红毛七化学成分及药理作用研究进展

黄仕其，李玉泽，樊 浩，张烊烊，李水苗，黄文丽，邓 翀，王 薇，2**，宋小妹, 2*

(1.陕西中医药大学 药学院，陕西 咸阳 712046； 2.陕西省中药基础与新药研究重点实验室，陕西 咸阳 712046)

红毛七为小檗科植物类叶牡丹CaulophyllumrobustomMaxim.[LeonticerobustumDiels]的干燥根及根茎，因其须根多而细呈紫红色，故得此名。红毛七又名类叶牡丹、葳严仙，鸡骨升麻，红毛漆等[1]。红毛七作为秦岭一带特色植物药材，主要分布于我国东北及陕西、湖北等地。《中药大辞典》中载明红毛七具有祛风通络，活血调经等功效，临床上常用于治疗风湿疼痛、跌打损伤、月经不调等疾病[2]，近年来研究发现红毛七在抗风湿、抗肿瘤等方面具有很好的药理活性。目前国内外对于红毛七的研究较少，对该药用植物的药效物质基础研究不够全面，因此本文对红毛七现有的文献进行研读总结，主要包括化学成分和药理作用的综述，为后续研究该药用植物提供文献参考。

1 化学成分

目前从红毛七植物中发现的化学成分主要是三萜皂苷、生物碱，其他类型化合物有甾醇、环烯醚萜、倍半萜等，此外，米盈盈通过GC-MS从类叶牡丹中分析鉴别出44个挥发油成分[3]。

1.1 三萜皂苷类

三萜皂苷类化合物是红毛七中重要的一类化合物，苷元部分基本都是五环三萜类，其母核皂苷元类型主要有葳严仙皂苷元(I)、常春藤皂苷元(Ⅱ)、刺囊酸皂苷元(Ⅲ)、齐墩果酸皂苷元(Ⅳ)、11-酮-葳严仙皂苷元(V)、11-酮-常春藤皂苷元(VI)、丝石竹皂苷元(VII)，根据苷元上取代基的有无和糖连接的位置判断该化合物的苷元结构类型。从红毛七中分离出的已知三萜皂苷类化合物有53个。匡海学课题组[4-6]从东北产类叶牡丹中分离出一系列的三萜皂苷，其中代表性的有7个新化合物 leiyemudanoside A～G(4，5，29，6，7，43，44)；汤海峰[7-8]课题组从陕西太白山采得的红毛七中分离出25个三萜皂苷化合物，并首次发现了新的三萜皂苷元gypsogenin和betulini cacid；刘新桥[9]课题组报道了从湖北宜昌地区的红毛七中分离出3个新化合物；马养民[10]等人从陕西太白山地区的红毛七中分离得到5个三萜皂苷。具体化合物名称及结构见表1和图1。

表1 红毛七中三萜皂苷类化合物

续表1 红毛七中三萜皂苷类化合物

图1 红毛七中三萜皂苷类结构

表2 红毛七中三萜皂苷类化合物

续表2 红毛七中三萜皂苷类化合物

续表2 红毛七中三萜皂苷类化合物

1.2 生物碱类

生物碱是红毛七中具有很好活性的一类化学成分，主要类型是喹啉类生物碱和喹诺里西啶类生物碱。刘新桥[9]课题组从红毛七中分离出9个生物碱成分；匡海学[5-6]课题组从类叶牡丹中分离出magnoflorine(56)，N-methylcytisine(57)；Yang等人分离得到7个生物碱[33]；汤海峰[36,43]课题组从红毛七中分离出19个生物碱，其中包括一个新生物碱(7R，9R，11S，13R)-O-acetylbaptifoline(86)；王晓玲[40]从红毛七中分离出caulophylline A-E(74-78)等5个新生物碱；贺浪冲[39,44]等人分离出红毛新碱(72)，caulophine(79)，红毛新碱B(89)等3个新生物碱成分；李义平[42]结合HPLC，GC/MS等现代技术分析得出红毛七中含有生物碱 boldine(91)，cytisine (92)；但飞君[45]从红毛七中分离得到新的生物碱GRE-3(90)。具体名称和结构图见表3和图2。

表3 红毛七中生物碱类化合物

续表3 红毛七中生物碱类化合物

1.3 甾醇及其苷类

匡海学[5]等人从类叶牡丹中分离得到β-sitosterol(96)，α-spinasterol(100)，α-spinasterol-3-O-β-D-glucoside(101)；但飞君[45]等从产自湖北宜昌地区的红毛七中分离出cholesterol(97)，β-sitgmasterol(98)，lupeol(99)，化合物结构见图3。

1.4 其他类化合物

匡海学[5]等人从类叶牡丹中分离得到5个化合物，其中包括2个新化合物类叶牡丹素A(122)和类叶牡丹素B(123)；刘新桥[9]等人从红毛七中分离出22个化合物，均是该属植物首分；马养民[10]从红毛七中分离出棕榈酸(126)；汤海峰[43]等人分离出 blumenol C (127)。具体名称及结构见表5和图4。

图2 红毛七中生物碱类结构

表4 甾醇及其苷类化合物

2 药理作用

红毛七始载于《民间常用草药汇编》，书中记载其功效有祛风湿痹痛，治跌打损伤，消瘀血肿块；《陕西中草药》记载红毛七具有散瘀止痛，活血通络，降血压等功效，常用于治疗妇女经期腹痛，月经不调，风湿性关节炎和高血压等病症；《中华本草》中注明红毛七有治疗妇女痛经、产后瘀血疼痛，祛风除湿、外伤止血等功效。现代药理研究表明红毛七在抗类风湿关节炎，抗肿瘤以及在心血管疾病等方向具有很好的药理活性。

2.1 抗菌作用

谭萍[70]通过对包括红毛七等40种秦岭“七药”的抗菌试验研究，发现红毛七水提液具有广谱的抗菌作用，尤其是对白色葡萄球菌和金黄色葡萄球抗菌效果突出；蔡正军[71]等人研究了红毛七乙醇提取物及其不同萃取部位对受试菌的体外抑菌试验，发现红毛七乙醇提取物对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有较强的抑制作用，其正丁醇和乙酸乙酯部位抗菌效果最为显著。

2.2 镇痛抗炎作用

李晓春[72]通过小鼠耳肿胀法、小鼠肉芽增生法等试验手段研究，发现红毛七水提液具有抗炎作用，能够降低小鼠耳肿胀度和肉芽组织干重，采用传统的热板实验和醋酸扭体试验方法验证了红毛七具有镇痛作用；焦淑萍[73]等通过棉球肉芽肿法、巴豆油诱导炎症和腹腔注射醋酸诱导炎症等试验方法建立小鼠体内炎症模型，给药后发现红毛七水提液对小鼠腹部组织水肿有明显的抑制作用，并能够减弱其腹腔毛细血管的通透性，说明了红毛七水提液能够抑制炎症早期的渗出；姜虹[74]通过醋酸扭体法和热板法研究类叶牡丹水煎液的镇痛效果，研究表明类叶牡丹水煎液能够减轻醋酸对小鼠带来的疼痛，在对小鼠进行热板法试验时能够延长痛阈值；杨苹[75-76]等对于红毛七正丁醇提取物、乙醇提取物、三氯甲烷提取物三种不同的提取物镇痛抗炎的效果差异进行了试验研究，结果发现镇痛抗炎效果最为显著的是乙醇提取物(HMT)，并通过进一步试验验证了HMT能显著延长小鼠的痛阈值和提高小鼠巨噬细胞的吞噬功能；杨秀芳[77]研究了红毛七中三萜皂苷类成分对小鼠镇痛抗炎效果存在计量关系，实验结果证明不同浓度的三萜皂苷对小鼠的镇痛、抗炎作用不一样，皂苷元上糖的数量不同其试验结果也不同。

图3 红毛七中甾醇及其苷类化合物结构

表5 红毛七中其他类化合物

续表5 红毛七中其他类化合物

2.3 抗氧化作用

但飞君[45,78-79]及团队研究人员系统地研究了红毛七的抗氧化作用，发现红毛七多糖，乙醇提取物的正丁醇、乙酸乙酯部位能够很好清除DPPH自由基，抗氧化作用显著，且多糖抗氧化效果存在浓度依赖关系；杨赟[80]对红毛七乙醇提取部位抗氧化试验的研究，发现红毛七醇提物三氯甲烷部位具有明显的抗氧化作用。

图4 红毛七中其他类化合物结构

2.4 对类风湿关节炎的作用

在红毛七抗类风湿关节炎活性，包括其抗炎机制的研究等方面，以黑龙江中医药大学研究团队科研为主导在类叶牡丹抗类风湿方向发表了大量的研究论文，全面研究了类叶牡丹的化学成分，且系统研究了其类叶牡丹抗类风湿关节炎的活性成分、作用机制及代谢组学方面的研究。赵敏[81]以体内次生代谢为出发点，利用LC-MS技术，对类叶牡丹化学成分的抗风湿作用进行体内代谢研究，并阐明了类叶牡丹中三萜皂苷和生物碱成分具有抗类风湿关节炎作用；李国玉[5]通过对大鼠类风湿关节炎的造模试验研究，结合大鼠耳廓肿胀实验和大鼠足肿胀试验，验证了其药物作用基础为皂苷和生物碱类成分；许丹[82]运用代谢组学方法，以胶原诱导性关节炎(CIA)为模型，运用代谢组学方法研究类叶牡丹有效部位对CIA大鼠的血浆和尿液代谢的干预作用机制，结果发现类叶牡丹药物有效部位通过调节氨基酸代谢、脂质代谢、维生素代谢、能量代谢等通路起到抗风湿炎症作用；吕春艳[83]研究发现类叶牡丹总皂苷与总生物碱的配伍抗类风湿关节炎效果强于总皂苷、总生物碱的单独治疗作用，且多组分协同治疗作用存在一定的量效关系；吕邵娃[84-86]采用MTT、ELISA试验方法研究发现类叶牡丹提取物对利用肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的人类风湿性关节炎的分子作用机制可能是减轻炎症，促进异常增生的滑膜细胞凋亡；此外通过研究类叶牡丹提取物治疗大鼠佐剂性关节炎的机理，提出了类叶牡丹抗类风湿关节炎机制可能是降低炎症水平，抑制细胞免疫、非特异性免疫和体液免疫；结合MTT法、基因芯片技术研究类叶牡丹提取物(GRME)抗风湿作用的机制进行了研究，在空白组和模型组之间总共鉴定出329个显著上调的基因和141个下调的基因。在CRME药物组和模型组之间共鉴定出218个显著上调的基因和191个下调的基因，在LncRNA-mRNA加权共表达的的网络模块中发现Hist1h2bj、Hist1h2ba、Zfp36、Ccl3、Cxcl2、Egr1与芯片数据一致；崔杰[87]做了基于LncRNA-mRNA芯片技术的类叶牡丹抗类风湿性关节炎作用的机制研究，通过观察细胞形态和基因芯片数据分析，发现类叶牡丹有效部位影响细胞的营养物质的代谢，其生物过程主要是影响DNA的构象和合成、蛋白质的合成；匡海学[88]等人发明了一种含类叶牡丹总生物碱和总皂苷治疗类风湿关节炎的药物，总生物碱与总皂苷的结合，具有明显的镇痛抗炎效果；段继新[89]进行了类叶牡丹提取物大鼠给药后血浆中四种抗类风湿性关节炎化合物的UPLC-MS/MS测定及药代动力学研究。

2.5 对心血管系统的影响

王嗣岑[90]研究发现红毛七中新的生物碱成分caulophine具有抗心肌缺血作用，采用细胞膜色谱技术(CMC)，建立大鼠心肌细胞膜色谱系统进行药物活性成分的筛选，通过CMC系统分离和筛查出单体生物碱活性成分caulophine，高琨[91-92]采用CMC实验方法，用血管细胞膜筛为模型筛选出红毛七的甲醇提取物活性成分HMQ-52和HMQ-54。结合兔离体主动脉条药理试验发现HMQ-54能够抑制去甲肾上腺素引起的血管收缩，其拮抗作用随着剂量增大而增强，此外还发现红毛七提取物正丁醇部位(HMQ-4)对血管有舒张作用，通过血管CMC法、动物离体药理试验来确定对血管有舒张作用的红毛七提取物有效部位，通过柱层析分离化学成分和结合药效试验筛选出舒张血管的有效成分为HMQ-44；李义平[93-94]研究了红毛七总生物碱对血管生成的抑制作用，通过建立细胞膜色谱法快速筛选得到有效化学成分，结合药效试验，确定红毛七总生物碱为抑制血管内皮细胞生成的活性部位，同时具有抑制肿瘤血管生成的作用；林容[95]通过MTT法研究红毛七提取物正丁醇部位(HMQ-4)对内皮细胞活性的影响，用H2O2损伤血管内皮细胞为模型，结合免疫细胞化学观察细胞转录因子-KB的表达，试验结果发现HMQ-4可以减少血管内皮细胞的死亡，其机制可能是增加了-KB转录因子的表达和NO的释放；贺浪冲[44]等人从红毛七中分离出新的生物碱成分红毛新碱B，经离体试验和整体药理试验研究证明了具有抗心肌缺血的作用并取得了国家专利，红毛新碱B是潜在的抗心肌缺血药物。

2.6 抗肿瘤作用

红毛七中生物碱成分具有很好的抗肿瘤活性，展颖转[96]对红毛七中塔斯品碱抗乳腺癌作用及其作用机制作了系统的研究, 通过体外培养乳腺癌细胞，采用MTT、CMC、LC-MS、酶联免疫法、流式细胞术、Western Blot、RT-PCR和实时荧光定量多聚酶链反应等试验方法研究发现塔斯品碱通过下调EGFR与ERα基因的表达来达到抑制乳腺肿瘤生长作用；康圆[97]通过MTT、平板克隆形成试验、Hoechst、Western Blot等方法验证了红毛七总皂苷对乳腺癌ZR-75-30细胞增殖也具有明显的抑制作用；此外在生物碱抗肺癌细胞方面，张彦民[98]、王倩[43]等人运用MTT、透射电镜技术、流式细胞术等技术方法研究发现了红毛七中塔斯品碱、reticuline对于人肺癌细胞A549有诱导凋亡作用、能抑制癌细胞 A549的增殖、并且对肺癌细胞PC-9有显著的细胞毒性；王静[99]利用CCK-8试验方法发现红毛七中三萜类化合物collinsogenin和常春藤皂苷元同样具有抑制肺癌细胞A549增殖的作用；王玉梅[7]等研究红毛七中三萜皂苷的抗肿瘤活性，发现cauloside C和齐墩果酸3-O-β-D-吡喃葡萄糖-(1→2)-α-L-鼠李糖苷对人体胶质瘤细胞、肝癌细胞、早幼粒白血病细胞有明显的细胞毒性作用。

2.7 细胞毒作用

Anisimov[100-102]等人研究发现cauloside A和cauloside C能够抑制大鼠骨髓细胞蛋白质的生物合成，cauloside C还能明显抑制丙氨酸渗入细胞内氨基酸库，该活性化合物如与海胆胚胎共同孵育还会使其溶酶体膜断裂，DNA 合成停止，将其注射到大鼠腹腔内可使肝细胞微粒体、线粒体和胞浆内的核糖核酸明显增加。

2.8 其他药理作用

董亚琳[103]研究发现红毛七中塔斯品碱具有促进皮肤创伤愈合作用，其作用机制可能与促进纤维细胞分泌TGF-β1和EGF因子有关。

3 结语

红毛七作为民间传统的中草药，在我国分布广泛，民间用于治疗风湿关节炎、跌打损伤、月经不调等病症历史悠久，其中三萜皂苷和生物碱是类风湿关节炎和心血管疾病主要的活性成分。近年来，对于类风湿性关节炎疾病的研究有了新的进展，主要运用代谢组学研究红毛七提取物有效部位和多组分的联合治疗效果，在此基础上深入地展开其药理作用机制研究，在心血管疾病研究方面，研究者不断从红毛七中分离出具有良好活性的新的生物碱成分，且红毛七新碱用于抗心肌缺血药物的研发已获得国家专利。从红毛七中分离出的三萜皂苷和生物碱化合物总量近百种，而目前多以提取部位进行药理作用研究，对化合物的活性筛选也较少，因此对其单体化合物对疾病作用机制和靶点这一领域的研究还有广阔空间。

目前对于抗肿瘤的研究，主要集中于乳腺癌、肺癌、肝癌等癌症。尤其是乳腺癌这一癌症方面，红毛七中塔斯品碱和三萜皂苷均发现有显著的抑制作用，在今后的研究中，可以在抗乳腺癌方面进行广泛的化合物活性筛选和药理作用机制的研究，此外根据红毛七水煎液明显的镇痛抗炎作用、塔斯品碱抗菌和促皮肤创伤愈合显著的药理活性，可以从皂苷与生物碱组合治疗方向、单体化合物和其合成衍生物等方向展开其止痛和皮肤外伤类新药的研发。