红花化学成分 药理作用研究进展及质量标志物预测分析△

李响，俱蓉，李硕，2，3，4*

1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省高校中(藏)药化学与质量研究省级重点实验室，甘肃 兰州 730000；3.甘肃省中药质量与标准研究重点实验室培育基地，甘肃 兰州 730000；4.西北中藏药协同创新中心，甘肃 兰州 730000

红花是菊科植物红花CarthamustinctoriusL.的干燥管状花，始载于《开宝本草》。中医认为红花味辛、微苦，性温，归心、肝经，是活血通络、去瘀止痛的良药[1]。红花原产于埃及的尼罗河上游等处，扩种至波斯，后传入西域，自张骞出使西域后引入我国，已有2100多年的历史，入药使用也有1800多年。红花现主产于印度、美国、墨西哥、加拿大、中国、埃塞俄比亚及欧洲部分国家，我国在新疆、四川、云南等地有大规模种植[2]。

药理研究表明，红花中的红花黄色素(SY)、羟基红花黄色素A(HSYA)等主要成分具有改善心肌血液循环、降血压、扩血管、抗凝血、抑制血栓形成、镇痛和免疫抑制等作用。红花的化学成分主要包括黄酮、生物碱、聚炔、亚精胺、甾醇、木脂素、多糖等类[3]。本文在对红花化学成分及药理作用研究进展进行综述的基础上，结合质量标志物(Q-marker)的研究思路，从化学成分、临床药效、药动学及网络药理学等方面对红花Q-marker进行预测分析，为红花的质量综合评价及临床应用研究提供参考。

1 化学成分

1.1 黄酮及黄酮苷类成分

黄酮及黄酮苷类物质是红花中的主要生物活性组分，与红花的药理作用密切相关。Hong等[4]基于基质固相分散、高效液相色谱法(HPLC)、二极管阵列及飞行时间质谱法(TOF-MS)等方法提取分离了红花中HSYA等21种主要成分，并用TOF-MS进行了结构鉴定，其中12种为黄酮类成分。Si等[5]利用单方法异质矩阵(MHM)对红花的生物标志物进行选择性监测，实现对红花中的特异性成分27种喹诺酮类C糖苷(QCGs)化合物的鉴定，选定HYSA(37)、脱水红花黄色素B(anhydrosafflor yellow B，38)、safflomin C(47)、isosaffomin C(48)4个黄酮类物质作为红花的特征性物质。Zhou等[6]采用核磁共振技术鉴定得到了1种新成分(2R)-4′，5-二羟基-6，7-二-O-β-D-吡喃葡萄糖基黄烷酮(31)。目前从红花中分离得到黄酮及黄酮苷类化合物结构见图1和表1[4-13]。

图1 红花中黄酮类化合物结构

表1 红花中黄酮类化合物

1.2 生物碱类

生物碱类成分分子中含有吲哚环和对羟基桂皮酰胺基团，是吲哚类生物碱的衍生物。此类成分具有较小的极性，多存在于红花的种子中。Sato等[14]采用红外光谱、核磁共振碳谱(13C-NMR)和X射线晶体学分离鉴定了红花籽中的吲哚衍生物serotobenine(64)。Roh等[15]采用HPLC分离得到红花籽中的N-阿魏酰基-5-羟色胺(51)、N-(p-香豆酰基)-5-羟色胺(54)。Sakamura等[16]通过核磁共振波谱、质谱、柱色谱和薄层色谱联合分离、鉴定出N-(p-香豆酰)色胺-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(55)、4-[N-(p-香豆酰)色胺-4″-基]-N-阿魏酰色胺(58)等化合物。红花中生物碱类化合物见图2、表2[12，14-16]。

图2 红花中生物碱类化合物结构

表2 红花中生物碱类化合物

1.3 聚炔类

红花中的聚炔类成分主要以十碳和十三碳为主。聚炔类化合物苷元多是油状物形态，置于空气中易发生聚变，不稳定，形成糖苷之后多以粉末状态存在，可增加稳定性[7]。红花中聚炔类化合物结构见图3、表3[12]。

图3 红花中聚炔类化合物结构

表3 红花中聚炔类化合物

1.4 亚精胺类

红花中的亚精胺类化合物大多为含3个香豆酰基的亚精胺衍生物。Yue等[17]通过核磁共振和质谱得到了1种新的神经酰胺相对-(3S，4S，5S)-3-[(2S)-2-羟基苯基二十烷基氨基]-4-羟基-5-[(4Z)-十四烷-4-烯]-2，3，4，5-四氢呋喃{rel-(3S，4S，5S)-3-[(2S)-2-hydroxyheneicosanoylamino]-4-hydroxy-5-[(4Z)-tetradecan-4-ene]-2，3，4，5-tetrahydrofuran，103}。目前红花中已分离得到的亚精胺类结构见图4、表4[12，17]。

图4 红花中亚精胺类化合物结构

表4 红花中亚精胺类化合物

1.5 木脂素类

目前，红花中发现的木脂素类结构较少，包括二苄基丁内酯(dibenzylbutyrolactone，104)、马台树脂醇-4′-O-β-D-呋喃芹糖基-(1→2)-O-β-D-吡喃葡萄糖苷[matairesinol-4′-O-β-D-apiofuranosyl-(1→2)-O-β-D-glucopyranoside，105]、骈双四氢呋喃丁香脂素(double tetrahydrofuran syringaresinol，106)、鹅掌楸树脂醇(lirioresinol A，107)，结构见图5[12，18]。

图5 红花中木脂素类化合物结构

1.6 甾醇类

郑占虎等[3]采用红外(IR)、NMR、MS等波谱分析法确定了豆甾醇(stigmasterol，108)、油菜甾醇(campesterol，109)、β-谷甾醇(sitosteryl-3-O-glucoside，110)、胡萝卜苷(daucosterol，111)、孕甾醇(pregnant sterol，112)的结构，见图6。

图6 红花中甾醇类化合物结构

1.7 多糖类

红花多糖多以混合物的形式存在，红花经提取、沉淀、干燥、除蛋白与脱色，再经分离纯化得到红花多糖，对其单糖组成及结构进行解析，发现经纯化分离后红花多糖包含2个主要组分。2个组分皆为均一杂多糖，一种由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖6种单糖组成，另一种由鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖4种单糖组成[19]。

1.8 其他类

Zhou等[6]通过核磁共振谱又发现3个新的芳香糖苷2，3-二甲氧基-5-甲基苯基-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(2，3-dimethoxy-5-methylphenyl-1-O-β-D-glucopyranoside，113)、2，6-二甲氧基-4-甲基苯基-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(2，6-dimethoxy-4-methylphenyl-1-O-β-D-glucopyranoside，114)和3-(4-O-β-D-吡喃葡萄糖基-3-甲氧基苯基)丙酸乙酯[ethyl-3-(4-O-β-D-glucopyranosyl-3-methoxyphenyl)propionate，115]及3个已知的芳香糖苷3-(4-O-β-D-吡喃葡萄糖基-3-甲氧基苯基)丙酸甲酯[methyl-3-(4-O-β-D-glucopyranosyl-3-methoxyphenyl)propionate，116]、乙基紫丁香苷(ethylsyringin，117)和甲基紫丁香苷(methylsyringin，118)。另外，还有红花籽中的主要成分亚油酸(119)、油酸(120)和生育酚(121)。红花中其他类化合物结构见图7。

图7 红花中其他类成分结构

2 药理作用

2.1 抗心肌缺血、调节血流动力学作用

据研究，红花醇提物能够改善高血压大鼠的血流动力学，减轻主动脉重构，同时可明显降低收缩压、心肌内小块冠状动脉重构和心脏指数，减轻左室肥厚和纤维化程度，提高血浆一氧化氮代谢物(NOx)水平，降低血浆转化生长因子1(TGF-1)水平，并下调心肌TGF-1和基质金属蛋白酶-9(MMP-9)表达水平，减轻亚硝基左旋精氨酸甲酯(L-NAME)诱导的高血压小鼠心脏重构[20]。另外，红花提取物可减少氧化应激引起的损伤和细胞凋亡，通过清除部分活性氧(ROS)，调节磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)信号通路，从而起到对心肌缺血的预防作用。红花注射液作为临床常用制剂，对异丙肾上腺素诱导的急性心肌缺血也有一定的预防作用，可能与下调Bax蛋白、上调心肌组织Bcl-2蛋白水平，抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)介导的炎症反应有关[21]。红花中的HYSA对大鼠脑缺血损伤有一定的治疗作用[22]。

红花籽中的亚油酸、油酸属于不饱和脂肪酸，可以溶解胆固醇，具有调血脂、降血压、软化血管的作用，同时还可以促进微循环，预防“三高”[23]。

2.2 抗炎、镇痛、抗氧化作用

HYSA可显著减少醋酸所致的小鼠扭体数，并可提高热板所致的小鼠疼痛阈值，其镇痛机制可能与抑制丝裂原活化蛋白激酶/p38/诱导型一氧化氮合酶(MAPK/p38/iNOS)通路，继而减少NO的合成和释放有关[24]。红花黄色素B(SYB)可通过抗氧化系统和Bcl-2/Bax途径保护氧化应激损伤的嗜铬细胞瘤细胞PC12[25]。山柰酚-3-O-葡萄糖苷和山柰酚-3-O-芸香糖苷可以减轻CCl4诱导的肝脏组织学改变，对其诱导的肝脏氧化损伤具有保护作用[23]。红花水提物能清除超氧化物、羟基自由基、1，1-二苯基-2-苦基肼基自由基和单线体氧，保护成骨细胞免受氧化应激诱导的毒性[26]。

另外，通过小鼠耳郭肿胀和足趾肿胀实验发现，红花籽油具有抗炎的作用。红花籽油中含有生育酚，能够显著降低D-半乳糖所致的衰老小鼠脑、肝组织中丙二醛(MDA)含量和单胺氧化酶(MAO)活性，显著提高超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)活性，具有明显的抗衰老作用。在体内抗氧化实验中，红花籽油能显著提高血清和肝脏中SOD、GSH-Px水平，降低MDA含量，可保护由乙醇所致的机体过氧化性损伤。同样，红花籽中的N-阿魏酰基-5-羟色胺、N-(p-香豆酰基)-5-羟色胺具有清除氧自由基、抑制脂质过氧化的作用[23，27]。

2.3 免疫调节作用

红花注射液能提高外周血内的T淋巴细胞百分率，说明红花注射液能促进细胞介导的免疫功能[28]。同时，也发现SYB可抑制非特异性和特异性免疫功能，还具有促进淋巴细胞转化和对抗泼尼松龙的免疫抑制作用[29]。另外，还发现红花多糖具有促进人外周血单个核细胞增殖的作用，使单核细胞中γ-干扰素(IFN-γ)、IL-2水平升高，具有抗肿瘤、免疫调节作用[30]。

2.4 抗纤维化作用

HYSA可下调胶原αⅠ型蛋白、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、组织金属蛋白酶抑制剂-1(TIMP-1)和MMP-9 mRNA的表达，抑制转化生长因子-β1(TGF-β1)和Smad 4蛋白磷酸化，明显减轻大鼠肝纤维化程度[31]。此外，SYB也能抑制博莱霉素(BLM)诱导的肺纤维化，对纤维细胞向肌成纤维细胞分化过程中α-SMA和TGF-β1的表达也有抑制作用，具有抗肺纤维化的作用[32]。

2.5 神经保护作用

SYB可以通过调节β-淀粉样蛋白1-42(Aβ1-42)相关代谢酶而减少Aβ1-42的含量，从而保护人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y的损伤，发挥抗阿尔茨海默病(AD)作用[33]。红花黄色素通过调控p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)通路，减轻H2O2诱导的星形胶质细胞损伤，从而发挥神经保护作用[34]。

2.6 肿瘤抑制作用

红花多糖可下调血管内皮生长因子(VEGF)、Ki67表达水平，降低血清IL-10、提高血清IL-12水平，正向调节细胞免疫，从而起到抑制肿瘤生长的作用[35]。红花多糖通过调节Bax/Bcl-2 mRNA的表达，从而对人肝癌细胞SMMC-7721起到抑制增殖与诱导凋亡作用[36]；通过抑制VEGF的表达抑制宫颈癌细胞Hela的增殖，发挥抗肿瘤的作用[37]；还可抑制胃癌细胞MGC-803增殖和侵袭，并诱导细胞周期阻滞于G0/G1期，其作用机制可能与抑制Wnt/β-catenin信号通路有关[38]。另外，还有研究报道，红花多糖对人乳腺癌、结直肠癌细胞增殖均具有抑制作用[39-40]。

3 红花Q-Marker预测分析

Q-Marker是刘昌孝院士等[41-42]以《中华人民共和国药典》为核心，基于有效、特有、传递与溯源、可测和处方配伍的“五要素”，探究中药材或中药产品中的固有或加工制备过程中形成的、与中药的功能属性密切相关的化学物质，将其作为反映中药有效性和安全性的标示性物质进行质量控制。红花的Q-Marker主要体现在以下几个方面。

3.1 基于化学成分特有性的Q-marker预测分析

红花中存在很多的化学成分，包括黄酮、生物碱、多糖、木脂素、甾醇等类成分，其中黄酮类和多糖类是其主要的药效成分。Fan等[43]采用高效液相色谱-二极管阵列检测器对红花药材中10个主要成分进行检测，其中HYSA、脱水红花黄色素B含量远高于其他成分含量，且在不同产地采收的红花样品中含量均偏高。兰艺凤等[44]采用HPLC同时测定红花中5个黄酮类成分，同样发现HYSA和SYB含量高于其他成分。综上所述，可选择HYSA和SYB作为红花药材Q-marker的指标。

3.2 基于临床药效的Q-marker预测分析

经过大量的研究发现，HYSA可降低脑缺血引起的脑损伤[22]，具有明显的镇痛作用[24]。HYSA和SYB均具有减轻肝纤维化的作用[31-32]，同时SYB可以抗氧化、减轻神经损伤，具有抗AD的作用[33-34]。从红花籽中鉴定得到的N-阿魏酰基-5-羟色胺、N-(p-香豆酰基)-5-羟色胺具有抑制黑色素生成、抗氧化等作用，其他生物碱类成分如腺嘌呤、尿嘧啶、胸腺嘧啶等成分也具有一定生理活性，且红花籽中的不饱和脂肪酸成分亚油酸、油酸和生育酚也具有调血脂、降血压、软化血管、促进微循环、抗氧化的功效[23，27]，但其主要存在于红花的籽中，不是红花药材的入药部位。因此，选择HYSA和SYB作为红花药材Q-marker的指标较为适宜。

3.3 基于药动学的Q-marker预测分析

红花具有活血通经、散瘀止痛的作用，主要有效成分为黄酮类化合物。王婧雯等[45]通过HPLC-UV测定大鼠血浆中红花提取物和HSYA的血药浓度，发现红花提取物对血液流变学的改善较HSYA明显，而HYSA药效相当于红花提取物的80%。孙燕雯等[46]同样发现，红花水提物中HYSA和脱水红花黄色素B在大鼠体内的药动学类似，两者在大鼠体内的吸收均较快，代谢也较慢。因此，HYSA和脱水SYB可作为红花药材Q-marker的指标。

3.4 基于不同产地成分含量的Q-marker预测分析

通过对新疆、河南、四川、云南、山西5个产地的红花药材进行含量分析，发现不同批次、不同实验条件下红花中的HYSA质量分数较其他单一成分高，均大于1%，故HYSA可作为红花药材Q-marker的指标[47]。

3.5 基于网络药理学评价的Q-marker预测分析

网络药理学可将“药效-成分-靶点-疾病”进行有效结合，可用于筛选或预测中药的Q-marker。韩盟帝等[48]结合网络药理学探讨了红花的药效物质基础，经筛选最后确定了25个主要活性成分。

综合考虑红花中的主要成分、成分的稳定性及药理作用，可选择HYSA作为红花药材的Q-marker。

4 结语与展望

红花用药历史悠久，具有活血通经、散瘀止痛的功效，是临床常用的活血药材，有广泛的应用市场与前景。但市面上常有红花掺假的现象出现，是影响红花安全性和有效性的主要因素，故而确定红花Q-marker对于快速、准确地鉴别红花药材十分重要。目前，虽然红花的唯一来源为菊科植物红花C.tinctoriusL.的干燥管状花，但红花的产地广泛分布于世界各地，国内的红花种植产区也相对分散，对于不同产地的红花是否存在种质变异、化学成分及药效是否存在差异、采收加工及储藏条件对其质量是否存在影响的研究较少；对于红花中各个类别化合物的含量研究也没有量化标准；对红花在体内代谢途径及成分转化过程的研究也不够深入。另外，红花除管状花外，其瘦果果实富含油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸类物质，是食品、保健品及化妆品的常用原料，具有调节血脂、增强免疫等功效；其种子中的生育酚、不饱和脂肪酸、生物碱类成分也具有预防“三高”、抗氧化的作用；其嫩叶具有耐缺氧的功效，逐渐也被保健品市场所应用。由此可见，红花的资源利用具有广泛前景。因此，对于红花从产地、种植、采收、加工、贮藏，到红花不同部位入药的吸收、代谢、转化和发挥药效，整个产业链的发展有待研究与完善，这对指导红花资源科学、合理利用及红花产业发展具有深远的意义。

本文在对红花化学成分、药理作用研究进展进行综述的基础上，依据中药Q-marker的核心概念，对红花药材Q-marker的筛选和确定进行论证，发现其中黄酮及其苷类成分具有广泛的活性且具有明确的化学结构，HYSA、SYB均可考虑作为红花药材的Q-marker，为红花临床应用的安全性和有效性研究提供参考。红花作为常用的活血化瘀药常与其他中药配伍使用，其多成分、多靶点协同作用仍需深入探究。