金铁锁研究进展综述

李斌　李德龙　尹丽莎　王永强　于鑫　常晓勇

摘 要：该文对我国西南地区特有单属种药用植物金铁锁的本草考证、生物学特性、化学成分、药理活性、临床应用、种子繁殖与栽培、组织培养以及遗传多样性等方面的研究和利用现状进行了概述，并且分析了目前该植物开发利用中存在的问题，在此基础上提出了一些建议，为该植物的进一步开发和合理应用提供参考。

关键词：金铁锁；研究现状；问题；建议

中图分类号 R284 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）03-04-23-04

Study Advance on Psammosilene tunicoides

Li Bin1 et al.

（1Key Laboratory for Forest Genetic and Tree Improvement & Propagation in Universities of Yunnan Province，Southwest Forestry University，Kunming 650224，China）

Abstract：Studies and using actualities on herbal research，biological characteristics，chemical constituents，pharmacological actions，clinical application，seed propagation and cultivation，tissue culture and genetic diversity of Psammosilene tunicoides which was one of the medicinal plant ‘single-genera species，in southwest China were summarized. Basing on the analyzing of exploitation and using problems of this kind of plant，some suggestions were provided，in order to offer the reference for reasonable exploitation and using.

Key words：Psammosilene tunicoides；Research status；Problem；Suggestion

金铁锁（Psammosilene tunicoides W.C.Wu et C.Y.Wu）隶属石竹科（Caryophyllaceae）金铁锁属（Psammosilene），是我国西南地区特有的单种属植物和传统的药用植物，又名独定子、小霸王、金丝矮陀陀、象牙七、对叶七、土人参等[1]，主要分布在贵州、四川、云南等地[2]，是国家二级保护植物，为云南白药的重要成分之一。金铁锁以根入药，味苦、辛，性微热，有小毒，入冷经，具有活血化瘀、消炎、止血、止痛化脓等作用，传统中医用于治疗胃痛、跌打扭伤以及风湿类风湿等症[3]，具有较好的镇痛和抗炎作用[4]。本文对金铁锁的本草考证、化学成分、药理活性及临床应用等方面的研究现状作一概述，并在此基础上对其可持续发展及合理开发提出了一些建议，为金铁锁的进一步开发利用提供参考。

1 研究现状

1.1 本草考证 金铁锁是常用中药材，在明代本草学家兰茂著的《滇南本草》一书中第一次被记载，“味辛辣，性大温，有小毒，吃之令人多吐。专治面寒疼，胃气心气痛，攻疮痈排脓[5]。1906年，英国人Forrest在云南丽江采得标本，由德国柏林植物园的Diels鉴定为蝇子草属的一个新种，定名为Silenecryptantha Diels，后来由我国植物学家吴蕴珍和吴征镒在昆明采到本种标本，观察其花和果实的解剖结构，发现与蝇子草属植物不同，将其单独定为一单属种，即为金铁锁属（Psammosilene tunicoides W.C.Wu et C.Y.Wu），并被后人所认可[1]。1977年金铁锁被列入《中华人民共和国药典》[6]，1979年被列入《中药志》，这是第一次非常详细的记载了该植物的形态、生境、分布、化学成分以及主治功能[7]。在《中药辞海》[8]、《中华本草》[9]、《现代中药学大辞典》[10]中也对其形态特征作了详细记载。《贵州植物志》（1982年版）[11]也对金铁锁的生物形态以及海拔分布进行了描述。1991年被列入稀有濒危物种被收入《中国植物红皮书》第一册[12]。《中国中药资源志要》中也指出金铁锁是我国特有的物种，是我国国家二级重点保护植物[13]。

1.2 化学成分 金铁锁的根主要是含皂苷成分[14-16]，并含有三萜化合物、果酸以及一些氨基酸等化合物[17]。在20世纪80年代初期就有学者从其根部提取出了2种新型的齐墩果酸皂苷，并对此种化合物分析鉴定后，发现均为五环三萜化合物[14]。钟惠民等[18-19]从金铁锁根中分离得到2种五环三萜皂苷，分别为5个齐墩果烷型五环三萜皂苷和4个齐墩果酸型五环三萜皂苷，随后其于2003年有相继发现2种新的化合物。丁中涛等[20-22]则从其根中提取出2个新的天然环二肽和2个新的环八肽，同时也得到2个环二肽及由环二肽组成的混合物，结构为环（丙-丙）、环（丙-缬）、环（丙-亮）和环（丙-异亮）。在其丙酮溶解中分离得到3个环二肽，结构为（脯-缬）、环（脯-丙）和环（脯-脯），其中环（脯-脯）是首次从金铁锁中分离得到，其余均为新的天然产物，此外还分离提出氨基酸、有机酸及三萜类化合物。最近几年从金铁锁中分离并鉴定得到了11个化合物，且豆甾醇、D-3-O-甲基肌醇、尿囊素、正十八烷酸和正二十六烷醇等是首次从金铁锁中分离得到[23]。曹桂红等[24]从金铁锁根中提取出挥发油，并利用毛细管柱气相色谱-质谱联用法测定了其化学成分。但是，对金铁锁地上部分化学成分研究的内容目前还鲜见报道。

1.3 药理活性 目前，金铁锁药理活性方面的研究报道主要是其水煎浸膏和总皂苷的研究。宋烈昌[25]研究了金铁锁中总皂苷的急性毒性、溶血、刺激性、体外抑菌、镇痛、抗炎等作用，为后来的研究工作奠定了重要基础。实验证明，金铁锁提取物具有很好的镇痛效果[26]，镇痛成分与总皂苷有关，主要的机理是降低MDA含量以及控制Cor的稳定[27]。另有研究表明，金铁锁根部所含皂苷对于治疗风湿、风湿性关节炎等有良好的疗效，主要作用机理是抑制因子L-β和TNF-α的含量。许建阳等[28-29]以弗氏完全佐剂（FCA）作为实验性类风湿性关节炎（RA）疼痛模型为基础，结合中、西药对照组使用金铁锁的水煎浸膏分别进行治疗，研究发现，金铁锁的水煎成分能够有效地提高疼痛阈值，使生物机体对于低强度的疼痛神经传导信号降低，在促进止痛以及恢复淤血等方面有良好的功效。王美娥等[30]在同样的基础上，用不同剂量的金铁锁水煎浸膏，设立了空白对照组、模型组、中药阳性对照组和西药阳性对照组，分别进行治疗，并检测大鼠痛阈和脑组织神经递质的变化，研究表明，水煎浸膏对实验性关节痛具有显著的镇痛效果。金铁锁提取物在小鼠疼痛试验中表现出较好的疼痛抑制作用，同时它还对炎症初期毛细血管通透性升高和无菌性炎症的肉芽组织增生均有一定的抑制作用，对一些致病性细菌和真菌也呈现出一定的抑制作用[25]。

1.4 临床应用 金铁锁是我国西南地区特有的一种天然药用植物，临床疗效好，特别是在治疗风湿痹痛，跌打损伤及止血等方面具有很好的功效，近年来，其在临床上的应用越来越受到了人们的重视。金铁锁作为“云南白药”和“百宝丹”等中成药的主要成分，在临床应用方面已有全面的报道[31]。除此之外，金骨莲胶囊、痛血康胶囊、杜仲壮骨胶囊、速效止痛剂等药剂，这些药在消炎、止痛、活血、止血、治疗炎症方面有显著疗效。金骨莲胶囊在治疗风湿痹阻引起的肌肉酸痛、关节红肿疼痛、屈伸不利等症总有效率为93.4%[32]；北京医科大学用金铁锁、草血竭等7味中草药研制成的痛血康胶囊，在治疗出血、疼痛及多种妇产科疾病均取得了较好的效果[33]。据报道，云南红药胶囊是由金铁锁、重楼、石菖蒲等药用植物的药用成分制成，具有良好的活血化瘀消肿的功效[34]。目前，很多以金铁锁为主要成分的中成药、西药制剂已经投入市场，并且效果良好。

1.5 种子繁殖及栽培 金铁锁繁殖方式为有性繁殖，在一枚果实中只有一颗种子，且种子萌发率很低，在人工条件下也只有37%～56%[35]，因此发展人工栽培保护其自然资源非常重要。1977年，贵州省植物园和威宁县药检所先后进行野生变家种工作，并总结得到很好的人工栽培技术[36-37]。金铁锁种子不存在休眠现象，采收后经过晾晒可直接进行播撒作业，但是萌发时间较长[38]。汤王外等[39]发现，去除种皮的金铁锁有较高的萌发率，还可以有效的缩短发芽时间，对于大田栽培控制种植周期具有较大的实践意义。杨丽云等[40]研究表明，金铁锁种子的寿命较长，在常温情况下，种子活力可保持2a，最适宜萌发温度为22℃左右，出苗的湿度一般不低于50%，播撒时覆土的厚度不可太厚，一般不超过10mm。吕小梨等[41]研究认为，金铁锁种子在20℃的自然环境条件下具有最高的萌发率。对其进行盐胁迫，在浸种处理时间小于24h时，对发芽率影响不显著；在浸种处理时间大于24h时，随着盐溶液浓度的升高发芽率逐渐下降。金铁锁通常采用直播和育苗移栽2种人工栽培方式。在灌溉条件便利的地方一般是以直播为主，灌溉条件不便的地方以育苗移栽或选择在雨季播种的方式种植。两者相比较，直播种苗的成本较低，主根不易分岔，但小苗期对土壤湿度的要求相对较高，期间杂草较难防治。育苗移栽的主根易分岔，苗期集中管理可节省劳动力成本，小苗移栽地还可以充分利用灌溉条件不利的坡地及山地[42]。杨丽云等[43]对育苗移栽的土壤元素成分比例以及种植密度与产量的关系进行了研究，结果表明，金铁锁对于氮肥的需求量不高，而对于钾肥的需求量比较大，种植密度在3.75×105株/hm2时产量最高。

1.6 组织培养 目前对于金铁锁组织培养的研究主要集中在植株再生方面，而对愈伤组织诱导和培养的研究很少。杨耀文等[44]以金铁锁幼嫩茎段作作为外植体进行组织培养和快速繁殖研究，结果表明：培养基MS+0.1-1.0mg/LIAA+0.5-1.0mg/L6-BA能诱导金铁锁茎段进一步分化；而增值最佳培养基是MS+0.5mg/L6-BA+0.1mg/LKT+0.1mg/LIAA+0.2mg/LNAA+0.5mg/L2，4-D，最佳增殖培养条件为19.5±1℃、光照强度1 200lx和光照周期12dx。欧阳志勤等[45]以MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/LIAA激素配比进行组织培养的诱导，待芽生长至2cm以上，取其茎段、芽以及具有活力的愈伤组织，接种于培养基MS+1.0mg/L6-BA+0.1mg/LIAA中，研究发现，芽和茎段的生长速度较快，可在10d左右生长出丛状芽，而愈伤组织要达到这一标准需要培养20d以上。李岩等[46]以金铁锁幼嫩茎和愈伤组织为研究材料，发现金铁锁愈伤组织诱导最佳培养基是MS+0.5mg/L2，4-D+0.5mg/LNAA+0.1mg/LKT；继代增值的最佳培养基是MS+1.0mg/L6-BA+0.5mg/L2，4-D+0.5mg/LNAA+0.3mg/LKT。李景滨等[47]以金铁锁幼茎为外植体的进行组织培养研究，筛选出最佳诱导、增殖和生根培养的培养基结果是：外植体最佳诱导培养基是诱导的最佳培养基是B5+0.5mg/L6-BA+0.5mg/LIAA，继代增殖的最佳培养基是B5+0.5mg/L6-BA+0.5mg/LIAA+0.2mg/LKT，而在B5+0.1mg/LNAA+0.05mg/LIBA的生根培养基中生根，其生根率可达到83%，最适培养温度和光照时间是24℃和12h/d[50]。

1.7 遗传多样性 金铁锁作为西南地区的道地药材、国家二级保护植物和稀有濒危物种，资源保护非常重要，因此其遗传多样性的研究就显得尤为必要。物种保护措施的制定，是建立在充分了解物种多样性水平和群居遗传结构的基础上[48]。比较金铁锁8个不同居群组培物的生长量得出，云南丽江云杉坪及云南昆明小墨雨两居群相对其他居群具有明显优势，可作为优良种源[49-50]。梁南熙[51]研究了金铁锁7个居群的12个形态性状多样性，结果发现，变异主要存在于居群之间，营养器官性状变异程度比生殖器官大。对云南昆明、鹤庆和中甸的3个不同金铁锁居群进行遗传性多样性研究表明，其居群内的遗传多样性较为丰富，也存在较大的分化[50]。近年来，金铁锁居群遗传多样性分析中采用显性分子标记扩增片段长度多态性（AFLP）和共显性分子标记直接扩增片段长度多态性（DALP）技术，结果表明，金铁锁种内遗传多样性水平丰富，但居群内的遗传多样性水平相对较低，在居群间的遗传分化显著[52]。屈燕研究认为，金铁锁资源保护应以不同生态地理居群取样保存为主，以优良单株取样保存为辅，从而全面保护金铁锁遗传多样性[53]。

2 问题与建议

2.1 问题 目前，对金铁锁的研究仍有很多不足，在化学成分、药理作用及其新制剂等方面的研究都未能满足人们的需要，研究也主要集中在根部药用价值方面，对其茎和叶的研究还鲜见报道。金铁锁中发现的一系列环肽成分缺乏相关的生理活性试验的研究结果。药用成分在植株中的分布及随生长年限的积累，是有待研究的内容。不同产地的金铁锁，由于海拔、气温和土壤等因子的不同，在形态、生理及遗传等方面存在较显著的居群分化，但其化学成分在植株中的含量和分布在居群间的差异有待进一步的研究[53]。王世清等[54]对野生和栽培金铁锁进行了研究，发现在外观颜色、植株大小、导管大小与排列方面有所差别，认为野生金铁锁的品质较好。要解决金铁锁需求量不断升高、野生资源匮乏、野生和栽培的质量差异等问题，就必须加强育种和种植研究。如何改良品种、提高种植技术、药用成分的开发与利用是值得进一步深入研究的内容。

2.2 建议

2.2.1 种质改良 利用杂交、细胞培养、组织培养和转基因等方法可改良品种，可创育新的优质种源。在居群间进行杂交育种试验，通过杂种优势选育出优良种质资源，培育出优良品种。（1）利用金铁锁自然居群中的雄性不育个体培育雄性不育系，而省去杂交育种中人工去雄过程，提高种子产量和质量。（2）利用分子生物学技术得到DNA指纹图谱和化学成分指纹图谱，对不同地方金铁锁的基因型、药用成分、在植株中的含量和分布进行深入研究，为金铁锁的品种鉴别及质量评定提供理论依据，有助于筛选出优良品种。（3）利用转基因技术，通过导入优良性状基因改良品种。

2.2.2 药效成分 近年来，对金铁锁化学成分的研究主要是三萜类及环肽类化合物，且研究不够全面，有待进一步研究。（1）植株中药用化学成分的定位和分布，及随生长年限的积累而呈现的动态变化，是有待研究的内容。（2）目前，环肽类化合物的特殊化学结构及广泛的生物活性，是研究的热点。因此，对金铁锁中已发现的环肽类化合物的生物活性研究是有待深入研究的内容。（3）对金铁锁次生代谢物及三萜皂苷生物合成关键酶是有待研究的内容。（4）对金铁锁主要药用成分的合成机理及相关功能基因的研究，能为通过细胞工程和基因工程技术生产药用生理代谢产物提供理论基础。

3 结语

随着人们对金铁锁药用价值的认识及濒危物种保护意识的增强，就必将对金铁锁进行更全面、更系统的研究，并朝着产业化的方向发展，这对于我国稀有药用植物的保护，合理利用生态资源，发挥我国民族药业优势，发展我国的经济有着重要的科学意义和实用价值。

参考文献

[1]金虹，谭克勤.西南民族药金铁锁的研究现状及展望[J].中医药导报，2005，11（12）：66-68.

[2]王用平，赵英瑞.贵州珍稀濒危药用植物金铁锁的初步研究[J].中国野生植物，1992（1）：26.

[3]邱德文，杜江，夏同珩.中华本草苗药卷彩色图谱[M].北京：中医古籍出版社，2006（6）：258.

[4]刘潇潇，王磊，王强.金铁锁根的化学成分研究[J].中国中药杂志，2007，32（10）：921.

[5]兰茂.滇南本草[M].昆明：云南人民出版社，1976：861.

[6]国家药典委员会.中华人民共和国药典（第一部）[M].北京：中国医药科技出版社，1977：362.

[7]中国医学科学院药物研究所.中药志（第一册）[M].北京：人民卫生出版社，1979：471.

[8]徐群.中药辞海（第二卷）[M].北京：中国医药科技出版社，1996：923.

[9]中华本草编委会.中华本草（第二卷）[M].上海：上海科学技术出版社，1999：782.

[10]宋立人，洪恂，丁绪亮，等.现代中药学大辞典[M].北京：人民卫生出版社，2001：1322.

[11]贵州植物志编委会.贵州植物志[M].贵阳：贵州人民出版社，1982：263.

[12]傅立国.中国植物红皮书-稀有濒危植物（第一册）[M].北京：科学出版社，1992.

[13]张洪魁.中国中药资源志要[M].北京：科技出版社，1994：244.

[14]蒲湘渝，周俊.金铁锁皂甙的研究[J].云南植物研究，1989，11（2）：198-202.

[15]蒲湘渝，杨崇仁，周俊.金铁锁的三萜化合物[J].云南植物研究，1984，6（4）：463.

[16]蒲湘渝，周俊.金铁锁的一个新三萜成分[J].云南植物研究，1987，9（3）：369-370.

[17]国家药典委员会.中国药典（第一部）[S].北京：人民卫生出版社，1977：362.

[18]钟惠民，倪伟，华燕.金铁锁的新三萜皂甙[J].云南植物研究，2002，24（6）：781-786.

[19]钟惠民，华燕，倪伟.金铁锁的两个新三萜皂苷[J].云南植物研究，2003，25（3）：361-365.

[20]丁中涛，周俊，谭宁华.金铁锁中的四个环二肽[J].中草药，2000，31（11）：803-8051.

[21]丁中涛，汪有初，周俊，等.金铁锁根中的环肽成分[J].云南植物研究，2000，22（3）：331-3361.

[22]丁中涛，保志娟，杨雪琼，等.金铁锁根中的3个环二肽[J].中国中药杂志，2003（4）：337-339.

[23]陈华国，李 明，龚小见.金铁锁化学成分研究[J].中草药，2010，41（2）：204-206.

[24]曹桂红，杨占南，周欣，等.气相色谱-质谱法测定金铁锁根挥发油化学成分[J].理化检验（化学分册），2009，45（11）：1276-1277，1281.

[25]宋烈昌.金铁锁总皂甙的药理研究[J].云南植物研究，1981，3（3）：289-293.

[26]王学勇，许建阳.金铁锁总皂苷抗炎镇痛作用研究[J].中国实验方剂学杂志，2006（5）：56-57.

[27]杨莲，林青.金铁锁镇痛部位的分离提取及活性研究[J].云南中医学院学报，2008（2）：1-3.

[28]许建阳，王发强，郑维发，等.金铁锁对实验性RA小鼠痛阈及血清NO/NOS含量的影响[J].中医药学刊，2004（1）：82-84.

[29]许建阳，王发强，郑维发，等.金铁锁水煎浸膏对实验性类风湿关节痛镇痛作用的研究[J].武警医学，2003，14（10）：589-591.

[30]王美娥，潘惠娟，许建阳，等.金铁锁对实验性类风湿性关节炎大鼠痛阈及其脑儿茶酚胺类神经递质的影响[J].中国临床康复，2005（10）：96-97.

[31]张富仁，马兰，李贞玉，等.云南白药的临床应用[J].实用中西医结合杂志，1995，8（8）：57.

[32]师红毅，师琴丽，覃军章，等.苗药金铁锁及其开发利用现状[J].贵阳中医学院学报（特辑），2003，11（3）：28.

[33]侯宝兴，陈兴元，葛京华.痛血康胶囊治疗术后疼痛30例小结[J].海峡药学，2000，12（4）：66.

[34]金华.云南红药胶囊在骨折中的应用[J].中国医药指南，2008，6（24）：164.

[35]刘果厚.绵刺的生物学特性及其保护[J].西北植物学报，2000，20（1）：123-128.

[36]王用平，赵英瑞.贵州珍稀濒危药用植物金铁锁的初步研究[J].中国野生植物，1992，（1）：26-27.

[37]王用平，赵英瑞.金铁锁栽培技术[J].特产研究，1993（3）：59.

[38]孙长生，韩见宇.金铁锁种子萌发试验[J].中药材，2004，27（4）：241.

[39]汤王外，徐中志，陈翠，等.金铁锁种子带壳及去壳萌发试验研究[J].现代农业科技，2009（13）：90-98.

[40]杨丽云，李绍平.金铁锁种子繁殖技术研究[J].西南农业学报，2009，22（2）：449-453.

[41]吕小梨，王华磊，赵致.金铁锁种子发芽试验研究[J].种子，2010，29（6）：84-86.

[42]汤王外，徐中志，陈翠，等.濒危药用植物金铁锁驯化栽培技术研究[J].中国园艺文摘，2011（3）：178.

[43]杨丽云，陈翠，汤王外，等.不同种植密度及施肥水平对金铁锁产量的影响[J].江西农业学报，2011，23（2）：68-69.

[44]杨耀文，钱子刚，谢晖，等.珍稀濒危药用植物金铁锁的组织培养和快速繁殖研究[J].世界科学技术一中医药现代化，2003，5（4）：56-59.

[45]欧阳志勤，黄家林，胡虹.金铁锁的离体培养和快速繁殖[J].植物生理学通讯，2002，38（4）：361.

[46]李岩，韦伟，田思迪，等.金铁锁愈伤组织培养中植物激素优化[J].时珍国医国药，2011，22（1）：109.

[47]李景滨，易继财，张宗申.金铁锁组培苗快繁技术研究[J].广州农业科学，2011（2）：29-31.

[48]邹喻苹，葛颂，王晓东.系统与进化植物学中的分子标记[M].北京：科学出版社，2001.

[49]谢晖，钱子刚，杨耀文.云南金铁锁的生物学特性及其保护的初步研究[J].云南中医学院学报，2003，326（1）：8-12.

[50]杨耀文，谢晖，普春霞，等.金铁锁三个居群的随机扩增多态性DNA分析[J].云南中医学院学报，2003，9，26（3）：21-25.

[51]梁南熙.金铁锁的HPLC指纹图谱及特定成分在居群中的分布格局研究[D].昆明：云南大学，2006.

[52]戴住波，朱常成.金铁锁种质资源的遗传多样性分析[J].中草药，2007，38（7）：1070-1074.

[53]屈燕.金铁锁居群生物学研究[D].昆明：云南大学，2009.

[54]王世清，胡硕慧，王世云.野生和栽培金铁锁的鉴定研究[J].中国民族民间医药杂志，2006，14（1）：52-54.

（责编：张宏民）