鄭勇鳳， 王佳婧， 傅超美， 王建新

（1.成都中醫(yī)藥大學，四川成都611137；2.復旦大學，上海201203；3.黑龍江中醫(yī)藥大學，黑龍江哈爾濱150040）

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黃芩的化學成分與藥理作用研究進展

鄭勇鳳1，2， 王佳婧2，3， 傅超美1*， 王建新2*

（1.成都中醫(yī)藥大學，四川成都611137；2.復旦大學，上海201203；3.黑龍江中醫(yī)藥大學，黑龍江哈爾濱150040）

摘要：黃芩為臨床常用的清熱燥濕藥，主要含有黃酮及其苷類、萜類化合物及揮發(fā)油等成分，具有解熱、抗炎、抗微生物、抗腫瘤、抗氧化等藥理作用，對消化系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等疾病具有一定的治療作用。近年來，國內(nèi)外對黃芩的化學成分和藥理作用開展了大量的研究，本文對此進行了綜述，以期為黃芩的進一步開發(fā)利用提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：黃芩；化學成分；藥理作用

王建新（1971—），男，教授，從事新型給藥系統(tǒng)研究，Te1：（021）51980002，E-mai1：jxwang@fudan.edu.cn

黃芩始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，別名山茶根、土金茶根，為唇形科植物黃芩Scutellaria baicalensis Georgi的干燥根，味苦，性寒，歸肺、膽、脾、小腸、大腸經(jīng)，具有清熱燥濕，瀉火解毒，止血，安胎［1］的功效，用藥歷史悠遠，現(xiàn)臨床常用于濕溫、暑濕，胸悶嘔惡，肺熱咳嗽等證。為中醫(yī)臨床和中成藥中最為常用的中藥之一，如根據(jù)賈薔等［2］的統(tǒng)計，在《中藥部頒標準》中有477個成藥含有黃芩，包含主治疾病153種。因此，對黃芩的研究一直廣受關(guān)注，國內(nèi)外學者對黃芩的栽培鑒定、加工炮制、物質(zhì)基礎(chǔ)、藥理作用、臨床應用等方面進行了廣泛深入的研究報道，本文通過收集、整理大量文獻，對近年來黃芩的化學成分及藥理作用研究進展進行綜述，以期為黃芩藥材的進一步開發(fā)與利用提供一定依據(jù)。

1 化學成分

化學成分是藥材發(fā)揮多種作用的基礎(chǔ)，開展化學成分的分離純化鑒定及其藥理作用的研究，是探索黃芩深度開發(fā)與綜合利用的前提。

1.1 黃酮及其苷類 黃酮及其苷類是黃芩的主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，目前從黃芩屬藥材中已發(fā)現(xiàn)了40余種黃酮類化合物［3］，其中黃酮及黃酮醇類（見圖1、表1）有黃芩苷、黃芩素、漢黃芩苷、漢黃芩素等［4］；二氫黃酮及二氫黃酮醇類（見圖2、表1）多在C5和C7有羥基取代，常見的有二氫黃芩苷、7，2′，6′-三羥基-5-甲氧基二氫黃酮、5，7，2′，6′-四羥基二氫黃酮醇等；還含有4′，5，7-三羥基-6-甲氧基黃烷酮、2′，6′，5，7-四羥基黃烷酮等黃烷酮類成分（見圖3、表1）［5］以及查爾酮類成分（見圖4、表1）2，6，2′，4′-四羥基-6' -甲氧基查爾酮［6］等。炮制是中藥臨床應用的特點，中藥材炮制前后其所含成分可能發(fā)生改變而產(chǎn)生減毒增效的作用，黃芩的炮制品主要有酒黃芩、炒黃芩、黃芩炭等，研究發(fā)現(xiàn)，黃芩的不同炮制品中，其黃酮苷類成分含有量有所降低而黃酮類苷元成分含有量增高［7］，物質(zhì)基礎(chǔ)的改變對黃芩及其炮制品的各類藥理作用產(chǎn)生了一定影響。

圖1　黃酮類母核

圖2　二氫黃酮類母核

圖3　黃烷酮類母核

圖4　查爾酮類母核

表1　黃芩中主要的黃酮及其苷類成分

1.2 萜類化合物 黃芩屬植物中含有多種倍半萜木脂素苷類及二萜類化合物。已從尼泊爾匍匐黃芩中分離得到3種新的倍半木脂素苷類［8］；除Scuterpenin H外，魏順發(fā)［9］等從黃芩屬植物中分離得到的二萜類多為新克羅烷型雙環(huán)二萜類化合物；Shim從黃芩屬植物中分離得到了一種新型的二萜化合物Barbate11arine F并確定了其結(jié)構(gòu)［10］。由文獻報道可知，除黃酮類成分以外，黃芩及其同屬植物中尚含有多種萜類成分，但對于黃芩中萜類成分藥理作用的文獻報道較少，值得進一步深入研究。

1.3 揮發(fā)油 近年來黃芩中的揮發(fā)油成分得到了關(guān)注，多個研究通過不同的提取、分析方法對黃芩中所含的揮發(fā)油類成分進行了分析。鞏江［11］等通過水蒸氣蒸餾法提取得到黃芩地上部分的揮發(fā)油成分，并采用氣質(zhì)分析方法鑒定了其中37種化學成分，主要包括烯丙醇、石竹烯等；舒云波［12］等利用超臨界提取技術(shù)提取得到的黃芩揮發(fā)油成分，經(jīng)GC-MS分析，鑒定了其中64種成分，如棕櫚酸、薄荷酮、亞油酸甲酯等。宋雙紅［13］等比較了黃芩花、莖葉、根和種子中的揮發(fā)油成分及含有量差異，表明黃芩各部位均還有大量揮發(fā)油活性成分，具有較高的開發(fā)及應用前景。

1.4 微量元素 藥材中微量元素的種類與含有量已逐漸成為衡量藥材質(zhì)量，判別藥材道地性的重要指標。黃芩中含有多種微量元素，這些微量元素不僅自身具有生理活性，還能與藥材中所含的有機分子形成配合物以發(fā)揮藥效。李化［14］等采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定了10批黃芩藥材中Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn等含有量，結(jié)果表明其含有量存在顯著性差異，為豐富和發(fā)展黃芩多指標質(zhì)量評價體系提供了科學依據(jù)。

1.5 其他 此外，黃芩中還含有多糖［15-17］、β-谷甾醇、苯甲酸及黃芩酶［18-19］等成分。

2 藥理作用

2.1 解熱、抗炎 中醫(yī)遣方用藥，辨證施治，實熱證多以“熱者寒之”的治則為指導，黃芩性寒，因此在臨床上對實熱證的治療有一定功效。近年來對黃芩及其成分的解熱抗炎機制進行了較為深入的研究。黃芩苷和黃芩素能夠通過干擾花生四烯酸的代謝通路、抑制細胞因子的活性［20-23］等產(chǎn)生解熱抗炎作用。李倩楠［20］等通過灌胃給予酵母誘導的發(fā)熱大鼠黃芩苷后，測定其血漿、下丘腦及腦脊液中的細胞因子含有量，證實黃芩苷具有明顯的解熱作用，并推測其機制可能與減少腫瘤壞死因子-a（TNF-a）、白介素-1β（IL-1β）的量有關(guān)。研究表明［21］通過靜脈注射給予內(nèi)毒素誘導的發(fā)熱家兔黃芩苷后，發(fā)熱家兔體溫明顯降低，推測黃芩苷可能通過減少TNF-a的量和抑制下丘腦中N-甲基-N-天冬氨酸受體依賴羥基旁路而發(fā)揮解熱作用。付璟［22］等通過測定二甲苯誘發(fā)急性炎癥的小鼠耳廓腫脹度及血清中TNF-a及IL-1的量，表明黃芩素可明顯抑制模型小鼠耳廓的腫脹，具有體內(nèi)抗炎作用。Woo K J［23］等建立了脂多糖誘導的RAW264.7細胞炎癥模型，研究黃芩苷及黃芩素的抗炎機制，發(fā)現(xiàn)黃芩素能夠抑制環(huán)氧合酶COX-2基因的表達，以阻止轉(zhuǎn)錄因子C/EBPβ與DNA結(jié)合，從而抑制花生四烯酸的代謝而產(chǎn)生抗炎作用。此外，黃芩苷能通過抑制TNF-a mRNA，P選擇素（P-se1ectin）蛋白的表達［24］，改善血液微循環(huán)［25］等，降低急性胰腺炎大鼠體內(nèi)炎癥因子的釋放，從而明顯降低急性胰腺炎大鼠的死亡率。

2.2 抗微生物 黃芩具有較強的抑制微生物作用，其水煎液具有廣譜抑菌作用，此外尚能抗多種真菌、病毒、支原體、衣原體等微生物。黃芩及其有效成分抑制細菌、真菌、衣原體的生長，可能與其抑制ATP合成酶、微生物被膜的形成及抑制某些蛋白的表達相關(guān)［26-28］?，F(xiàn)代研究表明，黃芩素對細菌類如大腸桿菌［26］、固著微球菌、人型葡萄球菌、表皮葡萄球菌，真菌類如白色念珠菌［27］等微生物具有非常好的抑制作用；黃芩苷對幽門螺桿菌、金黃色葡萄球菌、酵母型真菌、肺炎衣原體［29-31］等均表現(xiàn)出了一定的抑制作用，最新研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷能夠增加酵母型真菌白色念珠菌的細胞凋亡率，其機制可能與黃芩苷抑制琥珀酸脫氫酶（SDH）、Ca2 +-Mg2 +ATP酶的活性，增加細胞質(zhì)中Ca2 +的量及破壞白色念珠菌的超微結(jié)構(gòu)有關(guān)［32］。黃芩素及黃芩苷與慶大霉素、氟康唑、β-內(nèi)酰胺類抗生素［33-35］等聯(lián)用，將產(chǎn)生協(xié)同作用，抗菌作用增強。

黃芩的有效成分尚對多種病毒有抑制作用，其作用機制可能與抑制病毒復制及保護宿主細胞有關(guān)。黃芩苷能在抗人類免疫缺陷病毒（HIV-1）感染的早期階段阻止DNA的復制而產(chǎn)生抗HIV病毒的作用［36］；黃芩苷在體內(nèi)外均具有抗流感病毒作用，最新研究發(fā)現(xiàn)，黃芩苷能通過調(diào)節(jié)病毒蛋白NS1，致使細胞中干擾素誘導的抗病毒信號上調(diào)、PI3K/Akt信號減少，而對甲流病毒H1N1-pdm09體內(nèi)外均產(chǎn)生抑制作用［37］；近期研究發(fā)現(xiàn)，黃芩苷亦是黃芩抑制登革病毒活性的主要有效成分［38］。黃芩素能夠通過抑制表皮生長因子絡氨酸激酶的活性及阻斷抗人巨細胞病毒（HCMV）的核轉(zhuǎn)位，產(chǎn)生抗HCMV病毒的作用［39］。此外，黃芩苷和黃芩素等有效成分對呼吸道合胞體病毒（RSV）、乙型肝炎病毒（HBV）、柯薩奇病毒（CVB3）、豬生殖和呼吸系統(tǒng)綜合征病毒（pRRSV）［40-41］等病毒均有一定的抑制作用。

2.3 清除自由基、抗氧化 自由基具有強氧化性，可損害機體的細胞和組織，進而引起慢性疾病及衰老。黃芩中黃酮類成分的分子結(jié)構(gòu)中多含有酚羥基，故具有一定的清除自由基、抗氧化作用。黃芩素、黃芩苷是黃芩中有效的抗氧化劑，對多種自由基，如超氧化物陰離子、氫過氧化物酶、烷過氧自由基、羥自由基等均具有強大的清除作用［42］。此外，黃芩素及黃芩苷能有效抑制黃嘌呤氧化酶代謝產(chǎn)生氧自由基，可用于治療與自由基及氧化應激相關(guān)的疾病。蘇寧［43］等從抗氧化應激反應的角度探討了黃芩苷對糖尿病腎病大鼠腎功能影響的機制，認為其可能是通過提高腎臟抗氧化系統(tǒng)的功能而減輕腎臟局部氧化應激反應。除黃芩素及黃芩苷外，研究［44］也發(fā)現(xiàn)黃芩中的黃芩黃素、漢黃芩黃素等成分也具備一定的抗氧化作用。

2.4 抗腫瘤 隨著對黃芩研究的深入，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了黃芩對多種腫瘤細胞均具有一定的抑制作用。黃芩苷、黃芩素、漢黃芩苷及漢黃芩素等成分是黃芩抗腫瘤作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，但其機制各不相同。黃芩苷可通過誘導腫瘤細胞凋亡，抑制大鼠胰島細胞瘤細胞增殖［45］。黃芩素可使人臍靜脈內(nèi)皮細胞停滯在G1/S期，抑制新生血管形成從而產(chǎn)生抗腫瘤作用［46］；黃芩素還可抑制皮膚癌A431細胞的遷移和侵襲達到抗腫瘤目的［47］。最新研究發(fā)現(xiàn)，漢黃芩苷能通過誘導腫瘤細胞凋亡而抑制惡性膠質(zhì)瘤的生長［48］，而漢黃芩素能上調(diào)自然殺傷細胞（NK細胞）GraB等的表達，增強NK細胞對胃癌MKN45細胞的影響［49］，能通過抑制瘤體端粒酶基因hTERT的表達而抑制人卵巢癌細胞株SKOV3裸鼠移植瘤的生長［50］。黃芩莖葉總黃酮也有抗Wa1ker-256瘤株腫瘤細胞轉(zhuǎn)移、侵襲的作用［51］。綜上所述，黃芩具有一定的抗腫瘤活性且抗瘤譜廣，可作用在腫瘤細胞生長的多個環(huán)節(jié)，起到抗腫瘤的作用。

2.5 保肝、抗?jié)兓钚?研究表明，黃芩苷具有保護肝損傷、治療慢性肝炎、抗肝纖維化等作用，其作用機制與其抑制炎癥介質(zhì)的分泌以及清除自由基、抗氧化密切相關(guān)。黃芩苷可能通過降低轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1），TNF-a、IL-6的量以及抑制血小板衍生因子-β（PDGF-β）受體的表達，起到改善四氯化碳所致的大鼠肝纖維化的作用［52］。黃芩苷元可能通過抑制細胞因子NO的生成，從而對四氯化碳造成的小鼠肝損傷起到保護作用［53］。如黃芩苷膠囊，即由黃芩中提取的黃芩苷制備的膠囊制劑，對乙型肝炎表面抗原、e抗原、核心抗原均有較顯著的抑制作用，且可在一定程度上抑制乙型肝炎病毒DNA的復制；用藥后能明顯降低谷丙轉(zhuǎn)氨含量，對肝臟有較好的保護作用，臨床上用于急、慢性肝炎、遷延性肝炎的輔助治療［54］。最新研究表明，黃芩苷可能通過促CD4+CD29+增殖作用，調(diào)節(jié)潰瘍性結(jié)腸炎外周血維甲酸相關(guān)孤兒核受體（RORC）、叉狀頭轉(zhuǎn)錄因子P3（Foxp3）mRNA的表達水平及其他多方面［55 -56］的免疫抑制調(diào)節(jié)免疫平衡而緩解潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥反應。此外，黃芩的根、葉提取物也具有一定的抗?jié)兓钚浴?/p>

2.6 抗缺血再灌注損傷 黃芩的心腦血管保護活性主要表現(xiàn)在對心肌缺血再灌注損傷、腦缺血再灌注損傷的保護，改善動脈粥樣硬化病變進展以及降血壓、抗血栓等方面。近期研究表明，心肌細胞缺血再灌注時，黃芩素能使心肌細胞的收縮能力恢復而起到保護作用［57］；靜脈注射黃芩素還可能通過降低氧化應激反應和心肌的炎癥反應，從而改善內(nèi)毒素休克大鼠心肌的收縮能力［58］。黃芩苷可能通過抑制Caspase-3的表達，促進熱休克蛋白70（HSP70）表達，從而對大鼠局灶性腦缺血-再灌注損傷起到保護作用［59-60］。最新研究表明，黃芩苷還可以通過調(diào)節(jié)Foxp3的表達，促進Treg細胞的功能，通過脂質(zhì)調(diào)節(jié)及免疫調(diào)節(jié)以改善動脈粥樣硬化的病變進展［61］。此外，亦有研究報告稱，黃芩莖葉總黃酮對心肌缺血再灌注有保護作用；黃芩素不僅可以影響正常大鼠的血壓，還可以降低高血壓大鼠的血壓；黃芩黃素可能具有抗血栓形成的作用。

2.7 保護神經(jīng)元 現(xiàn)代研究表明黃芩苷及黃芩素等成分對多種神經(jīng)元具有保護作用，可能成為治療帕金森等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛在藥物。黃芩苷可以減少Fas蛋白和FasL蛋白的表達，對新生缺氧缺血性腦損傷（HIBD）小鼠的神經(jīng)元起到保護作用［62］；最新研究［63］還發(fā)現(xiàn)，黃芩苷能上調(diào)AMPA受體的表達，抑制CUMS抑郁模型大鼠神經(jīng)元凋亡，證實黃芩苷具有抗抑郁的作用。黃芩素可以保護C57BL/6小鼠的海馬神經(jīng)元免受損傷，改善γ-射線全腦輻射導致其學習記憶能力下降的情況［64］；能誘導PC12神經(jīng)元轉(zhuǎn)化，增加黑質(zhì)內(nèi)酪氨酸羥化酶陽性神經(jīng)元的數(shù)量，保護6-羥多巴胺（6-OHDA）誘導的帕金森神經(jīng)損傷［65］；最新研究表明，黃芩苷元能減少小鼠黑質(zhì)和紋狀體中細胞因子的上調(diào)，從而有望成為治療小鼠帕金森疾病的有效藥物［66］。黃芩素對DA能神經(jīng)元也能起到保護作用，黃芩素能激活Keap1/ Nrf2/HO-1通路、PKC a和PI3K/AKT信號通路，防止6-OHDA誘導的PC12細胞的氧化損傷［67］。最新研究顯示，黃芩苷除了對多種神經(jīng)元具有保護作用以外，還具有改善脊髓結(jié)扎大鼠神經(jīng)性疼痛的藥理作用，其機制可能與黃芩苷抑制重組人組蛋白去乙?；?1（HDAC1）的表達以及防止脊髓灰質(zhì)背角的組蛋白H3乙?；嘘P(guān)［68］。

2.8 調(diào)節(jié)免疫 黃芩中的有效成分具有免疫抑制和免疫增強的雙向調(diào)節(jié)作用，有望用于多種過敏性疾病的治療。黃芩苷對刀豆蛋白（ConA）或佛波醇酯類多克隆刺激劑（PDB）和離子霉素（Lon）誘導的小鼠CD3+T細胞增殖有明顯抑制作用且表現(xiàn)出明顯的周期特異性，提示黃芩苷具有發(fā)展成為免疫抑制劑的潛力［69］；同時，黃芩苷也具有增強機體免疫的作用，黃芩苷能顯著減輕卡介苗（BCG）和脂多糖（LPS）造成的免疫性肝損傷小鼠谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）的升高，減輕肝細胞壞死，促進肝細胞增生［70］。黃芩苷元可以通過線粒體途徑激活小鼠淋巴細胞凋亡的能力，而有望成為免疫性肝炎的潛在治療藥物［71］；黃芩苷元能調(diào)節(jié)過敏性皮炎NC/Nga小鼠的分子介質(zhì)和免疫細胞功能，在治療過敏性皮炎方面可能發(fā)揮重要作用［72］；最新研究表明，漢黃芩素能下調(diào)卵清蛋白（OVA）誘導的Th2免疫反應，可能成為治療經(jīng)血清免疫球蛋白（IgE），白介素-5（IL-5）調(diào)節(jié)的過敏性疾病的有效成分［73］。

2.9 其他 黃芩及其有效成分還具有治療和預防糖尿病及其并發(fā)癥、保護人牙周膜成纖維細胞、抗寄生蟲、安胎、抑制脂質(zhì)堆積、抗光老化等作用。黃芩苷能降低鏈脲酶素誘導的糖尿病大鼠的血糖濃度［74］。黃芩素對大鼠糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變等糖尿病并發(fā)癥都有一定的治療作用。研究表明，黃芩苷能促進人牙周膜成纖維細胞的增殖，在牙周組織生長和分化的基因調(diào)節(jié)中扮演著重要的角色，有望成為牙周再生的有效藥物［75］。中醫(yī)認為，大苦者能驅(qū)蟲甚至殺蟲，而黃芩味苦，且現(xiàn)代藥理的體外實驗也已證實，黃芩素及黃芩苷對陰道毛滴蟲具有明顯的抑制和殺滅作用［76］。黃芩作為“安胎圣藥”，其清熱安胎功效早已在臨床上得到證實，研究發(fā)現(xiàn)，其機理可能與黃芩苷能夠抑制TNF-a誘導的人臍靜脈血管內(nèi)皮細胞的凋亡有關(guān)［77］。除上述藥理作用以外，學者們也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些黃芩的新的藥理作用。研究顯示，黃芩苷元在斑馬魚動物模型中能通過控制3T3-L1細胞的細胞周期及其m-TOR信號，從而產(chǎn)生抑制脂質(zhì)堆積的作用［78］。最新研究表明，黃芩苷在體內(nèi)外均具有明顯的抗由紫外線（UVB）導致的光老化作用，在光老化治療方面表現(xiàn)出一定的潛力，其機制可能與黃芩苷通過減少相關(guān)衰老蛋白的表達，增加膠原的量并降低膠原的退化，從而誘導皮膚成纖維細胞增生有關(guān)［79］。

3 展望

黃芩作為一味常用的中藥，成分復雜，且其中多種有效成分均可作用于不同的靶點、不同環(huán)節(jié)產(chǎn)生多種藥理作用，對于多種疾病均有良好的治療作用。但目前對其研究仍不夠深入，應進一步從以下幾個方面開展研究：①應當繼續(xù)對黃芩活性成分的成藥性進行深入探究。目前除黃芩苷外，黃芩中的眾多活性成分均未被開發(fā)成為藥物，應對其中具有明顯藥理作用的成分或體內(nèi)代謝產(chǎn)物等進行成藥性的系統(tǒng)研究，并通過進行結(jié)構(gòu)修飾、構(gòu)建構(gòu)效關(guān)系等，開展基于黃芩成分母核的衍生物研究。②應開展黃芩有效部位的研究：黃芩中有很多活性和結(jié)構(gòu)類似的化合物群，如苷或苷元類成分，可以通過對這些有效部位的藥效學進行系統(tǒng)評價，以及與其他藥材有效部位的組合，開發(fā)組分中藥。③應加強黃芩成分研究的系統(tǒng)性：目前關(guān)于黃芩成分的藥理作用及機制的研究在不斷深入，新的藥理作用也不斷被發(fā)現(xiàn)，但往往只是開展某一作用的某一方面的研究，缺乏較為全面系統(tǒng)的研究，應開展包括分子、細胞、動物實驗等多個層次的研究，并通過與其他藥物的對照，加強研究的深度與針對性，挖掘其新的功效內(nèi)涵，從中開發(fā)出作用顯著、機理明確的創(chuàng)新藥物，并將研究成果運用于臨床。

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*通信作者：傅超美（1961—），男，教授，從事中藥新制劑與新劑型研究，Te1：（028）61800028，E-mai1：chaomeifu@126.com

作者簡介：鄭勇鳳（1989—），女，碩士生，從事中藥新制劑與新劑型研究。Te1：（021）51980086；E-mai1：zyf730@126.com

基金項目：上海市優(yōu)秀技術(shù)帶頭人計劃項目（14XD1424500）

收稿日期：2014-12-29

doi：10.3969/j.issn.1001-1528.2016.01.032

中圖分類號：R285.5

文獻標志碼：A

文章編號：1001-1528（2016）01-0141-07