丹参多糖的含量测定、结构表征及药理活性研究进展

景永帅 马云凤 王非凡 张钰炜 吴兰芳 张丹参

摘 要 目的：为丹参多糖的进一步研究和开发提供参考。方法：以“丹参”“多糖”“含量测定”“结构”“活性”“Salvia miltiorrhiza”“Polysaccharide”“Content determination”“Structure”“Activity”等为中英文关键词，在中国知网、万方数据、维普网、PubMed、ScienceDirect等数据库中组合检索1996年1月-2020年6月发表的相关文献，对丹参多糖的含量测定、结构表征和药理活性进行归纳总结。结果与结论：共检索到相关文献889篇，其中有效文献56篇。丹参多糖的提取方法包括水提醇沉法、热水浸提法等，含量测定方法以苯酚-硫酸法为主，多由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖等组成，糖苷键连接方式以（1→6）-α-D-吡喃葡萄糖为主。丹参多糖具有保护心肌、保护肝脏、调节免疫、抗氧化、抗肿瘤等多种药理活性。目前，丹参多糖的含量测定、结构表征与药理活性研究已取得一定进展，但大多仍停留在实验研究阶段，尚需加强其工业化生产和相关制剂的研究。

关键词 丹参多糖;含量测定;结构表征;药理活性

丹参为唇形科多年生草本植物丹参（Salvia miltiorrhiza Bge.）的干燥根和根茎，味苦、性微寒，归心、肝经，具有活血祛瘀、通经止痛、清心除烦、凉血消痈之功效[1]，临床常作为活血化瘀药[2]。丹参是国家卫健委公布的药食同源药材，主产于我国湖北、河南、山东、山西以及四川等地[3]。丹参的临床应用广泛，用于冠心病、高血压、慢性肝炎、肾病等症的疗效明显。丹参多糖是丹参的主要有效成分之一[4-6]，具有抗肿瘤、抗氧化、抗病毒、免疫调节、降血糖及降血脂等多种生物活性[7]，被广泛应用于保健品和药品中，具有较高的研究价值。丹参多糖作为天然的高分子化合物，其结构和理化性质是影响多糖生物活性和作用机制的关键因素[6-9]，因此有必要对其含量测定、结构表征及药理活性研究进展进行汇总分析。为此，笔者以“丹参”“多糖”“含量测定”“结构”“活性”“Salvia miltiorrhiza”“Polysaccharide”“Content determination”“Structure”“Activity”等为中英文关键词，在中国知网、万方数据、维普网、PubMed、ScienceDirect等数据库中组合检索1996年1月-2020年6月发表的相关文献。结果，共检索到相关文献889篇，其中有效文献56篇。现对丹参多糖的含量测定、结构表征以及药理活性的研究进展进行总结，以期为丹参多糖构效关系的深入研究及丹参多糖类产品的开发与利用提供参考。

1 丹参多糖的含量测定方法

目前，丹参多糖的提取方法包括水提醇沉法、热水浸提法、超声提取法等;含量测定方法主要有苯酚-硫酸法、蒽酮-硫酸法、3，5-二硝基水杨酸法等，其中苯酚-硫酸法应用较为广泛[10]。包华音等[11]采用苯酚-硫酸法对9个不同产地丹参药材中多糖的含量进行测定。结果显示，陕西洛南产丹参中的多糖含量最高，为1.83 mg/g;山东临朐产丹参中多糖含量最低，为1.22 mg/g。李炯等[12]采用水提醇沉法提取丹参药材及其不同炮制品中的多糖。以葡萄糖为对照品，采用苯酚-硫酸法测定其多糖含量。结果显示，生丹参、酒丹参、醋丹参、米炒丹参和丹参炭中的多糖含量分别为3.08%、4.63%、4.25%、3.89%和1.41%。杨艳辉[13]以丹参的不同部位为原料，利用水提醇沉法提取多糖，采用苯酚-硫酸法测定其多糖含量，结果显示，丹参根、茎、叶、花、种子的多糖含量比为24.88 ∶ 1.60 ∶ 1.52 ∶ 6.12 ∶ 1;其中，丹参根中多糖的含量最高，为70.84%。姜媛媛等[14]采用热水浸提法从不同产地丹参根部中提取多糖，并用苯酚-硫酸法测定其多糖含量。结果显示，不同产地丹参在结实期时多糖含量较低，分别为陕西丹参30.17%、江苏丹参28.23%、北京丹参25.31%、湖北丹参22.11%、河南丹参17.53%;采收期时上述产地丹参的多糖含量则分别为66.53%、74.95%、77.95%、65.23%、52.00%。汤伟等[15]采用水提醇沉法提取丹参多糖，采用考马斯亮蓝法測得其蛋白质的含量为8.96%。

2 丹参多糖的结构表征

2.1 单糖组成

多糖结构的研究分为初级结构和高级结构[8]，随着物理、化学及各种仪器分析技术的不断进步，越来越多的技术手段被应用到多糖的结构分析中。其中，研究较多的是初级结构，包括单糖组成、糖苷键连接方式、分子量的测定等[9]。

在进行丹参多糖单糖组成分析时，首先需将多糖进行酸水解，使糖苷键完全断裂，之后再利用仪器分析技术进行测定，包括气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、高效毛细管电泳法（HPCE）、气质联用法（GC-MS）等。Chen YA等[16]采用水提醇沉法提取丹参多糖，并采用GC法测得其单糖组成及其摩尔比为葡萄糖 ∶ 半乳糖 ∶ 阿拉伯糖 ∶ 鼠李糖 ∶ 半乳糖醛酸=3.26 ∶ 8.24 ∶ 4.79 ∶ 1 ∶ 6.52。Wang N等[17]采用水提醇沉法提取丹参得到粗多糖，又采用DEAE-52纤维素柱和Sephadex G-100凝胶过滤柱分离纯化得到多糖组分，经过三氟乙酸水解、1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮（PMP）衍生化后，采用HPLC法测得该多糖的单糖组成及其摩尔比为葡萄糖 ∶ 阿拉伯糖 ∶ 木糖 ∶ 甘露糖 ∶ 半乳糖醛酸=1.42 ∶ 2.14 ∶ 1.16 ∶ 2.10 ∶ 1。汪红等[18]采用HPCE法测得丹参粗多糖的单糖组成及其摩尔比为葡萄糖 ∶ 半乳糖 ∶ 阿拉伯糖 ∶ 鼠李糖 ∶ 木糖 ∶ 甘露糖 ∶ 核糖=12.7 ∶ 58.8 ∶ 15.3 ∶ 2.8 ∶ 1.0 ∶ 4.2 ∶ 8.5。Jiang YY等[19]采用超声提取法提取丹参多糖，用DEAE-Sepharose CL-6B色谱柱纯化，经透析干燥后获得多糖组分，通过GC-MS法分析得该多糖的单糖组成及其摩尔比为葡萄糖 ∶ 半乳糖 ∶ 阿拉伯糖 ∶ 木糖 ∶ 甘露糖 ∶ 核糖=1.45 ∶ 1.34 ∶ 1.57 ∶ 0.10 ∶ 1.95 ∶ 0.22。由此可知，丹参多糖主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖以及半乳糖醛酸等组成，且不同提取、分离纯化和分析方法所得的单糖组成及其摩尔比均有所差异。

2.2 糖苷键连接方式

测定糖苷键的连接方法可分为化学分析法和仪器分析法，化学分析法包括高碘酸氧化法[20]、Smith降解法[21]、甲基化法[22]等，目前应用较多的是甲基化法。该方法首先将糖苷链甲基化，经水解后采用GC-MS法进行测定。仪器分析法包括核磁共振法（NMR）、GC-MS法、红外光谱法（IR）等。汪红等[23]采用水提醇沉法提取丹参多糖，经DEAE-Sepharose Fast Flow柱色谱分离、H2O2脱色、无水乙醇分步沉淀、透析、冷冻干燥后得到两种多糖组分SMP 1和SMP 0.5，经IR法测定上述两种多糖均含吡喃型糖环;13C-NMR法测定SMP 1主要以（1→6）-α-D-吡喃葡萄糖聚合而成，另有少量的（1→2）-α-D-吡喃葡萄糖聚合，SMP 0.5则由（1→6）-α-D-吡喃葡萄糖聚合而成。吴文林[24]采用IR法测得经热水浸提、超声提取、碱提取和酶提取等4种不同方法提取的丹参多糖均为β-吡喃葡萄糖。Geng ZH等[25]对其提取的丹参多糖组分进行甲基化、水解、还原、乙酰化后，采用GC-MS法测得其主链主要是由（1→3，6）-β-D-吡喃甘露糖基、（1→6）-β-D-吡喃葡萄糖基、（1→3，6）-β-D-吡喃半乳糖基组成。

2.3 分子量

丹参多糖的分子量测定方法主要是凝胶渗透色谱法（GPC）。蔡亚平等[26]采用高效凝胶渗透色谱法（HPGPC）分析了丹参多糖相对分子量的分布情况。结果显示，丹参多糖的相对分子量分布明显分为高相对分子量区和低相对分子量区两部分，前者相对分子量分散性大，在104～106 Da之间;后者相对分子量分散性小，并显示出单一相对分子量的特征，对应的相对分子量为854 Da。吴从平[27]对2个丹参多糖样品进行GPC检测发现，以保留时间为横坐标、标准葡聚糖相对分子量的对数为纵坐标绘制标准曲线，进而求得2个样品的相对分子量分别约为1.389×106、4.028×105 Da。Jiang YY等[28]对丹参进行提取、分离纯化得到多糖组分，采用GPC法测定其分子量，发现仅检测到洗脱峰，表明该多糖组分是均一多糖，采用校准曲线法算得其平均分子量约为5.27×105 Da。

2.4 理化性质

多糖理化性质的测定包括形态特征、比旋光度、黏度、溶解度、蛋白质含量、糖醛酸含量等的测定。Jiang YY等[28]测定了丹参药渣多糖SMWP-1在不同溶剂中的溶解度，并借助圆盘旋光仪测定其比旋光度，使用乌氏毛细管黏度计在37 ℃下测量SMWP-1的黏度，采用硫酸-咔唑法测定其糖醛酸含量，采用Bradford法测定其蛋白质含量。结果显示，SMWP-1可溶于水和二甲基亚砜，但不溶于乙醇、丙酮、乙酸乙酯和氯仿，比旋光度[α]20 D为+47.4°，黏度为34.74 cm3/g，糖醛酸含量为0.13%，蛋白质含量为0.53%。姜媛媛[29]采用乌贝路德黏度计测定经4种不同方法提取的丹参多糖的黏度。结果发现，丹参多糖的黏度随多糖溶液浓度的增加而增大，随温度的升高而急剧降低，4种方法提取的丹参多糖的特性黏度由大到小依次为碱提取法、酶提取法、超声波提取法、热水浸提法，对应的特性黏度值分别为43.06、41.78、39.85、34.74 cm3/g。巩健[30]采用复合酶法提取白花丹参多糖，并对其理化性质进行测定。结果发现，白花丹参多糖易溶于水，难溶于乙醚、丙酮等有机溶剂;用pH计测定样品溶液的pH值为6.03，表明其为酸性多糖;碘-碘化钾试剂反应为阴性，表示样品溶液中无淀粉存在;采用自动旋光仪测得该多糖在波长589 nm处的旋光度值为-0.101，比旋光度为-50.5，提示白花丹参多糖为左旋型;旋转流变仪测定结果表明，样品多糖溶液的黏度随温度的升高和剪切速度的增大而下降，表现为剪切稀化，表明白花丹参多糖水溶液为假塑性流体。Wu WL等[31]将经超声提取法、碱提法、酶解法和热水浸提法等4种不同提取方法所得的丹参多糖干燥后，用扫描电镜观察丹参多糖表面的形态特征，发现热水浸提法提取的多糖表面平整无折痕，晶体间较为紧实;超声提取法提取的多糖表面凹凸不平，有不规则褶皱，晶体间有很大的空洞;碱提法提取的多糖呈海绵状，整体结构极为松散，间隙很大;酶解法提取的多糖表面十分光滑，并具有直径为2～5 μm的明显孔洞。

3 丹参多糖的药理活性

3.1 保护心肌作用

周凤华等[32]用丹参多糖预先处理乳鼠心肌细胞，发现丹参多糖能有效改善H2O2导致的乳鼠心肌细胞损伤，并推测丹参多糖保护心肌细胞氧化应激损伤的作用与促增殖蛋白表达有关，其可能通过上调该蛋白在心肌细胞内的表达来减少H2O2所致的细胞凋亡，从而发挥保护心肌细胞的作用。Geng ZH等[33]研究了丹参多糖对异丙肾上腺素（ISO）诱导的大鼠心肌梗死（MI）的心脏保护作用。结果表明，长期口服丹参多糖可增强机体内源性抗氧化和降血脂活性，为ISO致大鼠心脏损害提供重要保护。Song MB等[34]研究了丹参多糖对大鼠心肌缺血/再灌注（I/R）损伤的保护作用。结果显示，丹参多糖可显著缩小I/R模型大鼠的心肌梗死面积，逆转其血清乳酸脫氢酶、肌酸激酶和心肌细胞丙二醛（MDA）含量的升高以及心肌细胞超氧化物歧化酶（SOD）、Na+-K+-ATP酶和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性的降低;末端脱氧核苷酸转移酶介导的原位缺口末端标记法（TUNEL）分析结果表明，丹参多糖可改善大鼠氧化应激并抑制心肌细胞凋亡，从而达到保护心肌的目的。张建成等[35]用丹参多糖对脂多糖（LPS）诱导的心肌细胞损伤模型大鼠进行预处理，发现丹参多糖可减少LPS诱导的心肌细胞凋亡和促凋亡蛋白的表达，提高心肌细胞活力;同时，采用自噬抑制剂或激活剂联合丹参多糖对LPS诱导的心肌细胞损伤模型大鼠进行预处理，发现丹参多糖可通过促进自噬作用而抑制LPS诱导的大鼠心肌细胞凋亡，发挥心肌保护作用。由此可见，丹参多糖具有保护心肌的作用，其作用机制可能与改善心肌细胞氧化应激、抑制心肌细胞凋亡和促进自噬等有关。

3.6 其他作用

丹参多糖除具有保护心肌、保护肝脏、调节免疫、抗氧化、抗肿瘤等活性外，还具有改善肾病变[7]、保护神经[52]、抗炎[53]、降血压[54]、抗疲劳[26]、降血脂[33]等作用。Zhang W等[55]从丹参中分离出生物活性多糖SMPW1，并研究了其对过氧化氢叔丁基（t-BHP）诱导的胰岛素抵抗模型大鼠的保护作用。结果显示，SMPW1可显著提高该模型大鼠的CAT、SOD和GSH-Px含量并降低血清和肝脏匀浆中MDA含量;此外，SMPW1还可减轻t-BHP诱导的胰岛素抵抗以及肝脏、胰腺损伤，并可改善大鼠胰岛素敏感性指数，表明SMPW1可以抑制胰岛素抵抗模型大鼠2型糖尿病的发展，同时还可通过减少氧化应激来改善大鼠的胰岛素抵抗。Shen T等[56]研究发现，在冷冻公猪精液过程中，丹参多糖可以保护公猪精子免受过氧化损伤，并增强精子活力，提高受孕率，推测其有望应用于人类或濒危野生动物的精子保存中。

4 结论与展望

大量的药理研究表明，丹参多糖有较高的药用价值，在保护心肌、保护肝脏以及调节免疫等方面均具有较好的活性。目前，丹参多糖的含量测定、结构表征与药理活性研究已取得一定进展，但大多仍停留在实验研究阶段，尚需加强其工业化生产和相关制剂的研究。如丹参多糖的提取纯化手段仍不成熟，其质量控制指标和标准建设尚不完善，高级结构研究较少，具体药理作用機制、构效关系以及丹参资源道地性与丹参多糖活性间的相关性等仍需更加科学深入的研究，以便更好地开发和利用丹参多糖。

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（收稿日期：2020-03-18 修回日期：2020-07-15）

（编辑：孙 冰）