桑白皮化学成分、药理作用研究进展及其质量标志物预测

360影视 日韩动漫 2025-05-14 14:30 1

摘要:桑白皮为桑科植物桑Morus albaL.的干燥根皮,味甘,性寒,归肺、脾经,具有通肺平喘、利水消肿的功效。在临床上,桑白皮主要用于治疗因肺热引起的喘咳、因水肿导致的尿少及面部及肌肤的浮肿症状[1]。桑白皮含有多种化学成分,如Diels-Alder型加合物、黄

桑白皮为桑科植物桑Morus alba L.的干燥根皮,味甘,性寒,归肺、脾经,具有通肺平喘、利水消肿的功效。在临床上,桑白皮主要用于治疗因肺热引起的喘咳、因水肿导致的尿少及面部及肌肤的浮肿症状[1]。桑白皮含有多种化学成分,如Diels-Alder型加合物、黄酮、茋类、香豆素、生物碱、萜烯和酚酸等,具有降血压、降血糖、调血脂、镇咳、平喘、祛痰、利尿、抗炎、镇痛、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、护肝和美白等药理作用。尽管近年来桑白皮的研究取得了进展,但研究主要集中于探索其药理效应与化学成分方面,针对其质量控制的研究比较匮乏。

本文对桑白皮化学成分、药理作用和临床应用有关的文献进行综述,并结合网络药理学的研究方法,从不同产地、不同炮制方法、传统药效和药性理论、化学成分可测性、药对配伍、入血成分及网络药理学等进行分析,并依照中药质量标志物(quality marker,Q-Marker)的“五原则”进行预测。初步推测桑皮苷A、桑皮苷C、桑根酮D、桑根酮C,桑辛素、桑黄酮G、桑辛素M、桑辛素D为桑白皮的主要Q-Marker成分。为建立和完善桑白皮质量评价体系提供理论参考,亦为深入研究开发中药桑白皮开拓新的思路和方法。

1 桑白皮的化学成分

桑白皮的化学成分主要有Diels-Alder型加合物、茋类、香豆素、黄酮及其他类化合物。其中Diels-Alder型加合物和黄酮类化合物种类多,含量高,是桑白皮发挥药效作用的主要成分。

1.1 Diels-Alder型加合物

桑属植物的特征性成分之一为Diels-Alder型加成产物,此类化合物主要由查耳酮的α,β-不饱和键与带有各异戊二烯基取代基的分子通过[4+2]环化加成过程而生成[2]。桑白皮中常见的Diels-Alder型加合物(17)见表1。

1.2 黄酮类

黄酮类成分是指以C6-C3-C6结构为母核而衍生的一类化合物,桑白皮中含有多种类型的黄酮成分,主要包括黄酮类、二氢黄酮类、查耳酮类。桑白皮的主要黄酮成分(837)见表1。

1.3 茋类化合物

茋类化合物是以二苯乙烯为母核的所有化学结构的总称。茋类化合物中的双键多数情况下处于反式结构。但在桑白皮中,二苯乙烯的双键会与其中一个苯环环合形成2-芳基并呋喃衍生物。桑白皮中的主要茋类化合物(3867)见表2。

1.4 萜类

萜类化合物是指由甲戊二羟酸衍生,并以异戊二烯单元(C5单元)为基本结构单元的一类化合物,其分子骨架多为链状或环状,通常萜类化合物还含有醇、醛、酮、羧酸、酯等基团。桑白皮中主要萜类成分(68~70)见表2。

1.5 香豆素类

香豆素的核心骨架是由苯并α-吡喃酮构成。根据其结构特性可以将其细分为简单香豆素、吡喃型香豆素、呋喃香豆素和异香豆素及其他类型的香豆素5类。桑白皮中的主要香豆素成分(71~73)见表2。

1.6 其他成分

除了上述提到的Diels-Alder型加合物、萜类、茋类化合物、黄酮类和香豆素类化合物外,桑白皮中还含有1-脱氧野尻霉素[33]、甜菜碱[33]等生物碱类成分及咖啡酸[34]、香豆酸[34]等酚酸类成分。此外,桑白皮中还含有还甲壳素、桑多糖等多糖类成分。

2 桑白皮的药理作用

桑白皮作为传统中药材,具有较好的药用价值,临床应用广泛。现代药理学发现桑白皮具有降低血糖水平、调节血脂、控制血压、缓解咳嗽并祛痰平喘、促进尿液排放以保护肾脏、抗炎和镇痛等作用。

2.1 降血糖

桑白皮的降血糖作用机制涉及对葡萄糖代谢的促进作用及提高胰岛素敏感性等,体外实验表明该促进作用表现在桑白皮可以协助增加人肝癌HepG2细胞葡萄糖的消耗量,表明其作用机制可能是促进外周组织对葡萄糖的有效代谢,并增强肝细胞对胰岛素的敏感性,从而发挥其功能[35-46]。张静等[37]通过建立实验性高脂糖尿病小鼠模型,分析桑白皮不同部位对其糖、脂质代谢的影响,研究表明桑白皮对实验性高脂糖尿病小鼠具有降糖作用,且效果显著,对实验性高脂糖尿病小鼠的指标改善最为明显的成分是桑白皮总黄酮及总生物碱。桑白皮的降血糖效果不仅体现在体内、外实验中,在临床应用上也有体现,仝小林教授通过多年临床观察发现,桑叶、桑枝、桑白皮各30 g的降糖效果可与阿卡波糖50~75 mg每日3次的降糖效果相媲美[38],表明桑白皮在临床上用于治疗糖尿病的有效性。

2.2 调节血脂

陈露等[39]建立了小鼠高脂肥胖模型,对小鼠的体重进行记录,并测定其肾周脂肪与附睾脂肪的重量指数,同时检测血清样本中的低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)水平、总胆固醇(total cholesterol,TC)含量及三酰甘油(triglyceride,TG)浓度。研究结果显示桑色素、桑辛素、桑根酮D、桑黄酮G、桑根酮C、桑黄酮C等桑白皮有效成分对肥胖小鼠血清中LDL-C、HDL-C、TC及TG均具有明显的调节作用,这表明了桑白皮具有调节血脂作用。Jo等[40]对桑皮苷A在TritonWR-1339诱导的高脂血大鼠和高脂饮食诱导的高脂血大鼠中的作用进行了深入研究,实验表明,桑皮苷A能明显降低血脂水平,同时提高HDL-C水平。这一发现有力地证实了桑白皮具备调节血脂的药理活性。

2.3 降血压

20世纪70年代,研究者发现从桑白皮等植物中分离的得到的桑酮G、桑酮H、桑呋喃C、桑呋喃F、桑根酮D、桑呋喃G、桑根酮C等成分具有显著的降血压效果[41]。汝海龙等[42]利用MedLab生物信号采集与分析系统,监测了大鼠离体胸主动脉环的张力变动情况,以探究桑白皮乙酸乙酯提取物对毛细血管内皮依赖性舒张作用的影响。研究显示,该提取物所呈现的舒张效应与其对受体操控性钙通道、电压敏感型钙通道、钙激活钾通道、电压依赖性钾通道及ATP敏感性钾通道的直接抑制功能,减少细胞内钙离子释放的机制密切相关,这表明桑白皮具有降血压作用。

2.4 镇咳平喘祛痰

通过采用氨水诱导咳嗽实验、酚红排泄实验及组胺与乙酰胆碱激发哮喘实验,王小兰等[43]对桑白皮水煎液经过化学拆分后的各组分的镇咳、祛痰及平喘活性进行了系统评估。结果发现30%乙醇提取的桑白皮组分是桑白皮止咳祛痰平喘的有效组分。韦媛媛等采用浓氨水、SO2小鼠引咳法、小鼠气管酚红排泌及大鼠气管毛细管分泌液模型,研究指出,桑白皮黄酮可以增加大鼠呼吸道的分泌物,进而通过稀释痰液来达到祛痰的效果,还可以延长咳嗽的潜伏期并减少咳嗽的次数,同时发现这种止咳效果与药物剂量之间存在一定的相关性[44]。此外,韦媛媛等[45]采取豚鼠组胺与乙酰胆碱雾化吸入诱导哮喘的模型,及豚鼠卵蛋白引喘模型,将哮喘潜伏期、血浆中的血栓素B2浓度及6-酮-前列腺素F1α水平作为评估的关键指标,结果表明桑白皮中的黄酮类成分能够抵抗乙酰胆碱引起的小鼠肺部支气管收缩,并可以延长由组胺和乙酰胆碱引发的哮喘和豚鼠对卵蛋白的哮喘反应的潜伏期,这证明了桑白皮中的黄酮成分对缓解哮喘有显著效果。Kim等[46]研究表明桑白皮水提物能够通过增加T淋巴细胞亚群CD4+、CD25+、FoxP3+的比例,减少辅助T细胞2(T helper 2 cell,Th2)相关的炎症反应因子白细胞介素-4(interleukin-4,IL-4)、IL-5和IL-13的表达,从而有效缓解哮喘症状。

2.5 利尿保护肾脏

桑白皮有清泻肺热、平息喘咳及促进水分代谢、消除肿胀的效用,民间常将桑白皮水煎液用于治疗水肿胀满症。通过对大鼠使用代谢笼法的实验,郑晓珂等[47]通过实验验证了桑白皮水煎液的显著利尿效果,并进一步探讨了该煎液及其化学组分的具体作用,结果表明,桑白皮30%乙醇组分和脂肪油组分是桑白皮发挥利尿作用的有效部位。此外,桑皮苷A与氧化白藜芦醇等成分能有效降低血清肌酐及尿素氮的浓度,同时提升肌酐清除率,并增强mOCT1/2与mOCTN1/2的表达[48],这些发现有力地证明了桑白皮在改善肾功能方面的积极作用。牛艳等[49]采用尾静脉注射阿霉素结合甲状腺片灌胃法建立大鼠肾阴虚水肿模型,实验结果显示,ig桑白皮水煎总提物及其拆分组分对于改善肾阴虚水肿模型大鼠的病理状态具有明显效果,进一步说明桑白皮具有利尿和治疗肾阴虚,改善肾功能的作用。徐宝林等[50]通过兔利尿整体实验,确认了桑白皮水煎剂具有利尿功能。并在此基础上,通过药理分析实验证实了60%桑白皮乙醇提取物的醋酸乙酯萃取产物是桑白皮利尿功能的主要有效部位,并经理化鉴别其有效物质主要是香豆素类成分。桑白皮的肾保护作用机制见图1。

2.6 抗炎镇痛

研究表明,桑白皮中的桑根酮C与桑根酮O能有效地抑制核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)和NF-κB抑制蛋白α(inhibitor of NF-κB-α,IκBα)的激活,并抑制RAW264.7细胞内诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)及p-细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinase,ERK)蛋白的表达水平[51]。同时吴永祥等[52]通过研究发现桑根酮B能够有效减少肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、IL-1β及IL-6等促炎因子的生成,促进抗炎因子IL-10的合成,这些观察结果进一步证实了桑白皮具备显著的抗炎活性。有研究表明,桑辛素能降低IL-1β诱导的p65磷酸化和IκBα降解,可通过调节NF-κB通路在体外降低骨关节炎炎症反应[53]。崔珏等[54]通过1,1-二苯基-2-三硝基苯肼[1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2,2-diphenyl-1-(2,4,6-trinitrophenyl)hydrazyl,DPPH] 自由基法和羟自由基(·OH)桑白皮总黄酮所具备的抗氧化活性进行了的评估与研究,结果显示桑白皮总黄酮具有出色的清除DPPH自由基和·OH的作用,并且清除率与总黄酮的质量浓度之间有明确的量效关系,推断桑白皮总黄酮可能通过消除自由基来展现其镇痛和抗炎效果。俸婷婷等[55]利用小鼠扭体实验与热板镇痛实验,探究桑白皮总黄酮对疼痛及炎症的抑制作用,结果显示桑白皮总黄酮对醋酸诱导的小鼠外周疼痛及炎症急性期展现出显著的缓解作用,但在热板所致的小鼠中枢疼痛模型中未观察到明显的镇痛效果。这项研究指出,桑白皮中的总黄酮是实现外周性止痛和对抗急性炎症效果的关键成分。桑白皮的消炎镇痛作用机制见图2。

2.7 抗病毒

侯楚祺[56]通过从采用TZM-bl细胞,考察了桑辛素对HIV-1SF162感染的抑制活性,并进行了代谢和药动学研究,验证了桑辛素的抗HIV病毒活性。桑白皮还被发现可以抑制副流感病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒等病毒[57]。董德刚等[58]通过每天观察呼吸合胞病毒肺炎小鼠生存状态发现桑白皮总黄酮组的肺组织病毒载量是最低的,相较于桑白皮总多糖组与病毒唑组,该差异在统计学上呈现出显著性,结果说明桑白皮总黄酮对感染呼吸道合胞病毒肺炎小鼠的肺组织病毒具有抑制作用。

2.8 抗肿瘤

吕毅[59]发现桑皮素对人乳腺癌细胞,结肠癌细胞等多种癌细胞均有生长抑制作用,可通过上调上皮型钙黏蛋白、下调神经钙黏蛋白和波形蛋白、逆转上皮-间质转化抑制癌细胞的侵袭和迁移,并扰乱细胞周期,使人结肠癌细胞阻滞于S期,结肠癌细胞阻滞于G2期。有研究表明桑白皮可诱导人肺癌NCI-H460细胞发生Caspase依赖性凋亡,抑制细胞生长,具有抗非小细胞肺癌的作用[60]。Chen等[61]研究表明,桑根酮C能够抑制人结肠癌细胞(LoVo、HT-29和SW480)的增殖,并且在一定剂量下能够诱导HT-29细胞凋亡,还能增加细胞内Ca2+和ATP的水平,同时通过抑制iNOS的表达减少一氧化氮的产生,这一过程导致了线粒体凋亡途径的激活,表现为B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)蛋白表达的下降。有研究指明,桑白皮内的桑皮酮M可通过降低线粒体膜电位,释放细胞色素C,上调促凋亡蛋白Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax),下调抗凋亡蛋白Bcl-2/Bcl-xL,激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(cystein-asparate protease,Caspase)级联反应(Caspase-3/9)来促进细胞凋亡,从而发挥抗癌作用[62]。桑白皮的抗癌作用机制见图3。

2.9 免疫调节

范妮娜等[63]通过ig桑白皮挥发油于小鼠,并观察了小鼠的淋巴细胞、淋巴母细胞和过渡形细胞,发现桑白皮挥发油对被环磷酰胺抑制的淋巴细胞具有显著的恢复效果,同时也能活化淋巴细胞、增强免疫功能和提供免疫保护作用。冯志毅等[64]利用碳廓清实验、血清溶血素测定、E-花环形成实验及淋巴细胞增殖实验,系统探究了桑白皮不同化学拆分组分对正常小鼠免疫器官质量、非特异性免疫功能、体液免疫应答及细胞免疫状态的影响。结果表明30%的乙醇成分能够增强体液和细胞的免疫反应,而50%的乙醇成分则能够抑制非特异性和细胞的免疫反应。

2.10 其他

除上述药理作用外,桑白皮还有美白抗氧化、护肝、抗心衰、抗抑郁等作用。如表3所示。

3 桑白皮的临床应用

桑白皮作为传统中药材,在中药传统复方配伍中应用广泛且历史悠久。近年来,随着对桑白皮的功效成分研究的深入,桑白皮在现代中西医结合临床用药上也发挥了重要作用。

3.1 桑白皮的中药经典名方应用

古籍中关于桑白皮临床应用的记载表明中药桑白皮可与多种中药配伍治疗咳喘、水肿、小便不利、眼白干涩等疾病。宋代《小儿药证直诀》中提到桑白皮能有效泻肺平喘,而地骨皮则因其甘寒属性能清润清肺降火。联合应用这2种药物,能够达到宣发肺气、驱散外邪、下气消痰的效果,从而恢复肺部的正常生理功能,针对痰涎壅塞肺部所引发的咳嗽喘息、胸部憋闷及痰液黏稠量多等症状表现出显著的治疗效果。明代《医学统旨》中记载,桑白皮能够平喘并清肺,黄芩有助于清除肺部的热气,二药合用能有效治疗热症引起的咳嗽。另外,桑白皮与黄芩、白茅根、芦根等中药配伍使用可用于治疗慢性肾衰竭时出现的浮肿症状。

3.2 桑白皮的现代临床组方应用

叶晓丽[69]对90例支原体肺炎患儿进行了前瞻性对照研究,通过比较对照组观察组的临床疗效,对比治疗前后的中医证候积分、白细胞数目及C反应蛋白等参数,结果显示,采用桑白皮汤加减与阿奇霉素联合疗法,在治疗痰热郁肺型支原体肺炎患儿方面展现出了显著疗效。该联合疗法不仅能有效减少中医证候积分、降低炎症指标水平,还具备良好的安全性,其疗效优于单独使用化学药治疗的方法。成利伟等[70]通过对照实验证明了对急性发作期CB患者行桑白皮汤加减+阿奇霉素治疗,能够增强疗效,改善患者的血气结果和肺功能。李静等[71]通过对中医辨证为痰热郁肺证的老年慢阻肺急性发作期患者进行对照研究,对照组实施化学药治疗方案,而观察组则采用桑白皮汤加减与化学药相结合的疗法,通过综合评估2组患者的临床治疗效果、中医证候积分变化及慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)评估测试分数等指标,证明了采用桑白皮汤加减联合化学药治疗可以有效提高患者的临床治疗效果,改善患者血气分析指标和肺功能,值得在临床中进一步推广和应用。戚万娟[72]发现采用桑白皮汤与玻璃酸钠滴眼液联合应用的方法,在治疗泪液分泌不足型干眼症方面,疗效显著且安全可靠。蔡颖红的研究表明,磷酸二酯酶4(phosphodiesterase 4,PDE4)是阿尔茨海默病药物研发中的一个关键靶点。桑白皮中提取的桑辛素M及反式氧化白藜芦醇成分,展现出对PDE4活性的强烈抑制效应,为开发新型抗老年痴呆药物开辟了新的研究路径。

4 桑白皮潜在Q-Marker的相关预测

4.1 基于不同产地的Q-Marker预测分析

桑白皮是桑科植物桑的干燥根皮,张美琴等[73]通过桑白皮的颜色、厚度、质地、粉性、粗皮残留5个关键指标,对桑白皮的外观性状进行评估,并采用高效液相色谱法指纹图谱建立了多成分的含量测定方法,对比分析了来自安徽、广西、河南、湖北产地的桑白皮质量。结果表明,不同地区的桑白皮在外观特征及其化学成分上存在明显的差异。在不同产地中,广西的桑皮苷A含量最高,湖北的最低,二者的含量差异达到766.6倍,显示出产地间的显著差异。桑根酸C在广西、河南、湖北3个产地中含量最高的为河南省,最低的为广西省,相差达71.13倍。高原等[74]进行了桑白皮有效成分与颜色的相关性的研究,指出了桑白皮有效成分与颜色之间的关联且不同产地的药材质量存在差异。产自不同地域的桑白皮中均富含桑皮苷A、绿原酸、氧化白藜芦醇、桑皮苷C、桑根酮D、桑根酮C及桑辛素7种关键的活性组分。

4.2 基于不同炮制方法的Q-Marker预测分析

徐小飞等[75]深入研究了桑白皮在蜜炙处理前后其东莨菪内酯成分含量变化。研究结果显示,经过蜜炙后,桑白皮中东莨菪内酯的质量分数均有所提升。具体而言,原产于安徽、浙江及江苏的桑白皮,在蜜炙后,其东莨菪内酯的质量分数分别增长了6.4%、7.1%及6.3%,平均增长幅度达到了6.6%。缪征[76]对桑白皮各炮制品的总黄酮含量进行了比较,实验表明,桑白皮总黄酮含量生品为3.284%,炒制为2.887%,烘制为2.890%,微波制为4.713%。由此可知,微波制>生品>烘制>炒制。黄梦婷等[77]运用超高效液相色谱技术(ultra performance liquid chromatography,UPLC)对桑白皮在炮制前后的有效成分含量进行精确测定。结果显示,在炮制过程中,桑皮苷A的峰面积与称样量之比,在10~19 min基本保持稳定;然而,当炮制时间超过19 min后,该比值开始呈现逐渐下降的趋势;特别是在34~37 min,其下降幅度尤为显著。由此可以推断,炒制时间超过34 min,将大幅度影响桑皮苷A的保留量。由此可推测炮制后含量增加的化学成分可能是桑白皮增效的物质基础。

4.3 基于化学成分可测性的Q-Marker预测分析

中药的化学成分呈现出复杂性与多样性的特征,其不同功效往往与特定的化学成分相关联。因此选择的Q-Marker应具有有效性、整体性、特异性、稳定性及可测性[78-80]。指标成分的定量分析是中药材质量标准的重要内容,陈志永等[81]运用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)对桑白皮中的新绿原酸、桑皮苷A、绿原酸、紫云英苷、桑根酮C和桑辛素进行精确的含量测定。赵威等[82]建立了UPLC法,对桑白皮在30%、50%及80%乙醇提取组分中的多种活性成分进行同步测定,这些成分包括桑皮苷A、桑黄酮G、桑辛素M、桑辛素M的6,3'-O-β-D-二葡萄糖苷衍生物、5,7-二羟基香豆素、桑辛素M的3'-O-β-D-葡萄糖苷衍生物、东莨菪内酯及桑辛素等。张国刚等[83]建立了一种用于测定桑白皮中桑酮G含量的方法。

4.4 基于传统药性和传统药效的Q-Marker预测分析

性味归经是中医基础理论的核心理论,为临床用药提供了指导原则,也是确定Q-Marker的重要依据之一。桑白皮的药性表现为味甘、性寒,主要作用于肺经与脾经。其含有的主要有效成分大多属于Diels-Alder型加合物、黄酮类化合物、香豆素类衍生物以及生物碱类物质。据研究显示,甜味药材普遍具备滋养补益、调和脾胃、协同药物缓解急性疼痛的功效,其核心化学成分多为多糖类成分[84]。王小雪等[85]研究表明归属于肺经的中药材多富含萜烯类、苷类化合物、挥发性油分及黄酮类成分,这些成分展现出显著的抗炎、解热止痛、缓解痉及免疫增强等药理活性,对于治疗咳嗽与喘息症状具有明显疗效。综上,基于桑白皮的药性与成分之间的关联性,可以将黄酮类物质及挥发油类组分视为筛选桑白皮Q-Marker的关键性指示成分。

传统功效原理作为现代临床使用的重要理论依据,对中药Q-Marker的筛选也具有重要意义[86]。桑白皮具有泻肺平喘等功效,黄酮类成分是桑白皮降血糖、降血压、调血脂、祛痰、镇痛、消炎、抗肿瘤作用的物质基础,香豆素类成分是桑白皮利尿,保护肾脏作用的物质基础,生物碱类成分是桑白皮镇咳平喘作用的物质基础[87]。

4.5 基于入血成分的Q-Marker预测分析

中药入血成分被视为是潜在的生物活性成分,对于探究药效物质和作用机制至关重要[88-89]。付燕伟等[90]采用血清药物化学方法手段,成功追踪并确定了桑白皮原型入血成分,同时量化了药材中原型入血成分的浓度,在大鼠含药血浆分析中发现了7个移行成分,并成功鉴定出其中入血原型成分为皮苷A。因此桑皮苷A等化合物可作为筛选桑白皮入血成分Q-Marker的关键性指标成分。

4.6 基于网络药理学的质量标志物预测分析

4.6.1 预测桑白皮活性成分及潜在靶点 在TCMSP数据库(https://www.tcmsp-e.com)中共获取到195种桑白皮活性成分,以OB≥30%、DL≥0.18为筛选条件,检索桑白皮活性成分的靶点信息。在ECTM数据库中(http://www.tcmip.cn/ETCM)收集桑白皮所含有的成分及靶点信息,以药物相似性分级(drug likeness grading,DG)为Moderate或Cood、预测置信指数>0.8为标准,筛选有效成分靶点。经合并去重后得到284个潜在靶点基因。通过Uniprot数据库(http://www.uniprot.org/)筛选人源靶点并进行基因注释。

4.6.2 GO功能富集和KEGG功能富集分析 将284个有效靶点输入DAVID数据库(https://davidbioinformatics.nih.gov)中分析进行GO功能富集分析,将校正P<0.05的项目进行筛选,得到GO所富集的生物功能合计858条,生物过程617条,主要富集在凋亡过程、氧化还原过程、细胞增殖等生物过程。分子功能158条,主要富集在蛋白质结合、酶结合、相同蛋白结合等分子功能。细胞组分83条,主要富集在细胞核、细胞质、胞浆等组分。借助R语言,根据富集的显著情况,对前20的富集条目进行可视化绘制,见图4。

将284个有效靶点输入至DAVID数据库中进行KEGG通路富集分析,筛选出校正P<0.05的项目,共获得171条富集通路。这些通路主要涵盖了脂质代谢过程、动脉粥样硬化的形成机制、肿瘤坏死因子所介导的信号转导途径、与癌症相关联的信号通路及IL-17介导的信号通路等。其功能主要聚焦于抗炎作用、免疫功能及抗氧化活性等。选择富集的前20的通路绘制气泡图,见图5。

4.6.3 “药物-活性成分-潜在靶点-关键通路”网络构建 将桑白皮的25个有效活性成分和前20条核心通路及涉及到的194个潜在靶点导入Cytoscape 3.10.2软件进行“药物-活性成分-潜在靶点-关键通路”的网络图绘制,共得到359个节点,797条边,通过Analyze Network得到度值较大的前5个成分为槲皮素、山柰酚、2-茨醇、β-谷甾醇和桑辛素D,前5个靶点为PTGS2、daf-21、PPARG、AR和RB1。通过提取主要的节点网络图发现,槲皮素通过作用于AKT1、AR、BAX、BCL2、BCL2L1等56个靶点对癌症通路(Pathways in cancer)产生作用,从而发挥抗肿瘤、抗氧化作用,体现了桑白皮的抗肿瘤作用和美白抗氧化的药理作用。山柰酚通过作用于AKT1、AR、PRKACA、GSTM1、NR1I3等14个靶点对化学致癌作用-受体激活通路(Chemical carcinogenesis-receptor activation)产生作用,从而抑制癌症因子受体激活、印证了桑白皮具有抗癌作用。2-茨醇通过作用于CACNB4、CACNA1S、CACNA1C、CACNB2等8个靶点对MAPK信号通路(MAPK signaling pathway)产生作用,印证了桑白皮具有抗炎,抗肿瘤作用。β-谷甾醇通过作用于RXRA、CASP9、BCL2等7个靶点对脂质和动脉粥样硬化通路(Lipid and atherosclerosis)产生作用,从而发挥降胆固醇、软化血管作用,证明了桑白皮具有降血压、调血脂的药理作用。桑辛素D通过作用于GSK3B、PRKACA、PTGS2、MAPK14等靶点对人巨细胞病毒感染通路(Human cytomegalovirus infection)产生作用,从而发挥了桑白皮的抗炎镇痛、抗病毒的作用。

5 结语

桑白皮作为传统中药材,药用历史悠久,临床药用价值高,药理作用广泛,具有广阔的应用前景。但在质量控制方面的研究相对匮乏,其中《中国药典》2020年版中涉及桑白皮含量测定的内容较少,故可加强对其临床应用的安全性评估和质量控制标准的制定。此外,研究发现桑白皮还具有抗肿瘤作用,但此类研究较少,有待于进行深入研究。因此后续可加深桑白皮活性成分的多样性、作用机制与潜在应用研究与探索,以便提升桑白皮在临床实践中的应用价值。同时,亦可结合方证代谢组学等现代研究技术对桑白皮在方剂中的作用、配伍规律及相关机制进行研究,以期扩大桑白皮的临床应用范围。

本文根据Q-Marker的选取五原则[91],结果发现桑皮苷A、桑皮苷C、桑根酮D、桑根酮C、桑辛素、桑黄酮G、桑辛素M、桑辛素D具有抗炎、抗氧化等作用,具有有效性;此外,上述成分在桑白皮中含量较高,具有特异性;并且这些成分可通过HPLC等方法准确测定,具有可测性;且上述成分在药材储存和炮制过程中相对稳定,具有稳定性;同时研究发现桑皮苷A等成分能反映桑白皮的部分药效物质基础,具有整体性,所以可作为桑白皮的Q-Marker。相比之下,由于绿原酸、白藜芦醇氧化物、东莨菪内酯、新绿原酸、紫云英苷、5,7-二羟基香豆素、槲皮素、2-茨醇、山柰酚、β-谷甾醇等成分广泛存在于多种植物中,不符合Q-Marker五原则中的特异性原则,因此不适合作为桑白皮的Q-Marker。对于桑白皮的研究可对这些主要化学成分的药理活性及其与功效的相关性进行深入探索,并依据Q-Marker的分析结果构建和完善桑白皮的质量标准评价体系,为其后续的开发利用提供科学依据和理论指导。

来 源:张嘉欣,朱 珠,孙念霞,栗进才,王 蓉,黄 鹏.桑白皮化学成分、药理作用研究进展及其质量标志物预测 [J]. 中草药, 2025, 56(9): 3340-3353.

来源:天津中草药一点号

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