福建药用植物金线莲研究进展＊

李秋静，郑晓艳，刘桂君，王宁宁，陶用珍，尹慧勇，王小平

（1.漳州卫生职业学院 漳州 363000；2.中国科学院上海营养健康研究院 上海 200031；3.中国科学院大学 北京 100089）

福建兰科植物做为中药或者民间草药开发历史悠久，主要有开唇兰属、石斛属、斑叶兰属、兰属、竹叶兰属等47属93种，分别占全国药用兰科植物属、种总数的62.7%和33.2%，占省兰科植物属种72.3%和56.4%[1]。其中主要分布于福建一带的花叶开唇兰属金线莲传说具有治疗百病之功效，素有“药王”美称。自古在《中药辞海》、《中药大辞典》、《全国中草药汇编》、《中华本草》、《本草拾遗》、《福建药物志》等典籍均有记载，其味甘性平，具有清热凉血、祛风利湿、解毒、止痛、镇咳等功效，主治肝炎，咯血、支气管炎、肾炎、膀胱炎、糖尿病、血尿、风湿性关节炎与肿瘤等疑难病症[2]。福建全省各地的药店或农贸市场均有销售，主要为新鲜全草或者加工成饮品或保健茶，且漳州、龙岩等地区流行金线莲炖汤入药膳的风俗。

近期国内外文献报道金线莲富含活性成分如Kinsenoside，可以影响多种通路起到抗氧化、抗炎、降血脂、降血糖、保肝肾、抗癌和美白功效。本文通过整理对金线莲的化学成分、提取分析、生物活性等方面的最新研究进展进行综述，为进一步开展金线莲的研究与闽南特色食品开发提供参考依据。

1 化学成分

金线莲所含营养物质丰富，其中黄酮、多糖及其苷类居多，此外生物碱类、三萜类、酯类、甾醇及微量元素等亦诸见报道[3]。

1.1 黄酮及其苷类

临床研究数据显示富含黄酮类物质的饮食有助于对抗疾病，其摄入量与胃肠道癌症的发病率具有显著负相关性，近期研究也发现黄酮类物质有助于协助肠道菌群增强对抗流感病毒的作用[4]。如表1所示，金线莲中至今发现的黄酮及其苷类化合物有槲皮素、8-对羟基苄基槲皮素、异槲皮苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-3'-O-葡萄糖苷、槲皮素-β-D-芸香糖苷、槲皮素-7-O-β-D-葡萄糖苷、异鼠李素、异鼠李素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、异鼠李素-3-O-β-D-芸香糖苷、异鼠李素-3,4'-O-β-D-二葡萄糖苷、异鼠李素-3,7-O-β-D-二葡萄糖苷、异鼠李素-7-O-β-二葡萄糖苷、异鼠李素-3-O-新橙皮糖苷、鼠李秦素、鼠李秦素-3-O-β-D-葡萄糖苷、山奈酚、山奈酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、山奈酚-7-O-β-D-吡喃糖苷、芹菜素等[5]

1.2 多糖

多糖是维持生命活动正常运转的基本物质之一，具有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、降血糖的功效。从金线莲苷类化合物分离出的Kinsenoside，在高血糖条件下具有保护血管作用。张晓辉等采用超声波辅助水提醇沉后分离纯化得到金线莲多糖PSA-1和PSA-2：PSA-1是由是鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖6种单糖组成的蛋白多糖，分子量为14208Da，蛋白含量为0.44%；PSA-2由半乳糖和葡萄糖两种单糖组成的不含有蛋白质的多糖，分子量为17787Da[6]。

表1 金线莲黄酮类物质

续表

图1 Kinsenoside

1.3 挥发油

金线莲具有淡淡的霉味香气，常作为与银线莲，公石松等辨别真伪的依据。陈焰等运用气相色谱－质谱-数据系统联用技术（Gas Chromatography/Mass Spectrometry/Data System，GC/MS/DS）在福建组胚金线莲水蒸气蒸馏的挥发油中检测出78个化合物，鉴定了36个化合物，占挥发油总量的96.26%，其中94%为脂肪酸，1.72%为萜类化合物，1.17%为芳香族化合物，其主要成分包括十六羧酸甲酯、棕榈酸、亚油酸、亚麻酸甲酯和2-十二酮等。在体外实验中金线莲挥发油对人肺癌细胞NCI-H446有生长抑制性，呈浓度依赖性[7]。

1.4 核苷类

吴萍萍等应用高效液相色谱-二极管阵列（High performance liquid chromatography-Diode Array Detector，HPLC-DAD）检测福建金线莲药材中含有天麻1.430 mg·g-1和天麻苷元0.562 mg·g-1，高效液相色谱-电喷雾-质谱（High performance liquid chromatography-Electrospray ionization-Mass spectrometry，HPLC-ESI-MS）分析金线莲中的胞苷、次黄嘌呤、鸟嘌呤、腺嘌呤4种核苷类物质，并建立了福建金线莲药HPLC指纹图谱[8]。

1.5 生物碱

生物碱是一类存在于植物中含氮的且大多具有显著生理活性的碱性化合物。朱善岚等采用HPLC/ESI/MS技术同时鉴定金线莲中的石杉碱甲0.00234%和乌头碱0.00476%[9]。台湾大学陈春雄等首次在金线莲中提取出异亮石松碱，动物试验研究表明异亮石松碱具有强烈的镇痛作用，比吗啡强10-40倍，但伴有“震颤”毒性，通过结构优化可使之成为有用的镇痛剂[10]。

2 提取分析工艺

微波提取金线莲多酚采用响应面法分析得到最佳提取工艺条件为：时间37.55 min、微波功率320 W、固液比65:50、乙醇浓度为83.90%，理论总酚提取率可达1.31%，同时UPLC-Q-TOF-MS/MS分析鉴定21种酚类化合物如芦丁、槲皮素、没食子酸、绿原酸和山奈酚等化合物[11]。李仲达等对热水浸提、超声波提取、微波提取和超声-微波协同提取金线莲多糖进行对比分析发现超声-微波协同提取率最高：热水浸提金线莲多糖最佳工艺条件为提取温度80℃，提取时间2.5 h，料液比1∶25，提取率4.89%；超声波提取金线莲多糖最佳工艺条件为超声波功率为160 W，超声波时间为80 min，料液比1∶15，提取率5.32%；微波提取金线莲多糖最佳工艺条件为微波功率为450 W，提取时间为2.5 min，料液比为1：10，提取率为5.87%；超声-微波协同提取金线莲多糖最佳工艺条件为超声波功率120 W，微波功率350 W，料液比1∶14，提取时间3.5 min，提取率达6.54%[12]。王晓雪建立了金线莲95%乙醇提取物中常量与微量成分结构鉴定的正、负离子检测模式相结合RPLC-MS/MS及MSE的分析方法，分析福建金线莲95%乙醇提取液中17个化合物的结构。其中包括4个芳香酸类化合物，5个黄酮苷元、5个黄酮-0-单糖苷类，2个黄酮-0-双糖苷类化合物和对羟基苯甲醛[13]。王勇等利用正相硅胶、D101大孔吸附树脂、聚酰胺树脂、ODSC18、重结晶及制备高效液相色谱进行分离纯化，波谱鉴定出福建金线莲全草中19个化合物，首次在金线莲中分离得到(22E,24ξ)-24-异丙烯基-22-脱氢胆甾醇、异鼠李素-3-O-β-龙胆双糖苷、赫尔西酚、5,3'-二羟基-3,7,4'-三甲氧基黄酮、8,9-环氧-1,11,14-三烯、香草乙酮、对羟基苯乙酮、β-腺苷、对羟基苯甲醇等[14]。

3 生物活性研究

3.1 抗氧化

人体内氧化反应和抗氧化机制失衡会导致氧化应激，进而引起脂质过氧化，大量实验数据显示该过程与衰老和许多疾病息息相关，如代谢性疾病、心血管疾病、癌症、神经退行性疾病等。抗氧化酶（如超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-PX，GSH Peroxidase）和小分子抗氧化剂（如谷胱甘肽、维生素C和E、药用植物活性成分）都是对抗氧化应激的重要防御系统。唐楠楠等发现采用溶剂提取法提取金线莲多糖抗氧化效果较佳，特别是乙酸乙酯部位对羟自由基和氧自由基都具有较强的清除作用，与浓度成正相关，可以延长处于高过氧化氢氧化压力下的秀丽隐杆线虫的寿命[15]。福建金线莲移栽苗和组培苗的60%乙醇提取物均显示较好的抗氧化能力，移栽苗在总抗氧、清除DPPH和超氧自由基能力上显著优于组培苗，这种清除能力与移栽苗中黄酮含量较高有关，而在清除羟自由基能力上，组培金线莲强于移栽金线莲，在最高浓度(12 g·L-1)时组培苗清除率达到92.48%，而移栽苗只有71.32%，推测这种清除能力与其糖类物质含量较高有关[16]。刘青等发现金线莲水提液能提高CCl4肝损伤模型或STZ糖尿病模型中的GSH-PX活性，抑制正常小鼠肝组织及线粒体MDA生成和高脂血症金黄地鼠LDL过氧化。金线莲乙醇提取物也可提高自然衰老小鼠血清和肝中SOD与GSHPX活力，并能降低MDA的含量[17]。以上研究结果说明金线莲无论是水提物、有机溶剂提取物都有一定的体内外抗氧化活性。

3.2 抗炎

炎症是机体组织对各种损伤因子刺激所产生的防御反应。炎症产生与活性氧催化下各种细胞因子释放有关（如TNF-α，IL-β，IFN-r，IL-12，IL-4，IL-13，IL-22，IL-23，IL-10，TGF-1β），细胞因子释放促进了炎症细胞的聚集与活化进而诱发了红肿热痛等症状[18]。天然植物活性成分在多种炎症模型上显示不同程度的抗炎效果，如黄酮及其苷类、蒽醌类、萜类、生物碱类和糖类等。金线莲水提取物通过影响血小板前列环素PGI2和主动脉内皮的血栓素TXA2产生可减轻二甲苯致小鼠的炎性症状。中、高剂量的金线莲水提取物也能显著抑制醋酸致小鼠的毛细血管通透性的炎症。研究发现不同梯度的金线莲多糖治疗CCl4诱导小鼠肝脏损伤模型，干预后小鼠血清中的SOD，CAT，GSH-1增加，而MAO，AST减少，进一步通过qRT-PCR检测CYP2E1的mRNA和Western－blot检测CYP2E1蛋白都表达升高，NF-κB通路上的TNF-α，IL-6，p65表达减少，进而减轻炎症[19]。Kinsenoside灌胃给药20天可显著抑制胶原诱导性关节炎大鼠病理模型，明显减轻足爪肿胀，减少骨和膝关节软骨损伤和变形，减少炎症细胞的侵袭有效降低发病率。Kinsenoside降低IL-1β，TNF-α和MMP-9的表达，同时增加IL-10的表达，协同进行炎症细胞因子的平衡调控，还可以通过增加CD4+、CD25+调节T细胞的数量抑制Th1细胞和B细胞群的生成，血清中抗胶原抗体IgG1和IgG2a水平降低[20]。

3.3 降血糖

临床II型糖尿病治疗案例分析发现金线莲复方制剂胶囊有效剂量1.2 g·kg-1，治疗总效率可达80%，具有明显的降血糖作用和显著改善“三多一少”症状。金线莲水提物、正丁醇提取物、石油醚提取物对四氧嘧啶或STZ诱导的糖尿病大鼠有明显的降血糖作用。特别是极性提取物中得到大量金线莲糖苷成分为降糖的主要活性物质，实验结果表明金线莲多糖对α-葡萄糖苷酶活性具有一定抑制作用，其IC50值为78.66 μg·mL-1，小鼠餐后血糖的控制率为（53.65±13.65）%[21。金线莲苷15 mg·kg-1剂量给链脲霉素诱导的糖尿病大鼠灌胃3周后，给药组大鼠血清胰岛β细胞数量增加、细胞较饱满，分泌胰岛素能力增强，血清胰岛素含量增加，血糖水平显著降低，接近正常组水平。研究发现金线莲苷通过修复氧自由基和NO介导胰岛β细胞的损伤，恢复胰岛β细胞的分泌胰岛素能力而起到降血糖能力[22]。Kinsenoside通过抑制NF-κB mRNA的表达，激活基质金属蛋白酶-基质金属蛋白酶组织抑制剂（MMPTIMP）系统，抑制各种生化物质生成进而有效降低血糖和胆固醇水平，对糖尿病小鼠在高血糖条件下具有血管保护作用[23]。

3.4 降脂

天然植物活性成分可以促进机体抑制脂肪的生成或加强脂肪分解进而减少脂肪量。美国全国健康和营养调查针对2005-2008年9951临床样本数据分析发现富含黄酮的饮食摄入量与肥胖呈负相关性，饮食中黄酮摄取量高的成人比低摄取者有较好的体质指数BMI和较低的腰围，并且黄酮摄取量高的女性体内炎症相关性标记物C反应蛋白水平下降显著[24]。研究发现金线莲甲醇提取物明显降低大鼠的肝脏比重，其中高剂量组血清总胆固醇（Total cholesterol，TC）、甘油三脂TG和LDL-C较模型组分别下降了32%、42%和51%，HDL-C则升高了91%；肝脏TC和TG分别下降了53%和44%，HDL-C越高，清除血管内多余血脂、缓解动脉粥样硬化斑块形成的能力越好[25]。50 mg·kg-1、100 mg·kg-1、200 mg·kg-13个剂量组的金线莲多糖给SD大鼠灌胃30天，与高脂对照组比较，200 mg·kg-1剂量组可显著降低饲高脂饲料大鼠血清甘油三酯、总胆固醇水平，表明金线莲多糖对大鼠具有降血脂功能[26]。金线莲多糖Kinsenoside通过活化AMPK，上调AMPK介导的脂解相关基因包括ATGL，CPT1，SIRT1，PACC，Pcreb表达，增加脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）介导的脂肪分解[27]（图2）。

3.5 保肝肾

复合金线莲口服液（每次10 mL，每日3次）联合恩替卡韦（每次0.5 mg，每日1次）治疗30例慢性乙型肝炎病人，12周后观察ALT正常化率、HBeAg血清转换率和乙型肝炎病毒核酸标志物HBV-DNA的变化。两组间HBeAg阴性率无显著性差异，而治疗组在提高HBV-DNA转阴率和ALT正常化率方面优于对照组。金线莲口服液联合恩替卡韦能显著抑制HBV-DNA复制，提高ALT正常化率，协同疗效明显优于单独使用恩替卡韦[28]。Kinsenoside能对抗树突状细胞（DC）负载肝癌细胞（DC/Hepa1-6）诱导的小鼠T细胞介导自身免疫性肝炎，靶向结合到血管内皮生长因子受体2（VEGFR-2）激酶结构域，抑制代谢相关的磷脂酰肌醇3激酶/蛋白kinase B（PI3K-AKT）通路和协同阻断炎症相关的JAK2-STAT3通路，从而破坏DC诱导交叉反应的CD8+T细胞应答，减少淋巴细胞浸润和细胞因子诱导炎症，避免肝组织病理学损伤[29]（图3）。Kinsenoside可通过抑制炎症介质NO生成TNF-α、IL-1β，单核细胞趋化蛋白1和巨噬细胞游走抑制因子，也可以降低核因子κB-DNA复合核p65和p50蛋白水平，从而抑制CCl4诱导的慢性肝炎。

图2 Kinsenoside激活AMPK通路促进脂肪分解[27]

图3 Kinsenoside治疗小鼠自身免疫性肝炎[29]

金线莲多糖（100 mg·mL-1、300 mg·mL-1）口服喂养高糖血症病理模型小鼠15天，小鼠血糖水平显著下降，体重恢复正常。高血糖、高血压、氧化应激和一些细胞因子或生长因子可激活p38MAPK激酶信号通路进而引发肾病。金线莲多糖抑制p38MAPK激酶及及联下游炎症因子TNF-α，MCP-1，FN和MMP2/9的表达，同时减少肾小球系膜基质沉积和损伤以及保护微血管结构[30]（图4）。

3.6 抗肿瘤

金线莲多糖对肺腺癌细胞A549、肉瘤细胞143B、大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞PC12，乳腺癌细胞MCF-7，急性白血病细胞HL60、慢性白血病细胞K562、结肠癌细胞SW620、食管癌细胞OE19，肝癌细胞HepG2，神经胶质瘤细胞U251都有抑制作用，其中OE19的抑制效果最好，其IC50值为5.67 ± 0.831 μmol·L-1，主要通过阻滞G2/M期诱导细胞凋亡[31]。金线莲石油醚部位所含丰富的β-谷甾醇、阿魏酸和齐墩果酸也具有抑瘤作用。Bolleddula等研究发现阿魏酸酯对人结肠癌细胞的增殖具有显著抑制作用。齐墩果酸通过上调Bax、Bad蛋白，同时下调Bcl-2蛋白来诱导肺癌细胞株SPC-A-1凋亡，从而对其产生抗肿瘤作用。Baskar等的体内和体外实验表明，β-谷甾醇对人结肠癌细胞株COLO320DM的生长增殖具有显著的抑制作用，并且通过清除活性氧自由基来诱导肿瘤细胞凋亡。金线莲多酚预处理明显下调caspase3蛋白表达，抑制Bax表达bcl-2蛋白。caspase3是凋亡相关酶之一，在细胞凋亡的执行过程中起关键作用。线粒体依赖性途径介导细胞凋亡的Bcl-2家族蛋白主要位于线粒体膜上，是重要的抗凋亡或促凋亡调节因子。

3.7 抗黑色素沉着

兰科植物的根膜除了水分和营养的吸收与储存功能外，在对抗UV-B中起着关键的作用。研究发现UV-B激活查耳酮调节系统，诱导兰科植物根部PhCHS4高表达使其细胞壁中的两种黄酮苷积累，从而持久对抗UV-B辐射的伤害[32]。金线莲总提取液、金线莲醇提液、金线莲醇沉物分别作用于斑鱼胚胎72 h发现福建金线莲醇提液可以下调黑色素相关基因silv，tyr，tyrp1a的mRNA表达，同时减弱酪氨酸酶活性，显著抑制黑色素生成[33]。

4 总结与展望

近期研究采用超声－微波协同提取优化提取工艺，液质、气质联用技术分析福建金线莲鉴定出许多黄酮、多糖及其苷类、挥发油、生物碱等化学成分。福建金线莲活性物质通过清除自由基，提高小鼠血清和肝中SOD与GSH-PX活力，降低MDA起到抗氧化作用；降低IL-1β，TNF-α炎症因子的表达，增加IL-10抗炎因子的表达起到调节炎症反应作用；通过影响PI3KAKT通路和p38MAPK激酶信号通路起到保肝肾作用；通过抑制NF-κB mRNA的表达，有效降低血糖和脂肪水平；调节caspase3和Bcl-2家族蛋白表达促进癌细胞凋亡；抑制黑色素相关基因表达起到美白功效。

金线莲具有丰富的营养价值，可开发为安全有效的保健品或药品，并且拓展为具有闽南特色的食品或化妆品。现有活性研究主要局限于提取物，除Kinsenoside外其它化学成分的分离，体内机制研究还不详尽，用药后机体内的生物利用度、药代动力学和生物代谢、潜在副作用知之甚少，有待进一步深入探索，以期开发出安全有效的天然药物。其次金线莲作为保健茶成为闽南人民日常生活饮品，长期饮用对正常机体的体内代谢影响未见知晓，食品质量与安全评价保障研究欠缺，需进一步关注。