高麗娜，周長征，劉青芝，萬新煥

(山東中醫(yī)藥大學 藥學院，山東 濟南 250335)

遠志(P.tenuifolia)為遠志科植物遠志(Polygala tenuifolia Willd.)或卵葉遠志(Polygala sibirica L.)的干燥根，可與多種藥物進行配伍，是臨床益智藥處方中使用頻率排前3位的單味中草藥?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》中記載，遠志具有安神、化痰消腫和益智之功效，臨床常用于心腎不交引起的失眠多夢、咳痰不爽、瘡瘍腫毒和乳房脹痛[1]。現(xiàn)代臨床實驗發(fā)現(xiàn)，遠志具有抗炎、抗抑郁、抗氧化和抗衰老等作用。遠志已分離鑒定出包括三萜皂苷類、酮類和寡糖酯類等多種化學成分。

遠志皂苷(senegin)為中藥遠志中的三萜皂苷類成分，是其發(fā)揮藥效的主要成分之一。目前已在遠志屬植物種中發(fā)現(xiàn)近百種遠志皂苷，但大多數(shù)性質(zhì)不穩(wěn)定，遇酸易分解。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，遠志皂苷的含量隨遠志的生長周期而變化，蕾期>盛花期>果期>果后營養(yǎng)期，并且地下部分的含量高于莖葉部分?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，遠志皂苷具有抗氧化、抗衰老、抗癌、保護心腦血管及神經(jīng)等作用，尤其在治療阿爾茨海默病方面取得了預期效果，但對其抗癌和保護心腦血管等作用機制的研究較少，本文對遠志皂苷的化學成分及藥理作用進行綜述，以供研究人員參考。

1 遠志皂苷的化學成分

遠志皂苷是遠志中存在的皂苷類成分，其母核多為齊墩果酸型的五環(huán)三萜，其上連接葡萄糖、鼠李糖、芹糖、木糖和半乳糖等多種糖類[2]。遠志皂苷不穩(wěn)定，遇酸易分解為遠志皂苷元、遠志酸、細葉遠志皂苷和遠志山酮Ⅲ等。關于遠志皂苷類成分的研究始于1837年，美國人Quevene從美遠志中提取出遠志皂苷類化合物。此后經(jīng)過研究者的多年努力，直到1981年，日本學者SAKUMA[3-4]從遠志中分離出多種皂苷類成分，命名為OnjisaponinsA、B、C、D、E、F、G，并鑒定了A、B、E、F、G的結(jié)構。呂剛[5]利用大孔樹脂、ODS、硅膠和Sephadex LH-20等多種分離手段，分離出兩種新的遠志皂苷類化合物，3-O-β-D-glucopyranosyl-2β,27-dihydroxy-23-carboxyl-oleanolic acid-28-O-β-D-glucopyranosyl-(1→3)β-D- xyopyranosyl (1→4) [β-D-apyranosyl(1→3)-a-L-rhamnosy(1→2)[a-L-rhamnosy(1→3)]-(4-O-p-methoxy cinnamoyl)-β-D-pyranosyl ester(化合物1)及3-O-β-D-glucopyranosyl-2β,27-dihydroxy-23-carboxyl-oleanolic acid-28-O-a-L-glucopyranosyl(1→4)- [β-D-apyranosyl(1→3)]-β-D-rhamnosyl(1→2)- a-L-pyranosyl ester(化合物2)。其母核結(jié)構及遠志皂苷化合物見圖1和表1。

表1 遠志皂苷類化合物Table 1 Polygala Saponins from Polygalae Radix

圖1 遠志皂苷類化合物的結(jié)構母核Fig.1 Structural Mother Nucleus of Polygala Saponins

2 遠志皂苷的藥理作用

遠志在《神農(nóng)本草經(jīng)》中屬上品，含有寡糖酯和生物堿等多種化學成分。遠志皂苷作為遠志的重要藥效成分之一，已被多個文獻證實其具有增強免疫系統(tǒng)，保護損傷視神經(jīng)和視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)，緩解抗腫瘤藥物的毒副作用，保護心肌細胞缺血再灌注的損傷以及治療阿爾茨海默病等多種藥理作用。

2.1 治療AD作用

AD又稱老年癡呆癥，它已成為老年病中的一種常見病，嚴重影響了老年人及其家人的正常生活，其發(fā)病機制尚不完全清楚，但其發(fā)病率卻呈上升趨勢。AD的發(fā)病癥狀主要包括記憶力下降、健忘、精神紊亂、人格障礙及行為不受控制等。目前AD的治療研究主要集中在腦神經(jīng)細胞間的相互作用、神經(jīng)細胞損傷、基因突變和炎癥等?，F(xiàn)代藥理研究顯示，遠志的多種有效藥物成分在神經(jīng)保護及治療中具有顯著作用，尤其是遠志皂苷類成分，是其發(fā)揮抗氧化、抗衰老和益智作用的主要有效成分。因此，研究者對遠志皂苷治療AD的多種機理進行了深入研究，如抑制β淀粉樣蛋白(Aβ)毒性的作用、降低Tau蛋白磷酸化水平、調(diào)節(jié)膽堿能系統(tǒng)、提高免疫系統(tǒng)及抗氧化作用等，并取得了顯著成果。

正常的Tau蛋白含有少量磷酸基，促使其與微管蛋白正確結(jié)合形成微管，維持腦中軸突的正常運轉(zhuǎn)。而在AD患者的腦中，由于Tau蛋白磷酸基數(shù)目增多，生成的微管不穩(wěn)定甚至發(fā)生解聚現(xiàn)象，無法維持微管系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，使得微管神經(jīng)元結(jié)構被破環(huán)，軸突轉(zhuǎn)運系統(tǒng)受損，突觸神經(jīng)元損傷，進而形成AD。因此研究者們可以通過Tau 蛋白磷酸基增加引起過度磷酸化的原理來闡述AD 的發(fā)病機制。陳玉靜等[15]研究發(fā)現(xiàn)O位N-乙酰葡萄糖胺(O-GlcNAc)糖基化修飾會導致Tau 蛋白的異常過度磷酸化。其利用PC12細胞模型進行實驗發(fā)現(xiàn),遠志皂苷可以通過提高O-GlcNAc的糖基化水平，減少Tau 蛋白磷酸化位點，從而達到降低Tau蛋白磷酸化水平的目的。另有研究發(fā)現(xiàn)AD患者腦中的Tau蛋白Ser396位點易發(fā)生磷酸化，石菖蒲遠志藥能夠較好地抑制其磷酸化水平，且水提物比揮發(fā)油作用的效果好[16]。另有研究顯示，遠志皂苷可以降低β淀粉樣蛋白(Aβ)與載脂蛋白E(apoE4)注射所致的Tau 蛋白的過度磷酸化，并產(chǎn)生劑量依賴性[17]。

Aβ是AD老年斑的主要成分，其在腦細胞內(nèi)、外的異常聚集，是導致神經(jīng)元死亡和變性的重要原因，也是老年人產(chǎn)生AD的重要原因[18]。有研究證明，Aβ的異常沉積能夠誘導神經(jīng)炎變性，導致神經(jīng)網(wǎng)絡的破壞和記憶缺陷。遠志皂苷能夠拮抗Aβ毒性，保護神經(jīng)元，阻止Aβ誘導的生長錐塌陷，增強老年人的認知功能[19]。其作用機制為遠志皂苷能夠正確調(diào)節(jié)晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE受體)和低密度脂蛋白受體相關蛋白1(LRP1蛋白)的表達，改善它們之間的平衡，提高Aβ的代謝速度，減少細胞氧化的應激反應，降低脂質(zhì)過氧化的形成，減少Aβ毒性，保護神經(jīng)元，抑制細胞凋亡[20]。

乙酰膽堿(Ach)是與學習記憶關聯(lián)十分密切的一種重要的中樞神經(jīng)遞質(zhì)。李卉等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在用三氯化鋁(AlCl3)和D-半乳糖建立的AD模型中，對比模型組(有AD癥狀組)，治療組(給予人參皂苷和遠志皂苷1∶2配伍)大鼠的運動時間、距離及次數(shù)均顯著增加；在被動回避反應實驗中，治療組大鼠的各實驗錯誤次數(shù)顯著降低。這2個實驗表明，人參皂苷和遠志皂苷配伍不僅能夠使AD大鼠恢復空間認知能力，還可以增加AD大鼠的記憶力，延長記憶時間，提高其被動回避的能力。之后對大鼠大腦勻漿和血清檢測發(fā)現(xiàn)，與模型組相比，治療組大鼠組織中多種氧化酶的活性均顯著提高，丙二醛(MDA)的含量和乙酰膽堿酯酶(AchE)的活性則明顯降低，且后者的活性接近空白組。因此表明，人參皂苷和遠志皂苷配伍能夠較好地治療AD大鼠，提高其認知和記憶能力，這與其降低抗氧化水平和抑制Ach水解有關。

AD已經(jīng)嚴重影響老年人的晚年生活，遠志皂苷在治療AD的作用上已經(jīng)取得了顯著效果，其作用機制除上述機制外，還可以通過保護線粒體超微結(jié)構，保護神經(jīng)元細胞等作用改善AD患者的認知情況[22-23]。

2.2 對心腦血管的作用

神經(jīng)細胞缺血/復氧損傷(H/R)與多種腦血管疾病的發(fā)生有密切關系。其作用機制尚不明確，目前，研究主要集中在抑制凋亡蛋白的表達及控制氧自由基的爆發(fā)上。劉威等[24]通過實驗證明，遠志皂苷能夠降低神經(jīng)細胞H/R損傷，起到神經(jīng)保護作用，且細胞的存活率隨遠志皂苷的濃度和作用時間的增加而提高，48 h的作用效果最佳。其作用機制為，遠志皂苷可以減少細胞乳酸脫氫酶(LDH)的外漏和脂質(zhì)過氧化物(MDA)的生成，降低因為氧化作用而產(chǎn)生的細胞膜損傷，增強超氧化物歧化酶(SOD)的活性，提高線粒體膜的強度，增強膜的穩(wěn)定性。另外對Caspase 家族基因的表達進行調(diào)節(jié)，提高B細胞淋巴瘤因子-2(Bcl-2)水平，降低細胞凋亡調(diào)控因子(Bax)數(shù)量，提高兩者比值，從而起到抑制神經(jīng)細胞損傷，減少H/R引導的神經(jīng)細胞凋亡的作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，遠志皂苷能夠降低Fe2+水平，提高兔抗谷胱甘肽過氧化物酶4(GPX4)的表達能力和細胞抗氧化能力來抑制H/R損傷中的鐵死亡，進而保護神經(jīng)細胞[25]。心肌缺血是最常見的導致心血管疾病的因素之一，急性嚴重的心肌缺血會導致急性心肌梗死(AMI)，但突然恢復缺血心肌的供血會對心血管造成更大的損傷。研究發(fā)現(xiàn)，遠志皂苷能夠抑制高遷移率族蛋白B1(HMGB1)的釋放，降低血清腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-6(IL-6)和誘導型一氧化氮合酶(iNOS)等炎癥因子的水平，減少心肌細胞的炎癥反應來改善這種再灌注損傷[26]。另有研究發(fā)現(xiàn)，遠志皂苷還可以通過改善內(nèi)質(zhì)網(wǎng)損傷引起細胞凋亡的途徑，減少心肌缺血再灌注造成的損傷[27]，并提高外周血內(nèi)皮祖細胞(EPCs)的移植率來修復心臟損傷，從而表現(xiàn)出顯著的輔助支持作用[28]。

2.3 抗腫瘤作用

化療作為癌癥重要的治療手段，會使患者出現(xiàn)不同程度的認知功能障礙，稱為“化療腦”。遠志皂苷已被證實具有抗炎和保護神經(jīng)細胞的作用。皮婷等[29]實驗發(fā)現(xiàn)，小濃度(1.5、2、2.5、3、3.5 μmol /L)的遠志皂苷具有抗炎作用，且2 μmol/L濃度時抗炎作用最強；高濃度(5、25、50、100 μmol /L)的遠志皂苷沒有抗炎作用，反而有促炎作用，且呈劑量依賴性。在低、中、高濃度(2、2.5、3 μmol /L)組中發(fā)現(xiàn)，遠志皂苷能夠顯著降低脂多糖(LPS)誘導的小膠質(zhì)細胞(BV2)環(huán)氧化酶-2(COX-2)mRNA和COX-2蛋白的表達，保護人神經(jīng)母細胞瘤細胞(SH-SY5Y)，降低SH-SY5Y 細胞的一氧化氮(NO)釋放量。該實驗表明，遠志皂苷能夠營養(yǎng)神經(jīng)，減少神經(jīng)炎癥的發(fā)生，保護神經(jīng)元，改善“化療腦”。另外，遠志皂苷還能夠抑制腫瘤細胞的增殖，與對照組相比，實驗組顯著提高了A549細胞的凋亡率，抑制癌癥細胞的增殖，且呈劑量濃度依賴性。其作用機制為，遠志皂苷能夠提高半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9(Caspase-9)的活性，增加TNF-α 和Caspase-3 mRNA的表達，降低Bcl-2 和生存素(Survinin)mRNA的水平，表明遠志皂苷可以通過調(diào)節(jié)Caspase相關酶的活性，促進肺癌細胞的凋亡，從而起到治療癌癥的作用[30]。

2.4 神經(jīng)保護作用

近年來腦出血患病的年齡呈不斷下降趨勢，海馬神經(jīng)元的保護對于治療腦出血有十分重要的意義。研究發(fā)現(xiàn)，遠志皂苷能夠抑制Bax蛋白的生成，提高Bcl-2蛋白、轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)，蛋白以及血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的表達水平，從而減少Tunel陽性細胞凋亡，保護神經(jīng)元，治療腦出血[31]。陳玉靜等[32]研究發(fā)現(xiàn)，遠志皂苷能夠促進大鼠海馬神經(jīng)干細胞(NSCs)的增殖分化，保護神經(jīng)元，治療認知功能障礙。

2.5 其他

足細胞是導致糖尿病腎病(DN)發(fā)病的關鍵，實驗表明，遠志皂苷能夠抑制足細胞凋亡，保護神經(jīng)元。高虹等[33]通過western印跡和雙熒光素酶的方法來評價遠志皂苷對細胞凋亡率和作用機制的影響。研究結(jié)果顯示，遠志皂苷能夠調(diào)控影響細胞周期的蛋白和基因的表達水平，減少細胞凋亡，減輕小鼠腎足細胞MPC5的損傷。遠志皂苷可以用于治療多種由藥物或疾病引起的認知功能障礙。袁惠莉等[34]在利用細菌脂多糖(LPS)誘導的帕金森(PD)模型中發(fā)現(xiàn)，遠志皂苷能夠降低 TNF-α和IL-1β的含量，提高多巴胺(DA)數(shù)量，改善PD大鼠的運動水平。另外，遠志皂苷與蓮心堿配伍能夠修復因使用七氟烷而產(chǎn)生的認知功能障礙，遠志皂苷單獨使用可以治療丙泊酚引起的術后神經(jīng)不良反應，其作用機制均與遠志皂苷能夠調(diào)節(jié)凋亡蛋白水平、減少細胞凋亡、降低氧化損傷和保護神經(jīng)細胞有關[35-36]。遠志皂苷對大鼠全脾切除手術引起的認知障礙也有一定作用，還能改善果蠅的運動神經(jīng)功能，延長果蠅的生命時間等[37-38]。

3 結(jié)束語

遠志皂苷作為中藥遠志的主要有效成分，具有多種藥理活性，其臨床應用十分廣泛，如抗AD作用、治療心腦血管作用和抗癌作用等，尤其在抗AD方面，其藥理作用的機制研究已經(jīng)較為成熟，且取得了預期成果，因此，遠志皂苷具有重要的藥用研究價值。但從整體研究成果來看，遠志皂苷在其他方面的藥理作用研究才剛剛起步，需要研究者更加深入地挖掘。隨著研究技術的發(fā)展，可以借助分子生物學、網(wǎng)絡藥理學等新手段，以期開發(fā)出遠志皂苷新的藥理作用。