栀子化学成分及药理作用研究进展

卜妍红，陆 婷，吴 虹，孙明慧，张 衡，邓 然，王 言

(1.安徽中医药大学，安徽 合肥 230012；2.新安医学教育部重点实验室，安徽 合肥 230012；3.中药复方安徽省重点实验室，安徽 合肥 230012；4.云南省林业和草原技术推广总站，云南 昆明 650224)

栀子(GardeniajasminoidesEllis)来源于茜草科栀子属，《中国植物志》记载中国本属有植物5种、1变种，产于中部以南各省区[1]。《中华人民共和国药典》把栀子列入常用中药，果实、花、根及叶均可入药。《神农本草经》《伤寒论》和《本草衍义》都对栀子药用价值有十分详实的记载，其性寒、味苦，无毒，主归心、肺、三焦经，具有凉血解毒、清热利尿之功效[2]。

栀子化学成分复杂，包括以栀子苷为主的环烯醚萜苷类、二萜类、黄酮类及有机酸酯类等。研究[3-4]发现，栀子苷可调节炎症疾病相关免疫细胞的功能和活化，恢复促炎/抗炎细胞因子间的动态平衡，改善异常信号通路及信号通路之间的相互干扰。现代药理实验表明，栀子具有显著的抗炎镇痛、保肝利胆、消肿解热功效，临床上将生栀子用于治疗跌打损伤、扭挫伤等病症。本研究总结栀子的化学成分、药理作用和部分作用机制，重点阐述栀子苷的抗感染、免疫调节及抗氧化作用，为栀子的进一步开发研究与利用提供参考。

1 化学成分

1.1 环烯醚萜类 环烯醚萜类化合物为栀子中主要的一类活性成分，其母核为半缩醛及环戊烷结构，由于醇羟基属于半缩醛羟基，其性质不稳定，易与糖(多为葡萄糖)形成环烯醚萜苷，并以苷的形式存在于栀子果实中。环烯醚萜基本骨架经环氧化、羟基化及芳香酸酯化，导致该类化合物的多样性和广泛的生物活性，是多种植物药的活性成分。栀子果实中已报道的环烯醚萜苷类化合物有栀子苷、京尼平-1-β-龙胆苷、栀子苷酸、去乙酰基车叶草苷酸等20余种[5]。此类化合物多存在于栀子果实中，且多以栀子苷为母核，不同化合物间仅取代基之间有差异。

中药栀子化学成分复杂，单用或配伍使用在剂量上没有统一标准，因此进入体内后的代谢也会有所不同。目前研究表明，栀子苷主要以口服给药方式为主，在正常大鼠体内组织分布广，生物利用度高。从分布的结果来看，药物在血浆中浓度最高，组织中浓度由高到低依次为肾、肝、脾和脑[6]。近年来，相关研究[7-8]表明，牛膝总皂苷对栀子苷具有靶向引导作用,可增加栀子苷在关节腔的浓度,二者协同可增强药效。

1.2 二萜类 栀子中还富含二萜色素类成分，如藏红花素、藏红花酸及其衍生物。藏红花素类在栀子果实中含量较高，作为栀子黄色素的主要成分，其具有无毒、安全性高等特点，是天然色素的良好来源。目前,从栀子属植物中检测出此类成分多为全反式西红花糖苷结构，有藏红花酸，E-、Z-藏红花素-二-β-D-龙胆二糖酯，新西红花苷A等[9]。除在栀子中发现此类成分，二萜类化合物还大量存在于藏红花中，但由于藏红花药材稀缺名贵，栀子则成为该类成分的主要来源。

临床上栀子常以炮制品入药，而色素类成分以及其含量经炮制均会发生改变，因此主要以栀子苷含量高低评价炮制品质量。此外，炮制过程中辅料姜汁的加入方式对栀子二萜色素苷类成分也有较大影响[10]。随着对二萜类成分的抗癌活性等药理作用和机制研究的不断深入，该类成分展现出广泛的应用和开发前景。

1.3 黄酮类 栀子中黄酮类成分主要存在于栀子的花和树胶。文献报道，从栀子属植物分离得到的黄酮类成分有20多种，主要有槲皮素、栀子素A、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、3′,4′,5′-四甲氧基黄酮等。随着分离技术的发展，张忠立等[11]鉴定了栀子果实中12个黄酮类化合物，其中5,7-二羟基-3′,4′,5′-三甲氧基黄酮和5,7,4′-三羟基-8-甲氧基黄酮为首次从栀子中分离得到。目前，有关栀子属植物黄酮类成分的研究较少，仅集中于成分的提取分离。有研究[12]报道，通过响应面法建立黄酮类成分的提取模型，可较好地预测、分析并优化提取工艺，为工业上制备分离栀子总黄酮奠定基础。刘美琴[13]运用超声协同复合酶技术提取的黄酮类提取物的纯度为97.6%，提取率大大提高，酶解时间明显缩短，可为工业生产提供依据。

1.4 有机酸酯类 有机酸酯类化合物在自然界各种属植物中广泛存在，文献报道栀子属植物中含有近20种有机酸酯类成分，主要有绿原酸、3,4-二-O-咖啡酞基奎宁酸、欧前胡素、异欧前胡素等。有研究[14]采用高效液相-全波长紫外扫描-质谱分析法从栀子果实中提取出多种新化合物，其中有机酸酯类化合物有隐绿原酸、新绿原酸等。另有研究[15]证明，喹宁酸衍生物可抑制脂氧酶活性，其中喹宁酸酯的抗HIV-1作用主要与其清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基活性有关。相较于藏红花素等二萜类化合物的弱清除作用，咖啡酰喹尼酸等有机酸酯类化合物对自由基的清除起主导作用，说明栀子有一定的抗氧化活性。

2 药理活性

2.1 抗炎与免疫调节 目前，关于栀子及其有效成分栀子苷的抗炎与免疫调节作用研究较多。如黄芩清热除痹胶囊常用于因风寒湿热所致的类风湿关节炎，方中栀子作为君药被证实可抑制佐剂性关节炎大鼠炎症细胞增生、继发性肿胀以及血清中炎症细胞因子水平[16]。栀子生品的抗炎作用最强，但当炮制温度过高时，其抗炎作用消失[17]。这与栀子苷受热破坏分解，有效成分损失增加有关，说明栀子发挥抗炎作用的成分主要为栀子苷。

当机体发生炎症反应时，诱导炎症细胞因子和趋化因子释放，而大量炎症细胞因子的释放又促进炎症反应的进行。大量研究证明，栀子苷可通过降低炎症细胞因子水平发挥抗感染及免疫调节作用。如栀子苷能升高白细胞介素-10(interleukin-10，IL-10)的表达水平，降低IL-1β、肿瘤坏死因子- α(tumor necrosis factor α，TNF-α)水平，从而减少小胶质细胞损伤[18]。栀子苷能下调类风湿关节炎大鼠促炎细胞因子干扰素-γ、IL-6和IL-17的分泌水平，上调抗炎细胞因子IL-4和转化生长因子-β1水平，恢复促炎/抗炎细胞因子间的动态平衡[19]，降低Th17细胞的细胞因子分泌水平和增加Treg细胞的细胞因子水平[20]。

研究[21]表明，栀子苷通过降低细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases 1/2, ERK1/2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun NH2-terminal kinase, JNK)和p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase, p38MAPK)的过度磷酸化水平，抑制亢进的MAPKs信号，从而改善滑膜组织的炎症反应，缓解佐剂性关节炎大鼠症状。结果提示，栀子苷发挥抗炎免疫作用可能与JNK、ERK1/2和p38的协同作用密切相关，靶向MAPKs信号传导可能是新的炎症性/自身免疫性疾病的治疗策略。阻断一个MAPK通路会抑制其他MAPKs通路的激活，表明MAPKs信号之间存在串扰。栀子苷调节促炎/抗炎细胞因子的动态平衡并减弱了成纤维样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocyte, FLS)的通透性，与下调RhoA/p38MAPK/NF-κB/F-actin信号传导有关[22]。在TNF-α诱导的类风湿关节炎FLS中，栀子苷可能通过间接作用上调miR-124a的表达水平，抑制其靶基因整合素 1的表达，从而抑制Ras-MEK1/2-ERK1/2信号转导的激活，发挥抗炎及免疫调节作用[23]。

2.2 抗血管新生 血管新生在发育、伤口愈合和组织修复等生理过程中发挥重要作用。然而，异常血管新生作为关键病理改变已被证实与多种疾病相关，如癌症、慢性炎症性疾病和糖尿病视网膜病变。血管新生与类风湿关节炎亦有关联，其不仅通过增加氧气和养分维持关节滑膜内的细胞数量，而且促使白细胞向组织内募集，从而加重病程。

血管生成本是机体正常的生理过程，但生成过度会导致疾病的发生，糖尿病的主要病理改变即为病理性血管新生。栀子苷通过抑制人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells，HUVECs)的黏附和细胞黏附分子基因的表达，减少糖尿病的病理性血管生成，发挥治疗糖尿病的作用[24]。栀子的乙醇提取物通过抑制肿瘤细胞中促血管生成因子的释放，抑制肿瘤诱导的血管生成，包括微血管出芽和内皮细胞迁移，从而抑制肿瘤细胞的转移和生长[25]，且研究发现这一机制可能通过抑制NF-κB p65核移位和缺氧诱导因子-1α通路实现。此外，栀子中另一有效成分藏红花素可通过血管内皮生长因子及其下游的PI3K/Akt/eNOS轴，增加细胞活力，调节HUVECs的血管生成[26]。在癌症发展过程中，藏红花素通过诱导乳腺癌细胞凋亡以及抑制HUVEC增殖、迁移和成管作用，以抑制肿瘤细胞生长，但其分子机制还有待进一步研究。

2.3 抗氧化 细胞内氧化应激反应会引起机体损伤，从而诱发疾病。抗氧化作用作为人体防御系统中不可缺少的一部分已引起广泛关注。氧化过程中产生的活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)具有高度化学活性，ROS过多引起蛋白质变构、细胞器及DNA氧化损伤，从而诱发衰老、癌症及一系列退行性疾病。由于ROS对人体有广泛而严重的危害，因此,抗氧化即抗自由基成为一个重要的研究课题。研究[27]表明，栀子苷可抑制氧化应激损伤模型中脂质过氧化物的产生，降低细胞内ROS水平，并通过激活PI3K/Akt通路抑制缺氧/复氧诱导的H9C2心肌细胞氧化损伤。随着栀子苷含量的增加，氧化应激保护作用有不同程度的增强，说明栀子苷呈剂量相关性地发挥内皮细胞抗氧化应激作用[28]。脑缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury, IRI)使脑组织内氧化与抗氧化系统失衡，引起一系列由ROS和活性氮自由基参与的氧化应激级联反应。栀子苷可通过抑制炎症细胞因子和黏附分子表达，提高脑组织中神经细胞的线粒体活性，从而对抗自由基和神经细胞损伤，对局灶性IRI发挥保护作用[29]。

近年来，研究发现栀子的环烯醚萜苷成分具有较强的生物学活性，推断其抗氧化应激可能与母核结构有关，主要体现在分别以栀子苷和藏红花酸为代表的环烯醚萜类和二萜色素类成分[30]。二者不仅能直接清除ROS，还能提高超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性，从而增加体内小分子抗氧化剂含量以及作用于靶蛋白等途径发挥抗氧化作用[31]。

2.4 保肝利胆及肝毒性 作为传统的保肝利胆中药，国内外有关栀子治疗肝脏疾病的研究均肯定了其主要有效成分栀子苷的保肝利胆作用。然而，近年来研究发现其具有肝毒性，限制了栀子苷的临床应用。因此，许多学者对栀子苷保肝利胆及肝毒性进行研究。

在四氯化碳致肝中毒小鼠模型中，栀子苷通过降低血清谷氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶活性，增加肝脏内谷胱甘肽(glutathione, GSH)浓度，从而发挥保肝作用[32]。四氯化碳由于细胞色素P450活化，产生自由基从而造成肝脏损伤，而GSH促使其与自由基的反应，以清除自由基，减少毒害。在雷公藤多苷引起的肝损伤中，栀子苷可降低肝脏GSH和炎症细胞因子TNF-α水平，抑制炎症和氧化应激，并促进组织修复和再生，发挥肝脏保护作用[33]。

综上，栀子发挥保肝利胆的作用机制可能为：①抑制氧化应激反应，减少ROS生成并增强清除ROS的能力；②抗脂质过氧化作用[34]；③诱导信号通路激活，调控肝细胞凋亡和炎症因子释放；④调节肝微粒体酶的活性。

栀子对肝脏的双重作用与个体差异、给药途径、给药剂量、肠道内pH值密切相关。栀子苷小、中剂量具有肝保护作用，而大剂量产生肝毒性，且呈剂量依赖性。原因可能是大剂量条件下细胞色素氧化酶CYP3A2活性受到抑制，导致代谢减慢，毒性代谢成分蓄积而产生毒性反应。栀子苷在肠道内水解为京尼平，从而自发地转变为二醛中间体，共价结合肝蛋白游离赖氨酸残基的伯胺基团，京尼平与非蛋白巯基化合物反应，影响GSH系统[35]。

3 结语

目前国内外对栀子的研究非常广泛，关于其化学成分的研究主要包括以栀子苷为代表的环烯醚萜苷类、二萜色素类以及多糖、黄酮类等成分。由于栀子苷具有广泛的药理活性，以其为主的环烯醚萜类成分至今仍是研究的重点。作为中药栀子的主要药效物质基础，栀子苷的抗感染作用最为显著，且具有多系统、多靶点的治疗作用。栀子苷抗炎与免疫调节作用的广泛性，一方面是指其作用靶点的广泛性，另一方面是其结合的靶标具有广泛的治疗作用。栀子苷可通过降低炎症细胞因子的分泌，抑制APKs/ERK、GPCRs、NF-κB等信号转导通路的过度激活，以及改善由免疫细胞介导的炎症及免疫反应，发挥抗炎和免疫调节作用。随着研究的深入，越来越多新的药理活性被发现，抑制血管新生和抗氧化应激正成为研究的热点。以目前研究进展来看，探讨的靶点蛋白或信号通路较为单一，且未深入涉及信号通路方面的研究。栀子的有效成分具体通过哪些信号通路发挥作用还需要进行更加深入的研究。今后应以中医药理论为指导，对化学成分和药理作用进行深入研究，旨在阐明栀子已知药理作用的分子机制并发掘新的药理活性，为其临床应用提供依据。