为螺甾烷醇类、异螺甾烷醇类、呋甾烷醇类以及变形螺甾烷醇类。

 

1.1.1异螺甾烷醇类  

异螺甾烷醇型类化合物由薯蓣皂苷元和偏诺皂苷元组成,在C3位常连接L-鼠李糖、D-葡萄糖、L-阿拉伯糖和D-吡喃木糖形成糖苷键,3β、7β、17β常见羟基取代。这类化合物是滇重楼中主要的活性成分。从文献中发现已在滇重楼根部获得37种本类化合物,见表1。重楼皂苷I、II、III、VI、VII、C、diosgenin都属于本类化合物。Wu等[19]从滇重楼中分离获得pariposide A~F。采用四甲基偶氮唑盐(MTT)法测定这些化合物对人鼻咽癌CNE细胞的细胞毒作用,其中pariposide E和pariposide F的半数抑制浓度(median inhibition concentration,IC50)分别为(20.9±3.3)µmol/L、(14.9±3.8)µmol/L。赵玉[35]在滇重楼发现了parisyunnanoside C、parisyunnanoside E、parisyunnanoside D就属于本类化合物,其中parisyunnanoside C对人白血病HL-60细胞的IC50为(5.02±0.30)µg/mL。

 

1.1.2  螺甾烷醇型  

来源于螺甾烷,一种在C25甲基上具有S构型的螺甾烷醇型皂苷。已报道文献中,共有3种螺甾烷型化合物从滇重楼中获得,见表2Wen[33]从滇重楼中分离出3种本类化合物,分别为dianchonglouosides Adianchonglouosides Bparis saponin XI。通过MTT考察了这3种化合物对人胚胎肾HEK293和肝癌HepG2细胞的细胞毒性,这3种化合物无活性。

1.1.3  呋甾烷醇类  

已报道从滇重楼中分析分离得到9个呋甾烷醇类化合物(F环开环),见表2。本类化合物经糖苷酶催化,易导致26位糖苷键水解,形成螺甾烷型类化合物,因此可以说呋甾皂苷是螺甾皂苷的前体。F环易环化,形成具有相应螺甾烷或异螺甾烷侧链。Qin等[36]从滇重楼获得dichotomin,对2种人癌细胞(HEK293和HepG2)有较强的细胞毒活性。赵玉[35]在滇重楼分离出parisyunnanoside B,也属于本类化合物。除了上述2个,还包括polyphyllin H、parisyunnanoside A、parisaponin I、saponin Th、pseudoproto-Pb、protogracillin、trigofoenoside A。

 

1.1.4 其他类型甾体皂苷

这类皂苷中C-25不是手性碳原子,也不是螺甾烷醇皂苷或是异螺甾烷醇皂苷类。已报道的滇重楼根中的这类化合物主要有6种,见表2。

 

1.2  C21甾体化合物

C21类固醇的基本骨架是孕烷的羟基衍生物或其异构体。到目前为止,只有2种化合物在滇重楼的根部获得,见表3。Kang等[32]从滇重楼中分离获parisyunnanoside J,对人白血病细胞(CCRF)无活性。Jing等[22]从滇重楼中获得3β,21-dihydroxypregnane-5- en-20S-(22,16)-lactone-1-O-α-L-rhamnopyranosyl (1→2)-[β-D-xylopyranosyl(1→3)]-β-D-glucopyranoside,对B16黑色素瘤细胞的细胞无抑制作用。

 

1.3  胆甾烷醇类

滇重楼中报道的本类成分比较少,共分离得到本类化合物1个(表3),C3和C26是糖苷键形成位置。parisyunnanoside F属于本类化合物,有很高的极性。

 

1.4  五环三萜类化合物

本类化合物常见2种构型分别为羽扇豆烷型和齐墩果烷型,其中第2种较多。已从滇重楼中分离得到的有20个化合物,见表3。常见的methyl ester of glycoside St-J、glycoside St-J、cussonoside B等都属于本类化合物。

 

1.5  昆虫变态激素

昆虫变态激素广泛存在于蕨类植物和种子植物中,现已从滇重楼内测定出4种本类化合物,包括α-ecdysone、calonysterone、20-hydroxyecdysone、pinnatasterone,见表3。本类化合物也被称为第三类农药,用来农业害虫的防治。

 

1.6  黄酮类黄酮类化合物

是一大类广泛分布于自然界的化合物,大多数具有生物活性。常见槲皮素、山柰酚作为苷元形成黄酮醇类化合物。糖基包含葡萄糖、鼠李糖和半乳糖。从滇重楼分离出本来化合物有4种,分别为apigenin-7-O-glucopyranoside、isorhamnetin-3– O-β-D-glucopyranoside、isorhamnetin-3-O-gentio- biglycoside、isorhamnetin-3-O-neohesperidoside,见表3。

 

1.7  植物甾醇类植物甾醇

C17是由8~10个碳原子组成的类固醇衍生物。从滇重楼中分离出4种植物甾醇,见表3。几项研究证明,植物甾醇能够抑制肿瘤、抑制衰老、降低空腹血糖、调节血脂活性等[48-49]作用。

 

1.8  其他类化合物

除上述化学成分外,还从滇重楼中分离出parispolyside F-G、(8R,9R,10S,6Z)-trihydroxyoctadec- 6-enoic acid、methyl-(9S,10R,11S)-trihydroxy-12(Z)- octadece noate等,见表3。

 

滇重楼中所有化学成分结果见图1。

药理作用

 

滇重楼无论是在传统医学和现代药物发现中都有巨大的药用价值,滇重楼根作为止血、抗菌、抗肿瘤药物在我国已有多年的历史,分离获得的很多单体皂苷类药物也已证明有多种功效。

 

2.1 抗肿瘤

 

重楼有悠久的用药历史,在民间就被用来抗癌药使用。现代药理学研究也发现,重楼提取物和单体对人类多种肿瘤细胞有显著治疗意义。本课题组在前期研究中也发现重楼提取物对胃癌、肝癌、肺癌、乳腺癌的抑制有剂量相关性。

Watanabe等[50]发现重楼皂苷D抑制神经母细胞瘤IMR-32、LA-N-2和NB-69细胞活性,通过凋亡机制诱导NB-69细胞死亡,坏死性凋亡诱导IMR-32和LA-N-2细胞的细胞死亡,但并未对凋亡机制做深入研究。Polyphyllin II在人肝癌HepaRG细胞和肝细胞HL-7702中抑制增殖,诱导细胞凋亡,并显示出浓度和时间相关性。通过诱导死亡受体通路和线粒体通路增加脂肪酸合成酶、Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2-associated X protein,Bax)、细胞色素C的水平,激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-8,半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9,降低了B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)的表达水平[51]。重楼皂苷I可以通过下调成纤维细胞活化蛋白、基质细胞衍生因子1和肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)蛋白的表达抑制胃癌细胞增[52]。多发性骨髓瘤是血液系统第二常见恶性钟楼,蛋白酶体抑制剂硼替佐米等药物已显示出提高的存活率。然而,多发性骨髓瘤仍然无法治愈。Polyphyllin VII在体外和体内选择性地抑制多发性骨髓瘤细胞的生长与膜突蛋白结合并通过泛素-蛋白酶体途径诱导其降解,削弱无翅型MMTV整合位点家族/β-连环蛋白(wingless type MMTV integration site family/β-catenin,Wnt/β-catenin)途径活性并导致侧群细胞减少以克服硼替佐米耐药性[53]

市场上已有多种复方的中成药出售。在305例原发性肝癌的治疗和临床验证中,娄连胶囊能显著抑制癌细胞的扩散,达到4.95%有效率。娄连胶囊对原发性肝癌(1、2期)有明显疗效,3期可缓解症状,延长生命[54]。金复康汤可抑制肺癌细胞增殖,诱导肿瘤细胞凋亡。其机制是抑制耐药相关蛋白的表达,增加细胞凋亡相关蛋白的表达[40,55]。大量研究显示,滇重楼抗肿瘤的主要机制是线粒体凋亡,抑制细胞周期,肿瘤细胞增殖与转移、基质金属蛋白酶、血管生成等发挥作用。

 

2.2  抗氧化

 

抗氧化剂是一种化学物质,可以防止细胞内的蛋白质、脂类、

DNA和其他分子免受自由基和氧化应激的影响。据报道,氧化应激会导致衰老和癌症、心脏病、认知能力下降和免疫系统下降等疾病。本课题组在进行滇重楼提取物抗氧化研究中发现对清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(1,1-diphenyl- 2-trinitrophenylhydrazine,DPPH)、羟自由基,超氧阴离子,2,2-氮杂双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐自由基能力存在剂量相关性,随着给药计量增加抗氧化作用增强。申世安[56]研发现滇重楼多糖在体外影响DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子的清除,在体内能够显著增强衰老小鼠体内血清及脑、心脏和肝脏中总超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物还原酶、过氧化氢酶和总抗氧化力的活力。陈军等[37]发现重楼皂苷VII联合二氧化硅纳米复合体可以增加血清超氧化物歧化酶和总抗氧化能力含量,增强抗氧化能力。

 

2.3  止血

 

重楼皂苷III能够激活血液中的二磷酸腺苷(adenosine-5′-diphosphate,ADP)受体信号通路,释放血小板致密颗粒,促进血小板活化[41]。罗刚等[42]发现重楼皂苷C在体内外均可显著缩短凝血时间和血浆复钙时间,并可诱发家兔主动脉收缩。丛悦等[38]研究重楼皂苷H诱导血小板聚集效应,可能机制是诱导血小板聚集依赖于血小板激活后ADP的释放和血栓烷素A2的生成。重楼皂苷抗血管生成作用在斑马鱼胚胎实验中及鸡胚绒毛尿囊膜实验中被证实,其抗血管生成作用与抑制血管内皮生长因子表达相关[57]。在中成药方面,云南红药胶囊可以有效地缩短人工流产术后阴道流血时间,降低出血量,减轻下腹疼痛,具有良好的止血、镇痛功效[58]。重楼也是云南白药的主要成分之一,将干燥的重楼粉末直接撒入伤口即可止血,促进伤口愈合。

 

2.4  抗菌

 

重楼提取物具有抗细菌和真菌的活性。

Deng 等[59]研究发现重楼皂苷VII对白色念珠菌有很好的抗菌活性。姜路路[60]研究也发现重楼皂苷VII能够通过影响白色念珠菌生物膜的厚度及细胞活性达到抗菌的作用。

 

2.5 抗炎止痛

 

滇重楼的功效为清热解毒,消肿止痛,推测具有抗炎止痛的作用。李真等

[61]研究发现重楼皂苷VII能够在白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)诱导的关节软骨中降低β-连环蛋白、原癌基因c-myc、诱导型一氧化氮合酶蛋白表达,抑制炎症介质分泌。董伟等[62]将滇重楼制成巴布剂,对大鼠急性痛风性关节炎起到抑制作用。Polyphyllin I通过下调CD36/ NADPH氧化酶1/活性氧(reactive oxygen species,ROS)/NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3/IL-1β通路抑制人永生化角质形成细胞HaCaT中白细胞介素-8(interleukin-8,IL-8)的分泌抑制皮肤炎症[63]

 

2.6  抗心肌缺血

 

杨柳等[64]研究重楼皂苷I能够显著减低心肌细胞凋亡率,升高Bcl-2表达,降低Bax表达,减少核转录因子- kB信号通路中重要蛋白P65核内转移量达到减轻大鼠心肌缺血/再灌注损伤的作用。江振涛等[65]研究发现重楼皂苷I对柯萨奇病毒B3(Coxsackie virus B3,CVB3)诱导的病毒性心肌炎小鼠能够减轻心机组织损伤,降低血清心肌肌钙蛋白、肌酸激酶同工酶MB和肌红蛋白含量以及心肌组织中CVB3 mRNA表达。

 

 

3  毒性评价

 

滇重楼在《中国药典》2020年版收载中记录有小毒。甾体皂苷是重楼的主要活性成分,也是重楼的次生代谢产物。次生代谢产物是植物生长环境压力下产生的植物化学物质。这些物质可以增强植物对环境胁迫的抵抗力,也可能对人体有一定的毒性。肝脏是药物代谢器官,在体内药物或者代谢产物通过肝脏进行代谢。现代试验研究显示重楼具有肝毒性,并能引起肠道出血。通过基于1H核磁共振和气相色谱-质谱的代谢组学分析,口服重楼皂苷对SD大鼠具有一定的肝毒性。氢核磁共振和气相色谱-质谱表明重楼皂苷抑制脂肪酸氧化、糖酵解和三羧酸循环途径,并干扰甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢[66]。同样,Jia等[67]发现重楼的肝毒性主要与脂质和能量代谢紊乱有关,氧化应激损伤、炎症和内质网压力也可能参与了肝毒性。重楼虽然具有一定的肝毒性和细胞毒性,但其半数致死量(median lethal dose,LD50)较高。到目前为止,还没有因服用重楼提取物引起重症患者的报道。最新研究显示重楼皂苷I、II、VII不仅促进肝细胞HL-7702和WRL-68细胞,肾细胞和心脏细胞的凋亡,肝细胞毒性最强,重楼皂苷I对肝肾,心血管毒性最大。在斑马鱼模型种发现重楼皂苷I显著降低心率、肝脏荧光强度、肾脏面积。通过ROS应激通路和死亡受体通路诱导肝脏毒性,通过血管内皮生长因子受体2激活下游通路抑制血管新生,产生心血管毒性。重楼皂苷VII降低肝脏和肾脏荧光面积。重楼皂苷II显著降低肝脏荧光强度[68]。皂苷对细胞毒性主要是产生了膜毒性,可能是细胞膜胆固醇损失引起的[69]。高浓度皂苷增加会增加小肠黏膜细胞通透性,促进肠道对原来通透性差或者不同通透物质的吸收导致肠道出血[70]。ROS失调会导致氧化应激,而氧化应激是启动肝毒性的重要因素。重楼皂苷II影响细胞内ROS的积累,线粒体膜电位的降低,乳酸脱氢酶的释放和细胞周期停滞等方面导致HepaRG细胞的肝毒性[51]

 

通过总结近年来文献发现,有滇重楼总皂苷对肝毒性研究,但未见机制研究,对心血管毒性和肾脏毒性体内机制研究未见报道。后续也应通过多组学技术研究滇重楼总皂苷和单体对肝、肾、心脏毒性机制,以及不同给药剂量与正常、对照组差异关系。

 

4  构效关系分析

 

由于甾体皂苷是滇重楼中的重要的活性部分,研究其化学结构和生物活性的关系,有益于甾体皂苷衍生物的设计与合成提供思路,为其临床应用提供有价值的信息。从大量细胞毒性活性研究的结果中可以总结出以下规律。

甾体皂苷是由苷元和糖组成的。根据苷元的不同,常见的有螺甾烷醇型、呋喃甾烷醇型甾体皂苷。苷元双键的位置及C-3位连接单糖的数目、位置以及组成类型是甾体皂苷是否具有生物活性的显著影响因素,含鼠李糖较多的皂苷活性增强[49]。在吡喃葡萄糖基的C-3位连接β-D-glucopyranosyl时降低化合物活性。在吡喃葡萄糖基的C-4位添加1个α-L– arabinofuranosyl或2个α-L-rhamnopyranosyls时,细胞毒性显著增加[27]。带有(1/2)-α-L-Rha-β-D-Glc螺甾烷型皂苷已经显示出相当大的细胞毒性活性[71],具有O-Rha2-[Rha4-Rha4]-Glc结构的皂苷活性最强[72]。这些结果可能与空间位阻效应有关。苷元的C-25、26和20、22[32]位上的双键的存在则降低了细胞毒性[28]。C-1位具有糖苷配基、呋喃甾烷醇皂苷和薯蓣皂苷元无活性,在C-3位具有糖基的甾醇具有弱活性,C-3位具有糖基的螺甾烷醇型皂苷表现出很强的细胞毒活性,说明3-O-糖苷部分和螺甾烷醇结构对于类固醇皂苷的抗癌结构关系中的促凋亡活性是必需的[73]。E环、F环开环降低细胞毒性,开环的呋甾皂苷中苷元、糖基个数、类型及连接位置对其活性都无影响[49]。苷元C-12或C-17位的羟基取代会导致其活性降低,C-12位羟基取代的活性更弱,羟基可能在甾体皂苷的细胞毒性中起抑制作用。27′位羟基和葡萄糖的增加会抑制化合物活性[74]。在甾体皂苷结构中随着糖链增长,具有4个糖基结构的化合物抑菌活性最强,具有2个糖基结构的化合物抑菌活性特别是对酿酒酵母菌的抑制作用相对较弱[75],见图2。

 

三萜皂苷是滇重楼中另一类含有较多的成分,在研究中发现3β-hydroxyoleane-12-en-28-oic acid苷元的皂苷具有明显的细胞毒性,但是糖基不同时细胞毒性差异明显[43]。当苷元中28-羧酸酯化,抑制作用消失,说明三萜皂苷的细胞毒性可能与28-carboxylic acid有关[39]。吴霞在获得2个脂肪酸化合物其药理活性不同,观其结构化合物长链烷烃上的羟基构型有所不同,化合物1端基被羧基取代,对鼻咽癌细胞没有抑制作用。化合物2端基被酯基取代,具有一定的抑制作用[47]

 

5 Q-Marker预测分析

 

首先将滇重楼功效归经与网络药理学筛选获得的作用组织和疾病结果联合解析,获得滇重楼根部功效相关的Q-Marker;

其次依据中药Q-Marker的基本条件与文献研究结果汇总分析在药性、成分特有性、可以进行定性和定量测定的及质量传递与溯源等[76-77]相关的代表性物质,深度分析滇重楼根部潜在的功效相关Q-Marker。

5.1  基于功效的Q-Marker预测分析将滇重楼根部化学成分上传至SwissADME网站[78],基于药动学特性和类药性5原则[79-80],共获得52个类药性成分。通过SwissTargetPrediction[81]和Pharm-Mapper[82]平台预测类药性化合物的作用靶点,删除重复靶点,将靶点导入Sting(https:// string-db.org)构建靶点之间的蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)关系,利用Cytoscape 软件进行可视化处理,见图3。利用DAVID数据库[83-84],以P≤0.01作为筛选指标,进行组织富集分析。基因数最多的富集组织为肝,其次富集组织基因数较多的有胎盘、肺、肾、血液等组织,见图4。

 

利用CTD数据库[85]进行疾病富集分析,共获得1290种疾病,涉及25类疾病。利用Cytoscape 软件构建“靶点疾病”网络,以度值≥10为指标,共获得疾病125个,见图5。其中以癌症居多,同时也涉及到神经系统、消

化系统、心脑血管系统等。同时利用Cytoscape中的CytoHubba插件筛选核心基因。将上述分析中获得的作用组织定位和疾病富集结果联合Q-Marker的概念和基本条件,从归经功效的角度分析滇重楼根部潜在的质量标志物。《中国药典》2020年版[4]记录其归肝经,具有清热解毒、消肿止痛、凉肝定惊功效。用于疔疮痈肿、咽喉肿痛、蛇虫咬伤、跌扑伤痛、惊风抽搐。可用来治疗肝部疾病。根据网络药理学疾病富集结果显示消化系统、血液系统、情志、免疫系统疾病与滇重楼“清热解毒,消肿止痛,凉肝定惊”功效相符,现代药理学滇重楼根具有抗肿瘤、止血、抑菌、抗氧化、免疫调节的作用。因此,筛选与上述功效相关的疾病,收集整理得到与该类疾病相关的靶点414个,进而根据网络节点分析获得与功效相关的核心靶点10个,分别是信号传导与转录激活因子3signal transducer and activator of transcription 3STAT3)、蛋白酪氨酸性磷酸非受体型11protein tyrosine phosphatase nonreceptor 11PTPN11)、丝裂原活化蛋白激酶3mitogen-activated protein kinases 3MAPK3)、丝裂原活化蛋白激酶1mitogen-activated proteinkinase1MAPK1)、磷脂酰肌醇激酶-3催化亚基α基因(phosphoinositide-3-kinase catalytic alpha polypeptidegenePIK3CA)、蛋白激酶B1protein kinase B1AKT1)、HSP90AA1、表皮因子生长受体(epidermal growth factor receptorEGFR)、血管内皮生长因子Avascular endothelial growth factorVEGFA)、原癌基因酪氨酸蛋白激酶(proto- oncogene tyrosine-protein kinase SrcSRC)。STAT3是一类具有信号转导及转录调控双重功能的蛋白质家族STATs的成员,已有研究显示STAT3异常抑制凋亡,促进细胞增殖、血管生成、转移、侵袭,诱发炎症和免疫抑制[86-87]。邓碧凡等[88]发现重楼皂苷I能抑制低氧条件下Hep-2细胞p-STAT3蛋白表达。EGFR是表皮生长因子受体家族中的一员,已有多个文献证明其与肿瘤耐药、LPS介导的炎症反应相关[89-90],滇重楼可能通过调节EGFR发挥治疗作用。PTPN11是蛋白酪氨酸磷酸酶家族成员,国内外研究显示其参与肿瘤耐药产生、肿瘤干细胞调控[91- 92]、正常造血细胞生长与发育等多个生物学过程[93],并且PTPN11基因多态性与溃疡性结肠炎、胃炎发生发展相关[94-95],滇重楼可能通过干预PTPN11发挥功效相关的治疗作用。MAPK1是常用炎症通路的主要炎症评价指标,与冠心病炎性反应,脂质代谢和凝血功能有关[96-97]MAPK3也在多项研究中显示在靶细胞的神经炎症、细胞凋亡等病变过中发挥重要作用[98]。滇重楼根部可能通过回调MAPK1MAPK3表达发挥治疗作用。综上,滇重楼根可通过调节上述靶点发挥功效相关作用。根据与功效相关的靶点获得相应成分47个,其连接靶点较多的类药性化合物为pinnatasteronepolyphyllin II(3β,25R)-spirost-5-en-3-ol-3-O-α-L-arabinofuranosyl- (1→4)-[α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)]-β-D-glucopyra-nosidepennogeninα-ecdysonediosgenin-3-O-α-L– arabinofuranosyl (1→4)-β-D-glucopyranosidepennogenin- 3-O-α-L-arabinofuranosyl(1→4)-β-D-glycopyranosidepolyphyllin III,见表4。由此可知滇重楼根中皂苷成分是与功效相关的Q-Marker

5.2  Q-Marker预测分析——化学成分可测性化学成分可测性作为Q-Marker预测分析的基本条件之一。化学成分可测性的Q-Marker参考依据大多是利用超高效液相、指纹图谱,液质联用等方法对药材进行定性、定量分析获得的。本课题组前期针对不同产地的滇重楼成分进行定量检测,其中可测化合物为重楼皂苷I、重楼皂苷II、重楼皂苷VII。吴喆[99]利用傅里叶变换红外光谱(fourier transformation infrared spectroscopy,FT-IR)结合超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)对不同生长年限滇重楼进行定量分子,其测定成分为重楼皂苷I、II、VI和VII。杨远贵[100]利用光谱和色谱技术对不同产区、不同生长年限的滇重楼进行定性、定量分析,其中测定成分为重楼皂苷I、II、VI、VII、总黄酮。谷文超等[101]采用UPLC测定了滇重楼根茎及须根种的重楼皂苷I、II、VI、VII、H、纤细薯蓣皂苷、伪原薯蓣皂苷。Wang等[102]利用LC-MS/MS和FT-IR对滇重楼中的重楼皂苷I、II、VI、VII、纤细薯蓣皂苷测定。王骞等[103]利用PMP柱前衍生HPLC对滇重楼多糖的单糖组成进行测定。《中国药典》2020年版规定滇重楼的含量测定以重楼皂苷I、II、VII为指标[4]。综上所述,滇重楼根中的这些皂苷和黄酮、多糖类成分满足Q-Marker可测性的要求,可作为候选Q-Marker。

 

5.3  Q-Marker 预测分析——成分特有性

 

重楼属植物为百合科多年生草本植物,其中我国有19种,滇重楼为常用的药用品种。重楼属植物主要含有甾体皂苷类、胆甾烷醇类、C21甾体化合物、植物甾醇类、昆虫变态激素、五环三萜类、黄酮类以及糖类、芳香族化合物等物质[104-105],已报到分离了210个化合物[106]。重楼属中主要的药效成分为甾体皂苷类,也是重楼属植物的化学标志物和次生代谢产物。滇重楼及常用的近缘品种虽然具有甾体皂苷、胆甾烷醇类等相似的化学成分,但是在化学成分的含量和组成上存在一定的差异。黄圆圆[107]利用UPLC-Q-TOF MS技术检测15种重楼属植物根茎整体化学成分分析时发现呋甾皂苷在滇重楼、长柱重楼、球药隔重楼、卵叶重楼、短瓣球药隔重楼、长药隔重楼、大理重楼和五指莲种类较多,其他品种含量较少或几乎没有。偏诺皂苷含量多的为南重楼、多叶重楼、金线重楼、球药隔重楼、大理重楼、卵叶重楼、狭叶重楼和短瓣球药隔重楼。长柱重楼和五指莲含有薯蓣皂苷最多。长柱重楼和滇重楼化学成分差异集中在重楼皂苷H、I、II、V、纤细薯蓣皂苷等。吴雪梅[108]利用光谱和色谱化学信息融合结合化学计量法对滇重楼进行溯源研究时发现不同产地野生滇重楼样品间,多糖类、皂苷类等成分存在差异。赵志莲等[109]对9种重楼属植物的根茎分析时发现有效成分差异较大主要集中在重楼皂苷H,薯蓣皂苷,纤细薯蓣皂苷。因此上述成分可以作为滇重楼特有成分,具有一定的特征性。

 

5.4  Q-Marker 预测分析——与药性相关

 

滇重楼味苦,性微寒,归肝经。在中药药性理论中,苦味具有泄下,软坚,燥湿的作用。苦泄亦可使肝郁调达。根据中医药基础理论,“苦味”中药的物质基础应兼有苦味的味觉特征和其功能属性。严永清等[110]在对苦味与化学成分关系研究中显示生物碱、萜类、苷类是苦味药中的主要成分。吴安芝等[111]在对苦味药的药性特征研究显示生物碱、苷类、黄酮类、挥发油是苦味中药主要含有成分。根据以上分析,滇重楼根中皂苷、萜类应是苦味的主要物质基础,可为滇重楼根Q-Marker选择提供依据。

 

5.5  Q-Marker 预测分析——质量传递与溯源

 

滇重楼富含甾体皂苷类、甾醇类、黄酮类、萜类等成分。周浓等[112]对不同采收期的滇重楼中的重楼皂苷I、II、VI和VII测定分析。王欢[113]利用HPLC-MS/MS在大鼠血浆中进行了重楼皂苷I和II测定。Wang等[114]在大鼠口服重楼皂苷后,在血液中可以检测到5个皂苷成分,分别为重楼皂苷I、II、VII、薯蓣皂素、纤细薯蓣皂苷。Wu等[115]在大鼠口服重楼提取物后在血液中检测到重楼皂苷D、重楼皂苷H。基于ADME成分预测分析结果,结合上述报道的滇重楼血液中的成分,推测重楼皂苷I、II、VII、H、纤细薯蓣皂苷等可能是滇重楼发挥药理作用的直接成分。

 

6  结语

 

重楼在李时珍《本草纲目》中以蚤休记载,在明代至明国期间以宽瓣重楼记载,在《中国药典》1977年版中首次收录在药典中,记载植物基原为云南重楼Paris yunnanensis Franch.或七叶一枝花P. chinensis Franch.。滇重楼按《中国植物志》中的恩格勒系统分类名为宽瓣重楼P.polyphylla var. yunnanensis (Franch.) Hand. -Mazz.的根茎。按照李恒分类系统则滇重楼,无云南重楼一名。中药临床辨证用药的依据是基于中药的有效性,也就是中药传统功效与性味归经的概括。中药有效性则是由中药采收加工、炮制、运输及中药产品制备等全过程决定的。哪一个环节的变化都会导致中药有效性产生差异。中药有效性的体现则是由中药物质基础作用于机体后产生的效应。

 

本文对滇重楼中化学成分、药理作用和毒性评价归纳整理,基于Q-Marker基本核心要素“有效性”为主线,从滇重楼的“清热解毒,消肿止痛,凉肝定惊”的传统功效和现代药理作用出发,结合Q-Marker概念中其他原则的文献分析,对滇重楼根的潜在Q-Marker进行了初步预测。

在功效相关性质量标记物预测中,滇重楼根中53个活性化合物,作用于3176个靶点,主要分布于肝、肺、肾、血液等部位,涉及1290种疾病,主要作用于25种疾病,比如前列腺癌、肝癌、乳腺癌、胃癌、结直肠癌等病症。根据滇重楼根“清热解毒,消肿止痛,凉肝定惊”功效与现代抗癌、抑菌、止血等药理作用,上述主要作用疾病中癌症、消化系统、血液造血疾病、癫痫、失眠等与传统功效、现代药理作用相关。在此基础上发现滇重楼根中pinnatasterone、polyphyllin II、polyphyllin III、(3β,25R)-spirost-5-en-3-ol-3-O-α-L-arabinofuranosyl- (1→4)-[α-L-rhamnopyranosyl-(1→2)]-β-D-glucopyra-noside、pennogenin、α-ecdysone等化合物与功效相关。根据上述功效结果,联合中药Q-Marker概念中其他原则文献分析,获得了与滇重楼功效相关的关键候选Q-Marker:重楼皂苷I、II、Ⅲ、VI、VII、H,纤细薯蓣皂苷,蜕皮激素、多糖、黄酮等,但后续还有待根据Q-Marker研究的整体模式,进行功效相关药理学,药动学,代谢组学等前沿技术对滇重楼根进一步研究,为建立滇重楼的质量评价方法及质量追溯和评价体系提供全面的研究基础,对含有滇重楼复方Q-Marker的筛选提供参考,同时也为滇重楼的临床合理应用提供依据。

 

利益冲突

  

 

所有作者均声明不存在利益冲突

  
参考文献(略) 来  源:李早慧,都晓伟.滇重楼药材的研究进展及其质量标志物(Q-Marker)预测分析  [J]. 中草药, 2023, 54(9):3032-3048.

滇重楼药材的研究进展及其质量标志物(Q-Marker)预测分析

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