中药药效成分群的合成生物学研究进展

中药是中华民族的文化瑰宝,也是我国在新药创制领域的重要驱动力。许多中药材来源于稀缺物种,其药效物质的规模化获取困难,是制约中药新药创制研究的重要瓶颈。合成生物学的出现和快速发展为解决这一瓶颈问题提供了新的途径。目前,中药药效物质的合成生物学研究在单个药效分子的生物制备方法上取得了重要进展。中药的药效主要源于多成分作用的叠加和协同,所以药效成分群是中药药效物质的主要形式,然而针对药效成分群的合成生物学研究鲜有报道。建立中药药效成分群合成生物技术的关键是精确调控组成分子的比例,从而产出优质药效成分群。本文首先总结了挥发油、总皂苷、总黄酮、总木脂素、总生物碱等重要类型中药药效成分群形成机制的研究进展。然后,重点以檀香挥发油为例,介绍如何通过酶工程和代谢工程的联合运用实现药效成分群成分比例和产量的双重优化。最后,对中药药效成分群合成生物学领域的未来研究重点进行了展望,包括:(1)加强中药药效成分群生物合成途径解析方面的研究,重点深入阐明复杂药效成分群的形成机制;(2)加强代谢优化手段方面的创新研究,重点揭示未知代谢调控机制并基于此发展创新调控策略;(3)加强酶工程方法学的创新研究,重点发展新型理性设计和定向进化的联用技术以及人工智能辅助的酶工程技术。

侧柏叶的药效成分和分析方法研究进展

总结了侧柏叶及其炮制品的药效成分和分析方法。侧柏叶中的黄酮类、萜类和挥发油可能是其生发作用的物质基础,黄酮类成分可能是其止血作用的药效成分。侧柏叶的分析方法有液相色谱法、液相色谱-质谱联用法、气相色谱-质谱联用法、毛细管电泳法和薄层色谱法。后续建议继续深入研究侧柏叶的药效成分,并在此基础上选用合适的分析方法对其质量进行评价。

浅析根及根茎类药材不同部位药效成分差异

根及根茎类药材的药效成分种类和含量多以主根及根茎部位为最高,符合一般入药用药准则,但其须根、侧根等入药“边角料”同样含有药效成分。本文分别从植物不同器官、同一器官不同部位及不同组织分析其药效成分差异,并探究植物激素、基因等对根及根茎类药材药效成分合成和积累的影响,以期为此类药材合理用药及综合开发利用提供参考。

不同龄白及块茎无机元素与药效成分分布特征及相关性研究

目的:研究不同龄白及块茎中重金属、微量元素、药效成分分布特征及无机元素与药效成分的关系。方法:以不同龄白及块茎为研究对象,分析不同龄白及块茎中重金属、微量元素、药效成分含量,讨论其分布特征,探讨无机元素与药效成分的关系。结果:As、Cr、Pb在4年龄块茎中最高,Cu在1年龄中最大,Cd为3年龄>2年龄>1年龄>4年龄,重金属总量为4年龄>1年龄>3年龄>2年龄;Fe、Mn、Ni在4年龄中最高,Zn以1年龄最高,Se以3年龄最高;白及多糖以2年龄最高,4年龄总酚含量最高;Se与Pb呈显著负相关,Cu与As、Pb与As、Ni与As、Ni与Cr呈显著正相关;Cr与As、Zn与As、Zn与Cu、Pb与Cr、Se与Mn呈极显著正相关,总酚与Fe呈显著正相关;Cu和Pb含量均符合标准,As和Cd均超过标准值;4年龄和1年龄重金属总量大于20 mg/kg。结论:本研究可为白及的人工栽培提供基础依据。

环境因子对铁皮石斛生长发育及药效成分含量的影响

目的:研究环境因子对铁皮石斛生长发育及药效成分含量的影响,探索其高产优质的人工栽培条件。方法:通过室内模拟正交试验,设置了不同光照、温度、湿度、营养水平的生长条件,培养4个月后,采用叶绿素荧光仪、比色法等方法测量了铁皮石斛的生物量、形态特征、叶绿素荧光参数及多糖、黄酮和生物碱的含量等指标。结果:在本次试验参数范围内,光照是影响生物量、多糖和叶绿素含量的首要因子,高光照(21 600 Lx)有利于生物量的积累,而低光照(2 400 Lx)则会增加叶绿素和多糖含量。空气湿度是影响茎粗、分蘖数、ETRmax、Fv/Fm和生物碱、黄酮含量的重要因子,中等水平湿度(昼/夜湿度80%/65%)有利于以上形态指标和叶绿素荧光参数,而低湿度(昼/夜湿度70%/55%)则有利于生物碱和黄酮的积累。温度是影响株高的主要因子,高温(昼/夜温度28℃/13℃)有利于株高的生长。此外,营养成分虽然显著影响了大部分的指标参数,但均不是最主要影响因子。结论:综合产量和品质分析,昼/夜温度28℃/13℃、昼/夜湿度80%/65%为铁皮石斛适宜的生长条件,但21 600 Lx高光照有利于其提高生物量,而2 400 Lx低光照则更有利于提高其多糖含量。该研究结果为人工规模化高效栽培铁皮石斛提供科学依据。

橄榄的抑菌效应及其药效成分的初步研究

采用MTT法和培养板连续稀释法研究了橄榄对几种常见细菌、霉菌和酵母菌的抑制效应，并对其药效成分进行了初步鉴定。结果表明，橄榄对所试菌株有较为明显的抑制作用，黄酮类物质及没食子酸可能是其抑菌防腐的主要药效成分。

外源土壤Cd胁迫对三七富集及其药效成分的影响

目的推算三七GAP种植土壤Cd的安全限量浓度。方法采用当地土壤添加不同浓度的CdCl2溶液进行三七盆栽实验,考察重金属Cd在三七各组织器官中的富集规律及其对主要药效成分合成的影响,推得保证三七品质及服用安全性的三七GAP种植土壤Cd安全浓度限值。结果随着土壤Cd浓度的增加,三七根,茎,叶,花中Cd量均有明显增加,其变化规律符合对数曲线。三七不同组织富集Cd能力顺序为茎>根>花>叶,其中茎对Cd的吸收最强,富集系数最高。三七主要药效成分在土壤Cd的量小于30 mg/kg时,三七皂苷R1,人参皂苷Rb1,人参皂苷Rg1以及总皂苷均未表现出显著性变化,当土壤Cd的量等于30 mg/kg,主要药效成分量明显降低。结论由中药中重金属Cd的行业限量标准(0.3 mg/kg),根据土壤-三七Cd浓度拟合曲线计算出土壤Cd浓度安全限量为0.6 mg/kg。

电子束辐照对党参营养品质及药效成分的影响评价

为研究电子束辐照对党参品质及药效成分的影响,采用0、1、3、5、7 k Gy不同剂量的电子束辐照党参,于辐照当天、6、12个月检测党参样品,结果表明：随着辐照剂量的增加和贮藏时间的延长,党参的蛋白质变化不大,但辐照组党参粗脂肪与可溶性糖在贮藏6个月后有一定的下降;0-3k Gy剂量辐照不影响党参氨基酸总含量,5-7k Gy剂量组的氨基酸总含量在贮藏的6和12个月明显低于0-3k Gy组。辐照剂量在3k Gy时党参炔苷下降趋势不明显,电子束辐照对党参多糖含量无影响。综合考量认为,电子束辐照加工技术可以用于党参的养护,其最佳工艺剂量为3k Gy,在此剂量条件下可保证党参的药效成分和主要营养品质不受明显影响。

黄芪及其药效成分干预肺纤维化相关作用机制的实验研究进展

黄芪含有皂苷类、黄酮类、多糖类、微量元素等多种药效成分。黄芪多糖(APS)、黄芪甲苷(AST)、环黄芪醇(CAG)、黄芪总皂苷(TSA)、黄芪黄酮(TFA)、黄芪水提物(WEA)等药效成分干预肺纤维化(PF)相关实验研究是黄芪研究的热点之一。大量国内外研究从调节多种信号传导通路,调节细胞分化关键因子及基因的表达,调节氧化应激(OS)反应,调节炎症反应,改善组织形态学,端粒酶激活作用,调节细胞外基质(ECM)及基质金属蛋白酶等多个方面,试图揭示黄芪及其药效成分干预PF的作用机制。但多数研究均探讨了单一因子或信号通路,而对于多种作用机制的网络调控关系缺少关注。基于多层次、多角度及系统生物学的思路研究黄芪及其药效成分干预PF的作用机制及治疗靶标应成为后续研究的重点。

不同生长年限及采收期牡丹皮中药效成分HPCE分析

目的确立牡丹皮的最佳采收年限和最佳采收时期,为牡丹皮GAP生产提供依据。方法采用HPCE测定不同采收期牡丹皮中丹皮酚和没食子酸2种药效成分的含量。结果凤丹皮中药效成分的含量不同时期存在差异,不同年限中以5、6年生所含的丹皮酚和没食子酸含量相对较高;同一年份中各成分含量均在9、10月份达到相对高值且比较稳定。结论综合考虑各因素,牡丹皮以生长5年,在9、10月份为最佳采收时期。

远志养分吸收规律及其与药效成分积累的关系

【目的】远志(Polygala tenuifolia Willd)是多年生草本植物,以根入药,是我国重要的大宗药材之一。研究远志的营养元素吸收规律及其与药效成分积累的关系,为远志人工栽培中科学施肥及专用肥料的研制提供理论依据。【方法】以3年生远志为研究对象,2017年3月26日幼苗全部返青,从返青后40天(5月4日)开始,每隔20天田间采集植株样一次,分别测定其根部和地上部干物质量,氮磷钾等8个营养元素含量以及根中3类药效成分(总皂苷、总黄酮和总酚)的含量。【结果】远志地上部干物质积累在整个生育期内呈先升高后下降的趋势,根部干物质积累呈直线上升趋势。返青后40~140天地上部干物质积累量大于根,返青后160~195天生长中心转移到根,根的干物质积累量大于地上部。远志植株对氮素的最大吸收时期在返青后100~140天,吸收量为18.77 g/m2,对磷、钾的最大吸收时期在返青后140天,吸收量分别为3.07 g/m2和3.36g/m2。远志根中总皂苷、总黄酮、总酚累积量的趋势基本一致,均为先升高后降低,累积量均在返青后180天达到最大值。总皂苷积累量出现两次峰值,分别在返青后140天(6.28 g/m2)和180天(6.43 g/m2),总酚累积量也出现两次峰值,分别在返青后80天(2.37 g/m2)和180天(4.31 g/m2),总黄酮积累量只有一次峰值,出现在返青后180天(2.35 g/m2)。根药效成分经济产量在返青后180天达到最高。总黄酮含量与根中锌元素含量呈显著正相关(P <0.05);总酚含量与根中锌元素含量呈极显著正相关(P <0.01)。【结论】返青后140~195天是远志根干物质积累最快的时期。远志氮营养最大效率期在返青后100~140天,磷、钾营养最大效率期在返青后140天。在远志专用肥料配制中应保证锌元素的供给,以满足远志生长发育的需求,从而有效提高药效成分的积累。远志根秋季采挖的最佳时间是返青后180天(9月25日)。

脑心通胶囊药效成分对人脐静脉内皮细胞JAK/STAT信号通路、血管活性物质、黏附分子、炎症因子的影响

目的:研究脑心通胶囊主要药效成分对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)JAK/STAT信号通路、血管活性物质、黏附分子、炎症因子的影响,以期阐明脑心通胶囊活血化瘀的作用机制。方法:采用CCK-8法检测不同浓度的12个脑心通胶囊药效成分[咖啡酸(1.56~200μmol/L)、阿魏酸(1.56~200μg/mL)、洋川芎内酯H(3.125~200μmol/L)、丁烯基苯酞(3.125~200μmol/L)、藁本内酯(1.56~200μmol/L)、隐丹参酮(0.625~80μmol/L)、丹参素钠(1.56~200μmol/L)、芍药苷(1.56~200μmol/L)、芒柄花素(1.56~200μmol/L)、丹酚酸B(1.56~200μmol/L)、儿茶素(1.56~200μmol/L)、黄芪甲苷(1.56~200μmol/L)]作用24 h后对HUVEC增殖的影响;采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测上述各药效成分(均分别设置3个剂量组,并设0μmol/L的空白对照组,下同)对HUVEC的JAK/STAT信号通路关键蛋白Janus激酶(JAK2)、信号转导子及转录激活子(STAT3)、蛋白激酶B(Akt)、细胞外调节蛋白激酶(ERK)mRNA表达的影响;采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测各药效成分对HUVEC的纤溶酶原激活物抑制因子1(PAI-1)、血管内皮细胞黏附分子1(VCAM-1)、细胞间黏附分子1(ICAM-1)、血管内皮生长因子(VEGF)、核因子κB p65(NF-κB p65)表达的影响。结果:阿魏酸(6.25、25~200μg/mL)、洋川芎内酯H(6.25~200μmol/L)、藁本内酯(200μmol/L)、隐丹参酮(10~80μmol/L)、芍药苷(1.56、6.25、12.5μmol/L)、丹酚酸B(1.56~12.5、200μmol/L)和儿茶素(25μmol/L)可显著抑制HUVEC增殖,咖啡酸(1.56、12.5μmol/L)、藁本内酯(50μmol/L)、丹参素钠(6.25μmol/L)、芒柄花素(1.56、100、200μmol/L)可显著促进HUVEC细胞增殖(P<0.05或P<0.01)。与空白对照组比较,阿魏酸、芒柄花素、丹酚酸B和黄芪甲苷部分剂量组细胞中JAK2、STAT3和Akt的mRNA相对表达量均显著降低(P<0.05或P<0.01);咖啡酸、阿魏酸和丁烯基苯酞部分剂量组细胞中PAI-1表达水平显著降低,咖啡酸、阿魏酸、丁烯基苯酞、隐丹参酮、芒柄花素和儿茶素部分剂量组细胞中ICAM-1和VCAM-1表达水平显著降低,阿魏酸、丁烯基苯酞、芒柄花素、丹酚酸B和黄芪甲苷部分剂量组细胞中NF-κB p65表达水平显著降低,咖啡酸和儿茶素部分剂量组细胞中VEGF表达水平显著升高(P<0.05或P<0.01)。结论:脑心通胶囊中药效成分可能通过抑制HUVEC中JAK/STAT信号通路关键蛋白mRNA和PAI-1、ICAM-1、VCAM-1、NF-κB p65的表达,并促进VEGF表达,从而发挥其活血化瘀的功效。

气候因子对湘西地区菝葜主要药效成分含量的影响

目的:研究气候因子对湘西地区菝葜主要药效成分含量的影响,为指导菝葜引种驯化栽培和规范种植提供依据。方法:采用高效液相色谱法测定湘西地区8个县市野生菝葜药材主要药效成分黄杞苷和落新妇苷的含量,并以此为因变量,以各样地的年均温、1月均温、7月均温、≥10℃有效年积温、年最高温、年最低温、年降水量、年日照量、无霜期和相对湿度10个指标为自变量,进行偏最小二乘法回归分析(PLS)。结果:相对湿度、年最低温和年降水量是影响菝葜主要药效成分含量的主导因子。年最低温、年均温和≥10℃有效年积温与菝葜品质呈正相关,而相对湿度、年降水量和无霜期与菝葜品质呈负相关。结论:气候因子与药效成分相关性的基础工作为菝葜资源的保护、引种驯化栽培及资源的可持续利用提供了科学依据。

蓖麻子药效成分分离纯化和药理作用研究概述

蓖麻子为大戟科植物蓖麻（Ricinus communis Linn．）的干燥成熟种子，又名红麻、草麻、八麻子、牛蓖等。性平，味甘、辛，具有消肿拔毒，泻下通滞等功能。我国蓖麻是1400多年前由印度引入，现在全国各地均有种植。现代研究表明蓖麻子主要活性成分包括蓖麻毒蛋白、蓖麻油和蓖麻碱等。蓖麻毒蛋白具有抗肿瘤、抗生育、引产、泻下和抗病毒等作用。为深入系统研究蓖麻子药用价值，现对其药效成分分离纯化和药理作用研究进展作以综述，为后续研究提供参考。

不同产地黄芩药材中主要药效成分含量变化规律研究

[目的]通过对7个产区13个产地及样地的黄芩药材中主要药效成分含量的系统考察,确定不同产地黄芩质量整体特征,为其临床运用提供参考。[方法]采用醇溶性浸出法测定浸出物含量,高效液相色谱法测定黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素的含量,并进行主成分分析。[结果]基于《中华人民共和国药典》(简称药典)限量指标成分黄芩苷和浸出物,各产地黄芩样品均高于药典限量标准;山东临沂、内蒙古赤峰两地栽培品含量总体水平最高,但各产地野生品均较低;汉黄芩苷于2.28%~3.74%,仍以临沂栽培品含量最高,其他产地野生品均较低;黄芩素于0.3%~1.0%,山西栽培品总体水平较高。[结论]主成分分析结果表明,各主产区黄芩药材整体质量较优,不存在不合格药材;山东临沂栽培黄芩各药效成分累积量最为丰富,其次为山西运城、闻喜、夏县产地,说明当前市场把山西作为优质产区具有一定合理性,也为黄芩栽培区域的合理选择提供数据支持;丰宁、承德、赤峰野生品居于后3位,各产地野生品药效成分累积量均远低于栽培品,此现象应引起人们关注。

猴头菌及其药物制品腺苷等药效成分分析

本研究通过薄层层析HPLC方法着重分析了猴头菌的腺苷成分 ,并对猴头菌的药物制品 -胃乐宁浸膏的组成成分和矿质元素进行了测定。研究发现猴头菌丝体中存在着较高含量的腺苷 ,同时在其固体发酵培养物、浸膏和片剂中均检测到了一定含量的猴头菌腺苷 ,腺苷含量依次为 :浸膏 >片剂 >固体培养物。胃乐宁浸膏的主要成分是糖、蛋白和灰分 ,并含有多种对人体有益的矿质元素。

产地加工工艺对天麻6种药效成分含量的影响

目的为提高商品天麻的药效成分,优化天麻产地加工工艺。方法通过对3个不同的煮制熟化时间20 min、25 min、30 min与4个不同的干燥温度60℃、80℃、100℃、120℃工艺下天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷E、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷A含量测定,来探究不同的产地加工工艺对天麻药效成分的影响。结果在实验设计范围内,随着煮制熟化时间延长,天麻素、巴利森苷E、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷A含量均会提高(P<0.05),对羟基苯甲醇含量会逐渐降低(P<0.05),随着干燥温度升高,天麻素、巴利森苷C含量均会提高(P<0.05),对羟基苯甲醇、巴利森苷E、巴利森苷B、巴利森苷A含量会逐渐降低(P<0.05)。结论在天麻产地加工过程中,煮制熟化时间与干燥温度对天麻6种药效成分含量影响显著(P<0.05)。

清热活血汤改善大鼠心肌缺血再灌注损伤的药效成分及作用机制研究

目的探讨清热活血汤改善大鼠心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的药效成分及作用机制。方法将42只大鼠随机分为假手术组(生理盐水),模型组(生理盐水),清热活血汤低、中、高剂量组(4.94、9.88、19.79 g/kg),清热活血汤含药血清组(19.79 g/kg),空白血清组(生理盐水),每组6只。各组大鼠灌胃相应药物/生理盐水,每天1次,连续2周。末次给药12 h后,除各血清组外,其余各组大鼠进行MIRI造模(假手术组仅穿线不结扎),并在造模成功后,进行心脏组织病理学形态观察及细胞凋亡水平检测。取清热活血汤含药血清组、空白血清组样本进行超高效液相色谱质谱联用(UPLC-MS)分析,结合相关数据库筛选清热活血汤含药血清中的主要药效成分,结合多元统计学方法分析其差异代谢物及相关代谢通路,并基于氧化应激指标进行实验验证。结果清热活血汤可改善MIRI模型大鼠心脏组织病理损伤,显著降低细胞凋亡率(P<0.05)。清热活血汤含药血清包括黄芩苷、琥珀酸、黄芩素、隐丹参酮、异阿魏酸、原儿茶醛等20种主要药效成分,可上调L-异亮氨酸、左旋精氨酸、柠檬酸、谷胱甘肽、β-D-葡萄糖、左旋肉碱等15种代谢物水平(P<0.05),下调花生四烯酸、3-磷酸-d-甘油磷酸酯、亚油酸、二十二碳六烯酸、磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱等14种代谢物水平(P<0.05),主要涉及能量代谢、炎症损伤、氧化应激和自噬等代谢途径。验证实验结果显示,清热活血汤可显著降低MIRI模型大鼠血清中丙二醛水平,显著升高超氧化物歧化酶(低剂量组除外)及谷胱甘肽过氧化物酶水平(P<0.05)。结论清热活血汤可改善MIRI模型大鼠心脏组织损伤,其药效成分包括黄芩苷、隐丹参酮、异阿魏酸、原儿茶醛等,其作用机制可能与改善心肌能量代谢、下调氧化应激水平、抑制炎症浸润有关。

杜仲药效成分和药理学的研究概况

杜仲为我国名贵滋补药材,具补肝肾、强筋骨、降血压、安胎等诸多功效。杜仲中包括木脂素类、环烯醚萜类、苯丙素类、多糖类、杜仲胶等多种化学成分,在降压、调血脂、降血糖、抗衰老、增强免疫、抗肿瘤、抗病毒等方面发挥作用,因此具有广阔的开发前景。

中药复方药效成分研究进展

本文综述了现阶段中药复方药效成分研究进展,参阅近年来的文献,对中药复方药效成分研究的方法进行了总结归纳。随着各个学科的飞速发展,产生了多种研究中药复方药效成分的方法,包括拆方研究、指纹图谱、谱效关系、血清药物化学、血清药理学、分子生物色谱等。中药复方药效成分研究推动了中药现代化进程,在中药复方研究中占有重要地位。