南笑珂,张鲁,罗琳,于冰莉,张莉,于继平,侯俊玲,3*,王文全,2,3*
(1.北京中医药大学 中药学院,北京 102488;2.中国医学科学院 & 北京协和医学院药用植物研究所,北京 100193;3.中药材规范化生产教育部工程研究中心,北京 100102)
甘松为败酱科植物甘松Nardostachys jatamansi DC.的干燥根及根茎,味辛、甘,性温,具有理气止痛,开郁醒脾,外用祛湿消肿的功效[1],在藏、汉医药学中均有记载。甘松主要分布在四川、西藏、甘肃、云南等地,以青藏高原地带所产品质最佳[2]。近年来国内外学者对甘松的相关研究逐步深入,研究水平也有所提高,因此本研究对甘松的化学成分和药理作用进行综述,为甘松后续深入研究其化学成分、药理作用及相关开发利用研究提供参考依据。
在过去几十年中对甘松化学成分相关研究少有报道,近几年国内外学者的研究逐渐增多,目前已从甘松中分离出多种化合物,按化学结构可分为萜类、黄酮类、香豆素和木脂素类、挥发油,此外还有糖类、无机元素及其他类化学成分。萜类化合物是甘松的主要活性成分且含量较高,已从甘松中分离得到的萜类化合物有倍半萜类、环烯醚萜类、单萜类、二萜类、三萜类,其中以倍半萜类化合物为主。
目前总结发现甘松倍半萜类化合物主要类型有三种,分别是马兜铃烷型(aristolane-type)、愈创木烷型(guaiane-type)、纳多西烷型(nardosinane-type)倍半萜,结构母核见图1。
图1 倍半萜类化合物主要类型
目前从甘松中分离得到的马兜铃烷型倍半萜类化合物共 29个:马兜铃烯(aristolen)(1)[3]、白菖烯醇(calarenol)(2)[3]、广藿香醇(patchouli alcohol)(3)[4]、白菖烯(calamene)(4)[5]、1(10)-马兜铃烯-9β-醇(1(10)-aristolen-9β-ol)(5)[5]、甘松香酮 C(kanshone C)(6)[6]、甘松香酮 H(kanshone H)(7)[6]、(-)-马兜铃烯((-)-aristolen)(8)[6]、(-)-(14β,15β)-马兜铃烯((-)-(14β,15β)-aristolene)(9)[6]、甘松香酮 F(kanshone F)(10)[6]、甘松香酮G(kanshone G)(11)[6]、青木香酮(debilon)(12)[6]、甘松酮(nardostachone)(13)[6]、1(10)-马兜铃烯-2-酮 (1(10)-aristolen-2-one)(14)[6]、 nardoaristol(15)[6]、3-羟基甘松香酮 H(3-hydroxylkanshone H)(16)[6]、3-氧 代 甘 松 香 酮 H(3-oxokanshone H)(17)[6]、1-羟 基 马 兜 铃 烯 (1-hydroxylaristolene)(18)[6]、9β-青木香酮(9β-debilon)(19)[6]、氢化马兜铃烯(aristolenhydride)(20)[6]、丁烷酮 A(dinardokanshone A)(21)[7]、丁烷酮 B(dinardokanshone B)(22)[7]、萘酮 A(nardonaphthalenone A)(23)[8]、1,2,9,10-四氢马兜铃烯-2-酮(1,2,9,10-tetradehydroaristolan-2-one)(24)[9]、Δ(1,10)-四氢马兜铃烯(Δ(1,10)-tetradehydroaristolan)(25)[9]、1,2,9,10-四氢马兜铃烯(1,2,9,10-tetradehydroaristolan)(26)[9]、 甘 松 呋 喃 (nardofuran)(27)[9]、甘松根酮(gansongone)(28)[10]、nardoaristolones B(29)[17];母核结构见图 1,化合物结构式见图2。
愈创木烷型倍半萜类化合物共有20个:去氢木香内酯(dehydrocostus lactone)(30)[12],表蓝桉醇(epiglobulol)(31)[13],(-)-桉 油 烯 醇 ((-)-spathulenol)(32)[13],α-古芸烯(α-gurjunene)(33)[3],异甘松过氧化物(isonardoperoxide)(34)[6],甘松过氧化物(nardoperoxide)(35)[14],甘松氧化物(nardoxide)(36)[14],甘松愈创 木 酮 (nardoguaianone)A(37)、B(38)、C(39)、D(40)、E(41)、F(42)、G(43)、H(44)、I(45)、J(46)、K(47),甘松醇(nardol)(48)、甘松酸(jatamansic acid)(49)[9];母核结构见图1,化合物结构式见图3。
纳多西烷型倍半萜类化合物共有28个:甘松新酮(nardosinone)(50)[15],三羟基甘松新酮(nardosinonetriol)(51)[6],7-氧 基 甘 松 新 酮 (7-oxonardosinone)(52)[6],环氧甘松新酮 (epoxynardosinone)(53)[6],环氧甘松新酮 H(epoxynardosinanone H)(54)[6],甘松香酮(kanshone)A(55)[6]、B(56)[10]、D(57)[10]、E(58)[10],甘松新烷酮(nardosinanone)B(59)[6]、F(60)[15]、G(61)[16]、H(62)[15]、I(63)[15]、J(64)[6]、K(65)[6]、L(66)[6]、M(67)[6]、N(68)[6],甘松新酮二醇(nardosinonediol)(69)[6],脱氧甘松醇 A(desoxo-nachinol A)(70)[6],甘松醇(narchinol)A(71)[6]、B(72)[6],异甘松新酮(isonardosinone)(73)[6],(4S,4αR,5R)-4α,5-二甲基-4-(1-聚对苯甲酰胺)-4α,5,6,7-四氢化萘-1(4H)-酮 ((4S,4αR,5R)-4α,5-dimethyl-4-(1-methylethenyl)-4α,5,6,7-tetrahydronaphthalen-1(4 H)-one)(74)[6],甘松环氧化物(nardonoxide)(75)[6],7-氧基甘松过氧化酮(7-oxonardosinoperoxide)(76)[6],2-氧基甘松香酮 A(2-oxokanshone A)(77)[6];母核结构见图1,化合物结构式见图4。
其他萜类成分有环烯醚萜类、单萜类、二萜类、三萜类成分。目前从甘松中分离出的环烯醚萜类成分有甘松二酯[10],单萜类成分有 6-hydroxy-7-(hydroxymethyl)-4-methylenehexa-hyddrocyclopenta[c]pyran-1(3H)-one[10],二萜类成分有10-isoprosyl-2,2,6-trimethy-2,3,4,5-tetrahydronaphtha[1,8-bc]oxocine-5,11-diol[17]。张旭[18]采用柱色谱法首次分离出三萜类成分熊果酸,徐丽珍[15]采用乙醇冷浸法对中药甘松提取,用柱色谱等分离方法分离出三萜类成分齐墩果酸。水蒸气蒸馏法提取甘松挥发油,分离出 β-紫罗兰酮、异戊酸[5]。
图2 马兜铃烷型倍半萜类化合物
图3 愈创木烷型倍半萜类化合物
图4 纳多西烷型倍半萜类化合物
徐丽珍采用乙醇冷浸法对中药甘松提取,用柱色谱等分离方法得到黄酮类成分柚皮素(naringenin)和刺槐素(hedgehog)[15];张旭采用柱色谱法分离得到蒙花苷[18]。甘松中的香豆素类化合物有甘松素、山芹醇、当归素[19]。王忠平[20]采用柱色谱和高效液相制备色谱等分离方法从甘松中首次分离出非黄酮类多酚化合物白藜芦醇低聚体。刘春力[21]采用大孔树脂、反相ODS等柱色谱法从甘松根茎中首次分离出8-羟基松脂醇-4-O-(β-D-吡喃葡萄糖基)-4’-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、8-羟基松脂醇-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、8-羟基松脂醇-4’-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、环橄榄脂素-6-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、阿魏酸、绿原酸甲酯。陈应鹏[22]从甘松中分离出一个新的咖啡酸酯类化合物为(E)-咖啡酸-赤式-紫丁香基甘油醇酯,分离出(+)-licarin A、柚皮素-4’,7-二甲醚、(+)-松脂素-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、caraphenol A、Z-miyabenol C、原儿茶酸、咖啡酸、没食子酸、香草酸。
甘松中含有丹参酮ⅡA、β-谷甾醇[12]、二十八烷醇[17]。韩泳平[23]首次从甘松中分离出杂多糖,该杂多糖是由阿拉伯糖、果糖、木糖、葡萄糖组成。马世震[24]采用原子吸收分光光度法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法测定甘松中主要无机元素有K、Ga、Na、Mg、S等。
《本草纲目》记载甘松为 “理元气、去气郁”之药,有醒脾胃之效,有补、和、缓的作用。藏医认为甘松具有清热、解毒、消炎的功效[2]。现代药理研究表明甘松有抗癫痫、抗惊厥、抗抑郁、抗疟、抑菌、抗炎、抗心律失常、抗氧化、抗焦虑、改善血糖代谢等作用,同时也体现了甘松传统功效的药理学基础。
Vidya S.Rao[25]以最大电休克诱发大鼠癫痫作为实验模型研究甘松乙醇提取物的抗惊厥活性及神经毒性,大鼠伸屈比降低表明癫痫发作阈值增加;同时发现甘松乙醇提取物与二苯乙内酰脲合用可使其抗惊厥作用明显增强。此外甘松对中枢神经系统有舒缓、镇静作用,Sanjay B.Kasture等[26]研究发现给大鼠静脉注射甘松提取物后,大鼠焦虑症减轻,调节益智活动,当注射剂量为100 mg·kg-1,益智作用增强,剂量增加为200 mg·kg-1,益智作用减弱,因此选择合适剂量的甘松提取物是有效治疗抗焦虑及健脑益智的关键。
石晋丽等[27]初步筛选了不同剂量甘松95%乙醇提取物及不同极性部位抗实验性抑郁的作用,结果发现甘松95%乙醇提取物给药剂量为29.3、48.8 mg·kg-1抗抑郁作用最好,乙酸乙酯部位和正丁醇部位抗抑郁作用明显,由此可根据不同极性部位作用强弱,推测出抗抑郁的活性物质为倍半萜类化合物。有研究发现甘松新酮、甘松根酮、甘松二酮醇表现出抗抑郁活性,为抗抑郁活性物质,故而为抗抑郁新药的深入研究提供了科学的参考依据[9]。
Takaya Y等[14]从甘松中分离得到愈创木烷型倍半萜甘松过氧物、异甘松过氧物和甘松氧化物并发现甘松过氧物和异甘松过氧物有抗疟活性,这为新型抗疟药物研发奠定了基础,提供了新思路。甘松挥发油中还含有多种抑菌物质,研究发现,甘松挥发油对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌生长有抑制作用,稳定性良好[28-29]。
研究发现甘松甲醇提取物能够抑制脂多糖诱导的巨噬细胞凋亡,抑制炎性细胞因子,从而发挥抗炎作用[30]。Joon Yeon Shin[31]等人测定甘松中分离得到的去氧甘松醇A对脂多糖诱导小鼠内毒素休克和体外腹腔巨噬细胞炎症反应的保护作用,结果表明去氧甘松醇A有抗炎作用,其机制是抑制MAPKs的活性,减少炎症细胞因子的产生;抑制IRF-1和IRF-7的产生,减少IFN-α/β。因此对于甘松用于临床治疗败血症、自身免疫疾病及炎症有一定参考价值。
简鹏[32]以乌头碱诱发大鼠快速性心律失常为模型研究甘松新酮抗心律失常作用,测定并比较正常组、模型组和甘松新酮组大鼠的心率、左心室终末舒张压、心系数等指标,发现甘松新酮可影响cAMP-PKA传导通路,明显抑制大鼠心肌细胞的搏动紊乱,对抗心律失常,因此甘松新酮将有可能应用于临床治疗快速性心律失常疾病。
已有大量实验证实甘松具有抗氧化作用,其物质基础主要是甘松不同极性部位,例如总黄酮、总多酚、多糖[33-34]有较好的体外抗氧化活性。Nazmun Lyle[35]研究甘松抗氧化作用能缓解慢性疲劳综合征,实验大鼠分为应激对照组、应激加标准品(人参)和应激加200、500 mg·kg-1试验药物,结果发现口服甘松提取物后明显改善焦虑症,可显著恢复脂质过氧化、超氧化物歧化酶及过氧化氢酶至正常水平,说明甘松提取物的抗氧化作用可缓解慢性疲劳综合征,为临床应用提供参考依据,因此对甘松抗氧化作用机制和物质基础的深入研究将是甘松应用于临床的科学基础。
汪燕燕等[36]观察甘松降糖颗粒对糖调节受损患者的治疗作用,比较患者治疗前后空腹血糖、糖化血红蛋白、空腹血浆胰岛素等血糖代谢相关指标的变化,结果发现治疗后患者血糖代谢相关指标有明显的下降且对胰岛β细胞功能有明显改善作用,因此甘松降糖颗粒对血糖代谢有一定的临床疗效,可改善患者的临床症状。
Chaudhary S等[37]测定甘松提取物抗乳腺癌的活性,采用磷钼法测定甘松提取物抗氧化活性,采用MTT法、SRB法测定甘松提取物抑制癌细胞增殖及促细胞凋亡活性,以雌激素受体阳性乳腺癌细胞和雌激素受体阴性乳腺癌细胞为模型,结果发现,甘松甲醇提取部位通过抑制细胞G2/M期,抑制癌细胞增殖;同时有促雌激素受体阴性乳腺癌细胞凋亡作用,因此对甘松抗癌成分的深入研究将有助于研发新的抗癌药物。
甘松含有以萜类化合物为主的大量挥发性成分,既可药用也可做香料。现代药理研究表明,甘松挥发油有抗肿瘤、抑菌、抗炎、抗心律失常和保护心肌细胞等作用,其物质基础主要为萜类化合物,随着国内外学者对甘松化学成分研究的深入,较多的新型倍半萜类化合物已从甘松中分离出来,从而,新型化合物的发现对甘松现代药理学的研究起了推进作用;《中华人民共和国药典》规定甘松含量测定项为甘松新酮含量不得少于0.10%[1],同时目前以甘松新酮含量差异鉴定甘松品质,为制定栽培甘松质量标准提供鉴定依据[38-39],结合中药多成分、多功效、多靶点的特点,新型化合物的发现为制定甘松新的含量测定项和质量控制指标提供可能,可作为甘松研究的新方向;目前甘松的使用还依赖于传统功效,而对于甘松的现代药理作用仅限于体外试验,还未广泛用于临床治疗,这在一定程度上限制了甘松的药用价值,因此明确甘松的活性成分、作用机制是甘松临床使用安全、有效、稳定的基础;同时要以可持续发展为前提,对甘松资源合理利用,挖掘甘松在多种领域的应用与创新,更好的为人类健康服务。