元宝草的化学成分、药理作用研究进展和质量标志物分析预测

谢孟姣，郭勇秀，李芳婵，陈海燕，赖信宏，随家宁，蒋林,2*

(1.广西中医药大学药学院，广西 南宁 530001；2.广西中医药大学壮瑶药工程技术中心，广西 南宁 530001)

元宝草，为金丝桃科植物元宝草HypericumsampsoniiHance的全草。辛、苦，寒。具有凉血止血、清热解毒、活血调经、祛风通络之功效，我国江苏、浙江、台湾、江西、湖南、广东、广西、四川等省区均有分布，野生于山坡草丛中或旷野路旁;印度东部和日本也有分布[1]。《本草从新》“辛寒补阴,治吐血衄血”[2]，晚清《植物名实图考》记载能治乳痈，治痧症极效[3]。元宝草在很多地方文献中都有记载，杭州民间用作收敏止血药，与墨旱莲同样功效。 又据浙江仙居朱寿朋报告，元宝草具有伏蛇、治痢、外敷消散指疡的作用[4]，《江西草药》记载：“可治创伤化脓、鹅口疮”[5]。元宝草是一味历史悠久的中药，在民间得到广泛使用，含有多环多异戊烯基间苯三酚衍生物、类黄酮类、 萘骈双蒽酮类、二苯甲酮类、挥发油、蒽醌等化学成分，具有抗癌、抗肿瘤、抗抑郁、抗炎、抗病毒及抗菌等作用。本文在综述元宝草的化学成分和药理作用的基础上，对元宝草的质量标志物进行预测，同时为元宝草的药效物质提供新的思路。

1 化学成分

元宝草化学成分的报道主要为多环多异戊烯基间苯三酚衍生物、类黄酮类、 萘骈双蒽酮类、二苯甲酮类、挥发油、蒽醌等化学成分。

1.1 多环多异戊烯基间苯三酚衍生物(PPAPs)

PPAPs类是元宝草的主要活性成分，该类化合物结构新颖，田文静、曾祎含以及朱虎成等人从元宝草中分离并鉴定出多种PPAPs化合物，结构差异大，它的绝对构型是通过计算ECD以及结合分子轨道分析对比CD谱图来确定的，该类化合物具有抗肿瘤、抗抑郁、抗菌、抗病毒等作用，成为了目前研究的热点[6-7]，其成分见表1。

表1 多环多异戊烯基间苯三酚衍生物(PPAPs)成分

续表1

1.2 类黄酮类

元宝草类黄酮主要包括黄酮类、呫吨酮及其苷类。 黄酮类化合物大都显黄色，广泛存在于自然界，是一类重要的天然有机化合物。这类化合物多存在于双子叶植物及裸子植物中。黄酮类成分见表2。

表2 元宝草黄酮类化合物

呫吨酮也是目前藤黄科研究的热点之一，目前在国内外学者从元宝草中发现出的呫吨酮成分不断上升，龚颖珍[16]利用软件建立了总呫吨酮数据库，包含28个呫吨酮的化学式、分析式、相对分子质量。呫吨酮成分见表3。

表3 元宝草呫吨酮化合物

1.3 萘骈双蒽酮类

这类化合物有金丝桃素和假金丝桃素等，金丝桃素类具有抗肿瘤、抗抑郁、抗人体免疫缺陷病毒(HIV)、光动活性作用[17]，细胞鲜重的增加与金丝桃素和假金丝桃素含量密切相关[18]。

1.4 二苯甲酮类

二苯甲酮类成分见表4。

表4 元宝草的二苯甲酮类化合物

1.5 蒽醌类

元宝草蒽醌类部分成分见表5。

表5 元宝草的蒽醌类化合物

1.6 挥发油

元宝草的挥发油成分包括烃类、醛类、酮类、醇类、单萜和倍半萜、脂肪酸和脂类、烯醇和烯醛。肖丙坤等[22]利用水蒸气蒸馏法提取挥发油，结果共分离73个组分,鉴定了56个化学成分，占挥发油相对含量的81.7%，其中含量较高的是棕榈酸乙酯7.49%，其次为苯甲醛6.32%。

1.7 其他

元宝草另外还含有对羟基苯甲酸、3,4-二羟基苯甲酸、白桦脂酸[13]、3,4-二羟基苯甲酸乙酯、β-谷甾醇[19]、二十八烷醇、三十烷酸、2,5-二甲基苯酚、苯甲酸、香草酸、胡萝卜苷[20]、阿魏酸、咖啡酸甲酯、香草酸等成分[23]。

2 药理作用

2.1 抗抑郁

抑郁症是自身机体、环境、社会等多种因素造成的精神疾病，主要症状为情绪低落、快感缺失、自我价值感降低，具有高自杀率和死亡率，位于全球负担疾病前列[24]。金丝桃素是抗抑郁的主要成分之一，元宝草总醇提物具有抗抑郁作用，其中的乙酸乙酯部位和正丁醇萃取部位也具有抗抑郁活性，两个部位富集的总黄酮抗抑郁作用存在剂量依赖关系[25-26]，花中总黄酮含量最高，叶次之[27]，石金成等也研究发现元宝草正丁醇萃取部位和水萃取部位也有活性，初步机理探索提示元宝草提取物抗抑郁作用与去甲肾上腺素(NA)和多巴胺(DA)受体关系密切[28]。龚颖珍[16]研究利用开野实验、小鼠强迫游泳和悬尾实验三个模型对元宝草粗提取物，元宝草总呫吨酮部位和单体芒果苷进行抗抑郁实验,研究结果证明元宝草粗提物、总呫吨酮部位、芒果苷具有抗抑郁作用，初步揭示元宝草总咕酮抗抑郁活性机制可能与提高小鼠海马组织内单胺内物质神经递质NA有联系。

综合上述文献，元宝草的醇提取物、乙酸乙酯部位、正丁醇部位、水萃取部位都能产生抗抑郁作用，分离鉴定出其中的活性成分包括金丝桃素、芒果苷、黄酮、呫吨酮等成分。

2.2 抗癌、抗肿瘤

通过细胞毒实验发现，元宝草的氯仿和乙酸乙酯提取物有抗癌活性[29]，芒果苷、槲皮素、二氯甲烷萃取部位对胃癌细胞的增殖具有抑制作用，其中二氯甲烷萃取部位效果最稳定[25]。韩春兰等研究发现元宝草醇提物的氯仿萃取部位能与维甲酸受体(RXRα)结合，并且通过诱导RXRα出核和抑制RXRα转录活性而引起肺癌细胞H460的凋亡[30]，活性成分是大黄素-6-甲醚和叶绿素a[31]，Jin-Zhang Zeng等研究发现元宝草提取物能够诱导RXRα从细胞核向细胞质迁移，定位于线粒体上，引起细胞色素C的释放和细胞的凋亡[32]，hypersampsone H对肺腺肿瘤细胞株A549有弱抑制作用[33]。具有PPAPs结构的peroxysampsone D对5种肿瘤细胞株均表现出一定的活性[11]。朱虎成等对新的化合物进行抗病毒活性筛选，结果证明大多数化合物都能对五种肿瘤细胞HL-60，SMMC-7721，A-549以及MCF-7产生细胞毒活性[12]，田文静[10]研究发现二环骨架PPAPs能抑制视黄醇受体(RXRα)转录并且对Hela细胞产生毒性。Chen等[34]研究发现多种蒽醌类、间苯三酚类、黄酮类成分能对 癌细胞A375、 MDA-MB-231、SGC-7901、SiHa 、SHSY-5Y 产生毒性从而发挥抗癌活性， IC50在10.59-42.75 μmol/L。从石油醚提取物中分离的PPAPs类化合物Sampsonols A and B对肿瘤细胞表现出明显的细胞毒性，IC50值在13-28 μmol/L[35]。

2.3 抗菌、抗病毒

元宝草还具有抗菌、抗病毒等作用。曾祎含等研究发现元宝草果实提取物中的PPAPs对多耐药金葡萄球菌有抑制作用[33]，肖志勇等从元宝草中分离纯化，结果发现PPAPs类7-epiclusianone、peroxysampone A和呫吨酮类 hyperixanthone A能抗多药耐药金葡萄球菌。

PPAPs化合物hyperisampsin A表现出较好的抗艾滋病病毒HIV活性[12]， 山柰酚对禽流感病毒H5N1有一定抑制作用[20]。中药抗菌目前已受到国内外学者的广泛关注，目前初步发现苦寒药具有很好的抗菌效果，中药对多重耐药致病菌具有很好的作用[36]，由于病毒的结构特殊，尚无特异性的抗病毒药物。我们需要研制出疗效确切、针对性强的药物[37]，元宝草在抗菌、抗病毒方面值得更加深入的研究。

2.4 抗炎、镇痛

PPAPs、二苯甲酮类、蒽醌、黄酮类化合物具有抗炎作用。sampsonols C and F 对RAW 264.7巨噬细胞中LPS诱导的NO产生有效的抑制活性，从而产生抗炎作用[35]，Jun-Sheng Zhang等研究发现PPAPs和另外三个二苯甲酮类化合物能抑制NO的产生[38]， Qian Chen等[34]从元宝草中分析鉴定出25种成分，包括四种酚，两种蒽醌类化合物，六种氧杂蒽酮，一种二苯甲酮，一种间苯三酚，九种类黄酮和一个生物碱、一个甾醇，HPLC分析表明，类黄酮是元宝草的主要成分，结果有多种成分能够抑制LPS刺激的RAW264.7，THP-1和BV-2小胶质细胞中的NO含量。

3 质量标志物预测分析

3.1 基于亲缘性及成分特有性的质量标志物的预测分析

藤黄科金丝桃属的植物全球约有460多种，广泛分布于温带和亚热带地区。中国有64种，广泛分布于全国，但主要集中在西南地区，其中28种亚种可药用[39]。金丝桃属植物的根、果实、全草大多含有苯骈双蒽酮、PPAPs、呫吨酮、黄酮、挥发油等多种成分[40]，金丝桃素和金丝桃苷被认为是该属最具代表性的活性成分，该属的绝大部分植物都有，裴谨等[41]采用分光光度法对川产4组7种1变种金丝桃属药用植物的金丝桃素进行含量测定，发现金丝桃素含量各不相同，李元宏等[42]采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法对不同地点的元宝草中金丝桃素和金丝桃苷的含量进行测定，含量分别在0.211 7～0.301 2 mg/g，0.736 4～0.798 9 mg/g，金丝桃素和金丝桃苷具有良好的抗抑郁、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化等作用，PPAPs因此通过分析金丝桃属植物分类特征和考查其亲缘关系，可考虑将金丝桃素、金丝桃苷类化合物能作为元宝草的Q-marker。

3.2 基于传统功效的质量标志物预测分析

中药的传统功效是在中医理论的指导下，经过长期实践对其临床疗效的高度总结，对中药的临床使用具有重要的指导意义。元宝草的传统功效为清热解毒、凉血止血，用于吐血衄血、乳痈、跌打损伤等，外用可治头癣、口疮、毒蛇咬伤等[1]。现代药理研究表明PPAPs类具有抗菌、抗病毒的作用，其中的sampsonols C and F以及norhypersampsone A等具有抗炎作用，黄酮类抑制LPS诱导的细胞NO的形成，从而发挥抗炎作用[34]，可以看出元宝草的PPAPs成分、黄酮类与元宝草的传统药效相一致，可作为元宝草的主要药效物质基础，是元宝草Q-marker依据。

3.3 基于传统药性的质量标志物预测分析

药物之所以能够正对病情，发挥作用，是借助药物自身所具有的若干特性和作用，前人称之为药物的偏性。药物偏性即药物与疗效有关的性质，统称为药性。元宝草“辛、苦，寒”[1]，辛味药物中化学成分多数含有挥发油，苦寒药中的化学成分多为苷类、生物碱、黄酮等[43]，那么元宝草的挥发油、黄酮类成分可为元宝草Q-marker提供参考。

3.4 基于新的药效的质量标志物预测分析

关于元宝草新的药效，国内外学者研究发现元宝草能治疗抑郁症、癌症，对元宝草的抗抑郁方面，其活性成分包括金丝桃素、黄酮、呫吨酮等成分[28，44]。二环骨架PPAPs能抑制视黄醇受体(RXRα)转录并且对Hela细胞产生毒性， PPAPs类、黄酮类成分能对癌细胞产生毒性从而发挥抗癌作用，PPAPs类化合物sampsonol A and B对肿瘤细胞能产生毒性[10,34-35]，因此金丝桃素、黄酮类、PPAPs、呫吨酮可为元宝草Q-marker提供参考。

3.5 基于成分可测性的质量标志物预测分析

化学成分的可测性是质量标志物的重要依据，目前中药化学成分是通过色谱方法来分析测定的[45]，为了便于建立元宝草质量评价方法，制定质量标准，元宝草也是采用色谱分析来进行定性、定量测定。李元宏等[42]采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法对元宝草中金丝桃素和金丝桃苷含量进行测定，该方法重现性好，检测结果正确，可用于质量控制，龚颖珍等利用单因素和正交实验法确定了总呫吨酮最佳提取工艺，该部位元宝草总呫吨酮部位含量为56%，考察了元宝草中总黄酮最佳提取工艺，条件为70%乙醇,提取温度60℃,乙醇用量20倍,提取次数3次，该条件下元宝草中总黄酮平均得率为2.38%[16]，而曾虹燕等[46]用石油醚和甲醇提取元宝草植株中的总黄酮，含量为4.33%，带牙的愈伤组织总黄酮含量比植株高1.54%，目前对元宝草PPAPs成分的定量分析很少，主要是由于PAPs成分结构高度氧化和复杂，不易测定，但是PPAPs作为元宝草的主要活性成分，需要进一步探索元宝草PPAPs定量测定方法。综上，金丝桃素、呫吨酮、黄酮可作为元宝草成分可测的Q-marker的参考。

4 总结和展望

目前中药质量控制的趋势是测量某种中药的单一成分和特征性成分的含量，存在着中药质量评价标准、中药控制手段与中药的有效性联系不大的情况， 2016年刘昌孝院士[47]提出了中药质量标准物的概念，基于此理念，本文在元宝草化学成分和药理作用的基础上，从植物亲缘关系及化学成分、传统功效、传统药性、新的药效、成分可测性的角度对元宝草质量标志物(Q-marker)进行分析预测，建议将黄酮类、呫吨酮、多环多异戊烯基间苯三酚衍生物化合物作为元宝草总成分类Q-marker的备选物质，把金丝桃素、金丝桃苷作为元宝草单一成分类Q-marker备选物质。本文通过确定元宝草Q-marker筛选的备选物质，以期为解决元宝草质量问题、建立更加科学的质量评价体系和制定高水平的质量标准提供参考，为今后能够全面、准确分析元宝草的药材质量，为推动后续元宝草的生产和发展提供依据。