药物资讯  >> Vol. 10 No. 1 (January 2021)

土茯苓药理作用研究进展
Research Progress of Pharmacological Effects of Smilacis glabrae Roxb.

DOI: 10.12677/PI.2021.101007, PDF, HTML, XML, 下载: 217  浏览: 785  科研立项经费支持

作者: 赵梦佳, 冯济恒, 金丽霞*:浙江中医药大学医学技术学院,浙江 杭州

关键词: 土茯苓药理作用活性成分Smilax glabra Roxb. Pharmacological Action Active Components

摘要: 土茯苓为百合科植物光叶菝葜的根茎,具有抗氧化、抗炎抑菌等广泛的药理活性,在疾病防治、营养保健等方面具有潜在研发优势。本文基于土茯苓主要药效物质,综述了土茯苓主要活性成分及土茯苓的药理作用,发现其具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎抑菌、免疫调节、治疗皮肤病、保护肾脏等多种作用,以期为土茯苓的临床应用提供理论依据。
Abstract: Smilax glabra Roxb. is a dried rhizome of Liliaceae plant, which has a variety of biological activities, such as antioxidant, anti-inflammatory and antibacterial, and has potential research and development advantages in disease prevention, health care and other aspects. We summarized the main active components from Smilax glabra Roxb, and found the antioxidant, antitumor, anti-inflammatory, antibacterial, immunologic regulation, skin disease treatment, kidney protection and other pharmacological effects, to provide theoretical basis for clinical research.

文章引用: 赵梦佳, 冯济恒, 金丽霞. 土茯苓药理作用研究进展[J]. 药物资讯, 2021, 10(1): 46-53. https://doi.org/10.12677/PI.2021.101007

1. 引言

土茯苓又名禹余粮,是药食同源的中药,有赤、白二种,主要分布于四川、海南、浙江、云南等地。《本草纲目》记载土茯苓“性味甘淡平,无毒,食之健脾胃,强筋骨,祛风湿,利关节,止泄泻,治拘挛骨痛,恶疮痈肿,解汞毒” [1]。现代药理研究 [2] [3] 表明土茯苓具有广泛的生物活性,主要活性成分有黄酮类、萜类、有机酸类、甾醇类、皂苷类等,具有解毒利湿 [4]、祛风止痛 [5]、抗炎抑菌、抗肿瘤、抗氧化 [6]、免疫抑制 [7] 等药理作用,有良好的药用价值。此外,土茯苓因其丰富的营养成分、毒副作用小、经济价值高等特点,被广泛应用于疾病防治 [8]、食品 [9]、养殖 [10]、护肤品 [11] 等多个领域,具有良好的应用前景。本文对中药土茯苓的主要活性成分及药理作用进行综述,旨在为土茯苓的系统研究和开发提供理论依据。

2. 土茯苓的活性成分

查阅文献,收集与土茯苓活性成分相关的报道,发现土茯苓的活性成分主要包括黄酮类、有机酸类、苯丙素类、甾醇类、挥发油、芪类、酚酸类、萜类、皂苷类及糖类等 [12] [13],进一步从TCMSP数据库(https://tcmspw.com/tcmsp.php)中获得土茯苓活性成分相关数据,除糖类外其他主要活性成分分子量、口服生物利用度(oral bioavailability, OB)和类药性(drug-like, DL)详见表1、化学结构式详见图1

Table 1. The main active componentsof Smilacis glabrae Roxb.

表1. 土茯苓主要活性成分

Figure 1. The parent nucleus of each structure type compound of Smilacis glabrae Roxb.

图1. 土茯苓各结构类型化合物母核

3. 土茯苓的药理作用

3.1. 抗氧化作用

细胞内ROS过量累积能引起脂质过氧化,导致细胞和组织的氧化应激。SOD、CAT、GSH-Px、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶等抗氧化蛋白能通过支持一种依赖于ROS的转录因子Nrf2,引发细胞保护和抗氧化基因的转录,使细胞免受ROS的干扰 [14]。土茯苓具有较强的抗氧化作用,能有效提高过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化蛋白活性,降低皮肤组织中丙二醛的累积,减弱细胞氧化损伤。方月娟等 [15] 研究表明土茯苓总黄酮能够显著抑制断乳后铅中毒大鼠肾脏组织中ROS、MDA的表达,上调抗氧化酶及相关因子活性,对肾脏组织具有抗氧化损伤作用。张清峰等 [16] 研究发现土茯苓黄酮能显著降低高脂小鼠血清中甘油三酯TG含量,增加高脂小鼠肝脏中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、肉碱脂酰基转移酶和脂肪酸β-氧化酶的活性表达,并减少丙二醛的含量,该结果提示土茯苓黄酮具有体内抗氧化活性。Chen等 [17] 研究表明土茯苓的有效成分槲皮素能降低IMQ诱导的银屑病样小鼠模型血清中TNF-α、IL-6和IL-17的水平,提高GSH、CAT和SOD的活性,降低皮肤组织中MDA的积累,具有抗氧化和抗炎作用。Zhang等 [18] 研究土茯苓提取物的抗氧化活性,并与两种常用的合成抗氧化剂丁基羟基茴香醚(BHA)和丁基羟基甲苯(BHT)相比较。发现土茯苓主要提取物新落妇苷有强抗氧化活性。此外,史玉蕊 [19] 等利用超滤液质联用技术,通过分析5种红土茯苓提取物与5-LOX结合的化合物的峰面积大小,发现均有较大峰面积,该结果提示5种红土茯苓提取物与5-LOX有较好的结合效果,可能是抑制5-LOX活化的活性成分。

3.2. 抗肿瘤作用

土茯苓及其提取物对多种肿瘤均具有明显抑制作用,可通过调节凋亡基因的表达、抑制与细胞凋亡相关蛋白活性、诱导肿瘤细胞凋亡,达到抗肿瘤作用。Nho KJ等 [20] 研究发现土茯苓乙醇提取液对MDA-MB-231人乳腺癌细胞系有抗转移作用,其机制为降低尿激酶纤溶酶原激活物、uPA受体的mRNA表达水平,上调组织抑制物金属蛋白酶TIMP1和TIMP2的mRNA表达水平。Samarakoon SR等 [21] 研究发现土茯苓汤剂能通过上调HepG2细胞促凋亡基因Bax的表达,下调抗凋亡基因Bcl-2的表达,增强caspase-3、caspase-9蛋白的活性,从而减少HepG2细胞的凋亡,达到抗肝癌的作用。在对黑素瘤的研究 [22] 中发现,土茯苓提取物可促进黑素瘤A2058细胞株凋亡,其作用机制为下调黑素瘤A2058细胞株c-kit基因及蛋白表达,从而诱导细胞凋亡。杨晓鲲等 [23] 研究土茯苓提取物对消化道肿瘤细胞的体外作用,发现土茯苓提取物通过阻滞细胞周期、诱导S期细胞增加,抑制人食管癌细胞Eca-109、人胃腺癌细胞SGC-7901细胞和COLO205结肠癌细胞增殖,最终发挥抗消化道肿瘤作用。另有研究 [24] 表明土茯苓活性成分落新妇苷可上调顺铂诱导人肺癌A549细胞凋亡相关蛋白Bax、cleaved-caspase-3蛋白表达量,下调Bcl-2蛋白表达,具有促进顺铂诱导的人肺癌A549细胞的凋亡作用。Fu等 [25] 也得出相关结论,发现土茯苓总黄酮能调控p53介导的凋亡信号通路,诱导人肺癌A549细胞凋亡。此外,土茯苓提取物可通过活化caspase-3、PARP和Bax,抑制A2780细胞增殖,同时可调节NF-κB通路相关基因bcl-2, Bcl-XL, cIAP-1, XIAP和AKT的表达,抑制NF-κB通路活化,增强卵巢癌A2780细胞对顺铂和阿霉素化疗的敏感性 [26]。

3.3. 抗炎抑菌作用

研究表明土茯苓在抗炎、抑菌防病上有显著作用,能够减少外界刺激对机体的炎症损伤,被用于研制抑菌外用丹丸 [27] 和治疗痛风性关节炎 [28]。孙晓龙等 [29] 研究发现土茯苓注射液能通过降低毛细血管通透性,改善微循环,从而缓解右旋糖酐所致实验性大鼠足肿胀,具有抗炎消肿作用。朱明敏等 [30] 发现复方土茯苓颗粒能通过上调大鼠滑膜细胞miR-146a的表达,抑制IL-1β、IL-6等炎症因子表达缓解炎症反应,提示土茯苓有良好的抗炎作用。殷网虎等 [31] 研究土茯苓配方颗粒对临床主要致病菌的抑菌作用,通过检测最小抑菌浓度,发现土茯苓配方颗粒对大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌抗菌效果最为明显,对铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、洋葱伯克霍尔德菌也有较好的抑菌效果,该结果提示土茯苓有较好的抗菌活性。王志强等 [32] 使用100%土茯苓浸出液滤纸片对金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、伤寒杆菌、甲型链球菌、乙型链球菌抑菌作用进行了研究,通过比较抑菌环的大小,发现土茯苓对以上细菌均有明显抑菌作用,在体外有较好的抑菌活性。此外,有研究表明 [33] 土茯苓水煎液具有较强的抗细菌活性及较宽的抗菌谱,对金黄色葡萄球菌、福氏痢疾杆菌、白喉杆菌、炭疽杆菌有极强的抑菌活性和抑菌率。

3.4. 免疫调节作用

免疫系统对机体内稳态的维持具有重要作用。土茯苓能促进血液中淋巴细胞的增殖,提高细胞免疫、体液免疫功能,刺激肿瘤坏死因子、干扰素-α的产生,从而增强免疫系统的功能,提高机体抵抗外界刺激的能力。夏琦等 [34] 用环孢素A诱导免疫抑制小鼠模型,观察不同浓度土茯苓水提液对免疫抑制小鼠脾指数、胸腺指数、炎症因子及免疫T细胞的影响,结果显示土茯苓水提液能够降低小鼠脾指数、抑制炎症因子IFN-γ的表达,上调CD3+、CD4+细胞数量,具有免疫促进作用。王敏等 [35] 研究发现土茯苓中性杂多糖具有很强的免疫调节活性,其机制为激活细胞内MAPK信号通路,上调JNK和ERK1/2蛋白的表达,从而促进巨噬细胞RAW264.7分泌细胞因子NO、IL-6和TNF-α,发挥其免疫调节作用。徐丽等 [36] 通过腹腔注射病毒液致小鸡禽白血病(Avian Leucosis, AL)模型,分三个疗程灌服AL小鸡土茯苓药液,检测死亡率、体重和免疫器官指数及免疫器官带毒量等指标,发现土茯苓能够有效的增强雏鸡的免疫力并明显降低ALV先天感染鸡的免疫器官病毒载量,减少ALV对感染鸡免疫系统的损伤。此外,有研究 [1] 发现土茯苓水提液中土茯苓多糖可显著增加环磷酰胺免疫抑制模型小鼠CD3+、CD4+T淋巴细胞数量,且高剂量组与模型组相比有显著差异,P < 0.05,具有促进T细胞介导的免疫作用。

3.5. 治疗皮肤病作用

夏琦等 [1] 研究落新妇苷对血瘀银屑病小鼠模型免疫功能影响,通过检测皮损部位细胞因子、淋巴细胞的表达,发现落新妇苷能减轻血瘀银屑病造模后小鼠皮损、降低小鼠PASI评分和Baker评分、显著减少Treg、Th1的数量、下调促炎细胞因子IL-17A、IL-6和IFN-γ的表达,该结果提示落新妇苷对血瘀型银屑病模型有免疫抑制作用。王乌云塔娜等 [37] 通过免疫组化法检测小鼠皮损中VEGF、PCNA、CD3+、CD8 +等因子的表达和观察组织形态变化,结果显示实验组PCNA、VEGF、CD3+、CD8+因子的表达均下降,提示土茯苓-7汤能通过降低PCNA、VEGF、CD3+、CD8+因子的表达,抑制T淋巴细胞分化,缓解角质形成细胞的角化不全、角化过度、表皮异常增生等病理改变,对咪喹模特诱导的小鼠银屑病样皮损具有明显的抑制作用。此外,土茯苓在临床上还被用于治疗湿疹 [38]、痤疮 [39]、脚气和癣症 [40]。

3.6. 保护肾脏作用

土茯苓及其有效成分对肾脏具有良好的保护作用。蔡月琴等 [41] 观察土茯苓总黄酮对UUO大鼠模型鼠肾脏组织形态及相关因子的影响,其结果显示土茯苓总黄酮能降低肾组织TGF-β1蛋白的表达程度、抑制UUO大鼠肾实质萎缩、减少肾组织炎细胞浸润、通过抑制成纤维细胞聚集减少纤维组织增生,从而减轻肾间质纤维化。方月娟等 [15] 研究表明土茯苓总黄酮能够降低断乳后铅中毒大鼠肾脏NF-κB/IκB/IKK信号通路中相关蛋白以及细胞凋亡因子的表达,降低断乳后铅中毒大鼠的血清中肌酐、尿酸、尿素氮的水平,减缓对肾脏的损伤程度,起到保护肾脏的作用。土茯苓能有效降低顺铂化疗带来的肾脏损伤,姜宣羽等 [42] [43] 研究表明土茯苓总黄酮能通过促进肾组织抗氧化转录因子Nrf2核转移,提高肾组织SOD、CAT和GSH蛋白活性,上调抗氧化因子Nqo1、Gclc、Gclm表达,达到改善Lewis肺癌小鼠顺铂化疗肾损伤作用。同时土茯苓的主要成分落新妇苷能够显著下调肾小管上皮细胞Bax和cleaved-caspase-3的蛋白表达,上调bcl-2的蛋白表达,抑制药物转运蛋白OCT2表达,从而阻断线粒体凋亡途径,抑制肾小管上皮细胞凋亡,该结果提示落新妇苷具有降低顺铂化疗肾毒性的作用。此外,王德军等 [44] 研究提示土茯苓能通过抑制TGF-β1的过度表达减轻糖尿病肾病大鼠的肾脏肥大指数和抑制肾小球基底膜增生,从而减轻糖尿病肾病大鼠肾脏纤维化。

4. 结论与展望

土茯苓的多种药理功效,如抗氧化、抗肿瘤、抗炎抑菌、免疫调节、治疗皮肤病、保护肾脏等,揭示了土茯苓作为药食同源中药在化妆品、食品、保健品、养殖、临床研究等多个领域中的发展潜力。目前土茯苓的活性成分还未全部明确,并且单个活性成分的药理作用机理也尚未完全明确,进一步探究土茯苓活性成分及其药理作用的作用机制对其应用空间的发展具有重要意义。

基金项目

2020年浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划);2020年国家级大学生创新创业训练计划。

NOTES

*通讯作者。

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