中国锦鸡儿属药用植物研究进展

Research progress in medicinal plants of genus Caragana Fabr. in China

摘要

全球锦鸡儿属植物有90~100种，中国锦鸡儿属植物有66种，该属植物具有防风、保水及固沙等经济价值，部分种具有药用价值.国内外相关研究报道表明：锦鸡儿属植物主要含有生物碱类、黄酮类、萜类、二苯乙烯类、脂肪酸及甾醇类等化学成分，作为药用植物该属植物具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗病毒及抗菌等药理活性. 本研究对中国锦鸡儿属植物的种类及分布、化学成分和药理作用等方面的研究进展进行了综述.

Abstract

There are 90~100 species of Caragana Fabr. in the world and 66 species of Caragana plants in China. The plants of Caragana Fabr. have the economic value of windbreak， water conservation， and sand fixation， and some species have medicinal value. Caragana mainly contains alkaloids， flavonoids， terpenoids， stilbenes， fatty acids， and sterols. As medicinal plant， the genus has anti-tumor， anti-oxidation， anti-inflammation， anti-diabetic， anti-virus and anti-bacterial pharmacological activities. In the research， the species， distribution， chemical constituents， and pharmacological effects of Caragana Fabr. in China were reviewed.

Graphical abstract

关键词

锦鸡儿属 / 种类分布 / 化学成分 / 药理活性 / 研究进展

Key words

Caragana Fabr. / species distribution / chemical constituents / pharmacological activity / research progress

锦鸡儿属植物（Caragana Fabr.）隶属于豆科（Leguminesae），自然界中大多数以灌木形式存在，植株高度可达1米，少部分以乔木形式存在. 通常情况下树皮为褐色，或有光泽，其枝小且细长，托叶以针刺形式存在. 花单生，花冠黄色时带有红色. 吴国芳主编的《植物学》记载了乔木是锦鸡儿属植物的原始性状，灌木是其进化后的结果^［1］. 锦鸡儿属植物全球共有98种，主要分布于半干旱及干旱地带，例如：巴基斯坦、印度、尼泊尔、中国、西伯利亚等国家和地区^［2］. 中国该属植物分为11个系，共有66种9变种12变型^［2］，主要分布在新疆、甘肃、西藏、内蒙古、山西、宁夏及陕西等地^［2］. 锦鸡儿属植物喜光，耐干旱，不耐水涝，可改善草地沙漠化^［3］. 本属植物大部分有药用价值、经济价值和生态价值.锦鸡儿在《救荒本草》中首次记载，在《植物名实图考》中也有记载. 《纲目拾遗》中载：“和血祛风，亦入乳痈药用.”“大能透发痘疮，以其得先春之气，故能解毒攻邪.”“性平，入肝脾二经.”

该属植物一般用于治疗虚劳咳嗽、头晕耳鸣、腰膝酸软、气虚和痛风等，具有健脾益肾、和血祛风及解毒等作用^［4］. 本文对我国锦鸡儿属植物资源分布，该属植物主要化学成分和其药理作用进行了综述.

1 锦鸡儿属植物分布

中国锦鸡儿属植物共有66种，主要分布在黄河流域以北的干旱地带，以西藏高原为中心的西南西北地区，少数种分布在长江流域^［5］. 根据地形分布类型分为：东亚分布型、青藏高原分布型、间断分布型、蒙新荒漠分布型和中亚分布型^［6］. 中国锦鸡儿属具有药用价值被报道的植株类型及其分布和生长环境见表1.

2 中国锦鸡儿属化学成分

目前，对锦鸡儿属植物的化学成分有文献报道的种有：阿尔泰锦鸡儿（C．altaica）、鬼箭锦鸡儿（C．jubata）、白皮锦鸡儿（C．leucophloea）、毛刺锦鸡儿（C．tibetica）、昌都锦鸡儿（C．changduensis）、红花锦鸡儿（C．rosea）、拧条锦鸡儿（C．korshinskii）、树锦鸡儿（C．arborescens）、吐鲁番锦鸡儿（C．turfanensis）、狭叶锦鸡儿（C．stenophylla）、小叶锦鸡儿（C．microphylla）、多刺锦鸡儿（C．spinosa）、刺叶锦鸡儿（C．acanthophylla）、中间锦鸡儿（C．intermedia）等. 锦鸡儿属植物主要含有生物碱类、黄酮类、酚类、萜类、二苯乙烯、有机酸、甾体类和香豆素等化学成分. 这些活性成分显示出降压、降糖、抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗病毒和抗菌等多种药理作用. 不同种的活性成分及其药理作用见表2.

2.1 生物碱类化合物

生物碱一般含有一个或多个碱性氮原子，是天然的次生代谢物. 植物生物碱的形成是由于植物受到病原体和动物的威胁后出现的防御性进化^［25］. 生物碱一般具有抗菌、抗癌、降压和抗炎等作用^［26-28］. 锦鸡儿属植物中鉴定出5种生物碱类化合物（图1），从小叶锦鸡儿中提取出的，分别为去氢白莲叶碱（1）、脱氢卡维丁（2）、黄连碱（3）、刻叶紫堇明碱（4）、表小檗碱（5）^［29］.

2.2 黄酮类化合物

黄酮类化合物由吡喃环将两个苯环连接形成十五个碳的骨架，是植物的次生代谢物^［30］. 黄酮类化合物有抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒和抗癌的药理作用^［31-35］. 锦鸡儿属植物的黄酮类活性成分有80余种，是种类最多的化合物. 大致可以分为黄酮类、异黄酮、二氢异黄酮、查尔酮、紫檀素和黄酮醇类（图2）. 其中从小叶锦鸡儿植株中提取出芹菜素（6）、木犀草素（7）等黄酮类化合物^［36］.在小叶锦鸡儿植株中提取出槲皮素（8）等黄酮醇类化合物^［37-38］.在鬼箭锦鸡儿和昌都锦鸡儿植株中提取出7，6′-二羟基-6-甲氧基- 3′，4′亚甲二氧基异黄酮（9）和樱黄素（10）等异黄酮类化合物^［39-40］，甘草素（11）和二氢芹菜素（12）两个二氢异黄酮类化合物^{［36，41］}，异甘草素（13）和、1-(2,4-dihydroxyphenyl)-3-hydroxy-3-(4-hydroxyphenyl) -1-propanone（14）两种查尔酮类化合物^［41］，一种查尔酮紫铆查耳酮（15）^［42］. 宋萍等从锦鸡儿属植物中检测到maackiain（16）和3-甲氧基-9羟基紫檀烷（17）等共10种紫檀素类化合物^［43］.

2.3 萜类化合物

萜类化合物是以异戊二烯为基本单元，不同方式首尾连接构成的聚合体. 萜类化合物一般具有抗真菌、抗炎、抗肿瘤等药理作用^［44-45］. 在锦鸡儿属种发现的萜类化合物大多为三萜类和倍半萜类两种化合物.从中间锦鸡儿植株中分离出包括eudesma-4（15）-ene-1β，7α-diol（18）、eudesma-4（15）-ene-1β，7β-diol（19）、eudesma-4（15）-ene-1β，8α-diol（20）、Eudesma-4（15）-ene-1β，5α-diol（21）等9个桉烷型倍半萜和allo-aromadendrane-3α，9α-diol（22）、（+）-allo-aromadendrane-3α，9α-diol（23）及（+）-spathulenol（24）3个香木兰烷型倍半萜 ^{［42，46］}，从锦鸡儿植株中鉴定分离出齐墩果酸（25）、sigmoside D（26）等20种三萜类化合物^{［19，47］}，化学结构见图3.

2.4 二苯乙烯类

二苯乙烯是一类以1，2-二苯乙烯为核的植物多酚类. 二苯乙烯类化合物具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗糖尿病^［48-54］等作用. 锦鸡儿属中的二苯乙烯类化合物已经分离鉴定出42个，按照二苯乙烯的聚合形式可分为寡聚二苯乙烯、二聚二苯乙烯、三聚二苯乙烯和四聚二苯乙烯（图4）.在毛刺锦鸡儿中检测出白藜芦醇（27）和白皮杉醇（28）等寡聚二苯乙烯类化合物和tibeticanol（29）等二聚二苯乙烯类化合物^［55-56］. 研究人员在锦鸡儿茎中分离出carasiphenol A（30）等三聚二苯乙烯类化合物^［37］，在锦鸡儿根中分离出carasinol A（31）等四聚二苯乙烯类化合物^［57］.

2.5 脂肪酸类

植物脂肪酸一般为顺势结构的碳数目为偶数的长链脂肪酸^［58］. 脂肪酸类具有抗菌等生物学活性^［59］. 有人从锦鸡儿植物金雀根中提取出18种脂肪酸类化合物，其中主要成分是亚油酸（32）、亚麻酸（33）、十六碳酸（34）以及十八碳酸（35）^［60］. 亦有研究人员从锦鸡儿植物中提取出12种脂肪酸类化合物^［61］（图4）.

2.6 甾醇类

甾体类化合物一般以环戊烷多氢菲作为基本骨架，在其母核上带有两个甲基和含有羟基或羰基的侧链^［62］. 植物甾醇具有抗炎、抗糖尿病、抗癌、降低胆固醇和降血脂等生理作用^［63-66］. 从锦鸡儿属植株中提取鉴定了共10个甾体类化合物. 其中金桂林和霍炎等人从锦鸡儿植物中提取出β-谷甾醇（36）、豆甾醇（37）、豆甾烷-4-烯-6β-醇-3-酮（38）、胡萝卜苷（39）四种甾醇类化合物^{［36，38］}（图5）.

2.7 香豆素类

香豆素是以苯骈-α-吡喃酮为母核的苯丙烷衍生物，是含氧杂环化合物^［56］. 香豆素类化合物具有抗炎、抗癌、抗骨质疏松、杀虫、抗氧化和抗真菌等生理活性^［67-69］.从小叶锦鸡儿种分离并鉴定出伞形花内酯（40）1种香豆素类化合物^［36］，BOINIK等人在锦鸡儿植株中分离出四种香豆素类化合物分别是香柑内酯（41）、马栗树皮素（42）、花椒毒素（43）和东莨菪素（44）^［70］（图5）.

2.8 其他化学成分

锦鸡儿属植物中除了上述化学成分外还含有其他化学成分，如：崔益冷等从红花锦鸡儿中鉴定出9个苯丙素类化合物^［19］. 孙慧玲等从锦鸡儿属植物中鉴定出19个化合物，主要为烯烃和饱和烷烃类化合物. 除此以外，锦鸡儿属植物还含有糖类和长链醇等化合物^［71］.

3 中国锦鸡儿属植物药理活性

3.1 抗癌活性

目前从锦鸡儿植物种鉴定出多种化合物，其中槲皮素被报道具有抗乳腺癌和抗头颈癌等活性^［72-73］. 另外，白藜芦醇也具有多种抗癌活性，如：甲状腺癌和肺癌等^［74-75］. 苏比努尔·买乌兰等在狭叶锦鸡儿中提取的化合物通过MTT法检测其抗肿瘤活性发现，化合物2可以明显抑制Hela细胞的生长^［21］. 从小叶锦鸡儿中提取的化合物可以抑制小鼠S₁₈₀肉瘤细胞的生长^［76］，小叶锦鸡儿中的pseudobaptigenin和trifolinrhizin对MCF-7及Hela细胞都有明显的生长抑制作用^［77］. 张国庆等从小叶锦鸡儿中提取出的小檗碱对Saos-2、A375和Hela等细胞都有明显的生长抑制作用^［29］. 结果表明，锦鸡儿属植物提取物对多种癌症细胞的生长均有明显的抑制作用，因此锦鸡儿属植物可以作为潜在抗肿瘤药物.

3.2 抗炎活性

研究发现锦鸡儿根的甲醇提取物可以明显抑制小鼠耳壳炎症并对炎症渗出物PGE₂的产生有明显抑制作用^［78］.从锦鸡儿植物中提取出来的化合物可以明显抑制由二甲双胍导致的耳廓炎症^［79］. 从锦鸡儿中分离出来的三萜皂苷caraganoside C和caraganoside D可以抑制RAW262.7细胞的NO释放^［80］. 从锦鸡儿根部提取的化合物可以抑制大鼠的关节炎和NF-κB通路基因表达^［81］. 杜学武等使用锦鸡儿的水煎剂可以减缓类风湿性关节炎^［82］. 因此，锦鸡儿属植物提取物通过抑制炎症介质的表达和炎症通路的基因表达来发挥其抗炎作用.

3.3 抗氧化活性

从锦鸡儿中分离出来的二苯乙烯类化合物caragasinin A、 caragasinin B、caraphenol B对DPPH（2，2-diphenyl-1-picrylhydrazyl）有明显的清除活性^［80］.从锦鸡儿中提取的总黄酮对羟自由基的清除能力与黄酮含量呈正相关^［83］.检测锦鸡儿植物不同提取物的抗氧化活性发现，锦鸡儿乙酸乙酯部抗氧化活性最强^［84］. 高海峰等人在白皮锦鸡儿中提取到两个黄酮醇类化合物3-O-methylquercetin和quercetin有部分氧化β-胡萝卜素-亚油酸的能力，并具有部分清除DPPH的能力^［16］. 目前对锦鸡儿属植物抗氧化作用的研究较少，后续可以加深对锦鸡儿植物抗氧化能力的探索.

3.4 抗糖尿病活性

目前，对锦鸡儿属植物的抗糖尿病作用研究较少. 孙智华等人在中间锦鸡儿中分离出的倍半萜类化合物可以增加C₂C₁₂肌细胞对葡萄糖的消耗量^［85］. 廖静雅发现鬼箭锦鸡儿乙醇提取物在体外及体内均有抗糖尿病活性. 体外实验中，鬼箭锦鸡儿通过激活PKC途径促进L6细胞中GLUT4的表达及转运，同时促进细胞内Ca²⁺的释放，从而促进细胞对葡萄糖的摄取. 在体内，鬼箭锦鸡儿能够降低糖尿病小鼠的空腹血糖，改善小鼠的口服糖耐量和胰岛素耐量，改善小鼠肝脏的脂肪堆积和脂肪细胞肥大现象，重塑胰岛形态并改善功能 ^［86］.

3.5 抗病毒及抗菌作用

从白皮锦鸡儿中提取的化合物对大肠杆菌和番茄疮痂病毒的生长有一定的抑制活性^［16］，在中间锦鸡儿中提取分离的化合物可以完全抑制稻瘟霉P-2b的生长^［85］，在锦鸡儿地上部分分离的化合物对稻瘟病病菌的菌丝生长有明显的抑制^［86］. 从小叶锦鸡儿中分离的化合物可以明显抑制枯草芽孢杆菌和镰刀菌的生长^［87］，从锦鸡儿中分离得到的紫檀素化合物可以明显抑制念球菌的生长^［43］. YANG等从锦鸡儿中分离得到化合物scirpusin A和scirpusin B具有抗艾滋病病毒（HIV）的作用^［88］. 可见，锦鸡儿属植物的抗菌活性和抗病毒活性具有很大的研究价值，为新型抗病毒及抗菌药物的探索提供了新方向.

3.6 治疗心脑血管疾病

李牧子等将锦鸡儿提取物注射家兔血瘀证模型中后，显著降低了其血浆粘度、全血还原粘度及纤维蛋白原含量^［89］. 李迎军等从小叶锦鸡儿分离的化合物可以缓解由乌头碱引起的大鼠实验性心律失常^［90］. 李媛媛等发现小叶锦鸡儿总黄酮可以改善缺血再灌注模型大鼠的血小板粘聚性、红细胞变形能力及血液粘度^［91］.

4 含锦鸡儿属植物方剂

中国锦鸡儿属植物自古以来在中药使用中就较为普遍，锦鸡儿属植物在药用中既可配当药、蒲公英、山里红、丹参和党参等药物来治疗癌症、疼痛、哮喘及体虚等疾病，又可以与食物如鸡蛋和猪蹄一起食用治疗头晕、头疼等症状.具体植株方剂如表3所示.

5 结语

中国锦鸡儿属植物具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗糖尿病、抗病毒、抗菌及心血管疾病治疗作用，但是对于锦鸡儿属植物的活性成分及药理作用的研究仅仅是针对该属少部分种. 因此，对于该属其他锦鸡儿种的化学成分或药理作用的研究需要加深，为新药的研发提供新的方向. 除此之外，很多锦鸡儿属植物已经在临床上广泛运用，初步验证了它们的安全性，但是其具体的毒理实验研究并不多，亟需加深对锦鸡儿属植物毒理作用的探究，保证临床用药的安全性.

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基金资助

青海省基础研究计划项目(2023-ZJ-922M)