天麻化学成分分类及其药理作用研究进展

1.1 单苄基类

单苄基类化合物的分子中含有1个苄基母核，大多含酚羟基，常与单糖或双糖形成苷。自刘星堦等[6]发现香荚兰醛（1）和香荚兰醇（2）以来，从天麻中陆续发现了多种单苄基类化合物（3～8）。随着化学分析技术的发展，天麻中更多单苄基类化合物（9～32）被分离出来。天麻中单苄基类化合物的具体信息见表1，化学结构见图1。

单苄基类化合物大都具有良好的小肠上皮吸收透过性。其中，相对分子质量较小的苷元和一元苷能够透过血脑屏障，是天麻抗癫痫、抗抑郁和辅助改善记忆等中枢神经系统作用的重要物质基础，还具有抗炎和镇痛等外周神经系统作用。如化合物1、3、5具有显著的抗癫痫作用，能够减轻多种癫痫动物模型的发作程度，并起到抗氧化应激和保护神经元的作用[23-24]。化合物3、4对强迫游泳致抑郁大鼠模型具有改善作用，能够改善抑郁症状及相关细胞因子的表达[25]。化合物3、4、8对手术或某些药物诱导的学习记忆障碍具有改善作用[26]。此外，化合物3还能够通过抑制miR-497的表达，提高脑源性神经营养因子、神经丝蛋白-200和髓磷脂碱性蛋白等的表达，促进外周神经损伤的修复[27]；化合物2、4、5、20还具有抗炎活性。目前，除化合物1、3、4发现较早的成分外，天麻中多数单苄基类化合物的药理作用及其机制尚不甚明确，还需进一步研究。

1.2 p arishin类

parishin类化合物是柠檬酸中的1～3个羧基与4-羟基苄醇及其衍生物的醇羟基形成的酯类化合物。parishin在国内被译为“派立辛”或“巴利森苷”，但该类物质并不全为糖苷类，将其皆译为“巴利森苷”不够准确。自Taguchi等[9]首次从天麻中发现parishin A（33）后，又从天麻中陆续分离、鉴定了12种结构确定的parishin类化合物，包括parishins B～G（34～39）、I～L（41～44）、V～W（54、55）[28]。另有5对parishin类同分异构体的结构通过液相色谱-质谱联用系统（LC-MS/MS）表征鉴定，包括parishin H（40）与parishin M（45）、parishin N（46）与parishin O（47）、parishin P（48）与parishin Q（49）、parishin R（50）与parishin S（51）、parishin T（52）与parishin U（53）[28]。天麻中parishin类化合物的化学结构见图2。

此外，天麻中还有一部分化合物，通过LC-MS/MS等方法预测表征，推断为潜在的parishin类成分，但结构尚未准确鉴定。如Wang等[29]采用采用超高效液相色谱-二极管阵列检测器-质谱联用技术从天麻块茎表征了monosubstituted parishin-H 2 O 、disubstituted parishin、disubstituted parishinglucoside、disubstituted parishin glucoside isomer和methyl disubstituted parishin。Chen等[30]发现了mono-substituted parishin glucoside、methoxy mono-substituted parishin、methyl parishin、p-hydroxybenzyl di-substituted parishin以及phydroxybenzyl parishin。Zhu等[5]通过离线二维液质测定和图谱相似性比较，从天麻中找出了189个可能的parishin类化合物，并表征预测了6个含有与传统parishin类取代基不同的类似物。可见，天麻中parishin类化合物的结构丰富，还有很多成分尚未得到分离和鉴定。

parishin类化合物的相对分子质量和极性均较大， 不能透过血脑屏障，但是能够在体内水解产生对羟基苯甲醇，因此也能够发挥中枢神经保护作用[31]；还能够通过影响肠道微生物群落发挥间接药理作用，是天麻中的重要活性成分。如化合物33、35能显著改善东莨菪碱造成的学习记忆障碍，增强短期记忆能力[32]；化合物35对大脑中动脉闭塞的脑缺 血小鼠模型表现出缓解神经损伤，抑制炎症、氧化应激和细胞凋亡作用[33]；化合物33能够通过影响肠道微生物多样性及其代谢活动，发挥抗衰老作用[34]。可见，parishin类化合物是天麻中含量较高的药效成分，具有较好的开发利用前景。

1.3 多芳香取代糖苷类

这类化合物为单糖中2个以上的羟基被芳香基团取代，且与芳香基团的羟基形成苷键的结构特殊 的化合物。这类化合物不同于天麻中其他糖苷类，故将其命名为多芳香取代糖苷类化合物。 Wang等[35]从天麻中首次鉴定了4种这类化合物，分别为1- O -(4- 羟甲基苯氧基)-2- O - 反式肉桂酰-β- D - 葡萄糖苷（56）、1- O -(4- 羟甲基苯氧基)-3- O - 反式肉桂酰-β- D - 葡萄糖苷（57）、1- O -(4- 羟甲基苯氧基)-4- O - 反式肉 桂酰-β- D - 葡萄糖苷（58）、1- O -(4- 羟甲基苯氧基)-6- O - 反式肉桂酰-β- D - 葡萄糖苷（59）。Xu等[22]从天麻中分离出5种这类化合物，分别 为2′- O -(4′′- 羟苄基)天麻素（60）、3′- O -(4′′- 羟苄基)天麻素（61）、4′- O -(4′′- 羟苄基)天麻素（62）、6′- O -(4′′- 羟苄基)天麻素（63）和2′,6′-双- O -(4′′ 羟苄基)天麻素（64）。天麻中多芳香取代糖苷类化合物的化学结构见图3。目前，未见这类化合物的药理作用报道。

1.4 多苄醚类

多苄醚类化合物为2个或多个苄基单位通过氧原子首尾相连或相向连接形成的芳香醚化合物。周俊等[8]和Taguchi等[9]从天麻中发现了4,4 ′- 二羟基二苄醚（65）、天麻醚苷（66）及4-甲氧甲基苯基-4 ′- 羟苄基醚（67）。这是天麻中多苄醚类化合物的最早报道。随后，从天麻中发现了多种新的多苄醚类化合物（68～80）。天麻中多苄醚类化合物的具体信息见表2，化学结构见图4。

这类化合物的药理研究报道较为匮乏。化合物77、78对褪黑素受体MT1和MT2具有激动作用，说明在免疫调节、改善睡眠、抗衰老等方面具有潜在的药理作用[40]。Chen等[42]通过模拟分子对接，发现化合物66与血管保护相关的关键蛋白人孕烷X受体有较强的亲和力，可作为治疗心脑血管疾病药物的先导化合物，具有较好的开发前景。

1.5 聚苄基类

聚苄基类化合物的结构中至少有2个通过碳-碳单键直接相连或共用1个亚甲基的苄基，是一类特殊的联苯类化合物。周俊等[8]首次从天麻块茎中发现聚苄基化合物4,4′-亚甲基联苯酚（81）。随后又陆续从天麻中分离得到化合物82～109。天麻中聚苄基类化合物的具体信息见表3，化学结构见图5。

聚苄基类化合物具有神经保护、抗炎和抗氧化作用。如化合物81能降低哮喘豚鼠的气道阻力，并降低肺泡灌洗液中的白细胞聚集、组胺释放、嗜酸性粒细胞过氧化物酶和磷脂酶A 2 的活性[18]。化合物81、85、94、97能够降低鱼藤酮引起的大鼠肾上腺嗜铬PC12细胞损伤，抑制脂多糖诱导的小鼠腹腔巨噬细胞中一氧化氮的生成，并能抑制半胱氨酸亚铁诱导的大鼠肝微粒体脂质过氧化[49]。此外，部分聚苄基类化合物还可能具有抗血栓活性，如化合物81能够抑制胶原蛋白、肾上腺素、花生四烯酸、U46619等诱导的血小板聚集，并具有扩张血管作用，可能是天麻治疗血管性痴呆的物质基础之一[50]。而化合物81、82、98、99、103对褪黑素受体MT1、MT2有激动作用，可能与天麻改善睡眠、调节免疫的功效相关[40,49]。聚苄基类化合物具有多种药理作用，是天麻多种药效的潜在物质基础。

1.6 杂原子芳香族类

杂原子芳香族类化合物多由苄基单元的醇羟基被氨基酸、核苷、胺基等含杂原子的基团取代，或通过杂原子彼此相连，也有少数化合物是在苯环或苯乙基的末端位置上发生取代。近年来，不少学者从天麻中发现了30余种含氮、硫等杂原子的微量酚类化合物。从生源途径看，大部分为氨基酸及小分子肽的衍生物（110～126）。从天麻中鉴定的其他杂原子芳香族化合物依据中国图书馆分类法，按官能团分类有2种芳香族砜及亚砜（127、128）、6种芳香族硫醚化合物（129～134）、2种芳香族酰胺化合物（135、136）、1种芳香羟胺化合物天麻羟胺 （137）和1种芳香族硝基化合物即4-(hydroxymethyl)-5-nitrobenzene-1,2-diol（138）。天麻中杂原子芳香族类化合物的具体信息见表4，化学结构见图6。

杂原子芳香族类化合物中的部分酰胺类化合物和氨基酸衍生物具有抗神经炎症、抑制神经细胞凋亡、降低神经兴奋性等活性，与天麻对多种中枢神经疾病的治疗作用有一定关联。如化合物136能显著抑制脂多糖诱导的炎性因子的表达增加，进而抑制神经炎症[59]；化合物124、136对6-羟基多巴胺引起的小鼠海马神经元HT22细胞死亡具有保护作用[35]；化合物118则能够对抗血清剥夺导致的PC12细胞损伤，起到抗神经缺血损伤的作用[53]。可见，这些化合物可能具有较强的神经保护作用。此外，化合物124能够通过激活下丘脑腹外侧视前区的γ-氨基丁酸能神经元，表现出镇静催眠活性[60]；化合物128则通过抑制小胶质细胞线粒体吞噬诱导的核苷酸结合寡聚域样受体热蛋白结构域相关蛋白3炎症小体激活，改善小鼠慢性神经性疼痛[61]。这些化合物可能是天麻催眠、镇痛作用的物质基础。

目前，天麻中仅少数杂原子芳香族类化合物有药理作用的报道。除了上述已有研究报道的化合物外，其他杂原子芳香族类化合物很可能具有药理作用。韩长日等[62]通过案例分析推测芳香族类化合物中的伯胺基、仲胺基可能与交 感神经兴奋作用有关；叔胺基和酰胺基则与镇静催眠、镇咳、抗癫痫等药理作用相关，与天麻的功能主治关系密切。研究表明，硫醚、硫酯、磺胺、（亚）砜、磺酸（酯）、硫羰基等常与抗癌活性有关，而β-内酰胺环及环外的硫醚基团常具有抗菌活性[63]。因此，天麻中含杂原子的芳香族类化合物具有较好的开发前景。若对这些成分进行药理研究或加以结构修饰，有望开发出针对肿瘤、神经退行性疾病的新药。

1.7 呋喃芳香族类

天麻中含有一些呋喃芳香族类化合物，其苯环 通过碳链或氧原子与呋喃环相连（图7）。Lee等[64]从天麻中分离出1-furan-2-yl-2-(4-hydroxyphenyl)-ethanone（139）和5-(4-hydroxybenzyloxymethyl)-furan-2-carbaldehyde（140）；李志峰 等[38]从天麻50%乙醇提取物中分离出天麻呋喃二酮（141）；Huang等[65]则发现了5-[4′-(4′′-hydroxybenzyl)-3′-hydroxybenzyl]-furan-2-carbal-dehyde（142）和5-[4′-(4′′-hydroxybenzyl)-3′- hydroxybenzyloxymethyl]-furan-2-carbaldehyde（143）[4]。

呋喃类化合物常具有一定的药理作用，尤其是呋喃香豆素，常具有抗肿瘤、抗病原微生物、抗炎等作用。但是，天麻中的呋喃芳香族类化合物的药理作用还不甚清楚。化合物139在20 μmol/L对DNA拓扑异构酶I和II具有显著抑制作用，说明该化合物可能具有抗肿瘤活性[64]。而化合物142、143对人结肠癌HT-29细胞和人慢性粒细胞白血病K562细胞均表现出弱或无细胞毒性[65]。有关这类化合物药理作用的报道较少，还需进一步研究。

1.8 其他

天麻中尚有与上述结构不同的其他芳香族类化合物。包括5种苯丙素类化合物，分别为1-(4 ′-hydroxyphenyl)propan-1,2-dione （144）、ethyl (+)- (2 S )-2-hydroxy-3-(4-hydroxyphenyl)propanoate （145）、β-苯丙烯酸（146）、L-苯基乳酸（147）、1-异阿魏酸- β- D - 吡喃葡萄糖苷（148）；2种邻苯二甲酸酯，分别为邻苯二甲酸二甲酯（149）和邻苯二甲酸二正丁酯（150）；1个稠环化合物即赛比诺啶A（151）[4,28]，化学结构见图8。尚未见这类化合物药理作用的报道。

2 甾体类

甾体是含有环戊烷多氢菲的基本骨架结构，带有2个角甲基和C-17位侧链的一类化合物。已从天麻中发现了8种甾体类化合物，包括β-谷甾醇、3β,5α,6β-三羟基豆甾烷、胡萝卜苷、薯蓣皂苷元、豆甾烷-3,5-二烯、菜油甾醇、γ-谷甾醇和豆甾醇[3-4]。 这些成分大都能够通过血脑屏障，具有外周和中枢神经的抗炎作用[66]。β-谷甾醇、豆甾醇、薯蓣皂苷元等多种甾体被证实具有抑制脑组织炎性因子表达、抗氧化应激损伤、抑制神经衰老等显著活性[67-68]。尽管对天麻中甾体成分的研究报道较少，但其仍可能是天麻发挥神经药效的物质基础之一。

3 有机酸及酯类

天麻含有一些小分子有机酸，包括柠檬酸、棕榈酸、琥珀酸、(−)-(6 R )-6,7-dihydroxy-3,7-dimethyl-(2 E )-octenoic acid [33] 。此外，还有一些小分子酯类， 如6-柠檬酸单甲酯、1-柠檬酸单乙酯、1,5-柠檬酸双甲酯、丙三醇-1-软脂酸酯[3]。熊汝琴等[69]和韩宇等[70]还通过气相-质谱联用法，快速鉴定出了其他高级脂肪酸及其酯，包括亚油酸、十七烷酸、9-十六碳烯酸、硬脂酸以及棕榈酸乙酯和亚油酸乙酯。其中，柠檬酸能够降低脂多糖诱导的脑和肝脏组织的氧化应激损伤[71]。柠檬酸作为天麻中含量较高的有机酸和parishin类的体内水解产物，在天麻的神经保护作用中可能起了辅助作用。

4 糖类及苷类

多糖是由多个单糖通过糖苷键相连的聚合性高分子化合物。天麻多糖常具有苄基串联形成的侧链，是天麻的主要活性成分之一，具有调节免疫、抗肿瘤、降血压、抗菌、清除自由基等作用。Qiu等[72]从天麻中分离出2种葡聚糖即AGEW和WGEW，并证实其磺化衍生物具有抗病毒作用。Huo等[73]还 发现了一种具有改善肠道菌群作用的多糖GEP-1。天麻多糖的药理活性与其结构有一定关联，Dai等[74]对天麻多糖抗癌活性的构效关系进行了研究，发现具有球形构象和致密结构的天麻多糖诱导乳腺癌MCF-7细胞晚期凋亡的活性更强。目前，对天麻多糖药理作用的研究报道较少，故其药理作用及其机制尚不完全清楚。

除多糖外，天麻中还含有蔗糖、天麻双糖等小 分子糖类，以及trimethylcitryl-β- D -galactopyranoside 、甲基- O -β- D - 吡喃葡萄糖苷等苷类成分[3,24]。

5 氨基酸类

天麻中的氨基酸种类丰富。王兴文等[75]从陕西、云南、湖北、广东4个地区的天麻中检测出16种氨基酸，包括7种必需氨基酸（苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸和异亮氨酸）和9种非必需氨基酸（天门冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、精氨酸）。郝小燕等[58]在黔产天麻中发现了焦谷氨酸。这些氨基酸可能与天麻的保健功能有关。

6 其他类

从天麻中还发现了腺苷、腺嘌呤、尿苷、尿嘧啶、鸟苷等核苷类化合物，其中腺苷具有免疫调节、抗病毒等活性[4]。Pyo等[56]报道了天麻中的2种呋喃醛，如5-羟甲基-2-呋喃甲醛和蓟醛。

7 结语与展望

天麻药用和食用历史悠久，含有多种结构类型的化学成分。人们对天麻化学成分进行了深入研究，发现了许多结构不同的新成分，但现有的分类方法存在交叉重复等现象。本文以母核结构和官能团为依据，对天麻的化学成分进行分类。与现有的分类方法相比，更能够体现化合物的骨架特征及取代基团的连接方式，有利于读者系统了解天麻化学成分的种类及结构特征，为天麻的深入研究奠定了基础。本文还介绍了各类化学成分的药理作用，有利于天麻构效关系的研究和产品开发。

天麻除了传统药效外，还具有抗疲劳、改善记忆等新的药效作用，对于改善现代社会中人们的亚健康状态具有良好开发、应用价值。但是天麻中有许多成分的药理作用及其作用机制尚未明确，不利于进一步的研究和开发产品，应对天麻的化学成分、药理作用及其构效关系进行深入研究，阐明药效物质基础。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献（略）

来 源：于 涵，张 俊，陈碧清，黄 红，李召辉，黄世伟，李小雪，刘新民，吕光华． [J]. 中草药, 2022, 53(17): 5553-5564 . 返回搜狐，查看更多