高丽大蓟活性成分、生物活性及毒理研究进展

王玉清 ，徐凌川 ，2

（1.山东中医药大学，山东 济南 250355； 2.山东省药用真菌资源与开发重点实验室，山东 济南 250355）

随着快节奏社会的不断发展，亚健康人群占比越来越大，人们对疾病的预防意识增强，食品作为一种健康因子被高度重视，而高丽大蓟（Cirsium setidens Nakai）作为一种具有凉血、止血、消肿功效的药食两用品进入我们的视线［1］。 高丽大蓟为菊科多年生草本植物，主要分布在高海拔、缓坡、高氮环境地区，目前在中国境内尚未发现分布，主要来源依靠进口。 高丽大蓟全株可入药，但地上部分和地下部分采收期不同，地上部分在开花期割下，地下部分（根）在秋季采摘并晾干［2］。 本文对高丽大蓟的活性成分、生物活性及毒性进行归纳总结，旨在为开发作用机制明确的新型功能食品提供参考。

1 高丽大蓟的活性成分

高丽大蓟的化学成分研究大多为粗提物研究，目前高丽大蓟中有文献可查的化学成分共48 种，包括黄酮类、酚酸类、萜烯类等，其中黄酮类成分为主要药效成分。

1.1 黄酮类

黄酮类成分按不同提取部位可分为水提、70%醇提、甲醇提三类，共 22 种。 水提部位成分包括（+）-儿茶素、3-羟基黄酮、柚皮苷、桑黄素水合物、二水槲皮素、（- ）-表没食子儿茶素、（- ）-倍儿茶酸、（- ）-表没食子儿茶素没食子酸酯、杨梅素［3］。 70%醇提部位成分包括芹菜素、木犀草素、紫云英苷、山奈酚、山奈酚-7-O-葡萄糖苷、柳穿鱼黄素、柳穿鱼黄素-7-O-葡萄糖苷、柳穿鱼叶苷、异槲皮苷、芦丁［4-6］。 甲醇提部位成分包括高车前素-7-O-新橙皮糖苷、木犀草素-5-O-葡萄糖苷、木犀草苷［7］。

1.2 酚酸类

酚酸类成分按不同提取部位可分为水提、70%醇提两类，共14 种。 水提部位成分包括间苯三酚、香草酸、没食子酸、丁香酸、2-氨基-3，4-二甲基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸、对羟基肉桂酸、咖啡酸、反式阿魏酸、3，4-二羟基苯甲酸乙酯、绿原酸［3］。 70%醇提部位成分包括间羟基肉桂酸、p-对香豆酰基奎宁酸、3-O-咖啡酰莽草酸［6］。

1.3 萜烯类

萜烯类成分为70%醇提部位成分，共5 种，包括Mokko lactone、24-hydrope-roxycycloart-25-en-3β-ol、25-hydroper-oxycycloart-23-en-3β-ol、反式植醇、DL-α-生育酚［8］。

1.4 其他

除黄酮、酚酸、萜烯类成分外，高丽大蓟中还含有棕榈酸、9，12-十八碳共轭二烯酸、亚麻酸、β-谷甾醇、胡萝卜苷、2R-1，2-O-（9Z，12Z，15Z-dioctadecatrienoyl）-3-O-β-D-galactopyranosyl glycerol、东莨菪内酯等化学成分［9］。

2 高丽大蓟的生物活性

2.1 抗氧化

抗氧化是高丽大蓟的主要生物活性，并在保肝、减肥、抗糖尿病、神经保护作用中均有体现。

Jeong 等［10］通过对过氧亚硝酸盐和二苯代苦味肼基自由基（DPPH）进行测定，高丽大蓟的地上部位及地下部位均具有抗氧化活性。 而Lee 等［11］通过对不同器官活性的研究，发现在不同器官中高丽大蓟茎的抗氧化活性最好。 Cho 等［12］发现不同产地环境下的高丽大蓟栽培品的抗氧化能力差距大，其最大DPPH自由基清除活性可达到31.25%～81.93%，还原力和氧自由基吸收能力（ORAC）测定达514.49 μMTE/g，而不同采收时间对DPPH 自由基清除活性无显著影响［13］。 高丽大蓟鲜品的抗氧化活性优于干品［14］，发酵品抗氧化能力优于未发酵品，发酵过程中释放的多酚类物质和黄酮类物质对DPPH 自由基的清除能力和还原能力较高［15］。 此外，Lee 等［16］以 α-生育酚和 L-抗坏血酸作为阳性对照，通过体外清除DPPH 自由基发现，高丽大蓟叶和根的正丁醇部分DPPH 自由基的还原能力（IC50：33.53 μg/mL，9.75 μg/mL），与 α-生育酚（11.37 μg/mL）和 L-抗坏血酸（4.68 μg/mL）标准值非常相似；而后 Lee 等［17］通过体外清除 DPPH 自由基、铁还原抗氧化力（FRAP）、ORAC 等方法发现高丽大蓟提取物显著抑制了3T3-L1 细胞成脂过程中活性氧（ROS）产生，与空白对照组相比抑制率可达50.00%，抑制率高出 N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）组10.00%，高丽大蓟具有很强的抗氧化活性。 Kim 等［18］通过DPPH 和ABTS+ 自由基清除实验评价其不同极性部位抗氧化活性，（+）-儿茶素用作阳性对照，发现正丁醇溶性部分活性最强（IC50：24.3±1.7，25.0±3.3 μg/mL）且具有剂量依赖性。 Lee 等［19］采用 ROS法检测骨髓间充质干细胞（MSCs）内ROS 水平的变化，发现高丽大蓟提取物（100 μg/mL）预处理可显著抑制过氧化氢（H2O2）诱导的ROS 生成，高丽大蓟可抑制磷酸化p38 丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）、c-Jun 氨基末端激酶（JNK）、毛细血管扩张性共济失调症突变蛋白（ATM）、人体抑癌基因（p53）的表达，上调抗凋亡蛋白B 细胞淋巴瘤2（BCL-2）的表达水平，降低促凋亡蛋白BCL-2 相关X 蛋白的表达水平，预防ROS 诱导的氧化损伤。

高丽大蓟全株具有抗氧化活性，通过不同器官、不同化学部位的对照研究及与多种阳性药对照发现，茎的正丁醇部位的抗氧化活性最高。 高丽大蓟抗氧化的主要作用机制是调节细胞凋亡过程中的信号通路，从而预防ROS 诱导的氧化损伤。

2.2 保肝

肝脏损伤可由摄入或感染的有毒化学物质、药物和病毒引起。 ROS 是引起氧化应激的主要原因。 氧化应激是一种有害的过程，会导致细胞结构、核酸、脂质、蛋白质和 DNA 的损伤。Valko 等［20］用四氯化碳（CCl4）诱导大鼠肝毒性，进行血清谷草转氨酶（GOT）和谷丙转氨酶（GPT）活性测定，水飞蓟素（100 mg/kg）作为阳性对照，500 mg/kg 的高丽大蓟根正丁醇部位保肝效果更好，高丽大蓟正丁醇提取物能降低CCl4诱导的大鼠肝脏损伤和编码抗氧化酶的基因转录水平，如谷胱甘肽过氧化物酶1（GPO1）、谷胱甘肽过氧化物酶 3（GPO3）和一氧化氮歧化酶（SOD1），推测高丽大蓟提取物对肝脏的保护作用与其抗氧化活性有关。 Yoo 等［21］利用半乳糖胺诱发大鼠肝损伤，对高丽大蓟中柳穿鱼叶苷、柳穿鱼黄素的保肝机制进行研究，柳穿鱼黄素和柳穿鱼叶苷能显著降低血清天冬氨酸转氨酶（AST）、丙氨酸转氨酶（ALT）、碱性磷酸酶（ALP）和乳酸脱氢酶（LDH）的活性，提高谷胱甘肽（GSH）、谷胱甘肽还原酶（GR）、谷胱甘肽半胱氨酸合成酶（GCS）、谷胱甘肽 s-转移酶（GST）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性水平，且对SOD 活性有显著影响，这两种成分主要通过SOD 抗氧化机制表现出保肝作用。 Ju 等［22］在对高丽大蓟基础物质的研究中提到，柳穿鱼黄素、柳穿鱼叶苷能够活性化GR 和GCS，从而预防半乳糖胺肝损伤引起的肝脏GSH 含量降低。

Noh 等［4］研究高丽大蓟乙醇提取物对非酒精性脂肪肝发育的影响，发现高丽大蓟乙醇提取物通过激活脂肪酸氧化基因表达，抑制高脂饮食引起的小鼠肝脏脂肪积累，预防非酒精性脂肪性肝病。 Kim等［23］研究高丽大蓟乙醇提取物对酒精性脂肪肝的发展及相关损伤，发现高丽大蓟提取物显著抑制ALT和AST，增加磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶（p-AMPK）和磷酸化乙酰辅酶A 羧化酶（p-ACC）水平，抑制磷酸化核转录因子κB（NF-κB），减少肝脏肿瘤坏死因子（TNF）的蛋白质含量，从而抑制酒精诱导的脂滴在肝组织中的积累。

高丽大蓟对于多种因素造成的肝损伤具有抑制作用，主要通过激活抗氧化相关酶、增强抗氧化活性，达到抑制肝损伤的作用；此外，高丽大蓟醇提物对于酒精性及非酒精性脂肪肝具有防治作用，主要通过激活脂肪酸氧化基因、抑制ALT 和AST 等途径抑制肝组织中的脂肪堆积。

2.3 减肥

Lee 等［17］将高丽大蓟甲醇提取物（100 g/mL）用于小鼠胚胎成纤维前脂肪（3T3-L1）细胞，并用油红染色观察脂肪堆积量，以NAC 为阳性对照，阳性对照组3T3-L1 细胞的脂质积累显著降低约85.00%，而高丽大蓟甲醇组显著降低了3T3-L1 细胞的脂肪堆积约80.00%，且数据表明脂肪积累与ROS 呈正相关。此外 Cho 等［13，24-25］以 3T3-L1 细胞、C57BL/6J 小鼠为对象研究高丽大蓟提取物对脂肪代谢的作用途径，发现高丽大蓟乙醇提取物以AMPK 依赖的方式刺激脂肪酸氧化，在3T3-L1 细胞中，高丽大蓟提取物可以抑制NADPH 氧化酶4（NOX4）的产生，从而抑制ROS 的产生，降低脂肪堆积程度。 高丽大蓟提取物能够抑制过氧化物酶体增殖剂激活受体（PPARγ）、CAAT 增强子结合蛋白 α（C/EBPα）、脂肪酸结合蛋白 4（FABP4）、固醇调节元件结合蛋白-1c（SREBP-1c）和脂肪酸合酶（FAS），增强脂联素（ADPN）和肝脏肉毒碱棕榈酰转移酶（CPT-1）表达。 Noh 等［4］将C57BL/6J 小鼠作为研究对象发现，高丽大蓟醇提取物通过增强脂肪酸β 氧化基因表达，显著增加肝脏 CPT-1 和中链酰基辅酶 A（MCAD）的 mRNA 水平，并改善AMP 依赖的蛋白激酶（AMPK）的水平，抑制肝脏脂肪堆积。 高丽大蓟醇提取物能显著减少肝组织中的脂滴，降低肝脏和血清中甘油三酯（TG）的浓度。 MCAD 基因表达受过氧化物酶体增殖活化受体（PPAR）调控，但高丽大蓟醇提物刺激MCAD表达的机制尚不清楚。

高丽大蓟减肥作用主要体现在两个方面，抑制脂肪生成基因的表达和增强脂解基因的表达，抑制ROS产生，从而抑制脂肪油滴堆积。 高丽大蓟的各种成分都具有抑制脂肪积累的作用，柳穿鱼黄素通过诱导 PPARγ 细胞凋亡抑制脂肪细胞分化［26］，木犀草素在棕榈酸诱导的脂肪细胞模型中具有降脂作用［27］，上调CPT-1 水平，木叶素和芹菜素能增强脂肪细胞的脂解作用［28］，通过 AMPK 激活［29］或 PPARγ 调控抑制脂肪细胞分化［30］。

2.4 抗糖尿病

Noh 等［18］通过 AGEs 形成抑制实验测定了高丽大蓟中各部位（正己烷、乙酸乙酯、正丁醇、水）成分的抗糖尿病活性，以氨基胍作为阳性对照，其中正丁醇部位抑制作用最高（IC50：46.0±1.5 g/mL）。 高丽大蓟黄酮类成分具有抑制醛糖还原酶活性的作用，Jung 等［31］对高丽大蓟根、叶进行醛糖还原酶活性抑制率比较实验发现，以西利马林作为对照，根的甲醇提取物的抑制率最高为 64.04%（IC50：70.45 g/mL），而根水提物抑制率低，叶水提物没有抑制作用。

糖尿病的致病因素多，发病机制复杂。 对于2 型糖尿病治疗，通过抑制碳水化合物水解酶如酶-淀粉酶和酶-糖苷酶来降低餐后高血糖［32］。 Guo 等［33］发现高丽大蓟水提物较醇提物降糖效果更佳，通过体内外实验对高丽大蓟降糖效果进行测定。 在体外实验中以肉桂、葡萄籽等复合物为对照1（C1），阿卡波糖为对照2（C2），高丽大蓟全株水提物对酶-糖苷酶和酶-淀粉酶的抑制作用呈剂量依赖性，且抑制作用优于C1 和C2。 在体内实验中通过对链脲佐菌素诱导的2 型糖尿病大鼠和正常大鼠的研究，发现高丽大蓟水提取物具有良好的降糖作用，给药组链脲佐菌素诱导的2 型糖尿病大鼠餐后最高血糖水平比对照组（餐后60 min）低约29.00%。 正常大鼠给予高丽大蓟水提物处理，与对照组相比，餐后30 min 血糖峰值降低约30.00%。

虽有研究结果表明高丽大蓟醇提部位具有抗糖尿病效果，但其机制并不明确。 目前，研究较为全面的高丽大蓟抗糖尿病机制以抑制碳水化合物水解酶为主，主要药效成分存在于高丽大蓟水提部位。

2.5 神经保护

Chung 等［5，34］从高 丽大蓟 乙酸乙 酯 部 位 中 分 离出的三种主要化合物胡萝卜素、柳穿鱼黄素和黄芪素，研究成分对H2O2诱导的人脑神经母细胞瘤（SKN-SH）细胞死亡的神经保护作用，发现由这三种成分预处理可以抑制MAPK 的磷酸化，如胞外蛋白调节蛋白激酶（ERKs）、p38 和 H2O2作用的 c-Jun 氨基末端激酶，这些成分通过下调MAPK 通路和上调血红素加氧酶 1（HO-1）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶2（SOD2）抗氧化基因发挥神经保护作用，并与 SK-N-SH 细胞氧化应激的降低有关。 Kwon 等［35］通过研究发现高丽大蓟通过抗氧化活性和抑制脑神经细胞中p38 的磷酸化，对氧化应激的神经有很好保护作用。

2.6 其他作用

在抗炎方面，Ju 等［22］发现花生四烯酸合成的类二十烷酸类成分如前列腺素、白三烯等在炎症和变应性疾病中发挥重要作用。 高丽大蓟中的柳穿鱼黄素和柳穿鱼黄素［15］可抑制炎症病变中此类成分的形成。

在抗癌方面，Lee 等［8］从高丽大蓟地上部分二氯甲烷提取物中提取到11 种化合物，其中25-hydroperoxycycloart-23-en-3-β-ol 对非小细胞肺腺癌细胞（A549）、皮肤黑色素瘤细胞（SK-MEL-2）和结肠癌细胞（HCT15）表现出中度细胞毒性（ED50：17.53 μmol/L，21.84 μmol/L，27.91 μmol/L），mokko lactone ［4（15），10（14）-guaiadien-12，6-olide］对 SK-MEL-2 和 HCT15具有中度细胞毒性（ED50：20.27 μmol/L M，20.06 μmol/L），24-hydroperoxycycloart-25-en-3β-ol 对卵巢癌细胞（SK-OV-3）和 SK-MEL-2 具有显著的细胞毒性（ED50：4.24 μmol/L，2.66 μmol/L）， （2R） -1，2 -O -（9Z，12Z，15Z -dioctadecatrienoyl） -3 -o -13 -D -galactopyranosyl glycerol 对 SK-MEL-2（ED50：6.64 μmol/L）具有选择性的细胞毒性。 Cho 等［13］发现，高丽大蓟中成分金合欢素可抑制肝癌细胞Hep G2 的增殖，具有预防肝癌的作用。

在调控黑色素形成方面，高丽大蓟各部位组分具有不同的作用。 柳穿鱼黄素和柳穿鱼叶苷是高丽大蓟的指标性化合物，对黑色素具有显著抑制作用，且柳穿鱼黄素对黑色素合成的抑制作用强于柳穿鱼叶苷［2］。 另一方面，高丽大蓟乙酸乙酯提取物中分离得到东莨菪素，可增加cAMP 反应元件结合蛋白（CREB）的磷酸化，上调微邻苯二甲酸相关转录因子（MITF）的表达，并最终上调酪氨酸酶的表达，从而刺激黑色素细胞中的黑色素合成，东莨菪素通过增加黑色素合成，可治疗白癜风［9］。

在修复皮肤弹性方面，局部涂抹高丽大蓟提取物能够显著增加皮肤弹性，1 mg/mL 高丽大蓟提取物对阴离子自由基的清除作用达87.47%，对超氧阴离子自由基的清除作用达61.71%，100 g/mL 高丽大蓟提取物对亚油酸脂质过氧化的抑制作用达95.54%，UVA 诱导的人真皮成纤维细胞中的MMP-1 表达降低到 54.69%［36］。

此外，Kim 等［37］将高丽大蓟 40%乙醇提取的浓缩干粉稀释至 0.01、0.05、0.1、0.2、0.25 μg/mL 进行细胞培养，不同质量浓度的高丽大蓟培养液均显示可促进细胞代谢活性和矿化骨形成。

3 高丽大蓟的毒理作用

Lee 等［17］使用高丽大蓟甲醇提取物对 3T3-L1 细胞处理24 h，显示在100 μg/mL 的质量浓度范围内，3T3-L1 脂肪细胞在光镜下细胞未见形态改变。 Cho等［13］对不同采收期（6、7、8 月）高丽大蓟的乙醇提取物进行3T3-L1 脂肪细胞毒性实验，显示细胞在50～200 μg/mL 的质量浓度范围内没有形态学变化。 高丽大蓟醇提物体外实验显示，高丽大蓟对3T3-L1 细胞无毒性。

在体内实验中，Lee 等［3］提取高丽大蓟提取物给SD 大鼠灌胃给药14 d，在死亡率、临床体征、体质量、尿检、眼底镜检、尸检结果、血液学和组织病理学方面没有引起性别匹配组的显著毒理学变化，使用高丽大蓟提取物给SD 大鼠进行4 周重复口服给药，各组体质量均没有显著变化，显示高丽大蓟的急性给药和4 周重复给药是安全的。

高丽大蓟醇提物在细胞层面尚未表现出毒性，关于体内急性、短期实验也没有口服毒性反应发生。同时没有关于评估高丽大蓟长期安全性的慢性毒性研究报告，高丽大蓟在韩国已有上百年食用历史，并未有对人体产生慢性毒性的相关报道，且已在韩国完成药食两用的申报。

4 讨论

高丽大蓟中活性成分复杂，至今尚未完全明晰。笔者通过文献整理发现，高丽大蓟的主要药效成分为黄酮类成分，高丽大蓟中有文献可考的成分有48种，而黄酮类成分有22 种，占45.80%，其中黄酮类成分柳穿鱼叶苷、柳穿鱼黄素为韩国药典规定的高丽大蓟含量测定标准物。

高丽大蓟具备多种生物活性，其抗氧化效果卓著，是后续多种生物活性或药理作用的基础，如保肝、减肥、神经保护等。 高丽大蓟对酒精性、非酒精性肝损伤均具有预防、抑制损伤扩大的作用，可抑制脂肪的形成并促进脂肪降解，保护氧化应激神经。 高丽大蓟醇提部位抗糖尿病的机制尚不明确，水提部位机制为抑制碳水化合物水解酶。 高丽大蓟还有抗炎、抗癌、调控黑色素、修复皮肤细胞、促代谢等作用，但其多为初步研究，机制尚不明确。 笔者整理高丽大蓟毒理相关文献，发现高丽大蓟无细胞毒性、急性毒性、短期毒性，且无慢性毒性相关报道，认为其作为药食两用品在保健品、化妆品开发上具有广阔前景。

总之，高丽大蓟成分研究较少，多以提取部位为活性研究对象，笔者认为应进一步将成分与生物活性紧密联系，因此，明确各提取部位成分组成，将是高丽大蓟基础研究的重要方向；明确成分与活性对应关系，利于确保高丽大蓟产品成分的精确性，为大蓟植物资源的开发利用提供理论基础。