鄭 溢，李 旎，鄭志忠，陳良華，童慶宣，明艷林,3,，林河通

（1.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2.廈門華僑亞熱帶植物引種園，廈門市植物引種檢疫與植物源產(chǎn)物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361002；3.福建省亞熱帶植物研究所，福建省亞熱帶植物生理生化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 361006）

絞股藍(lán)（Gynostemma pentaphyllum （Thunb.）Makino.）是葫蘆科絞股藍(lán)屬多年生草質(zhì)藤本植物，是目前所知非五加科人參屬植物中唯一含有人參皂苷類成分的植物，素有“南方人參”的美稱[1]。絞股藍(lán)喜陰濕溫和的氣候，廣泛分布于東南亞等地以及我國秦嶺、長江以南各地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，迄今全世界的絞股藍(lán)共有17 個(gè)種和2 個(gè)變種[2]。絞股藍(lán)皂苷（gypenoside，Gyp）是絞股藍(lán)中最重要的功能性成分之一，因具有與人參皂苷類似的四環(huán)三萜達(dá)瑪烷型基本結(jié)構(gòu)而倍受關(guān)注。由于達(dá)瑪烷型皂苷本身具有熱不穩(wěn)定性，在加熱提取過程中易發(fā)生水解，因此，近年來不斷有新的絞股藍(lán)皂苷的報(bào)道，迄今已明確的絞股藍(lán)皂苷共有165 個(gè)，苷元有12 類[3]。研究表明，絞股藍(lán)皂苷具有抗衰老、抗腫瘤、降血糖、降血脂、保護(hù)肝臟和神經(jīng)等多方面生物活性，且其藥理活性與其側(cè)鏈糖基關(guān)系密切，一般絞股藍(lán)皂苷側(cè)鏈糖基分子越少其活性越高。最新代謝組學(xué)及藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在體內(nèi)發(fā)揮藥理作用的絞股藍(lán)皂苷成分主要為含量較少的絞股藍(lán)皂苷單體或不存在于絞股藍(lán)中的次生苷元，值得關(guān)注的是，由于絞股藍(lán)皂苷與人參皂苷的苷元骨架結(jié)構(gòu)相同，部分絞股藍(lán)皂苷在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為稀有人參皂苷。因此，近年來通過生物轉(zhuǎn)化對絞股藍(lán)皂苷上的糖基進(jìn)行改造以制備出活性較高的次生皂苷以及高活性的稀有人參皂苷的研究受到國內(nèi)外學(xué)者及制藥企業(yè)廣泛關(guān)注，每年均有許多相關(guān)的研究報(bào)道。

生物轉(zhuǎn)化是指外源化合物在機(jī)體內(nèi)經(jīng)多種酶催化的結(jié)構(gòu)變化，并形成其他結(jié)構(gòu)化合物的過程，其本質(zhì)是利用生物體系本身所產(chǎn)生的酶在體外對外源化合物進(jìn)行酶催化反應(yīng)。生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)條件溫和、副產(chǎn)物少、對環(huán)境友好，且能彌補(bǔ)一些化學(xué)修飾反應(yīng)上的缺陷。目前，絞股藍(lán)皂苷在體外的轉(zhuǎn)化方法主要有生物轉(zhuǎn)化法、酸水解法、堿裂解法及熱處理法等。其中絞股藍(lán)生物轉(zhuǎn)化法主要包括微生物轉(zhuǎn)化法和酶法轉(zhuǎn)化法。由于化學(xué)法和物理法具有反應(yīng)條件劇烈、水解程度難以控制、反應(yīng)副產(chǎn)物多、易造成環(huán)境污染等缺陷，所以很少使用。利用生物法轉(zhuǎn)化絞股藍(lán)皂苷，既能改造已有皂苷成分、產(chǎn)生新型皂苷、提高目標(biāo)物得率，又能克服化學(xué)法和物理法的缺點(diǎn)；因此，近年來通過該法水解掉某些含量高、藥效低的絞股藍(lán)皂苷末端糖基以制備稀有次生皂苷成為研究的熱點(diǎn)。

為了尋找新的、活性更高的稀有絞股藍(lán)皂苷，近幾年本課題組及國內(nèi)外其他學(xué)者較系統(tǒng)地研究了絞股藍(lán)皂苷體內(nèi)代謝組學(xué)、絞股藍(lán)體外生物轉(zhuǎn)化通路、高活性絞股藍(lán)皂苷類物質(zhì)的分離鑒定、提取制備，同時(shí)也對新發(fā)現(xiàn)的絞股藍(lán)皂苷的抗腫瘤、抗衰老等生物活性進(jìn)行了較深入全面的探討，但尚鮮有較為系統(tǒng)的文獻(xiàn)整理和綜述。鑒于此，本文較系統(tǒng)地綜述了絞股藍(lán)皂苷的結(jié)構(gòu)與類別、生物轉(zhuǎn)化及其生物活性等方面的研究進(jìn)展，重點(diǎn)分析了近5 年來的最新研究，并對絞股藍(lán)皂苷未來的研究方向提出了建議，旨在為絞股藍(lán)皂苷進(jìn)一步研究提供思路。

1 絞股藍(lán)皂苷的結(jié)構(gòu)與類別

1.1 絞股藍(lán)皂苷的分類

迄今為止的研究發(fā)現(xiàn)，絞股藍(lán)皂苷大部分具有達(dá)瑪烷型的基本結(jié)構(gòu)，主要由四環(huán)三萜達(dá)瑪烷型皂苷苷元與糖基組成。其C20位上手性中心的絕對構(gòu)型分為R-構(gòu)型和S-構(gòu)型，其中絞股藍(lán)皂苷Gyp-XXXIX、Gyp-XL、Gyp-XLI、Gyp-LI、Gyp-LIII為R-構(gòu)型，其余均為S-構(gòu)型。隨著研究的深入，越來越多的新型絞股藍(lán)皂苷被發(fā)現(xiàn)，因此，為了更好地開展研究，將絞股藍(lán)皂苷進(jìn)行系統(tǒng)地分類整理就顯得尤為重要。學(xué)術(shù)界主要根據(jù)絞股藍(lán)皂苷苷元結(jié)構(gòu)的相似度對其進(jìn)行分類，2011年，史琳等[3]在前人研究基礎(chǔ)上，補(bǔ)充了側(cè)鏈23、24位和25、26位有共軛雙鍵的苷元類型，將已明確的165 個(gè)絞股藍(lán)皂苷按苷元結(jié)構(gòu)相似的程度劃分為12 類（表1）。其中，絞股藍(lán)皂苷的達(dá)瑪烯雙鍵在24、25位的最多，有102 個(gè)；側(cè)鏈21、23位具有環(huán)氧結(jié)構(gòu)的有13 種；側(cè)鏈23、24位有雙鍵以及側(cè)鏈具有21-羧酸、21,23-內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的各有9 種。此外，研究還發(fā)現(xiàn)絞股藍(lán)皂苷的糖基大多連在C3和C20位，主要由葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖和木糖構(gòu)成單糖、雙糖和三糖等。隨著研究的深入，越來越多的絞股藍(lán)皂苷被發(fā)現(xiàn)，絞股藍(lán)皂苷的苷元分類表也將被補(bǔ)充更新。

1.2 不同產(chǎn)地絞股藍(lán)中皂苷的含量差異

絞股藍(lán)屬植物有2 個(gè)主要的分布中心，分別是日本沖繩地區(qū)和我國西南地區(qū)。絞股藍(lán)屬于葫蘆科絞股藍(lán)屬絞股藍(lán)亞屬，是絞股藍(lán)屬植物中分布最廣、資源最豐富的藥用植物，因其具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性而廣泛分布于東南亞國家及我國滇、鄂、陜、皖、桂、黔、粵、浙、瓊、蜀、湘、豫、贛、隴、閩、藏等地區(qū)。

學(xué)術(shù)界對于絞股藍(lán)屬植物的種間分類一直存在爭議。孫文基[4]認(rèn)為，絞股藍(lán)與同一亞屬的長梗絞股藍(lán)常在名稱和形態(tài)、作用上被混為一談，然而二者實(shí)為絞股藍(lán)亞屬中的2 個(gè)物種：絞股藍(lán)味甜、多為5 葉，故稱“五葉參”；長梗絞股藍(lán)味苦、有7 葉，又名“七葉膽”、“小苦藥”。長梗絞股藍(lán)與絞股藍(lán)的化學(xué)成分不同，它的苷元水解不產(chǎn)生人參二醇、人參三醇類，不是四環(huán)三萜，而是多一個(gè)呋喃駢環(huán)。而另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，單葉絞股藍(lán)、光葉絞股藍(lán)、長梗絞股藍(lán)與絞股藍(lán)應(yīng)為同一物種[5]。隨著分子系統(tǒng)學(xué)的發(fā)展，利用分子標(biāo)記技術(shù)和DNA條形碼技術(shù)對物種進(jìn)行鑒定，對植物種間、近緣屬間及科內(nèi)的系統(tǒng)發(fā)育和分類問題進(jìn)行探討，將有利于該屬物種的學(xué)名鑒定。

表1 絞股藍(lán)皂苷苷元結(jié)構(gòu)的分類[3]Table1 Classification of gypenoside structures[3]

表2 不同產(chǎn)地絞股藍(lán)的總皂苷含量Table2 Gypenoside contents of G. pentaphyllum from different habitats

絞股藍(lán)皂苷的含量和成分與產(chǎn)地、品種、采收時(shí)間、采樣部位以及內(nèi)源性真菌的種類有關(guān)（表2）。研究表明，產(chǎn)于日本的絞股藍(lán)化學(xué)成分主要為達(dá)瑪烷類三萜皂苷，含人參皂苷類成分；江西、陜西等地生產(chǎn)的絞股藍(lán)，生物活性物質(zhì)以黃酮類成分為主。樂圓[6]對人工種植絞股藍(lán)面積較大的陜西、湖北、湖南、安徽、江西、貴州、云南7 個(gè)省份進(jìn)行了考察，并檢測了不同品系絞股藍(lán)總皂苷及絞股藍(lán)二醇組皂苷的含量，結(jié)果顯示：絞股藍(lán)中的總皂苷含量以陜西平利PL.1最高，為12.18%；絞股藍(lán)中的二醇組皂苷含量以湖北HB.02最高，為0.88%。絞股藍(lán)皂苷含量與絞股藍(lán)的品種也有密切關(guān)系，絞股藍(lán)品種的不同主要體現(xiàn)在植株的葉片數(shù)和口感上的區(qū)別。彭亮等[7]測定絞股藍(lán)中的三萜皂苷含量時(shí)發(fā)現(xiàn)，7 葉絞股藍(lán)葉片中的三萜皂苷含量顯著高于5 葉絞股藍(lán)。在口感方面，苦味和甜味絞股藍(lán)總皂苷含量較高，苦甜味絞股藍(lán)次之，淡味絞股藍(lán)的總皂苷含量最少。絞股藍(lán)皂苷的含量還與采收時(shí)間和采樣部位有關(guān)。一般來說，7月為絞股藍(lán)的開花季，絞股藍(lán)中的皂苷含量開始上升，至10月絞股藍(lán)結(jié)果前，采收的絞股藍(lán)皂苷含量最高。不同部位中皂苷含量從葉、莖和地上部分依次降低[8]，例如從河北引種的絞股藍(lán)，葉中的總皂苷含量比莖中高4～5 倍[9]。Ma Shenglong等[10]研究不同生長環(huán)境下，不同種類絞股藍(lán)的活性成分與內(nèi)源性真菌種類的相關(guān)性，從絞股藍(lán)的根、根莖和葉中分離出125 種內(nèi)生真菌，并通過高效液相色譜測定絞股藍(lán)中主要皂苷成分Gyp-XLIX的含量后發(fā)現(xiàn)，鐮孢菌屬、柱孢霉屬和小球腔菌屬真菌的存在能促進(jìn)絞股藍(lán)皂苷Gyp-XLIX的合成積累，而青霉菌屬真菌則抑制絞股藍(lán)皂苷Gyp-XLIX的合成積累，這可能是因?yàn)榍嗝咕鷮賰?nèi)生真菌產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物對絞股藍(lán)皂苷Gyp-XLIX合成的某一環(huán)節(jié)有影響。通過對比不同品種間絞股藍(lán)中的成分，有利于人們依據(jù)自身需求對絞股藍(lán)進(jìn)行選擇。

1.3 絞股藍(lán)皂苷和人參皂苷的異同

絞股藍(lán)皂苷是目前所知非五加科人參屬植物中唯一含有人參皂苷類成分的植物[1]，在我國民間已有較長的用藥歷史。絞股藍(lán)皂苷與人參皂苷的苷元部分都為達(dá)瑪烷型四環(huán)三萜構(gòu)型，在基因轉(zhuǎn)錄水平上的相似度為25%[18]。皂苷Re、Rg2、Rc、F1、丙二酰-Rbl、丙二酰-Rd、Rf是人參和絞股藍(lán)的共同成分[19-22]。與人參皂苷相比，絞股藍(lán)皂苷主要為原人參二醇，其中，絞股藍(lán)皂苷Gyp-III、Gyp-IV、Gyp-VIII、Gyp-XII、Gyp-I、Gyp-A-AH的結(jié)構(gòu)分別與人參皂苷Rb1、Rb3、Rd、F2、K和Rg3結(jié)構(gòu)相同[23-24]，且Gyp-III、Gyp-IV、Gyp-VIII、Gyp-XII在絞股藍(lán)優(yōu)良株系中的含量均較人參中相應(yīng)組分高[25]。研究還表明，許多絞股藍(lán)皂苷產(chǎn)生的次級產(chǎn)物與人參皂苷水解的產(chǎn)物相同，例如絞股藍(lán)皂苷Gyp-I～XVI經(jīng)水解即可得人參皂苷CK（Compound K），絞股藍(lán)皂苷Gyp-III、Gyp-IV和Gyp-V等經(jīng)弱酸水解得人參皂苷Rg3[26]。研究顯示CK可抑制脂肪細(xì)胞中甘油三酯的積累[27]、抗肝癌細(xì)胞的生長[28]并抑制高轉(zhuǎn)移肝癌細(xì)胞MHCC97-H的侵襲轉(zhuǎn)移[29]，20(S)-Rg3通過抑制氧化應(yīng)激和晚期糖基化終產(chǎn)物的形成來預(yù)防2型糖尿病大鼠腎損傷和功能障礙的進(jìn)一步發(fā)展[30]。同時(shí)，一些絞股藍(lán)皂苷間也可通過增加或減少糖基來實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化[24]。因此，絞股藍(lán)皂苷在體內(nèi)、體外轉(zhuǎn)化途徑的研究深受關(guān)注。

2 絞股藍(lán)皂苷的生物轉(zhuǎn)化

2.1 體內(nèi)代謝

代謝組學(xué)的研究表明，皂苷類化合物是許多藥用植物的重要活性成分，但一般其通過腸道代謝后的產(chǎn)物才是體內(nèi)最終發(fā)揮藥理藥效的主要形式[31]。例如，人參皂苷是人參中的主要生物活性物質(zhì)，天然存在的人參皂苷被稱為主皂苷，而僅存在痕量或不存在的、需后天轉(zhuǎn)化形成的皂苷單體常被稱為稀有人參皂苷（如Rd、Rg3、F2、Rh2、CK和CMc等）[32]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，口服人參后，人參總皂苷難以被人體吸收，需要經(jīng)人腸道微生物轉(zhuǎn)化成稀有人參皂苷后被人體吸收并發(fā)揮主要的藥理活性。鑒于此，研究絞股藍(lán)皂苷在體內(nèi)的代謝途徑，對絞股藍(lán)皂苷在體外的生物轉(zhuǎn)化研究具有重要意義。通過研究絞股藍(lán)皂苷的藥物動力學(xué)發(fā)現(xiàn)，家兔肌肉注射絞股藍(lán)皂苷后，血藥濃度出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象，主要由腸肝循環(huán)引起，由此發(fā)現(xiàn)膽道排泄是絞股藍(lán)皂苷體內(nèi)的排泄途徑之一[33]。大鼠口服和靜脈內(nèi)注射絞股藍(lán)皂苷Gyp-LVI，分別在尿液中得到6、8 種代謝物，其中達(dá)木林B、達(dá)木林A、絞股藍(lán)皂苷Gyp-L、Gyp-LI和Gyp-XLVI對A549細(xì)胞具有更強(qiáng)的細(xì)胞毒性[34]（圖1）。通過對絞股藍(lán)皂苷體內(nèi)代謝途徑的研究，為其在體外通過生物轉(zhuǎn)化制備更高活性的皂苷類物質(zhì)和生產(chǎn)人參皂苷替代品提供了理論依據(jù)。

圖1 Gyp-LVI體內(nèi)代謝途徑[34]Fig. 1 Metabolic pathway of Gyp-LVI in vivo[34]

圖2 Gyp-V、Gyp-XVII、Gyp-LXXV及稀有人參皂苷體外轉(zhuǎn)化途徑[36-38]Fig. 2 Transformation pathways of Gyp-V, Gyp-XVII, Gyp-LXXV and some rare ginsenosides in vivo[36-38]

2.2 體外轉(zhuǎn)化

2.2.1 微生物轉(zhuǎn)化

微生物轉(zhuǎn)化人參皂苷的實(shí)質(zhì)是微生物產(chǎn)生的酶水解掉人參皂苷化合物中的糖基，得到生物活性較高的水解產(chǎn)物，該法的使用能夠降低生產(chǎn)成本，適于大規(guī)模制備目標(biāo)產(chǎn)物。本課題組以福建絞股藍(lán)為材料提取絞股藍(lán)皂苷，經(jīng)灰綠曲霉微生物轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物抗癌效果增強(qiáng)[35]。Kim等[36]的研究發(fā)現(xiàn)，從多食鞘氨醇桿菌 GIN723中得到的純化酶對葡萄糖部分具有特異性，通過高效液相色譜和電噴霧離子化串聯(lián)質(zhì)譜的分析，得到Rb1的生物轉(zhuǎn)化途徑：Rb1→Gyp-XVII→Gyp-LXXV→CK→PPD(S)。馬吉勝等[37]采用有潛在β-葡萄糖苷酶分泌能力的真菌，轉(zhuǎn)化人參皂苷Rb1及人參二醇系皂苷，證實(shí)了代謝過程：Rb1→Rd→F2→CK→PPD，并認(rèn)為可通過控制這一過程提高稀有人參皂苷CK的得率。Min等[38]利用菌株GS514分泌的酶，將絞股藍(lán)皂苷Gyp-V定向轉(zhuǎn)化為人參皂苷Rd和Rg3，米曲霉中的酶可將絞股藍(lán)皂苷Gyp-V轉(zhuǎn)變?yōu)槿藚⒃碥誇2。本文結(jié)合前人的研究推測出了Gyp-V、Gyp-XVII、Gyp-LXXV的體外轉(zhuǎn)化途徑（圖2）。雖然利用微生物轉(zhuǎn)化絞股藍(lán)皂苷的生產(chǎn)成本較低，但反應(yīng)副產(chǎn)物多，為后續(xù)分離純化目標(biāo)產(chǎn)物帶來一定的難度，而酶法轉(zhuǎn)化的出現(xiàn)能夠克服微生物轉(zhuǎn)化的劣勢，因此成為了學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。

2.2.2 酶法轉(zhuǎn)化

酶轉(zhuǎn)化法有反應(yīng)專一、轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物純度高等特點(diǎn)，是目前體外轉(zhuǎn)化絞股藍(lán)皂苷制備稀有人參皂苷的主要方法。目前，在皂苷間相互轉(zhuǎn)化的研究中，β-葡萄糖苷酶的使用最為廣泛，為尋找新的實(shí)驗(yàn)突破點(diǎn)，研究者們陸續(xù)在不同菌株中分離出β-葡萄糖苷酶并進(jìn)行工藝優(yōu)化（表3）。嗜熱菌中的β-葡萄糖苷酶能水解掉原人參二醇型人參皂苷上C20位的葡萄糖，將絞股藍(lán)皂苷Gyp-XVII轉(zhuǎn)化為人參皂苷F2，摩爾轉(zhuǎn)化率達(dá)到100 %，產(chǎn)率為4 g/（L·h），為迄今為止報(bào)道過的最高水平[39]。Yu Hongshan等[24]從FFCDL-90菌株得到的鼠李糖苷酶能夠水解絞股藍(lán)皂苷Gyp-V的C20位上的α-(1→6)-L-鼠李糖苷，生成人參皂苷Rd。CK是人參皂苷在體內(nèi)發(fā)揮生物活性作用的最終形式，因此CK體外制備方法的研究極具價(jià)值。Zhong Feiliang等[40]從短乳桿菌中克隆得到β-葡萄糖苷酶基因（bgy1），可用于水解絞股藍(lán)皂苷Gyp-XVII上C3處的葡萄糖基和C20處的外接葡萄糖基，在6 h內(nèi)將絞股藍(lán)皂苷Gyp-XVII轉(zhuǎn)化得到0.58 mg/mL的CK，摩爾轉(zhuǎn)化率為89%。

表3 絞股藍(lán)與人參中共有皂苷成分以及絞股藍(lán)皂苷的酶水解途徑Table3 Hydrolysis pathways and biotransformation enzymes of ginsenosides and gypenosides

續(xù)表3

3 生物活性

3.1 抗癌作用

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，絞股藍(lán)總皂苷能夠抑制結(jié)腸癌細(xì)胞SW620和食道癌細(xì)胞Eca-109的增殖和遷移，誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡[61]。而從絞股藍(lán)總皂苷中尋找發(fā)揮主要作用的皂苷單體在對癌癥患者的臨床治療上更具有實(shí)用價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)，在達(dá)瑪烷骨架C20位有游離羥基的絞股藍(lán)皂苷Gyp-XXIII、Gyp-XXIV、Gyp-XXV、Gyp-XXVII、Gyp-XXVIII、Gyp-XXIX和C21位有游離羥基的絞股藍(lán)皂苷Gyp-XXII、Gyp-XXVI對肝癌、肺癌等多種癌細(xì)胞的增殖有明顯抑制作用，但對正常細(xì)胞無任何影響[62]。Gyp-L能通過引起蛋白質(zhì)的泛素化和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致二磷酸肌醇受體Ca2＋釋放，最終導(dǎo)致人食管癌細(xì)胞[63]、人肝細(xì)胞癌細(xì)胞[64]死亡。

除上述的絞股藍(lán)皂苷單體外，本課題組采用酶法轉(zhuǎn)化絞股藍(lán)總皂苷，分離純化得到的絞股藍(lán)皂苷Gyp-XLV Ed[65-66]、Gyp-LVII[67]對人肝癌細(xì)胞株SMMC7721、Bel7402的生長皆具有顯著的抑制作用。此外，絞股藍(lán)皂苷還具有抗肺癌、抑制口腔腫瘤細(xì)胞生長和抗多藥耐藥性等作用。這為抗癌新藥的研制提供了新的途徑。

3.2 降血脂作用

研究表明，絞股藍(lán)皂苷能有效調(diào)節(jié)血脂的穩(wěn)定性，治療高脂飲食引起的高脂血癥，防止非酒精性脂肪性肝病[68]，并減少腸道對膽固醇的吸收[69]。值得一提的是，不同含量（40%、80%、98%）的絞股藍(lán)皂苷都能有效降低高脂血癥大鼠血脂水平，且對肝組織有一定的保護(hù)作用，尤其當(dāng)絞股藍(lán)皂苷含量為98 %時(shí)，改善效果更顯著[70]。絞股藍(lán)皂苷Gyp-XVII由于其抗氧化性能，可以通過雌激素受體α介導(dǎo)的PI3K/Akt途徑緩解動脈粥樣硬化[71]。

3.3 降血糖作用

林臻楨等[72]采用小鼠腹腔注射四氧嘧啶建立糖尿病模型，對糖尿病小鼠灌胃絞股藍(lán)提取物后發(fā)現(xiàn)，絞股藍(lán)皂苷對糖尿病小鼠有較好的降血糖作用，并能夠提高肝糖原的合成，保護(hù)腎臟。趙濤等[73]通過探討絞股藍(lán)總皂苷對2型糖尿病大鼠游離脂肪酸代謝的影響及其改善胰島素抵抗的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)絞股藍(lán)總皂苷可明顯改善2型糖尿病中出現(xiàn)的胰島素抵抗，其機(jī)制與絞股藍(lán)總皂苷改善脂代謝紊亂和降血糖的作用有關(guān)。

3.4 肝損傷保護(hù)作用

絞股藍(lán)皂苷通過其抗氧化和抗凋亡的生物活性，有效地防止了局部缺血/再灌注誘導(dǎo)的肝損傷[74]、CCl4誘導(dǎo)的肝纖維化[75]。趙世印等[76]通過使用絞股藍(lán)總皂苷，抑制2型糖尿病并非酒精性脂肪性肝病的大鼠血清中的血清瘦素水平的上升和脂聯(lián)素水平的下降，抑制脂肪肝和肝纖維化。同時(shí)，絞股藍(lán)皂苷通過調(diào)節(jié)肝脂肪生成過程中參與脂肪酸氧化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子和脂肪生成酶[77]，輔助治療非酒精性脂肪性肝病，從而提高總體預(yù)后[78]。其中，抑制線粒體通路介導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡是絞股藍(lán)總皂苷抗肝纖維化的重要機(jī)制之一[79]。

3.5 抗氧化作用

張猛猛等[80]對不同純化條件下（總皂苷A：30%；總皂苷B：50%；總皂苷A′：總皂苷A經(jīng)硅膠柱層析后得到）得到的絞股藍(lán)皂苷樣品的體外抗氧化能力進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，30%（體積分?jǐn)?shù)，下同）乙醇溶液洗脫出的皂苷純化樣品的體外抗氧化能力最強(qiáng)。而肖凡等[81]測定發(fā)現(xiàn)40%乙醇溶液分離物的抗氧化活性最強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同與洗脫方案不同有關(guān)，若在30%～40%乙醇溶液間增加幾個(gè)洗脫梯度，可得到較準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論?；诮g股藍(lán)皂苷顯著的抗氧化活性，對絞股藍(lán)皂苷進(jìn)行皮膚的抗氧化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其具有延緩細(xì)胞衰老的作用[82-83]。

3.6 神經(jīng)保護(hù)作用

絞股藍(lán)皂苷具有改善抑郁癥和焦慮癥等神經(jīng)障礙，治療帕金森、阿爾茨海默病等神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病和保護(hù)視神經(jīng)等作用。Meng Xiangbao等[84]發(fā)現(xiàn)，絞股藍(lán)皂苷Gyp-XVII通過激活PI3K/Akt、Nrf2/ARE/HO-1通路和GSK-3β的失活，抑制β-淀粉樣蛋白25～35引起的神經(jīng)毒性損傷。進(jìn)一步研究其潛在機(jī)制發(fā)現(xiàn)，Gyp-XVII通過激活轉(zhuǎn)錄因子EB對阿爾茨海默病的細(xì)胞和嚙齒類動物模型起到保護(hù)的作用[85]。抑郁癥和焦慮癥的發(fā)生與單胺類物質(zhì)減少有關(guān)，絞股藍(lán)皂苷可抑制焦慮性障礙的產(chǎn)生并保護(hù)由1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶缺陷而產(chǎn)生神經(jīng)毒性的帕金森大鼠模型[86]。此外，絞股藍(lán)總皂苷還有防止視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞凋亡、改善視神經(jīng)炎患者的視力、治療中風(fēng)和促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞分化等神經(jīng)保護(hù)作用。

3.7 其他

絞股藍(lán)皂苷還能改善和治療缺血再灌注引起的大鼠心臟功能的損傷，保護(hù)心肌細(xì)胞[87-88]和大腦中動脈閉塞的細(xì)胞，加速口腔潰瘍的愈合、調(diào)節(jié)代謝、抗運(yùn)動疲勞和增強(qiáng)機(jī)體免疫等。其中，絞股藍(lán)皂苷Gyp-TN-2和Gyp-LXXIV能夠抑制莨菪堿處理小鼠的記憶力和學(xué)習(xí)障礙[89-90]。

4 結(jié) 語

我國是絞股藍(lán)植物的分布和分化中心，具有豐富的絞股藍(lán)資源，民間有通過飲用絞股藍(lán)茶保健的傳統(tǒng)，這些因素非常有利于發(fā)展絞股藍(lán)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。其中，利用生物法轉(zhuǎn)化制備絞股藍(lán)皂苷提取物以得到生物活性較高的絞股藍(lán)皂苷單體和稀有人參皂苷，是深度開發(fā)、發(fā)展絞股藍(lán)產(chǎn)業(yè)的主要途徑之一。目前，絞股藍(lán)的品種分布、皂苷骨架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和苷元類別、皂苷酶轉(zhuǎn)化的酶制劑及生物活性已基本闡明。絞股藍(lán)有效成分的提取、分離與鑒定技術(shù)在延續(xù)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，但對絞股藍(lán)單體皂苷的成分含量、化學(xué)成分的動態(tài)變化缺乏研究；皂苷體內(nèi)代謝的途徑闡明與調(diào)控研究較少被報(bào)道，皂苷生物定向轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化產(chǎn)率較低等問題也有待解決。鑒于此，建議未來對絞股藍(lán)的研究應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

在絞股藍(lán)皂苷含量的研究方面，系統(tǒng)研究我國特色絞股藍(lán)品種中特征單體皂苷的化學(xué)成分和含量，以品種特征皂苷為成分指標(biāo)建立化學(xué)指紋圖譜，作為絞股藍(lán)品種品系鑒定的依據(jù)。

隨著分子系統(tǒng)學(xué)的發(fā)展，利用分子標(biāo)記技術(shù)和DNA條形碼技術(shù)對物種進(jìn)行鑒定，對植物種間、近緣屬間及科內(nèi)的系統(tǒng)發(fā)育和分類問題進(jìn)行探討，將有利于該屬物種的學(xué)名鑒定。

隨著生物技術(shù)的發(fā)展，將生物轉(zhuǎn)化方法與轉(zhuǎn)錄組分析和計(jì)算機(jī)生物學(xué)分析等技術(shù)聯(lián)合，以此確定次生代謝產(chǎn)物，這有助于完善絞股藍(lán)皂苷體內(nèi)、體外代謝通路，為定向轉(zhuǎn)化制備絞股藍(lán)皂苷類成分提供理論指導(dǎo)。

在生物定向轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化產(chǎn)率方面，針對具有低毒性、高活性的稀有皂苷，篩選具備轉(zhuǎn)化能力的微生物和生物酶制劑，提高生物轉(zhuǎn)化率。

在絞股藍(lán)皂苷生物活性的研究方面，加強(qiáng)對生物轉(zhuǎn)化的皂苷單體的生物活性研究，如絞股藍(lán)皂苷Gyp-IX、Gyp-III、Gyp-XVIII、Gyp-XVII、Gyp-CO和Gyp-Mb等，這有利于發(fā)現(xiàn)絞股藍(lán)總皂苷中發(fā)揮生物活性的皂苷成分，為定向轉(zhuǎn)化制備絞股藍(lán)皂苷類成分提供理論依據(jù)。

絞股藍(lán)皂苷具有廣泛的生物活性，目前，由絞股藍(lán)制成的產(chǎn)品一般由絞股藍(lán)皂苷直接加工生產(chǎn)，如薇菜甜味絞股藍(lán)復(fù)合功能保健泡騰片[91]、絞股藍(lán)黑螞蟻復(fù)合保健飲料[92]、富硒箬竹葉絞股藍(lán)復(fù)合保健飲料[93]等?？蓪⒔g股藍(lán)皂苷經(jīng)過轉(zhuǎn)化，再加工制成含絞股藍(lán)皂苷的烘焙產(chǎn)品、沖泡顆?；蛘吖麅龅燃词钞a(chǎn)品，并進(jìn)行推廣。