何春年，李珮，郝大程，肖培根*

1.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193；2.大連交通大學(xué) 環(huán)境化工學(xué)院 生物技術(shù)研究所，遼寧 大連 116028

人字果屬（DichocarpumW.T.Wang &P.K.Hsiao）植物為毛茛科（Ranunculaceae）多年生草本植物[1]。該屬植物分布具有地理局限性，為東亞大陸所特有，共有約18 個(gè)種2 個(gè)變種（The Plant List Database，http://www.theplantlist.org/），主要分布在中國(guó)、日本、印度錫金、尼泊爾、緬甸北部。該屬植物在中國(guó)約有11 種，分布在重慶、云南、貴州、四川、湖北和臺(tái)灣等地[2]。人字果屬植物一般生長(zhǎng)在海拔300～1800 m 的山谷陰暗潮濕處，具有鳥趾狀復(fù)葉或一回三出復(fù)葉，該屬植物的特點(diǎn)是有心皮2 枚，基部合生，蓇葖果狹長(zhǎng)圓形至線形，通常呈倒人字型展開[3]。多種人字果屬植物具有傳統(tǒng)藥用記載。據(jù)《中華本草》描述，基葉人字果D.basilareW.T.Wang&P.K.Hsiao在四川省筠連縣又名“地五加”，全草入藥，可用于治療風(fēng)濕水腫[4]。蕨葉人字果D.dalzielii(J.R.Drummond &Hutchinson) W.T.Wang &P.K.Hsiao 在貴州省又名“巖節(jié)連”，其根狀莖入藥，功效為清熱解毒、消腫止痛，外用可治療紅腫瘡毒和勞傷腰痛[5]，2015 年，貴州食品藥品監(jiān)督管理局將蕨葉人字果列為《貴州省中藥材、民族藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的新增補(bǔ)藥材品種[6]。

本課題組自20世紀(jì)80年代以來，對(duì)毛茛科植物進(jìn)行了一系列的藥用親緣學(xué)研究[7]，如毛茛屬、烏頭屬、唐松草屬、耬斗菜屬和升麻屬等[8]。本研究以毛茛科人字果屬類群為研究對(duì)象，對(duì)其藥用親緣關(guān)系（傳統(tǒng)應(yīng)用-植物化學(xué)成分-藥理活性）進(jìn)行總結(jié)歸納，以期對(duì)該屬植物的保護(hù)和藥用資源開發(fā)提供參考。

1 人字果屬植物系統(tǒng)學(xué)

1742 年，瑞典生物學(xué)家Linné 建立了扁果草屬（IsopyrumL.）[1]。1964 年，肖培根和王文采依據(jù)外部形態(tài)特征（蜜葉、葉片、心皮和種子）從扁果草屬中劃分出1個(gè)包含16個(gè)新種或新組合的植物新屬：人字果屬[1]。人字果屬植物花的構(gòu)造和星果草屬（AsteropyrumJ.R.Drumm.&Hutch.）及黃連屬（CoptisSalisb.）相似，特別是蜜葉和瓣片；黃連屬植物鳥趾狀分裂的葉片也和人字果屬較為相似；人字果屬植物的花與這2 個(gè)屬的區(qū)別只在于心皮。此外，薄層色譜結(jié)果顯示，人字果屬植物中含有芐基異喹啉類生物堿，與黃連中的化學(xué)成分較為相似。從系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和化學(xué)成分上來看，人字果屬和黃連屬的親緣關(guān)系非常接近，前者可能是由后者演化而來[3]。隨后，F(xiàn)u[9]對(duì)人字果屬植物的形態(tài)、花粉和染色體等特征進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了人字果屬植物染色體基數(shù)可能為6，該屬中存在著2種花粉類型，即三溝和散溝。Fu 等[9]認(rèn)為，與黃連屬相比，人字果屬與毛茛科中另一存在散溝花粉的星果草屬親緣關(guān)系較近，提議將人字果屬放入星果草族（Asteropyreae）或單獨(dú)成立人字果族（Dichocarpyreae）。而日本學(xué)者Tamura[10]則認(rèn)為，人字果屬可能起源于毛茛科的擬扁果草屬（EnemionRaf.），兩者有較近的親緣關(guān)系。

植物分子生物學(xué)的飛速發(fā)展為人字果屬的系統(tǒng)發(fā)育研究提供了更直接的理論依據(jù)。1995 年，Kosuge 等[11]從毛茛科17 屬23 種植物和小檗科1 種植物中擴(kuò)增了adh核編碼基因片段，系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示，人字果屬與黃連屬親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，與唐松草屬、扁果草屬和擬扁果草屬親緣關(guān)系較近。2005 年，Wang 等[12]基于分子水平（葉綠體基因rbcL和部分核基因26S rDNA序列）對(duì)星果草屬的系統(tǒng)位置進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，星果草屬和人字果屬分屬于毛茛亞科（Ranunculoideae）和唐松草亞科（Thalictroideae）。2007 年，Wang 等[13]利用葉綠體基因（matK、rbcL和trn L-F）和核基因內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（ITS）重建了唐松草亞科的系統(tǒng)發(fā)育樹，進(jìn)一步支持了人字果屬屬于唐松草亞科的觀點(diǎn)，并認(rèn)為扁果草屬和擬扁果草屬是人字果屬的姊妹屬。2016 年，Cossard 等[14]利用來自3 個(gè)基因組的8 個(gè)分子標(biāo)記對(duì)毛茛科植物進(jìn)行研究，構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹顯示，人字果屬和扁果草屬是姊妹屬。2017年，Xiang等[15]利用葉綠體基因（matK、trnL-F和trnH-psbA）和核基因ITS 的組合片段，對(duì)人字果屬植物17 個(gè)種的分子地理學(xué)進(jìn)行了研究。日本學(xué)者Tamura[16]對(duì)人字果屬植物的系統(tǒng)發(fā)育分析顯示，該屬是包含2 個(gè)分支的單系類群，2 個(gè)分支均具有較高的支持率，分支Ⅰ為日本人字果組，分支Ⅱ包括人字果組和縱肋人字果組。該研究還選擇了唐松草亞科9個(gè)屬的9個(gè)種作為外類群，結(jié)果表明，人字果屬是扁果草屬和擬扁果草屬的姊妹屬。

人字果屬下分類系統(tǒng)也經(jīng)歷了幾次變化。該屬首次建立時(shí)，肖培根和王文采依據(jù)花托在果期的膨大程度和形狀將屬下劃分為2 個(gè)組（人字果組Sect.Dichocarpum和日本人字果組Sect.Hutchinsonia）和2 個(gè)系，包括16 個(gè)種。人字果組植物的花托在果期不膨大或微增大，組下劃分為人字果系和縱肋人字果系，其中包括了中國(guó)的9 個(gè)種；日本人字果組植物的花托在果期膨大，底部凹陷[3]。1988 年，F(xiàn)u[9]將人字果屬的15 個(gè)種3 個(gè)變種劃分在2 個(gè)組：人字果組和日本人字果組，將人字果組由原來的2 個(gè)系分為3 個(gè)系：人字果系Ser.Dichocarpum、蕨葉人字果系Ser.Dalzieliana和縱肋人字果系Ser.Fargesiana；將日本人字果組也分為了3 個(gè)系：日本人字果系Ser.Hutchinsonia、糙籽人字果系Ser.Trachysperma和匐莖人字果系Ser.Stolonifera。其中，中國(guó)的8 個(gè)種2 個(gè)變種歸在人字果組。1968—1995 年，Tamura[16]對(duì)人字果屬的分類進(jìn)行了一系列研究，將人字果屬分為3 個(gè)組（人字果組Sect.Dichocarpum、縱肋人字果組Sect.Fargesia和日本人字果組Sect.Hutchinsonia）、4個(gè)亞組和2個(gè)系，包括19個(gè)種，其中10 個(gè)種分布在中國(guó)地區(qū)，屬于人字果組和縱肋人字果組。本課題組基于DNA 條形碼ITS2 構(gòu)建人字果屬植物的系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果表明，人字果屬與擬扁果草屬和扁果草屬親緣關(guān)系較近，人字果屬下的人字果組和縱肋人字果組親緣關(guān)系較遠(yuǎn)[17]。

近年來，人字果屬有3 個(gè)新種被正式發(fā)表。2015 年，王文采等[18]發(fā)表了產(chǎn)于中國(guó)云南省的新種裂瓣人字果D.lobatipetalumW.T.Wang &Bing Liu。但Xie等[19]對(duì)麻栗坡人字果、裂瓣人字果和粉背葉人字果的模式標(biāo)本進(jìn)行了比較，認(rèn)為這3 個(gè)種屬于同一個(gè)種，都來自滇東南（相鄰的麻栗坡縣和西疇縣），具有共同的特征，即有相對(duì)較大且背面有白霜的小葉。2016 年，Jiang 等[20]發(fā)表了產(chǎn)于貴州省的務(wù)川人字果D.wuchuanenseS.Z.He。2020年，Nguyen等[21]發(fā)表了位于越南北部的河江（Ha Giang）省的1個(gè)新種：河江人字果D.hagiangenseV.T.Pham,sp.Nov。這些新發(fā)表的種在人字果屬內(nèi)的系統(tǒng)發(fā)育位置還未有定論。

2 化學(xué)成分

目前從人字果屬植物中僅分離得到16 個(gè)化合物。吳敏[22]從開陽(yáng)人字果D.kaiyangenseS.Z.He &Y.C.Li,sp.nov.中分離到了二十九烷十醇[（10S）-nonacosan-10-ol]、開陽(yáng)人字果素A（kaiyangense A）、胡蘿卜苷（daucosterol）、caleoside D 和安徽銀蓮花苷（anhuienoside B）。本課題組從耳狀人字果D.auriculatum(Franchet)W.T.Wang&P.K.Hsiao 中分離到了11個(gè)化合物，包括4個(gè)芐基異喹啉生物堿：小檗堿（berberine）、木蘭花堿（magnoflorine）、千金藤坡寧（steponine）和藥根堿（jatrorrhizine）；2 個(gè)氰苷：蝙蝠葛苷元（coclauril）和蝙蝠葛氰苷（menisdaurin）；2 個(gè)內(nèi)酯：蝙蝠葛內(nèi)酯（menisdau rilide）和耬斗菜內(nèi)酯（aquilegiolide）；2 個(gè)倍半萜苷：（6R，9S）-3-酮基-α-紫羅蘭醇-β-D-吡喃葡萄糖苷[（6R，9S）-3-oxo-α-ionol-β-D-glucopyranoside]和布盧竹柏醇C-葡萄糖苷（blumenol C-glucoside）及十六烷酸（palmitic acid）[23]。

本課題組采用超高效液相色譜串聯(lián)四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜法（UPLC-Q-TOF-MS）對(duì)采集到的10 種人字果組（Sect.Dichocarpum）植物及4種外類群植物的代謝產(chǎn)物進(jìn)行了分析比較，結(jié)果顯示，人字果屬植物與擬扁果草（擬扁果草屬）、耬斗菜（耬斗菜屬）、尖葉唐松草（唐松草屬）和黃連（黃連屬）這4 種外類群植物的代謝物輪廓差異顯著。對(duì)這10 種人字果屬植物的化學(xué)成分進(jìn)行了在線鑒定，共鑒定出128 個(gè)代謝物，包括生物堿、黃酮、酚酸、三萜皂苷、內(nèi)酯、氰苷類化合物等，并根據(jù)代謝產(chǎn)物二級(jí)質(zhì)譜（MS/MS）譜圖之間的相似性，構(gòu)建了人字果屬植物化學(xué)成分的分子網(wǎng)絡(luò)，從中揭示了3 個(gè)化合物家族：異喹啉生物堿、以山柰酚為骨架的黃酮醇苷及三萜皂苷。進(jìn)一步基于化學(xué)成分信息進(jìn)行了主成分和聚類分析，結(jié)果顯示，所有樣品能夠明顯地分為3 個(gè)組；木蘭花堿為該屬植物普遍含有的特征性成分；黃酮類化合物，特別是黃酮和黃酮醇苷，普遍分布在人字果組的每個(gè)種中；耳狀人字果中含有較多異喹啉生物堿（阿樸菲型和原小檗堿型）；裂瓣人字果中鑒定出了較多的雙芐基異喹啉生物堿；三萜皂苷類化合物主要分布于開陽(yáng)人字果和縱肋人字果中[17]。

3 傳統(tǒng)藥用和現(xiàn)代藥理作用

通過查閱本草圖書資料、國(guó)內(nèi)植物標(biāo)本館數(shù)據(jù)庫(kù)及已發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)人字果屬植物的傳統(tǒng)藥物學(xué)進(jìn)行了總結(jié)。人字果屬植物藥用種的分布地區(qū)、異名（俗名）、藥用部位、民間傳統(tǒng)療效見表1。

表1 人字果屬藥用植物分布與傳統(tǒng)功效

本課題組采用Ellman 法對(duì)9 種人字果屬植物樣品的水提物和甲醇提取物進(jìn)行了乙酰膽堿酯酶（AchE）抑制活性篩選[25]，結(jié)果表明，不同種的提取物對(duì)AchE普遍具有抑制作用，其中耳狀人字果的抑制作用最強(qiáng)，具有抑制活性的次生代謝物主要集中于根部。進(jìn)一步對(duì)分離得到的小檗堿、木蘭花堿、藥根堿、千金藤坡寧、蝙蝠葛氰苷和其他7個(gè)在近緣屬中分布的異喹啉生物堿進(jìn)行了AchE 抑制活性篩選，結(jié)果顯示，小檗堿、藥根堿、千金藤坡寧、非洲防己堿、黃柏堿、蝙蝠葛堿、巴馬汀都具有較好的AchE抑制活性，非洲防己堿［半數(shù)抑制濃度（IC50）=0.24 μmol·L-1］和巴馬?。↖C50=0.34 μmol·L-1）的效果優(yōu)于陽(yáng)性藥他克林（IC50=0.45 μmol·L-1）。結(jié)合超高效液相色譜-質(zhì)譜法（UPLC-MS）對(duì)這些化合物在人字果屬植物中的分布及含量進(jìn)行了測(cè)定[25]，發(fā)現(xiàn)了活性化合物在耳狀人字果中均有分布，在根中的含量要高于莖葉。另外，還對(duì)10 種人字果屬植物的提取物進(jìn)行了大麻素受體1（CB1）和CB2 的活性篩選，結(jié)果表明，人字果屬樣品對(duì)大麻素受體具有一定的激動(dòng)作用，對(duì)CB2 的激動(dòng)活性明顯高于CB1，但大部分樣品的激動(dòng)活性較弱。在所有的種中，三小葉人字果對(duì)CB2 的激動(dòng)活性最強(qiáng)，這可能與其益智補(bǔ)神的傳統(tǒng)功效相關(guān)。

4 人字果屬藥用植物親緣學(xué)初探

從親緣關(guān)系上來看，人字果屬隸屬于唐松草亞科。在形態(tài)上，人字果屬與扁果草屬較為相似，分子系統(tǒng)發(fā)育則證實(shí)，人字果屬與扁果草屬和擬扁果草屬具有較近的親緣關(guān)系。在化學(xué)成分上，人字果屬和扁果草屬都含有芐基異喹啉生物堿和黃酮（醇）苷，具有一定的相似性[26]。不同的是，扁果草屬中富含雙芐基異喹啉生物堿，而人字果屬中以阿樸菲型和原小檗堿型生物堿為主，人字果屬中還含有氰類化合物和豐富的三萜皂苷類化合物，這2 類化合物目前還未從扁果草屬中分離得到。在人字果組中，三萜皂苷是縱肋人字果系和人字果系的差異化合物，且主要分布在縱肋人字果系的縱肋人字果中。在形態(tài)學(xué)特征的比較中，F(xiàn)u[9]認(rèn)為，縱肋人字果具有2年生的習(xí)性和特化的種子（紡錘形，且具縱肋突起），是演化水平較高的種，進(jìn)化程度較高的三萜皂苷的出現(xiàn)為分析縱肋人字果的演化水平和屬內(nèi)分類地位提供了化學(xué)依據(jù)。

從傳統(tǒng)功效上來看，人字果屬植物具有清熱解毒、消腫、健脾益胃、明目、驅(qū)風(fēng)等作用，清熱解毒的功效可能與其普遍含有芐基異喹啉生物堿有關(guān)。耳狀人字果的全草和根莖可被用于治療母豬瘋（癲癇），三小葉人字果的全草具有益智補(bǔ)神的功效，這2 種植物可能具有神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)方面的藥理活性。本課題組發(fā)現(xiàn)人字果屬中的原小檗堿型芐基異喹啉化合物具有作為AchE抑制劑的潛力，在一定程度上證實(shí)了耳狀人字果具有神經(jīng)保護(hù)作用的傳統(tǒng)功效，這說明了藥用植物的傳統(tǒng)應(yīng)用在尋找先導(dǎo)化合物和藥用資源開發(fā)方面的價(jià)值。該屬植物清熱解毒、消腫的功效可能與抗菌、抗病毒的藥理活性有關(guān)。在縱肋人字果中發(fā)現(xiàn)了豐富的三萜皂苷類化合物，有望通過對(duì)此類化學(xué)成分的深入挖掘（活性篩選和化合物定向分離），從中開發(fā)活性先導(dǎo)化合物。

人字果屬內(nèi)的裂瓣人字果、麻栗坡人字果和粉背葉人字果等種尚存在爭(zhēng)議，可通過分子生物學(xué)技術(shù)或化學(xué)分類學(xué)方法深入研究它們之間的屬內(nèi)系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。目前，僅從人字果屬植物中分離獲得16個(gè)化合物，雖然采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)方法鑒定了120多個(gè)化合物，包括芐基異喹啉生物堿、黃酮、三萜皂苷、內(nèi)酯等，但臺(tái)灣人字果、鐵線蕨葉人字果和粉背葉人字果等植物尚沒有化學(xué)成分研究，該屬植物的化學(xué)成分仍需要進(jìn)一步深入研究。人字果屬中有7 個(gè)種具有傳統(tǒng)藥用記載，但大部分未得到現(xiàn)代藥理活性研究證實(shí)。另外，人字果屬植物的許多種在我國(guó)僅分布于秦嶺以南的西南地區(qū)，生長(zhǎng)環(huán)境特殊，樣品采集困難，資源相對(duì)匱乏，應(yīng)當(dāng)對(duì)該屬植物的資源保護(hù)給予更多關(guān)注。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

我國(guó)藥用植物資源豐富，近幾十年來科研人員在資源調(diào)查、整理和科學(xué)研究中取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，為中醫(yī)藥傳承和創(chuàng)新發(fā)展提供了有力地支撐，并進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)藥用資源仍有深入挖掘的空間。人字果屬植物為東亞地區(qū)特有，主要分布于我國(guó)的毛茛科草本植物，具有多種傳統(tǒng)藥用記載。然而其藥用價(jià)值長(zhǎng)期沒有引起重視和深入研究。目前，對(duì)該屬的研究主要集中于分類學(xué)和系統(tǒng)位置關(guān)系方面，但對(duì)化學(xué)成分和藥理活性的初步研究已顯示出該屬植物化學(xué)成分的豐富多樣性和活性潛力。

藥用植物親緣學(xué)是研究植物親緣關(guān)系、化學(xué)成分和功效活性（包括藥理活性）等間相關(guān)性的交叉學(xué)科，在多種藥用植物類群的整理和深入研究中發(fā)揮了重要作用。本文在對(duì)人字果屬植物相關(guān)研究整理總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)該屬的藥用親緣關(guān)系進(jìn)行了初步探討，有助于更好地對(duì)該屬植物的全面認(rèn)識(shí)和藥用價(jià)值挖掘，為該屬植物的深入研究和開發(fā)利用提供了參考。