|  
金铁锁为石竹科(Caryophyllaceae)植物金铁锁(Psam—
mosilene tunicoides W.C.Wu C.Y.WU)的干燥根,是我国西南
特有的单属种植物和传统的药用植物,主要分布于四川、云
南、西藏、贵州等省。现已作为稀有濒危物种列于《中国植物
红皮书》中,属国家二级重点保护植物。金铁锁以根入药,
具有散瘀、定痛、止血、消痈排脓之功,用于跌打损伤、风湿
痛、胃痛、创伤出血等的治疗 ,是云南白药的重要组成药物
之一。在中药制剂中,常用金铁锁与其他中药配伍制成中药
制剂使用。金铁锁的主要化学成分是三萜、三萜皂苷、环肽
以及内酰胺,此外,还含有氨基酸和有机酸等 。现代药理
研究证明,金铁锁总苷(金铁锁总提取物)是金铁锁特征性成
分和有效成分,具有显著的镇痛、抗炎 及对小鼠细胞免疫
功能的促进和调节等诸多功效 。笔者从提取方法、提取
状况、药理、生物学特性等方面综述近年来对金铁锁的研究
工作,提出了在这些方面工作的不足和展望。
1 金铁锁化学成分提取方法及现状
浦湘渝等采用乙醇回流抽提金铁锁根粉3次,得到的乙
醇提取物溶于水中,用乙醚萃取3次,再用正丁醇萃取3次,
减压回收正丁醇萃取物,用硅胶柱进行分离,氯仿一甲醇一
水(65:35:8)洗脱,再用Lober Rp一8(Merck)柱分离纯化(洗脱
液:甲醇-水=7:3~8:2)。得到7种化合物,其中2种皂甙经
鉴定分别为:齐墩果烷一3仪,16a-二羟基一12-烯一23一酸一28-0一B-
葡萄糖吡喃糖基(1—3)-13-3一葡萄糖毗哺糖基(1—6)一B.
D.葡萄糖吡喃糖甙la和齐墩果烷-3 ,16a.二羟基.12一烯.23-
酸-28-0.p—D一葡萄糖吡喃糖基(1—6).p-D.葡萄糖吡喃糖基
(1— ).B-D一葡萄糖吡喃糖甙1b(图1)” 。
丁中涛等用浓度90% 乙醇回流提取金铁锁干燥根粉3
次,每次4 h,减压下旋干,得到的乙醇提取物经丙酮沉淀,硅胶
柱分离,洗脱液为CHC13-MeOH(19:1~7:3),洗脱后TLC显示
有IV个组分,对组分Ⅱ通过硅胶柱和RP-HPLC分离得到2个
新的天然环二肽2a和2b(图2)以及2个新的环八肽 。
钟惠民等用浓度9o% 乙醇回流提取金铁锁根粉4次,
减压下旋干溶液,残留物溶于丙酮后经硅胶柱分离,CHCI 一
MeOH.H 0(8:2:0.2~65:35:8)洗脱,再用RP—C 8柱分离纯
化,得到5个齐墩果烷型五环三萜皂苷,分别为3a一3e 。
3a:3-0.B.D.半乳糖.(1-2)一B.D.吡喃葡萄糖醛酸基棉根皂
甙;3b:3-0.B—D.半乳糖.(1—2)一[p-D-吡喃木糖一(1-3)一吡喃
葡萄糖醛酸基棉根皂甙;3c:3-0·p-D·半乳糖-(1-2)-p—D-吡
喃葡萄糖醛酸基棉根皂甙元-28一O-B·D一吡喃木糖-(14)·[p-
D.吡喃葡萄糖1.(1.3)]. .L一吡喃鼠李糖基(1-2)一8-D.吡喃
岩藻糖甙;3d:3-O.p.D.半乳糖·(I-2)一[p-D-吡喃木糖-(1-
3)]-B.D一吡喃葡萄糖醛酸基棉根皂甙元-28-O一母-D-吡喃木
糖-(14)-[B-D-吡喃葡萄糖·(1-3)]-仅一L-吡喃鼠李糖(1_2)一
13-D-吡喃岩藻糖甙;3e:3-0-13-9一半乳糖-(1.2)-13-D-吡喃葡
萄糖醛酸基棉根皂甙元 28一O.p-D.吡喃木糖.(1-4)-[p.D-6.
O-已酰葡萄糖.(1-3)].a.L.吡喃鼠李糖(1—2)-B—D一吡喃岩藻
糖甙(图3) 。第2年该课题组采用同样的方法从金铁锁
根粉中得到4个齐墩果酸型五环三萜皂甙 ,分别为4a一4
d。4a:3-0.8一D.半乳糖 (1-2)一13-0-6-0.甲基吡喃葡萄糖醛
酸;4b:3-0一p-D.半乳糖.(1—2)-[p—D·吡喃木糖一(1—3)]-p—
D一吡喃葡萄糖醛酸;4e:3-0一B-D-吡喃半乳糖-(1_2).[13-3-吡喃木糖一(1·3)]-13-D-6—0一甲基吡喃葡萄糖醛酸;4d:3-0一B—
D邛比喃半乳糖·(1-2)-[B·D-吡喃木糖-(1·3)]-13-D-6—0·乙
酰基吡喃葡萄糖醛酸(图4)。
丁中涛等对金铁锁根中的环肽成分进行系列研究,得到
3个环二肽化合物5a~5c(图5),其中化合物5a和5b为新
的天然产物,化合物5c为首次从金铁锁中得到。同时还分
离得到4个内酰胺化合物:d一吡咯烷酮、焦谷氨酸、焦谷氨酸
乙酯和焦谷氨酸丙酯。方法为:以浓度90% 乙醇回流提取金
铁锁根粉3次,每次4 h。减压浓缩后,浸于丙酮溶液中,搅
溶,过滤得丙酮溶解部分,减压浓缩后所得浸膏进行硅胶柱
层析,以氯仿一甲醇(0:1~7:3)梯度洗脱,得FrI~Ⅳ共4个
组分。将FrlI再进行Diaion HP一20柱层析,以水一甲醇(1:0、
1:1、3:7、0:1)洗脱,收集浓度70% 甲醇部分,然后将该部分
再进一步经硅胶柱层析(分别以氯仿一甲醇95:5,乙酸乙酯
一甲醇98:2洗脱)及Rp.18反相硅胶柱层析(水-甲醇1:9洗
脱),分别得到化合物5a环(脯一缬)、5b环(脯一丙)和5c
环(脯一脯)” 。
秦学玲等提取了金铁锁根中的3-0-6-0’一甲基一B—D·葡
萄糖醛酸丝石竹甙并测定其含量。方法为:用浓度80% 乙醇
提取金铁锁根粉,提取物溶于水中,经大孔吸附树脂柱层析,
浓度80%乙醇洗脱,硅胶层析[氯仿一甲醇一水(10.0:2.0:
0.1~6.0:5.0:1.0)梯度洗脱]及RP-c 、RP—C 反相硅胶柱层
析,浓度30% ~85% 甲醇溶液梯度洗脱。通过HPLC、TLC检测,FAB—MS、 H NMR、”C NMR等方法对其结构进行鉴定,得
到3-0-6-O 一甲基一8-D一葡萄糖醛酸丝石竹苷。纯度为
98.8% ,含量为3.75% 。该法灵敏、准确可靠,制得的化合物
可作为衡量金铁锁提取物质量的依据 。
秦学玲等对金铁锁根粉的提取工艺进行研究。以金铁
锁提取物提取率为主要考察指标,分别对大孔树脂吸附法、
正丁醇萃取法、丙酮沉淀法进行比较。其中大孑L树脂吸附提
取率为5.0% ,正丁醇萃取提取率为3.5% ,丙酮沉淀提取
率为2.4% 。从生产成本上考虑,选择乙醇为提取溶剂,以
乙醇浓度、提取方法、提取时间作为考察因素,以金铁锁提取
物提取率为主要考察指标进行正交试验k(3 )。得到金铁
锁的最佳提取工艺为:用浓度80% 乙醇浸渍金铁锁根粉3
次,每次48 h,过滤,滤液减压浓缩成浸膏,加水溶解,水溶液
经DM.101型大孔吸附树脂柱层析,分别用浓度10%、20%及
80% 的乙醇洗脱,收集浓度80% 乙醇洗脱液,减压浓缩经喷
雾干燥得金铁锁提取物-- 。
刘潇潇等为寻找金铁锁根中镇痛、抗炎的活性成分,对
根粉的化学成分进行了研究,分离得到7个化合物。方法
为:采用浓度90% 乙醇回流提取金铁锁根粉3次,每次4 h,
所得浸膏加水搅拌,离心,弃去油层,水层经大孔树脂HPD一
100分离,乙醇梯度洗脱,得到浓度15% 、75% 、95% 3段流
分,所得浓度75% 乙醇部位浸膏用硅胶柱色谱分离(氯仿一
甲醇梯度洗脱)得5个流分(9:1、8:2、7:3、6:4、5:5),将氯仿一
甲醇7:3流分经SephadexLH-20柱色谱(甲醇一水1:1洗
脱),反复纯化得化合物6a(goyaprosaponin);将氯仿一甲醇8
:2流分通过硅胶柱色谱分离(氯仿一甲醇,100:1~100:50梯
度洗脱),得化合物6b[大豆脑苷I(soyacerebroside I)]和6c
[鸢尾苷(tectoridin)];将离心后所得沉淀与浓度95% 乙醇
部位合并,经硅胶柱色谱分离,氯仿一甲醇梯度洗脱得到8
个流分(100:2、100:5、9:1、8:2、7:3、6:4、5:5),将氯仿一甲醇(9
:1)流分反复纯化得到化合物6e(胡萝卜苷);将氯仿一甲醇
100:2流分通过硅胶柱色谱分离(氯仿一甲醇100:0.5),得到
化合物6g(正二十五烷酸);将氯仿一甲醇100:5流分,进一
步通过硅胶柱色谱分离(石油醚一乙酸乙酯,100:5—1:1梯
度洗脱),得到化合物6d[ -菠甾醇( ·spinastero1)]和6f(B一
谷甾醇) “]
黄春青等采用多指标均匀设计法,考虑适应工业生产的
要求,选择水和乙醇作为提取溶媒,以溶媒含醇量、提取方
法、溶媒用量、提取时间、提取次数和溶媒pH值为考察因素,
所得各提取物的水浸出物、醋酸乙酯浸出物、乙醚浸出物及
其抗炎、镇痛和急性毒性试验结果为评价指标,用u (4。)均
匀表进行金铁锁的提取工艺优选,得到最佳提取工艺为:8倍
量pH值6~7的水回流提取2次,每次2 h。试验首次采用
综合药效学和浸出物指标对药材提取工艺条件进行优选。
试验结果表明,不同提取工艺条件所得金铁锁提取物均具有
极显著的抗炎作用,且各试验组间抗炎作用、镇痛作用和急
性毒性存在明显差异;所得最佳提取工艺条件结果令人满
意,重现性良好且适合工业生产;所测定的几种浸出物均不
宜作为与功能主治有关的质量控制指标 。
2 金铁锁临床应用及药理研究现状
金铁锁在临床上有广泛和重要的应用。目前临床上使
用的以金铁锁为主的药和含有金铁锁的药剂有治疗伤科的
“云南白药”和“百宝丹”;治疗风湿痹阻引起的肌肉酸痛、屈
伸不利、关节红肿疼痛等症的“金骨莲胶囊”,治疗效率达
93% ;治疗出血、疼痛以及多种妇产科疾病的“痛血康胶囊”;
治疗由革兰氏阴性菌、阳性菌,厌氧菌引起的阴部感染的药
物“消灵”;治疗跌打损伤(软组织扭伤、挫伤等)和各种关节
痛的“雪上一枝蒿”速效止痛搽剂;治疗风湿痹痛、筋骨无力、
屈伸不利、步履艰难、腰膝疼痛、畏寒喜温等症的“杜仲壮骨
丸”和“杜仲壮骨胶囊”;治疗刀枪伤、跌打伤所致的疼痛,妇
女经痛及部分晚期恶性肿瘤疼痛等症的“一粒止痛丸”等。
目前金铁锁的临床应用越来越广泛,用于治跌打损伤、风湿
疼痛、胃痛、创伤出血、风湿性关节炎、腰腿痛、疮疖、蛔虫症、
慢性咳喘等都取得令人满意的效果。
许建阳等报道了金铁锁水煎浸膏对试验性类风湿关节
痛(RA)的镇痛作用,并阐述其作用机制。试验结果表明,金
铁锁水煎浸膏能提高RA疼痛模型痛阈值,改善血液循环,
具有活血化瘀、止痛之功;具消除炎性肿胀、足肿胀度,提高
疼痛级别,改善功能障碍的作用。提示金铁锁水煎浸膏具有
明显的镇痛、抗炎、解热作用。同时提示金铁锁大、中剂量组
可明显降低血清中的一氧化氮/一氧化氮合酶(NO/NOS),
其中金铁锁大剂量组镇痛作用与西药阳性对照组无明显差
异,表明金铁锁是极具开发价值的治疗类风湿性关节炎的一
种新药Ⅲ 。
王美娥等报道了金铁锁水煎浸膏对RA的镇痛作用,并
阐述了其作用机制。试验结果表明,金铁锁可能通过促进5一
HT的合成和(或)加速5一HT的释放和利用,使其合成率大于
利用率而使5一HT神经递质在脑中含量增加。脑中5-HT有
镇痛效应,5-HT及其代谢产物5-HIAA及5-HTP含量的增高
有利于镇痛,其含量的增加可能是由于金铁锁促进其合成和
释放和(或)促进其利用率,但合成速率大于其利用率故净含
量增加而产生镇痛作用 。
王学勇等通过观察金铁锁总皂苷( Frr)对佐剂性关节
炎(AA)大鼠炎性痛阀及炎性组织液中丙二醛(MDA)和皮
质醇(Cor)水平的影响来探讨其镇痛抗炎作用及其作用机
理。结果表明,Ts 能有效提高AA大鼠致炎足的痛闽,降
低炎性组织液中MDA,双向调节AA大鼠血中Cor的水平:
TSPrr具有良好的抗炎镇痛作用,其作用机理与降低MDA、调
节Cor水平有关。同时还考察了 Pr抗RA的药理作用及
作用机制,结果证明,Tsfrr具有良好的抗RA作用,其作用机
制与抑制促炎细胞因子IL—IB、TNF— 的水平有关 。
杨莲等分别用热板法和扭体法对浸膏、总皂苷及去总皂
苷部分进行了比较研究。结果表明,3部分各剂量对热板法
动物模型均无镇痛作用;而浸膏和总皂苷各剂量对扭体法动
物模型有较明显的镇痛作用,去总皂苷部分则无作用。金铁
锁浓度70% 乙醇总提取物与金铁锁总皂苷对扭体法模型有
明显的镇痛作用。金铁锁镇痛作用部位可能在外周,镇痛成
分与所含的总皂苷有关。但镇痛机制还不明确 。目前,
中国中医科学院中药所科研人员发现,金铁锁总皂苷具有良好的抗RA作用,并认为其作用机制与抑制促炎细胞因子白
细胞介(IL)一1 B、肿瘤坏死因子TNF- 的水平有关 。
3 金铁锁生物学特征
谢晖等对金铁锁居群繁殖生物学特性进行了初步研究。
结果表明,金铁锁的空间格局为成群型,自然条件下通过种
子繁殖,开花传粉过程约需7 d,传粉方式可能为虫媒、异花
授粉,只有顶花形成果实,结实率在50% 以下。果实约经一
个月的生长后成熟,随即散布,散布机制可能有2种:①借助
动物(主要是放牧的羊等家畜)和人散布;②弹力散布,当蒴
果成熟时,种子借果实开裂而弹出。杨耀文等对云南昆
明、鹤庆、中旬3个不同金铁锁居群进行了居群遗传研究。
结果表明,金铁锁居群内遗传多样性较为丰富,同时居群间
有较大的分化,因此在进行种质资源保护时,应该对其居群
内和居群间的遗传多样性给予同等的重视 。潘跃芝等对
金铁锁的细胞学进行研究,结果发现,金铁锁间期核属简单
染色中心型,前期核属中间型,染色体数目2n=28,与蝇子草
属不符,因此支持将金铁锁从蝇子草属中分出来单作一个
属。从染色体数目来看,该属为石竹科的肥皂草属 。钟
雁等对金铁锁的生物学特性进行了研究。结果表明,金铁锁
为喜阳植物,耐旱、耐贫瘠,忌积水,水分过多易引起根腐烂。
主根发达,钻透能力强,可深入土中4o一50 em。4月开始萌
芽,6—9月陆续开花,花期不一致,花紫色。种子成熟约需
30 d,7—10月果实陆续成熟,为蒴果,由绿色转变成黄色,成
熟后自然脱落,长棍棒形,内有一粒种子;种子为长倒卵形、
扁平、褐色,长3 l-nln。10月后地上部分茎叶干枯,进入休眠
期。并提出金铁锁生态环境遭受严重破坏,加上本身生理特
点致使金铁锁分布范围狭窄,其种群个体数量大量减少使其
濒临灭绝。为保护资源,金铁锁开发利用应走种植和深精加
工的道路 。赵立久等对金铁锁的生物学特性、适应性进
行了探讨,并分析了金铁锁濒危因素。结果发现,金铁锁生
态环境正遭受严重破坏,加上其本身生理特点,致使金铁锁
分布区域狭窄,其种群个体数量大量减少 。
4 讨论
4.1 提取方法及含量测定 目前对金铁锁根粉的提取方法
为:浓度80% ~9o% 的乙醇回流提取3次。每次4 b。减压
下,对乙醇提取物浓缩。然后可以采用3种方法来分离纯
化:①丙酮沉淀法;② 正丁醇萃取法;⑧ 大孑L吸附树脂吸附
法。从成本和可行性方面看,方法① 由于丙酮相对价格较
贵,且丙酮沉淀物过滤比较困难,易吸潮,不易操作,提取率
最低,难以推广到现代化大生产中,只能作为试验研究用;方
法②的成本比方法①要低一些,萃取过程基本能稳定控制,
所用溶剂正丁醇的毒性低,但正丁醇沸点很高,回收溶剂较
困难,温度过高会影响提取成分的稳定性;方法③选择性好、
机械强度高,解吸附陕速,再生处理方便,可反复使用等多种
优点,并且所用洗脱剂乙醇经济低毒,易于推广到生产中。
就目前该方面研究的现状来看,存在3个方面的不足-.
①提取方法单一,目前对会铁锁的提取方法仅有乙醇回流提
取。许多先进的提取技术如超声、微波、半仿生、酶等提取的
应用还未见有人报道。为了满足当今研究的需要,必须对金
铁锁提取方法进行广泛和深入的研究,提高提取效率。②对有效成分和各成分含量测定的研究不多。目前所知金铁锁
的活性成分为皂甙,皂甙中有多少个活性成分尚不清楚,应
深入研究皂甙的分离技术和含量测定方法,研究各活性成分
的分子结构。以利于在资源日渐枯竭的今天进行仿生合成。
③ 目前金铁锁的提取仅对根进行,而对地上部位的提取研究
还无人涉及。应加强除根以外的其他部位的提取、分析、药
理等方面的研究,使其在资源得以保护的同时实现充分合理
的开发和利用。
4.2 药理研究 目前主要是对金铁锁水煎浸膏、乙醇提取
物及金铁锁总皂苷进行药理研究,但研究不细致、不深入,研
究的对象是许多复杂的成分,没有对其中某个单一的成分进
行药理研究。特别是金铁锁中已发现的系列环肽成分,缺乏
相关的生理活性试验结果,因此金铁锁环肽生物活性及其构
效关系将是一个值得研究的新方向,可望由此发现新的具有
广泛生物活性的石竹科环肽活性成分。另外应进行多种制
剂的药理研究。
4.3 生物学研究应加强金铁锁的分子生物学和细胞生物
学研究,为金铁锁种质资源保护、种源质量标准的建立和实
施GAP规范种植打下基础;利用细胞培养、组织培养和转基
因技术等现代技术使直接生产金铁锁生理代谢产物成为可
能,该研究将是解决濒危植物保护和稀缺资源利用最有效的
途径和方向。
|