药用石斛属植物石斛碱研究进展.docx

    药用石斛属植物石斛碱研究进展    王珊珊 刘佳萌 孙晶 孙玉凤 贾宁 刘佳妮 范蓓 王凤忠摘 要：综述了石斛碱的药用功效、检测方法、含量分布规律以及合成途径等方面的研究进展，并针对存在的主要问题提出解决方案，为石斛碱的进一步开发利用提供研究思路Key：石斛碱;药用功效;检测方法;分布规律;合成途径石斛属（Dendrobium）植物目前在全球约有1 500种，在中国被认定为有药用价值的石斛属植物已超过50余种[1-2]本文将药典里有明确规定用作药用、传统用作药用、相关研究证明具有药用疗效的石斛统称为药用石斛药用石斛主要在归胃、肾经方面作用较为突出，《神农本草经》等古医学典籍以及《中国药典》均对其有所记载，被历代医家视为珍品[3-4]大量现代医学研究表明，药用石斛中的多糖、生物碱、酚类、菲类和联苄类等活性成分具有很好的抗肿瘤、抗衰老、抗氧化、降血糖以及提高免疫力等药用功效，其中生物碱和多糖是药用石斛的两种主要药效成分[5]目前在药用石斛属植物中已发现有52个生物碱类化合物，主要可分为咪唑、倍半萜、四氢吡咯、八氢中氮茚和酰胺等5种类型[6]石斛碱是石斛属植物所特有的一种倍半萜类生物碱，被认为是中药石斛解热镇痛作用的有效成分[7]。

早在1932年，铃木秀干等[8]就首次在药用金钗石斛（D.nobile）中分离获得石斛碱;1964年，Onaka等[9]确定了石斛碱具有倍半萜骨架结构;2015年版《中国药典》将石斛碱作为金钗石斛的检测标准，规定其按干燥品计算，石斛碱的含量不少于0.40%[4]本文对药用石斛中石斛碱的药用功效、检测方法、含量分布规律以及合成途径等方面的研究进展进行综述，以期为石斛碱的进一步开发利用提供科学依据1 石斛碱药用功效药用石斛化学成分较多，对其药效成分的研究多集中于总多糖、总生物碱、菲类以及联苄类化合物其中，石斛碱的药理作用主要表现在抗炎症、心血管保护、对神经系统和糖脂代谢的调控以及清热止痛等方面Kudo等[10]研究发现，石斛碱在青蛙脊髓中几乎与苦毒宁具有相同的神经药理学作用;王宪楷[11]研究表明，石斛碱具有解热止痛、降低心率与血压、产生中度高血糖以及强身健体等作用，同时还可解巴比妥中毒;张俊青[12]研究发现，石斛碱可通过降低外源性内毒素脂多糖（LPS）诱导的大鼠大脑皮层星形胶质细胞（Ac）炎症因子NO的释放，进而发挥抗炎作用;刘婵等[13]研究发现，石斛碱能通过抑制基因p-NF-κBp 65的表达，进而抑制心脏成纤维细胞（CF）的增殖和炎性因子的表达，证实石斛碱具有抗炎症以及保护心血管系统作用;Li等[14]首次研究发现，石斛碱可降低核糖核蛋白复合物vRNP的活性，以流感病毒NP蛋白作为抗流感病毒的作用靶点，通过与NP蛋白的结合抑制其出核及寡聚化，进而对流感病毒的早期复制起到阻碍作用;Song等[15]研究发现，石斛碱可与顺铂联合通过刺激JNK/p38应激信号通路介导细胞死亡，激活促凋亡蛋白Bax和Bim，有效诱导肿瘤细胞的特异性死亡，进而对非小细胞肺癌细胞（NSCLC）的抗癌活性增强，且不加重顺铂的心脏毒性，为人类肺癌的治疗提供了一种新的研究思路。

随着现代仪器设备及检测方法的发展进步，对石斛碱的药代动力学也进行了深层次的研究探索鲁艳柳团队[16]首次研究发现，金钗石斛中的生物碱对谷氨酸诱导的大鼠海马神经元轴突变性能够起到一定的保护作用，作用机制主要是通过促进大鼠海马神经元自噬体的形成和改善谷氨酸诱导的神经元轴突变性损伤该团队通过超高效液相色谱串联四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱系统（UPLC /LTQ-Orbitrap-MS）对石斛碱在人肝微粒体Ⅰ相代谢的4个主要代谢产物：M-250（[M + H]+ m/z 250.1801）、M-262（[M + H]+ m/z 262.1800）、M-280（[M + H]+ m/z 280.1906）、M-296（[M + H]+ m/z 296.185 6）以及Ⅱ相代谢的1个主要代谢产物：M-440（[M]+ m/z 440.227 8）进行鉴定，结果表明，石斛碱经过代谢生成了极性较大的代谢产物，肝脏核受体内脂溶性环境可能会排斥极性较大的代谢产物由于糖脂代谢主要由肝脏核受体调控，推测石斛碱该代谢过程可能会降低其调控糖脂代谢的活性作用[17]在此基础上，该团队利用超高效液相色谱-质谱/一测多评法（UPLC-MS/QAMS）首次建立了测定小鼠血浆中石斛碱及其代谢产物M-250、M-280浓度的方法，并且研究对小鼠灌胃后，石斛碱在小鼠体内主要组织部位的分布规律，结果显示，石斛碱在肝脏和肠组织中分布最多，而在肝脏中药物质量分数随着时间的延长而迅速下降，推测石斛碱可能主要在肝脏中进行代谢;同时发现，石斛碱虽然在脑组织中含量较低，但仍有明显的分布。

由此可见，石斛碱能够透过血脑屏障，该结果为其具有保护神经元损伤、抗老年痴呆等神经药理活性作用提供了科学依据[18-19]但是，在药用石斛使用中不能忽视石斛碱自身存在的毒理作用王彬容[20]研究发现，石斛碱对斑马鱼胚胎具有毒性作用，其半數致死浓度LC50为0.207 mg/mL，主要表现为心率下降、心包肿大随着石斛碱的浓度增加，其对斑马鱼的毒性作用增强，石斛碱在80 mg/mL浓度时对斑马鱼胚胎具有明显的致畸作用，在140 mg/mL浓度时开始导致斑马鱼胚胎的死亡斑马鱼死亡率与石斛碱浓度和处理时间都具有一定相关性石斛碱浓度与细胞凋亡情况呈正相关，表明石斛碱诱导了斑马鱼胚胎的细胞凋亡同时，SOD酶活性的增加以及MDA量的减少表明石斛碱引起了斑马鱼胚胎的氧化应激，进而产生致畸作用由于人体对于药物毒性的耐受量相比于动物来说要低很多，而国内外目前对斑马鱼和人给药剂量的换算系数尚未有定论，故在用药时建议不要大剂量地服用含石斛碱的药剂由此可见，我们在关注石斛碱药用功效的同时，也应该对其毒理性进行相关的研究，从而能够合理、高效地发挥其药用功效2 石斛碱含量分布规律作为金钗石斛总生物碱中最主要的特征性成分，石斛碱占金钗石斛总生物碱含量的92%以上[7，21]。

随着对石斛碱研究的深入，在越来越多的石斛属植物中检测到石斛碱的存在，其含量主要受到石斛种类、植株部位、栽培条件、采收期及加工方式等多方面的影响2.1 不同石斛种类对石斛碱的影响王晓媛等[22]比较了石斛属6种石斛主要化学成分差异，包括线叶石斛（D.aurantiacum Rchb.f.）、蜻蜓石斛（D.pulchellum）、杓唇石斛[D.moschatum（Buch.-Ham.）Sw.]、叠鞘石斛（D.denneanum Kerr.）、流苏石斛（D.fimbriatum Hook.）以及细叶石斛（D. hancockii Rolfe），采集部位为1年生茎段，结果发现，仅叶石斛中检测到石斛碱存在，质量分数为0.02%，低于《中国药典》规定陈志辉等[23]运用TLC对叠鞘石斛、流苏石斛、金钗石斛的化学成分进行比较鉴定，结果发现，仅在金钗石斛中检测出石斛碱色谱斑点，而流苏石斛和叠鞘石斛中未发现石斛碱色谱斑点;李振坚等[6]研究表明，目前仅石斛属4个种中发现含有石斛碱，包括金钗石斛、矩唇石斛（D.linawianum Rchb. f.）、棒节石斛（D.findleyanum Par.et Rchb.f.）以及线叶石斛，铁皮石斛（D.officinale Kimura et Migo）作为石斛市场的主流产品，虽然对其研究比较多，但是并未检测到石斛碱的存在。

陈晓梅等[24]研究也表明，在铁皮石斛中未能检测出石斛碱，而石斛碱在金钗石斛中具有较高的含量;此外，HPLC-MS分析结果显示，铁皮石斛中总碱含量低、生物碱类化合物数量少[25]但近几年，有相关研究报道称在铁皮石斛中检测分离到石斛碱，如李海涛等[26]从云南产铁皮石斛组培苗中提取到石斛碱，提取率分别为根（0.06%）、茎（0.34%）、叶（0.00%）;徐德林等[27]对采集到的9个来自云南和浙江不同石斛样品中石斛碱含量进行测定，结果发现，不同石斛种之间的石斛碱含量具有较大的差异其中，金钗石斛干燥茎中石斛碱含量均高于6.0 mg/g，而铁皮石斛中石斛碱含量仅为金钗石斛的12%～46%;杨洋等[28]、葛颖华等[29]也在铁皮石斛中检测到石斛碱的存在在其他研究相对较少的石斛品种中，也发现了石斛碱的存在如姚春等[30]对灯笼石斛组的7个石斛品种进行化学成分测定，发现在密花石斛（D.densiflorum Lindl.）（0.07%）和聚石斛（D.lindleyi Stendel）（0.02%）中检测到石斛碱的存在，且含量较低随着人工组培技术的发展，对于石斛品种的道地性产生了一定的冲击和影响，加之石斛种类繁多、种质混杂，故造成以上现象的产生。

笔者建议，未来可加大对于石斛品种鉴定的研究力度，如生物学特性分析、特征指纹图谱构建以及DNA条形码鉴定等;同时，在结合对石斛道地性的考虑分析基础上，规范石斛组培技术的标准化，保障石斛组培苗质量2.2 不同植株部位对石斛碱的影响茎作为石斛的入药部位，富含丰富的石斛碱，而研究表明，在金钗石斛的叶片、花和根中也检测到石斛碱的存在王宪楷等[31]对栽培在10种木本植物上以及生长于石缝间的金钗石斛中石斛碱的含量进行研究，发现石斛碱含量茎>叶的石斛栽培附生植物为乌柏、油桐、柿、枫杨、李和四川虎皮楠，茎<叶的有枣、杏、香椿和梨，而石缝间野生的金钗石斛中石斛碱含量最高，分别为茎中含石斛碱（3.18%）、叶（0.83%）、根（0.08%）;胡志刚等[32]研究发现，贵州赤水金钗石斛中石斛碱的含量分布规律为茎（0.63%）>花（0.45%）;李华云等[33]研究发现，四川泸州和贵州赤水产的金钗石斛，只有茎中的石斛碱含量符合《中国药典》规定，而叶和根中的石斛碱含量远远低于《中国药典》标准总体来说，石斛茎中石斛碱含量较石斛其他部位的含量高，再一次佐证了传统医药学以及《中国药典》中以石斛茎入药的依据2.3 不同栽培条件对石斛碱的影响目前对于石斛属植物的主要栽培方式可分为野生栽培、仿野生栽培以及人工温室种植三大类型。

徐晓林等[34]对采集自17个不同地区的野生金钗石斛中石斛碱的含量进行分析，结果发现，广西百色产金钗石斛中石斛碱含量高于其他地区，云南、贵州以及缅甸地区产金钗石斛中石斛碱含量差异较小，而西藏、四川以及海南地区金钗石斛中石斛碱含量未能达到药典规定的0.40%;李文涛等[35]利用偏最小二乘回归法（PLS）对16份采集自不同省份的金钗石斛中化学成分及其与生态因子的相关性进行研究，结果表明，石斛碱含量为贵州（0.28 mg/g）>广西（0.25 mg/g）>云南（0.24 mg/g）>四川（0.23 mg/g）年降水量与石斛碱含量呈最大正相关性，其次为日照时长;土壤类型与石斛碱含量呈最大负相关，其次为湿度VIP直方图表明，土壤类型（1.730）、年降水量（1.592）和年均温（1.041）的权重系数>1，为影响石斛碱含量积累的主导因子;李在军等[36]研究发现，林下仿野生环境栽培的金钗石斛中石斛碱含量（0.18%）高于温室内栽培的石斛（0.15%）;王宪楷等[31]研究发现，石缝间野生的金钗石斛中石斛碱含量较高，优于树上栽培的石斛;任红等[37]研究发现，金钗石斛中石斛碱的含量分布为仿野生贴石栽培（0.82%）>仿野生贴树（0.60%）>大棚离地床栽（0.53%），这一结果与王宪楷研究结果相一致;牛晓娟等[38]研究发现，培养温度、培养天数、初始pH以及摇床转速均能对金钗石斛悬浮培养细胞中的石斛碱含量产生一定的影响;Jin-ling Li等[39]对培养在温室中不同培养条件下的金钗石斛中石斛碱含量进行研究，结果发现，石斛茎中石斛碱含量在光照强度为75.02%时达到最高，而石斛叶片中石斛碱的含量在光照强度为39.74%时达到最高;魏明等[40]研究發现，硝。