管詠梅，蔣 成，臧振中，吳文婷，朱衛(wèi)豐，金 晨，吳 璇，陳麗華

（江西中醫(yī)藥大學(xué)現(xiàn)代中藥制劑教育部重點實驗室，江西 南昌 330004）

川芎中揮發(fā)油含量豐富，包含苯酞類、烯萜類、醇類、脂肪酸類等，藥理研究發(fā)現(xiàn)川芎揮發(fā)油具有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、抗炎、抗氧化、抗腫瘤等作用，同時還是一種常見的優(yōu)良中藥揮發(fā)油促滲劑，其藥用價值和臨床研究價值極高［4-7］。

近年來，雖然有不少學(xué)者對川芎揮發(fā)油的藥理作用［8-13］和化學(xué)成分［14-20］進行研究和綜述，但時間較為久遠，缺乏最新的川芎揮發(fā)油成分和藥理研究數(shù)據(jù)，因此，本文以近10 年研究為主，對川芎揮發(fā)油的化學(xué)成分、藥理作用、臨床研究進行梳理，以期為川芎和川芎揮發(fā)油的進一步研究和開發(fā)提供參考。

1 化學(xué)成分

川芎揮發(fā)油化學(xué)成分復(fù)雜，不同的產(chǎn)地、部位、以及提取方法均會引起川芎揮發(fā)油化學(xué)成分發(fā)生變化［21-22］，通過整理相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)，川芎揮發(fā)油中的化學(xué)成分主要包括Z-藁本內(nèi)酯、丁基苯酞、α 蒎烯、α 水芹烯、β 月桂烯、松油烯等，具體見表1、圖1。

表1 川芎揮發(fā)油的主要化學(xué)成分

2 不同條件下川芎揮發(fā)油化學(xué)成分比較

2.1 產(chǎn)地 《神農(nóng)本草經(jīng)》 記載，川芎生山谷，產(chǎn)地及氣候條件與川芎揮發(fā)油化學(xué)成分和含量密切相關(guān)。目前，川芎仍以栽培為主，暫未發(fā)現(xiàn)野生品，其中以四川地區(qū)產(chǎn)量和質(zhì)量最佳，是著名的川產(chǎn)道地藥材。陳玲等［23］使用傳統(tǒng)方法對四川3 個產(chǎn)地的川芎進行加工，得到的揮發(fā)油含量和種類存在顯著差異，推測其可能與土壤、大氣等環(huán)境因素有關(guān)。劉華等［24］采用GC-MS 法對10 個產(chǎn)區(qū)的川芎揮發(fā)油進行分析，結(jié)果共鑒定得到43 個化合物，通過對比發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的川芎揮發(fā)油主要成分大致相同，但含量存在差異，主要的化學(xué)成分集中在苯酞類、烯萜類、醇類化合物，其中，10 個產(chǎn)區(qū)藁本內(nèi)酯的含量在35% ～53% 之間，四川等地川芎揮發(fā)油成分種類相對豐富，藁本內(nèi)酯含量穩(wěn)定，而廣西、陜西等地揮發(fā)油成分種類和含量略低。王虎等［25］對不同產(chǎn)地的川芎有效成分進行比較時發(fā)現(xiàn)，四川道地產(chǎn)區(qū)彭州和都江堰川芎中藁本內(nèi)酯含量高于甘肅、云南、江蘇等地，藁本內(nèi)酯作為川芎揮發(fā)油的主要成分，可以通過其含量來反映出川芎藥材和川芎揮發(fā)油的質(zhì)量。

2.2 部位 根莖作為川芎的主要入藥部位，是川芎揮發(fā)油含量的主要來源，目前對于川芎揮發(fā)油的研究也主要集中在根莖部位，對地上部分的揮發(fā)油成分和種類研究較少。張麗娜等［16］采用GC-MS 法對新鮮和干燥的川芎根、莖、葉、花揮發(fā)油進行研究發(fā)現(xiàn)，各部位揮發(fā)油含量和化學(xué)成分的種類存在明顯差別，根莖中化學(xué)成分種類明顯多于葉和花，其中苯酞類成分主要集中在川芎的根莖中，而烯萜類成分主要集中在葉和花中。在對新鮮和干燥品揮發(fā)油進行比較時發(fā)現(xiàn)，干燥前后對揮發(fā)油的種類總體影響不大，但干燥后川芎揮發(fā)油中的苯酞類成分含量有所增加，這或許可以為川芎飲片炮制入藥提供依據(jù)。劉娟汝等［26］對川芎中須根、根莖、地上部分進行分析研究發(fā)現(xiàn)，不同部位的揮發(fā)油含量和種類差異顯著，其中川芎須根中苯酞類成分含量在根莖和地上部分中最高，藁本內(nèi)酯含量更是高達67%，但烯萜類成分還是主要集中在地上部分，這與前期文獻調(diào)研結(jié)果一致，同時，不同的加工處理方法也會對川芎中揮發(fā)油的種類和含量有較大影響，不同的干燥方式能直接影響揮發(fā)油的含量，過度的干燥會使藁本內(nèi)酯的含量顯著下降，也會使部分成分發(fā)生異構(gòu)化和成分流失［27］。這提示川芎不同部位的揮發(fā)油也具有潛在的開發(fā)利用價值。

2.3 提取方法 中藥揮發(fā)油常采用水蒸氣蒸餾法、壓榨法、有機溶劑提取法等提取工藝獲得，不同的提取方法對中藥揮發(fā)油的成分和含量影響較大［28］。閆璽鎂等［29］研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾法相比，氯化鈉鹽析輔助水蒸氣蒸餾法可以提高川芎揮發(fā)油的出油率和增加揮發(fā)油中丁烯基苯酞和藁本內(nèi)酯的含量，且不會對揮發(fā)油化學(xué)成分產(chǎn)生影響，而選擇磷酸二氫鈉作為輔助提取則會降低出油率和影響主要成分的含量。鄧鵬等［30］通過GC-MS 技術(shù)對超臨界CO2萃取和水蒸氣蒸餾法提取的揮發(fā)油分析發(fā)現(xiàn)，超臨界CO2萃取法對苯酞類成分提取率相對較高，約占97%，而水蒸氣蒸餾法則可以保留川芎揮發(fā)油中揮發(fā)性較強的單帖和倍半萜類成分。韋小翠等［20］等發(fā)現(xiàn)，與水蒸氣蒸餾法相比，酶解輔助提取和鹽析輔助提取可以提高川芎揮發(fā)油的得油率，且不會對揮發(fā)油的組分產(chǎn)生較大影響，通過GC-MS 分析共鑒定得到56 個化合物，其中藁本內(nèi)酯含量約為35%。胡春蘭等［31］通過對比蒸餾-萃取耦合法和水蒸氣蒸餾法提取出的川芎揮發(fā)油發(fā)現(xiàn)，2 種提取方法的揮發(fā)油指紋圖譜相似度高達98%，但蒸餾-萃取耦合法可以大大提高藁本內(nèi)酯的含量。張麗娟等［32］對亞臨界CO2萃取法和水蒸氣蒸餾法提取揮發(fā)油比較發(fā)現(xiàn)，亞臨界CO2萃取法的提油率是水蒸氣蒸餾法的10 倍以上，且時間更短，2種方法得到的揮發(fā)油化學(xué)成分大致相同，但亞臨界CO2萃取法得到的藁本內(nèi)酯總量更多。綜上所述，采用不同提取方法得到的川芎揮發(fā)油在提油率、成分種類、主要化學(xué)成分含量上有差異，這也提示，在后續(xù)的川芎揮發(fā)油研究中可能需要考慮不同提取方法揮發(fā)油的藥理作用和臨床作用。

3 藥理作用

作為川芎主要藥效成分，在對多種氧化損傷、神經(jīng)損傷和炎癥模型中，川芎揮發(fā)油可以通過調(diào)節(jié)細胞內(nèi)外多條相關(guān)通路和多靶點作用來發(fā)揮抗氧化、抗炎、神經(jīng)保護、血管穩(wěn)態(tài)等作用。

3.1 抗氧化 現(xiàn)代研究表明，川芎揮發(fā)油中的苯酞類、烯萜類具有很強的抗氧化活性。如藁本內(nèi)酯、4-萜烯醇等主要通過增加體內(nèi)的超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶 （GSH-Px） 活性來產(chǎn)生抗氧化作用。徐一石［33］研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中加入適量的川芎揮發(fā)油可以提升奶牛泌奶量和品質(zhì)，同時奶牛血清GSH-Px 活性升高，奶牛乳房炎的關(guān)鍵指標(biāo)免疫球蛋白A （IgA）、免疫球蛋白G（IgG） 表達降低。同時在體外實驗中，一定濃度范圍內(nèi)川芎揮發(fā)油對DPPH、ABTS 自由基的清除能力呈濃度依賴性，且與維生素C、蘆丁等對照品相比，在川芎揮發(fā)油對2種自由基均展現(xiàn)出很好的清除能力［6，34-35］。楊玉霞［36］在對過氧化氫致SH-SY5Y 細胞損傷的保護和修復(fù)作用研究中也發(fā)現(xiàn)，川芎揮發(fā)油在一定范圍內(nèi)對氧化損傷的SH-SY5Y 細胞有修復(fù)作用，其作用機制可能與清除ROS，減輕DNA 氧化損傷，抑制細胞凋亡等有關(guān)。孫晨［37］在對川芎治療大鼠心機性缺血模型的研究中發(fā)現(xiàn)，川芎揮發(fā)油通過降低丙二醛（MDA） 水平和升高SOD 活性來發(fā)揮抗氧化作用。

3.2 神經(jīng)保護 川芎揮發(fā)油中含有多種芳香性物質(zhì)，具有提神醒腦、開竅清新的作用，多項研究表明，川芎揮發(fā)油具有神經(jīng)保護作用，尤其是對缺氧性損傷和氧化損傷。川芎揮發(fā)油可以改善對脂多糖誘導(dǎo)的血管性認知障礙小鼠的認知能力，同時降低小鼠腦內(nèi)的單胺氧化酶（MAO）、乙酰膽堿酯酶（AchE） 活性，從而提高神經(jīng)保護作用。周雪等［38］研究發(fā)現(xiàn)，川芎揮發(fā)油能夠抑制LPS 誘導(dǎo)的BV2 細胞的激活以及減少TNF-α、NO 釋放，其作用機制可能與川芎揮發(fā)油抑制腦內(nèi)炎癥反應(yīng)和減輕對神經(jīng)元細胞的損傷有關(guān)。在對氯化鈷引起的PC12 神經(jīng)細胞損傷保護作用研究中，王月等［39］發(fā)現(xiàn)，川芎揮發(fā)油能降低損傷細胞LDH 水平，維持細胞膜完整和穩(wěn)定細胞內(nèi)環(huán)境。同時也有研究發(fā)現(xiàn)，黃芪與川芎有效組分配伍可以通過增強SOD、GSH-Px 活性，降低NO 水平和LDH、caspase-3 活性來發(fā)揮對缺氧缺糖所致海馬神經(jīng)元損傷的保護作用［40］。劉露絲等［41］對急性化學(xué)性腦損傷保護作用研究發(fā)現(xiàn)，川芎和當(dāng)歸揮發(fā)油可以改善小鼠能量代謝和中樞膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)的功能，保護缺氧組織和維持小鼠正常的能量活動。作為川芎揮發(fā)油的主要成分，藁本內(nèi)酯可以通過緩解神經(jīng)元氧化應(yīng)激損傷，調(diào)節(jié)SIRT1/IRE1α/XBP1s/CHOP 途徑來改善因慢性腦灌注不足引起的大腦皮層、海馬體和白質(zhì)的進行性損傷［42］。同時，藁本內(nèi)酯也可以通過調(diào)節(jié)淀粉樣蛋白前體蛋白（APP） 和抗衰老蛋白Klotho、PI3K/Akt 信號通路來發(fā)揮神經(jīng)保護作用［43］； 丁基苯酞則可以上調(diào)miR-21 來抑制TLR4/NF-κB 通路［44］，增強抗氧化和減輕線粒體功能障礙［45］，激活SIRT1/BDNF［46］途徑等來起到神經(jīng)保護作用。

3.3 維持血管穩(wěn)態(tài)和調(diào)節(jié)血流變作用 現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，對于自發(fā)性高血壓大鼠，藁本內(nèi)酯可以通過調(diào)控AT1R基因表達來調(diào)節(jié)血壓，同時還可以有效抑制自發(fā)性高血壓動脈粥樣硬化形成過程中的病理性內(nèi)膜增生及胸主動脈血管平滑肌細胞的遷移能力［47-48］。對于人血管瘤內(nèi)皮細胞HemECs的血管新生和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，藁本內(nèi)酯還可以通過減低血管內(nèi)皮生長因子水平和抑制HemECs 的增殖來實現(xiàn)。此外，藁本內(nèi)酯可以緩解遲發(fā)性腦血管痙攣［49］，并具有缺血狀態(tài)下血管內(nèi)皮細胞的促增殖作用［50］，抗藥物誘導(dǎo)的斑馬魚血栓的作用［51］。同時川芎揮發(fā)油還可以通過增加腦部的局部血流量來提高運動血細胞的數(shù)量，進而緩解大鼠的缺血神經(jīng)細胞損傷和組織壞死［12］，也可以通過經(jīng)皮作用來增加皮膚的血流量從而促進藥物的滲透作用［52］。杜旌暢［53］研究中也明確指出，川芎揮發(fā)油在對抗糖氧剝奪-再灌注損傷模型上具有一定效果，其作用機制與其主要成分藁本內(nèi)酯的抗氧化損傷和激活P13K-Akt 有關(guān)。進一步研究發(fā)現(xiàn)，川芎揮發(fā)油還可通過作用VEGF/VEGFR 相關(guān)通路和相關(guān)mRNA 來促進血管新生； 在對大腦中動脈閉塞大鼠模型研究中，揮發(fā)油中的丁基苯酞可以通過擴張血管、減少血栓形成和血管收縮來增加區(qū)域血流量從而減輕腦損傷［54］。

3.4 抑菌 現(xiàn)代研究表明，川芎揮發(fā)油中苯酞類、烯萜類均具有很好的抑菌作用，研究發(fā)現(xiàn)，川芎揮發(fā)油中的主要有效成分Z-藁本內(nèi)酯在抗鏈球菌上有巨大潛力，尤其是白色鏈球菌［55］。Chen 等［56］在對川芎抗菌的活性成分研究中發(fā)現(xiàn)，洋川芎內(nèi)酯A 和Z-藁本內(nèi)酯對禾谷鐮刀菌、灰葡萄孢菌、膠孢子菌和尖孢鐮刀菌孢子萌發(fā)有一定抑制作用。此外，川芎揮發(fā)油中的α-蒎烯［57］、松油烯-4-醇［58］等均有很強的抑菌活性。研究表明，一定濃度的川芎揮發(fā)油對金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、白色鏈球菌、黑霉曲、大腸桿菌有較好的抑菌作用［59-60］，但是，在抗病毒上，目前研究較少，期待后續(xù)學(xué)者進行研究。

3.5 抗炎 川芎揮發(fā)油中多種成分均有抗炎作用，其中研究最多主要是苯酞類藁本內(nèi)酯、洋川芎內(nèi)酯、丁基苯酞。馬寧寧等［61］研究發(fā)現(xiàn)，藁本內(nèi)酯和洋川芎內(nèi)酯可能通過影響環(huán)氧合酶-2 （COX-2）、細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶2 （ERK2）、蛋白激酶C （PKC），抑制蛋白激酶β （IKKβ） 活性以及腫瘤壞死因子-α （TNF-α） 水平來阻礙炎癥信號的傳遞和影響下游蛋白表達，從而發(fā)揮抗炎作用。徐蘭蘭等［62］發(fā)現(xiàn)，川芎中的洋川芎內(nèi)酯類成分可以通過下調(diào)IL-6、TNF-α、IL-1β 等炎癥因子水平和抑制NF-κB、TLR4/NF-κB 通路等來干預(yù)下游蛋白表達來抑制炎癥反應(yīng)。在股骨頭壞死的研究中，劉建軍等［63］認為，藁本內(nèi)酯可以通過改善血液循環(huán)促進血管新生和降低炎癥因子水平來緩解股骨頭區(qū)域水腫、充血、髖部疼痛癥狀。在研究骨關(guān)節(jié)炎的模型中，Zhou等［64］發(fā)現(xiàn)，藁本內(nèi)酯可以抑制的活化轉(zhuǎn)錄因子2 表達和Jun N 末端激酶 （JNK）、p38 絲裂原活化蛋白激酶（MAPK） 的磷酸化，通過抑制軟骨細胞凋亡和細胞骨架重塑，維持細胞核形態(tài)，增加線粒體膜電位來保護軟骨細胞免受SNP 誘導(dǎo)的細胞凋亡和延遲關(guān)節(jié)軟骨變性。在腦出血模型研究中，丁基苯酞也通過降低TNF-α、MMP-9 水平來減輕腦出血大鼠模型的炎癥水平［65］。

3.6 其他 除了抗氧化、神經(jīng)保護、維持血管穩(wěn)態(tài)、抑菌等藥理作用外，還有研究發(fā)現(xiàn)川芎揮發(fā)油可以促進藥物透皮吸收和止痛等作用，川芎揮發(fā)油能通過干擾皮膚角質(zhì)層的脂質(zhì)排列和增加脂質(zhì)流動性來促進藥物的透皮吸收［5］。同時，周欣等［66］研究發(fā)現(xiàn)，以川芎揮發(fā)油為原料藥物制成的川芎油凝膠膏劑可以降低醋酸扭體實驗中小鼠的扭體次數(shù)來緩解疼痛，也有研究表示，川芎揮發(fā)油中主要成分藁本內(nèi)酯可以通過降低軟骨細胞caspase-3、caspase-9、Bax、iNOS 水平起到對軟骨細胞凋亡的保護作用［67］。

4 安全性研究

中藥揮發(fā)油具有很高的藥用價值，已在醫(yī)藥保健、食品、日化生產(chǎn)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但隨著臨床研究深入和藥品安全意識提高，中藥揮發(fā)油安全性問題也逐漸暴露，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)揮發(fā)油中某些成分達到一定量時可能會引起毒性蓄積而引發(fā)一系列的毒性反應(yīng)從而影響用藥安全和藥物療效［68］，張麗娟［69］在對川芎揮發(fā)油毒性研究中也發(fā)現(xiàn)，長期使用川芎揮發(fā)油可能會對消化系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響，通過MTT 法對HaCat 細胞的存活率實驗研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)川芎揮發(fā)油濃度大于0.015%時，HaCat 細胞存活率低于80%，在對豚鼠進行皮膚刺激性實驗研究時發(fā)現(xiàn)，給予3%以上的揮發(fā)油時，會引起豚鼠皮膚產(chǎn)生輕微紅腫和紅斑，但停藥后均消退［70］。綜上所述，川芎揮發(fā)油具有輕微毒性，在后續(xù)臨床使用時需控制劑量，以免引起不良反應(yīng)。

5 臨床應(yīng)用

川芎為血中之氣藥，具有很好的行氣活血、祛風(fēng)止痛之效，古籍中多有記載，川芎在治療偏頭痛、月經(jīng)不調(diào)、冠心病上療效顯著，也是目前臨床上治療此類疾病的常用藥物［71］。臨床研究發(fā)現(xiàn)，川芎揮發(fā)油在治療膝關(guān)節(jié)滑膜炎、缺血性腦血管病上也有很好療效，其中丁基苯酞在臨床上常用來治療血管閉塞的急性缺血性中風(fēng)。在對偏頭痛患者的治療過程中，川芎揮發(fā)油軟膠囊可降低患者頭痛次數(shù)和頭痛天數(shù)來緩解偏頭痛，且對患者患者心、肝、腎、血液系統(tǒng)均無毒副作用，臨床用藥安全有效［72］。對急性膝關(guān)節(jié)滑膜炎臨床研究中，川芎揮發(fā)油與乳香揮發(fā)油配伍使用可緩解關(guān)節(jié)腫脹、增加膝關(guān)節(jié)活動范圍，能極大程度減輕患者在治療過程中的疼痛［73］。此外，臨床上也常將當(dāng)歸和川芎及其精油配伍制成佛手散來發(fā)揮臨床療效，王飛［74］在對120 例腦缺血患者治療中發(fā)現(xiàn)，將針刺聯(lián)合佛手散可以通過促進血液循環(huán)、疏通經(jīng)絡(luò)、增加氣血流通來有效治療缺血性腦血管疾病，且療效顯著。在對1 820 例急性缺血性中風(fēng)患者的治療過程中發(fā)現(xiàn)，丁基苯酞聯(lián)合血管內(nèi)治療可以改善患者功能水平并降低死亡風(fēng)險率［75］。綜上所述，川芎揮發(fā)油在臨床發(fā)揮療效更多是在組方中發(fā)揮作用，針對川芎揮發(fā)油單獨的臨床研究，目前報道較少。

6 結(jié)語與展望

揮發(fā)油作為川芎的主要活性成分，在川芎的各部位均含量豐富，有極高的藥用價值，近幾年藥理研究主要集中在抗氧化、神經(jīng)保護、維持血管穩(wěn)態(tài)等作用，臨床應(yīng)用上治療偏頭痛療效確切。作為天然的植物精油，豐富的化學(xué)成分群和特有的化學(xué)成分讓川芎揮發(fā)油在發(fā)揮療效過程中無明顯毒副作用，療效確切，能通過多通路多靶點協(xié)同發(fā)揮療效，加之，川芎栽培技術(shù)的不斷優(yōu)化，這使其展現(xiàn)出巨大的開發(fā)價值和市場潛力。雖然川芎揮發(fā)油在藥理作用研究上已取得一定成果，但在臨床研究上較少，造成川芎揮發(fā)油在藥理與臨床之間出現(xiàn)理論與實踐的斷層現(xiàn)象，無法將更多的藥理研究與臨床實際問題對接； 其次，隨著近幾年對川芎揮發(fā)油化學(xué)成分的研究發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)地、加工、提取得到的揮發(fā)油質(zhì)量存在嚴(yán)重差異，這給揮發(fā)油的質(zhì)量評價造成極大困難，也給川芎揮發(fā)油的臨床用藥安全和開發(fā)利用帶來了極大的阻； 同時，揮發(fā)油成分復(fù)雜多變，極少用量便可發(fā)揮療效和毒效，故其用法用量也是其應(yīng)用需要考慮的問題，加上較少的臨床研究數(shù)據(jù)和揮發(fā)油質(zhì)量差異巨大，給川芎揮發(fā)油的臨床安全性評價帶來了很大的困難。因此，對于川芎揮發(fā)油的研究，首先應(yīng)完善其質(zhì)量評價體系，對不同產(chǎn)地川芎的采收、加工、貯存以及川芎揮發(fā)油特征/指紋圖譜、含量測定等制定標(biāo)準(zhǔn)，同時也亟需對川芎揮發(fā)油藥效物質(zhì)基礎(chǔ)進行深入研究，明白其作用機理機制，將藥理研究與臨床相結(jié)合，根據(jù)臨床需要，結(jié)合現(xiàn)代制劑技術(shù)將其制成靶向制劑、緩控釋制劑以期解決穩(wěn)定性差、不宜貯存等難題，來進一步擴大臨床應(yīng)用范圍，為川芎藥材及揮發(fā)油的開發(fā)利用提供科學(xué)指導(dǎo)。