独活化学成分及药理活性研究进展△

周璐丽，曾建国

1.中兽药湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学 动物医学院，湖南 长沙 410128；3.中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所，海南 海口 571101

独活始载于《神农本草经》，因“一茎直上，不为风摇”的特点而得名。其性辛、微温，味苦，归肝、肾、膀胱经。独活品种繁多，根据《中华人民共和国药典》规定，其正品为伞形科植物重齿毛当归AngelicapubescensMaxim.f.biserrataShan et Yuan的干燥根。主产于四川、湖北、陕西，常见于山坡阴湿的灌丛林下[1-2]。在春初刚发芽或秋末茎叶枯萎时采挖，除去须根及泥沙，烘至半干，堆置2～3 d，发软后再烘至全干[3]。古有记载，独活可散里之伏风，祛湿止痛，治疗风寒湿痹。因其入肾经，肾主腰膝，故主治部位在腰及下肢，善行祛腰膝筋骨间风寒湿邪所致的下焦之病症，如腰膝痹痛、两足痛痹、足趾肿胀等。现代药理研究表明，独活具有抗炎、镇静、镇痛、催眠、降压、抗心律失常、抗凝血、抗肿瘤等药理活性。本文对近年来国内外有关独活的化学成分和药理活性等方面的研究进展进行综述，为更好地对独活资源进行开发应用提供参考。

1 独活的植物资源分布

独活植物资源丰富、品种多、差异大。据统计，《中药大辞典》收载了13种，《中药志》收载了8种[4-5]。在中国及日本、朝鲜等东南亚国家，有近70余种植物被当作独活使用。主要可分为四大类：肉独活类，为伞形科植物重齿毛当归，产于四川、湖北等地，是现代独活的主流产品；牛尾独活类，为伞形科独活属植物，产于四川、陕西、甘肃、云南、贵州、广西等地；九眼独活类，为五加科葱木属植物，产于西南三省及甘肃、陕西、湖北，广西部分地区等；其他独活类，如东北的白芷、新疆的短茎独活、浙江的大齿山芹等，均为地区性习惯用药[6]。因为肉独活类质量品质优于其他类品种被作为《中国人民共和国药典》的正品收载，所以现代研究主要以肉独活类作为对象，展开了大量的研究，为其应用推广提供了有力的科学依据。

2 独活的化学成分

随着科学技术的飞速发展，目前常采用紫外分光光度法、高效液相-全波长紫外扫描-质谱法(HPLC-DAD-MS)、高效液相色谱法(HPLC)、高速逆流色谱法、气相质谱法(GC-MS)和液相质谱法(LC-MS)等科技手段对成分复杂的药用植物进行化学成分分析研究。据报道，当归属、独活属独活的主要成分为香豆素类、挥发油类；食用楤木主要为二萜和三萜类，其他还有植物甾醇、有机酸、糖类等化学成分[7]。

2.1 香豆素类成分

香豆素类化合物由于其具有共轭双键的结构而表现出如抗炎、抗凝血、抗癌等药理活性。据国内外研究报道，香豆素类化合物是独活的主要活性成分，其含量是衡量独活药用价值和质量品质的重要指标。目前从独活中已分离出69个单体香豆素类物质[8-31]。其具体的化学名称、分子式、精确分子量、参考文献等见表1，结构式见图1。

表1 独活的化学成分

续表1

续表1

图1 独活的香豆素类物质化学结构式

2.2 挥发油类成分

挥发油(volatile oils)又称精油，是一类在常温下能挥发的、可随水蒸气蒸馏的、与水不相混的油状液体。大多数挥发油具有芳香气味。目前，常见的挥发油萃取方法有水蒸气蒸馏法、顶空液相微萃取、顶空固相微萃取和超临界流体萃取等。其中水蒸气蒸馏法是萃取挥发油的传统方法[32]。独活挥发油类成分主要含有萜品油烯、石竹烯、环苜蓿烯、3-蒈烯、桉叶烷-4(14)，11-二烯、α-芹子烯、β-水芹烯等烯类，1-辛醇、喇叭醇(1.14%)、α-甜没药萜醇(6.03%)等醇类和乙酸-2-氯-1，3-苯基丙基酯、异戊酸龙脑酯等酯类，其他还有醛类、烷类等物质[33-36]。研究分析3种商品独活(浙独活、资丘独活、川独活)的挥发油成分差异，结果表明，浙独活与资丘独活的共有成分为12个，资丘独活与川独活的共有成分13个，3种商品独活的共有成分仅4个[37]；研究分析甘肃产独活及牛尾独活的挥发油成分异同，发现甘肃产独活挥发油主要成分为α-蒎烯(20.295%)、1-甲基-4-异丙基苯(15.568%)、3-甲基-壬烷(5.904%)等，牛尾独活挥发油主要成分为β-蒎烯(24.321%)、α-蒎烯(8.167%)、1-甲基-4-异丙烯基-环己烯(8.061%)等，两者共有成分为α-蒎烯、β-蒎烯、β-檀香醇等[38]。以上研究表明，可能由于产地气候、土壤等自然条件及加工等不同，造成了不同产地、不同种的独活挥发油成分有一定的差异。

2.3 其他类成分

目前，已报道从独活中分离得到的其他类化合物有胡萝卜苷(Daucosteroside)[16]、阿魏酸(Ferulic Acid)[13]、3-O-反式阿魏酰基奎宁酸(3-O-trans-Feruloylquinic Acid)[30，41]、3-O-反式香豆酰基奎宁酸(3-O-trans-Coumaroylquinic Acid)[30，39-40]、新绿原酸(Neochlorogenic Acid)[13]、异绿原酸B(Isochlorogenic Acid B)[13]等25个化合物。其具体的化学名称、分子式、精确分子量、参考文献等见表1，结构式见图2。

3 独活的药理活性

3.1 独活有效化学成分的药理活性

随着现代药理学研究的深入，独活的主要功效已经逐步地体现在某一类成分，甚至到某种成分上。2015版《中华人民共和国药典》已将甲氧基欧芹素(蛇床子素)、二氢欧山芹素(二氢欧山芹醇当归酸酯)作为独活质量控制的主要指标。

3.1.1 甲氧基欧芹素 甲氧基欧芹素(Osthole)又名蛇床子素。已有研究报道，蛇床子素(由独活乙醇提取物中分离获得)质量浓度在3.75～120 μg mL-1对5株肿瘤细胞(人胃癌细胞株MKN-45、BGC-823、人肺腺癌细胞株A549、人乳腺癌细胞株MCF-7及人结肠癌细胞株LOVO)均有明显的抑制作用，且呈剂量-效应关系，而且在相同条件下，蛇床子素对5株肿瘤细胞的抑制作用明显强于独活乙醇提物，说明蛇床子素有可能是独活醇提物中抗肿瘤作用的主要成分[42]。胡静等[43]研究表明，蛇床子素能抑制人皮静脉内皮细胞(HUVEC)增殖、迁移和小管形成，诱导HUVEC凋亡，阻滞HUVEC细胞周期，是独活发挥抗血管生成作用的主要成分。蛇床子素还可作用于小鼠血管平滑肌细胞，增加腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)和鸟嘌呤核糖核苷酸(GMP)含量，发挥抗增殖作用，其抗增殖作用主要发生在细胞周期G1期[44]。王嗣岑等[45]用高表达表皮生长因子受体细胞膜色谱与高效液相色谱/质谱在线联用方法(EGFR/CMC-online-HPLC/MS)快速筛选发现，独活中的活性成分蛇床子素对HEK293EGFR细胞增殖及EGFR表达均有抑制作用。

3.1.2 二氢欧山芹素 二氢欧山芹素(Columbianadin)又名二氢欧山芹醇当归酸酯。Törnquist等[46]研究表明，在大鼠垂体GH3细胞分泌钙依赖性催乳素的实验中，二氢欧山芹素具有钙通道阻断活性，对促甲状腺激素释放激素(TRH)诱导的催乳素(PRL)释放有明显的抑制作用。Chen等[9]从独活中提取分离得到16个单体化合物，分别通过小鼠镇痛实验(醋酸致小鼠腹部扭体实验和福尔马林实验)和抗炎实验(1.5%卡拉胶诱导后足水肿实验、腹膜血管通透性实验和皮窗实验)发现，当二氢欧山芹素用药剂量在10 mg kg-1时，均表现出较强的镇痛和抗炎活性。

3.1.3 其他成分的作用 汪开毓等[47]通过杀指环虫活性跟踪实验，首次发现东莨菪内酯(Scopoletin)在杀灭鱼类中型指环虫方面具有较好的效果，且在安全浓度下的最高杀虫率达到75%。已有研究报道，独活的活性成分二氢欧山芹醇(Columbianetin)能显著性降低脂多糖(LPS)诱导人外周血单个核细胞(PBMC)炎症中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、白细胞介素1β(IL-1β)表达而抑制含核苷酸结合寡聚化域蛋白1(NOD1)，受体相互作用蛋白2(RIP2)，活化核因子κB(NF-κB)活性[48]。可抑制中波紫外线(UVB)诱导的与皮肤美容相关的人角质形成细胞损伤[49]，抑制血小板聚集和脑、肾组织的脂质过氧化[50]，抑制IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α的产生、COX-2的表达以及组胺释放[51]等。独活中的欧前胡素(Imperatorin)则可通过死亡受体和线粒体介导的途径诱导HepG2细胞凋亡而发挥抗肿瘤作用[52]，它也能通过抑制环氧酶和脂氧酶活性而减少大鼠腹膜巨噬细胞中前列腺素以及环氧酶-2、前列腺素E合成酶的产生[53-54]，对多种细菌，如绿脓杆菌、革兰阳性菌、变形杆菌、金黄色葡萄球菌等均有不同程度抑制作用[55]。Tang等[56]研究表明，香柑内酯(Bergapten)能提高BMP-2的mRNA表达水平和通过p38和ERK依赖的信号通路，增强碱性磷酸酶(ALP)的活性，促进1型胶原合成和骨结节形成。

图2 独活的其他类物质化学结构式

3.2 独活提取物的药理活性

3.2.1 抗氧化作用 Min等[57]采用DPPH法测定独活提取物的抗氧化能力，发现可能因独活提取物中含有多酚类物质而具有明显的抗氧化活性。胡昱等[58]研究显示，独活不同提取部位均能增强超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低丙二醛(MDA)含量，不同程度减轻H2O2对SH-SY5Y细胞损伤。裴媛等[59]研究表明，独活香豆素类能明显降低PD(帕金森病)模型大鼠血清、脑组织中MDA、Glu(兴奋性氨基酸谷氨酸)的含量，提高血清中总超氧化物歧化酶(T-SOD)的活性。卢永昌等[60]采用测定油脂过氧化值(POV)的方法，发现独活乙醇提取物中的乙酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸及其他酸性物质，可延长脂肪氧化的诱导期，终止油脂氧化链式反应的传播，起到对5种油脂(菜籽油、花生油、酥油、大豆油、市售猪油)的抗氧化作用。

3.2.2 抗炎作用 贾冬梅等[61]采用网络药理学分析方法，发现细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)、芳香烃受体(AHR)、组蛋白H3(Histone h3)、前列腺素E受体2(PTGER2)、核因子-κB(NF-κB)、程序化细胞死亡分子5(PDCD5)、IL-36A、IL-10、IL-4、缺氧诱导因子1A(HIF1A)、花生四烯酸15脂氧合酶(ALOX15) 等分子以及类花生酸信号通路是独活靶蛋白及类风湿关节炎相关基因共同关联的分子和通路。已有研究表明，独活乙醇提取物可不同程度地抑制环氧化酶-1(COX-1)和环氧化酶-2(COX-2)，且其COX-2 的抑制率大于COX-1而起到祛风湿作用[62]，其能降低二甲苯诱导的炎症反应，尤其是60%独活乙醇提取物抗炎效果最好[63]。据报道，独活挥发油对蛋清致大鼠足肿胀具有明显的抗炎作用，可能是独活发挥抗炎作用的主要物质基础[64]。将独活挥发油灌胃能部分阻止兔OA关节软骨的退变，其机制可能为减少滑液中炎性介质IL-1的分泌、促进TGF-β的分泌，从而减轻滑膜炎症，缓解对软骨细胞的破坏[65]。独活挥发油也可抑制NAAA(N-脂肪酰基乙醇胺水解酶)水解活性，升高脂多糖(LPS)诱导的RAW264.7细胞内PEA水平，下调细胞炎症因子TNF、iNOS、IL-6mRNA表达，抑制TNF-α、NO释放发挥抗炎作用[66]。

3.2.3 抗老年痴呆症 研究表明，独活可通过抑制p38 MAPK在痴呆模型大鼠脑中的表达，上调Bcl-2表达，抑制Bax 表达，提高Bcl-2/Bax的比值，抑制痴呆大鼠神经细胞的凋亡[67-68]。宋波等[69]采用2种体外抑酶实验对独活乙醇提取物及不同部位进行胆碱酯酶抑制活性的筛选，结果表明独活醇提取物、石油醚萃取部位及三氯甲烷萃取部位对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶均具有抑制作用，三氯甲烷萃取部位为其主要的活性部位，因此从独活的三氯甲烷层中开发出治疗抗老年性痴呆的活性单体化合物药物具有很大的应用前景。教亚男等[70]发现，采用14.4 mg kg-1独活香豆素类浸膏能增强中分子量神经丝蛋白表达和减少细胞凋亡，从而减少APP/PS1双转基因阿尔茨海默模型小鼠脑内神经性损伤。已有研究发现，独活及其醇提取物可抑制老龄小鼠脑组织中mtDNA的缺失，减少自由基对mtDNA的氧化损伤，提高线粒体呼吸链酶复合体Ⅰ和Ⅳ的活性，或修复大脑皮层、海马、纹状体不同部位的膜磷脂结构，提高衰老模型小鼠的IL-2含量，减少自由基及炎症损伤，从而起到提高衰老模型小鼠的学习记忆能力，延缓脑老化的作用[71-72]。

3.2.4 其他作用 研究表明，独活水提物在体外对人肝癌细胞亚细胞毒浓度下可以有效抑制人微血管内皮细胞的增殖而抑制血管网形成[73]。陈文良等[74]研究独活乙醇提取物对眩晕患者的作用效果，结果显示，给予独活乙醇提取物能够明显降低患者的全血黏度、血浆黏度及红细胞聚集指数，明显改善患者的脑血管血流速度，具有很好的活血化瘀作用，可治疗眩晕症。独活香豆素类提取物通过降低TNF-α、IL-1β和IL-6的水平，显著下调受损DRG神经元中TRPV1和pERK的表达而发挥镇痛作用，且可能与其含有甲氧基欧芹素、二氢欧山芹素2种活性成分有关[75]。

4 独活的应用及未来展望

随着现代医药科技的飞速发展，人们对传统中药独活发挥功效的药效物质基础、作用机制等方面的认识越来越深入，为独活的应用发展提供了理论依据。独活已从仅是治疗风寒湿痹的传统应用发展到了防治肿瘤、脑、心血管及骨关节等多种疾病的现代多种应用。

随着药理学、药物化学、药物代谢动力学、分子生物学等理论和色谱-质谱仪、蛋白组学、代谢组学等技术研究手段的不断创新成熟，人们健康意识和生活水平的不断提高，对独活基础研究不断深入的同时，也将使独活的应用研究从人类医学领域延伸到畜禽产品、化妆品等多领域发展。