太子参的药理活性、化学成分及繁殖栽培研究进展

谢雄雄，孟璞岩，朱灵芝，陈宜均，龚斌，李康琴，邓绍勇

（江西省林业科学院，江西 南昌 330013）

太子参为石竹科（Caryophyllaceae）孩儿参属（Pseudostellaria）孩儿参（P.heterophylla）的干燥块根，生于海拔800～2 700 m的山谷林下阴湿处，资源主要分布在东北、华北、西北、华东及湖北、湖南等地[1]。据《中华本草》[2]记载，太子参具有益气生津，补脾润肺之功效，其单方及复方制剂常用于脾虚体倦等症状。研究表明太子参具有增强免疫、保护心肌、抗氧化等药理活性，环肽类、多糖类、皂苷类等化合物是其发挥药效的主要活性物质。2015 版《中国药典》[3]撤销了太子参【含量测定】项，《香港中药材标准》第三册中采纳了以△7-豆甾烯醇葡萄糖苷作为太子参的质量控制指标，《台湾中药典》第三版中太子参仅收载了稀乙醇、水浸出物控制药材的内在物质，说明太子参的中药质量标志物Q-Maker成分尚不明确，太子参环肽B 作为药材质量控制指标有待商榷。通过综述近10 年太子参在药理活性、化学成分及栽培等方面的文献，以期为合理利用该药、综合开发及质量控制提供理论依据，为科学合理地指导种植调控药材质量提供参考。

1 药理活性

现代药理学研究表明，太子参具有增强免疫力、保护心肌、抗氧化功能等药理活性。

1.1 增强免疫力

太子参具有补益脾肺、益气生津等功效，可增强机体免疫力。研究发现，太子参蛋白质水解产物通过促进脾淋巴细胞肿瘤坏死因子α（TNF-α）、干扰素γ（IFN-γ）和白介素10（IL-10）的分泌，提高调控细胞内Ca2+浓度、增强钙离子调节神经磷酸酶（CaN）活性及促进活化T 细胞（NFAT）c1 mRNA 的表达，说明太子参具有增强免疫的作用[4]。太子参较大极性提取部位具有显著增加小鼠白细胞数目、吞噬指数、吞噬系数的作用，推测太子参发挥机体免疫功能物质基础是苷类和多糖[5]；由水提醇沉法制备的太子参粗多糖，分子量在500～920 00 Da，主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖及葡萄糖醛酸组成的α-吡喃糖，对由脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）诱导损伤的小鼠单核巨噬细胞白血病细胞（Raw 264.7）有保护作用，初步表明太子参具备体外调节免疫的潜力[6]。80%乙醇提取制备的太子参参须皂苷能显著促进由环磷酰胺免疫破坏后小鼠脾脏淋巴细胞增殖功能的恢复，调节血清中免疫球蛋白、补体及细胞因子水平，从而促进小鼠免疫功能的恢复[7]。

1.2 保护心肌

太子参水煎液通过降低血清TNF-α、IL-6 水平，抑制一氧化氮合酶NOS、基质金属蛋白酶MMPs 活力与表达，降低心室体重指数、左心室组织羟脯氨酸含量，减少心肌组织纤维化、炎细胞浸润对大鼠冠脉结扎诱发慢性心衰产生保护作用[8-11]，同时，太子参粗多糖、正丁醇提取部位对急性心肌梗死后诱发慢性心衰大鼠心肺损伤具有显著的保护作用[12-13]；此外，太子参多糖对心肌缺血大鼠细胞凋亡具有抑制作用，其机制可能与下调促凋亡相关蛋白Bax、Caspase-3和上调抑凋亡相关蛋白Bcl-2相关[14]。婴幼儿鼻饲太子参水煎液（太子参10 g,加水久煎至60 mL，0.5 mL·kg-1）联合常规治疗可明显缩短气管插管时间，术后呼吸功能恢复快，有利于早日撤除呼吸机，预防心脏术后发生呼吸衰竭及呼吸机相关性肺炎，缩短重症监护病房CCU滞留时间[15]。

1.3 抗氧化功能

太子参皂苷提取物具有显著的抗氧化活性，皂苷含量与抗氧化功能强弱呈现一定的“量-效关系”，推测皂苷是构成太子参抗氧化活性的有效物质组分之一[16]。太子参多糖通过提高糖尿病小鼠血清SOD活力，降低MDA 含量，改善小鼠抗氧化功能，减轻超氧阴离子自由基和脂质过氧化反应的氧化损伤，抗氧化能力可能是太子参重要的降糖机制[17]。

1.4 其他

太子参水提物和醇提物通过下调经紫外线辐射诱导的HaCaT 细胞内γ-H2AX、P38-MAPK 和MMP1蛋白表达水平，产生抗光老化活性[18]。太子参均一多糖PHP0.5MSC-F、PHPH-1-2浓度为400 μmol·L-1时对大鼠小肠α-糖苷酶活性具有抑制作用，通过减少葡萄糖的吸收量，产生降血糖作用[19]。4.98 μg·mL-1太子参环肽HB 通过下调黑色素合成途径中酪氨酸酶活性，治疗色素增加性皮肤病和发挥美白效果[20]。太子参环肽B可以降低凋亡基因Caspase3、P53的表达，显著增加神经元存活率和β3-tubulin 和MAP2 阳性突起密度，增强神经元突触可塑性，进而改善APP/PS1 转基因小鼠的记忆和认知障碍[21]。

2 化学成分

太子参具有益气生津，补脾润肺之功效，临床用于治疗气短自汗、食欲不振、津亏口渴、阴虚肺燥等症状。从太子参中分离得到多种化学活性物质，主要包括环肽类、多糖类、皂苷类等化合物。

2.1 环肽类

环肽类成分是中药发挥药效的重要物质基础之一，太子参环肽类化合物具有酪氨酸酶抑制作用和降血糖作用，在生物医学、药学领域具有广阔的开发前景。太子参环肽由数个相同或不同的氨基酸通过肽键形成环的化合物，其氨基酸种类包括丙氨酸（Ala）、甘氨酸（Gly）、异亮氨酸（Ily）、亮氨酸（Leu）、苯丙氨酸（Phe）、脯氨酸（Pro）、苏氨酸（Thr）、酪氨酸（Tyr）、丝氨酸（Ser）、缬氨酸（Val）。太子参含有许多环肽类化合物，其中太子参环肽B曾作为质量控制指标用于评价太子参药材。目前文献报道已分离17种环肽类化合物，详见表1。

表1 太子参环肽类化学成分Tab.1 Polysaccharides from Pseudostellaria heterophylla

2.2 多糖类

多糖类成分作为一大类天然产物，相比较于黄酮类、生物碱类等小分子化合物，化学结构鉴定相对复杂且相关研究较少。此外，多糖的分离纯化较困难，现有分离设备手段较难以获得窄分布的均一多糖。太子参粗多糖含量为8.43%～11.87%，是太子参主要活性成分之一，也是太子参质量评价的重要指标[30]。太子参多糖的纯化分离，多与细胞、动物实验相结合，研究筛选出具有显著药理活性的均一多糖。至今，文献报道太子参中已分离多糖5种，详见表2。

表2 太子参多糖类化学成分Tab.2 Cyclopeptides from P.heterophylla

2.3 其他

除环肽类、多糖化合物外，太子参还含有皂苷类、挥发油、甾醇类等化合物。王喆星课题组[35-39]在太子参正丁醇部位中，通过大孔树脂、硅胶层析柱分离得到胡萝卜苷、太子参皂苷A、尖叶丝石竹皂苷D、△7-豆甾烯-3β-醇、△7-豆甾烯-3-O-β-D-葡萄吡喃糖苷，并且在太子参中检测出7 种人体必需氨基酸；通过GC-MS 手段鉴定出共12 种挥发油成分，其中糠醇含量最高。张春丽等[40]从太子参中分离得到3-呋喃甲醇α-D-吡喃半乳糖苷、云杉新苷等10个化合物。

3 繁殖栽培

太子参在全国各地均有人工栽培，2015 版《中国药典》收载的14 个含有太子参制剂处方，涉及300 多家生产企业，是发展比较快的中药材品种。太子参种子繁殖存在许多问题，故实际生产中通常采用无性繁殖（块根繁殖），但太子参无性繁殖存在种质退化、病害增多、产量下降等问题，且其栽培过程中还存在连作障碍问题。随着中药材规范化种植技术的发展，许多学者就太子参种苗快速繁殖和解决相关方面的难题进行了大量的研究工作。

3.1 种子繁殖

种子繁殖是最经典的繁殖方式之一，太子参的花期为4-7 月，果期为7-8 月，太子参蒴果中种子成熟后自行脱落，持续2～3个月，因实际生产过程中种子采收成本高导致太子参不易规模化种子繁殖。此外，太子参成熟的种子具有休眠特性、种子萌发率低等问题。太子参种子收集后采用湿沙储藏，于当年秋季或翌年春季播种。肖承鸿等[41]通过低温层积及赤霉素处理打破太子参种子生理休眠状态，采用500～600 mg·L-1的赤霉素浸种6 h，结合-2～3℃沙藏层积的方法，可明显缩短太子参种子休眠的时间。温学森等[42]通过赤霉素、剥除不同部位处理太子参种子，发现通过处理种子均不能正常萌发，说明成熟太子参种子存在生理后熟现象，层积处理可能是解除太子参种子休眠的必要条件。

3.2 无性繁殖

在实际生产中太子参主要采取块根的无性繁殖，一般在每年10-11 月，选取参体肥大整齐、芽头完整无伤无病虫害的块根作种参。但太子参连续多年无性繁殖容易导致病毒的积累，最终使种性退化，此外，太子参的种植还存在连作障碍的问题。许多学者在太子参组织培养、太子参脱毒培养方面做了许多工作。李晓红等[43]等研究证明，太子参茎尖为太子参快速繁殖的最佳外植体，并筛选出合适的诱导、分化、生根的培养基配比，为用太子参的组织培养技术优化太子参种源、快速繁殖以及防治病毒病害奠定基础。梁玉勇等[44]运用组织培养技术结合紫外分光光度法，对太子参不定根的组织培养进行了系统性研究，研究证明通过调节控制接种量、蔗糖浓度、无机盐浓度、培养天数、逐级扩大培养以及不同角度鼓泡式反应器，能快速稳定地获得太子参的不定根。叶祖云等[45]利用植物组织多倍体诱导技术，培育太子参四倍体新种质，并采用优良的四倍体太子参萌发的芽为外植体，对太子参组培苗进行相关技术研究，确立一整套四倍体太子参种苗大量繁育生产技术规程。王琨等[46]研究证明，通过使用NAA 和6-BA 能提高二倍体太子参离体培养丛生芽的诱导率，为太子参的选育和提纯复壮提供实验数据依据。

3.3 栽培

中药材品质、质量与其栽培环境密切相关，合适的生长环境是道地药材形成的主要原因，明确太子参生长过程中关键影响因子对科学合理指导种植生产具有显著意义。康传志等[47]通过比较分析不同产区太子参药材中多糖和太子参环肽B含量差异，并运用最大信息熵模型（MaxEnt）建立气候因子与化学成分回归模型，结果显示太子参环肽B是气候主导型的代谢物质，降水量是影响太子参环肽类物质积累的关键气候因子。马阳等[48]同样利用统计学方法研究太子参中指标成分与气候因子的相关性，研究证明气候因子中月最低气温、月平均气温、月降水量以及年降水量是影响太子参指标成分含量的主导因素。刘晓峰等[49]研究表明，太子参种植过程中的强光照导致太子参叶片黄化，其发生机制是强光照导致的淀粉累积改变了叶绿体的结构，增加土壤中的氮素含量可以抑制强光照引起的太子参叶片黄化发生，该研究可为太子参生产上的农艺措施调控提供一定指导。

多数栽培的中药材均不能重茬连作，其中多年生根及根茎类药材的连作障碍问题尤为严重，太子参自毒作用是导致太子参连作障碍的主要因素之一。林燕华等[50]采用土培方法培育2 年生太子参，并系统研究紫苏(Perilla frutescens)茎叶、薏苡(Coix lacrymajobi)根、金银花(Lonicera japonica)、水稻(Oryza sativa)茎叶的水提物对太子参存苗率、幼苗生长及相关生理指标的化感效应，结果显示采用紫苏-太子参或水稻-太子参轮作模式能减轻太子参轮作障碍现象，为太子参的正确轮种、套种及间种提供研究思路。

4 展望

太子参具有环肽类、多糖类、皂苷类等多种化合物，但根据上述文献调查表明，太子参研究与其他大宗药材研究相比基础较为薄弱，化学成分研究主要集中在太子参环肽类化合物，药理学研究则集中在抗免疫、抗癌、降血糖活性研究，但多以太子参提取物或萃取部位进行研究，单体成分主要以太子参环肽B 为主，而其他活性成分研究报道较少。太子参繁殖栽培技术研究主要集中在植物组织培养技术，种子播种相关研究报道较少。作为近几年来发展快速的重要品种，太子参栽培研究工作应加强选育优良品种、解决快速繁育中关键性技术。

此外，2015 版《中国药典》取消太子参环肽B 为太子参质量控制指标，《香港中药材标准》第三册中采纳了以△7-豆甾烯醇葡萄糖苷作为太子参的质量控制指标，《台湾中药典》第三版中太子参仅收载了稀乙醇、水浸出物控制药材的内在物质。由此来看，太子参质量控制和质量标准体系亟待完善，为发挥其更大的药用、经济价值，后续研究应加强对其质量标志物Q-Maker 成分的研究，并加强对太子参规范化种植技术推广及其良种选育。