藤黄化学成分和药理作用的研究进展

药用藤黄（Gamboge）为藤黄科藤黄所分泌出的干燥树脂，又名海藤、玉黄、月黄等，藤黄原产于印度、马来西亚、泰国、柬埔寨和越南等地区，目前在我国被广泛引种栽培，具有解毒消肿、止血、杀虫的功效，用于治疗肿毒、溃疡、湿疮和跌打肿痛等。藤黄最早作为黄色颜料传入我国，现代药理学研究表明其具有显著的抗肿瘤作用，可以通过阻滞细胞周期、诱导细胞凋亡、调节自噬、影响肿瘤细胞侵袭和迁移等途径抑制癌细胞活性[1]。

中药质量可控是中药发挥疗效的的前提，中药质量评价体系的完善有利于保障用药安全、有效，同样藤黄也需要建立质控标准以保证其有效成分的含量及治疗效果。中药质量标志物（qualitymarker，Q-Marker）是从成分可测性、特有性、有效性、质量传递与追溯及中医药理论5个方面为中药质量控制提供了新理念[2]。本文对藤黄中化学成分以及药理活性相关方面的研究进行综述，并对其Q-Marker进行预测分析，以期为藤黄的开发应用提供思路。

从藤黄中分离得到的化学成分包括呫吨酮类、三萜类和植物甾醇类化合物，主要成分是以藤黄酸（gambogicacid，GA）、新藤黄酸（gambogenicacid，GNA）为代表的笼状呫吨酮类和以α-香树脂醇（α-amyrin）、3-表白桦脂酸（3-epibetulinicacid）为代表的五环三萜类化合物。

呫吨酮又称酮、氧杂蒽酮或苯骈色原酮，呫吨酮类化合物是呫吨酮的衍生物，具有多种类型，分布在藤黄中的主要是笼状呫吨酮类（cagedxanthones）化合物，其结构特点是呫吨酮母核上含有4-氧代-三环［4.3.1.03,7］癸烷-8-烯-2-酮形成的笼状结构，该化合物通常被多个异戊烯基取代，所以又称为笼状多异戊烯基呫吨酮类化合物，简称笼状呫吨酮类化合物[3]。

藤黄中典型的笼状呫吨酮类化合物是GA和GNA，其中GA是含吡喃环结构的笼状呫吨酮，于1955年从藤黄中首次分离得到[4]。2002年，Weakley等[5]通过X射线衍射获得了藤黄酸吡啶盐的晶体结构。GA差向异构体的化学结构非常相似，仅在C-2上有1个差向异构体，不易分离，徐宏喜课题组采用循环逆流色谱成功分离出GA的C-2差向异构体表藤黄酸（epigambogicacid，EGA）[6]。

此外该课题组从藤黄中还分离出2对差向异构体，即30-羟基藤黄酸（30-hydroxygambogicacid，HGA）和30-羟基表藤黄酸（30-hydroxyepigambogicacid，HEGA）[7]，异藤黄酸（isogambogicacid，IGA）和表异藤黄酸（epiisogambogicacid，EIGA）[8]。1984年吕归宝等[9]从藤黄中分离出另一种重要的成分GNA，与GA不同的是它的吡喃环开环，表现出更高的抗肿瘤活性和更低的毒性，且提取工艺简单、成本较低，应用前景更加广阔。到目前为止已经从藤黄中分离得到了几十种笼状呫吨酮类化合物。

藤黄中的三萜类化合物主要为五环三萜类，杨虹等[23]采用硅胶柱色谱法从藤黄中分离出α-香树脂醇、3-表白桦脂酸，Wang等[36]从藤黄的氯仿提取物中分离得到白桦酯酸、messagenicacid和2种新的化合物2α-hydroxy-3β-O-acetyllup-20(29)-en-28-oicacid、3-O-(4'-O-acetyl)-α-L-arabinopyrano-syl-oleanolicacid。

从藤黄中还分离出植物甾醇类化合物，杨虹等[23]从藤黄树脂中分离出豆甾醇（stigmasterol），王丽莉[41]从藤黄树脂的氯仿提取物中分离得到了β-谷甾醇（β-sitosterol）。

近年来体内外实验表明藤黄具有抗肿瘤作用，其抗肿瘤的有效成分主要是GA和GNA，其次还有从藤黄中分离得到的gambogeficacid、isomorellin、异莫里林醇、forbesione、莫里林酸、gambogenin等化合物对癌细胞也具有抑制作用。Tao等[27]研究表明gambogeficacid、7-methoxygambogellicacid、7-methoxygambogicacid、7-methoxyepigambogicacid、8,8a-dihydro-8-hydroxymorellicacid、8,8a-dihydro-8-hydroxygambogenicacid、oxygambogicacid、gambogenificacid、7-methoxyisomorellinol、8,8a-dihydro-8-hydroxygambogicacid对人宫颈癌HeLa细胞具有明显的抑制作用。

此外研究显示GA可抑制乳腺癌[42]、肺癌[43]、胃癌[44]和结肠癌[45]等癌症的增殖，但越来越多的研究证实藤黄中的GNA抗肿瘤作用更强，毒性更低、稳定性更好，应用前景更为广阔，同时研究表明GNA的抗肿瘤作用主要通过诱导细胞凋亡、阻滞细胞周期和抑制肿瘤细胞侵袭和迁移等途径来实现[46-47]。

体内细胞的凋亡途径主要包括外源性的死亡受体途径和内源性的线粒体途径，凋亡受半胱天冬酶（caspase）蛋白酶家族的调控，其既是细胞死亡的起始者（包括caspase-2、caspase-8、caspase-9和caspase-10），又是细胞死亡的执行者（包括caspase-3、caspase-6和caspase-7）[48]。外源性凋亡途径通过死亡配体与死亡受体结合而被激活，目前研究较多的死亡受体有DR1、FAS（CD95、APO-1）、DR3、DR4、DR5和DR6，它们都属于肿瘤坏死因子受体（tumornecrosisfactorreceptor，TNFR）超家族，肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（tumornecrosisfactor-relatedapoptosisinducingligand，TRAIL）与相关死亡受体DR4和DR5结合后可以传导凋亡信号引起细胞凋亡，并且对正常细胞不产生不良反应[49-50]。

调节内源性细胞凋亡途径的核心是（B-celllymphoma2，Bcl-2）家族，包括两类蛋白质，促凋亡蛋白BID、BAD、PUMA、BAX和BAK等，抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xL和MCL-1等[51]。叶记林等[52]探究了GA与TRAIL联合应用对结肠癌HT-29细胞的作用机制，结果显示相比单用TRAIL，联合使用可以显著上调DR4、DR5的表达，细胞内caspase-3、caspase-8、caspase-9活性升高，HT-29细胞对TRAIL诱导凋亡的敏感性增强，表明GA能使HT-29细胞对TRAIL诱导凋亡的敏感性增强。

郭晓彤等[53]研究表明GA是通过转录因子P53调控促凋亡基因BAX和PUMA表达上调，抗凋亡基因BCL-2表达下调，从而诱导非小细胞肺癌（non-smallcelllungcancer，NSCLC）A549细胞凋亡。Wang等[54]研究GA在乳腺癌细胞中增敏TRAIL的作用机制，实验结果也证明GA显著增强了caspase-3和caspase-8的活性，增加了乳腺癌细胞MCF-7对TRAIL的敏感性并促进TRAIL诱导的细胞凋亡，但不同的是，此次实验显示GA增敏TRAIL诱导的细胞凋亡未上调受体DR4、DR5的表达。

Zhou等[55]研究GNA对乳腺癌细胞的作用机制，实验结果显示GNA作用细胞后，FAS、BAX、cleavedcaspase-3、cleavedcaspase-8、cleavedcaspase-9的表达呈剂量相关性增加，抗凋亡蛋白BCL-2表达降低，表明GNA可通过线粒体途径和死亡受体诱导乳腺癌MDA-MB-231细胞凋亡。

Huang等[56]研究GNA对小细胞肺癌（smallcelllungcancer，SCLC）的抑制作用，结果发现GNA可上调cleavedcaspase-3、cleavedcaspase-8、cleavedcaspase-9、BAX和P53的水平，降低抗凋亡蛋白BCL-2的表达，表明GNA是通过激活SCLC中NCI-H446和NCI-H1688细胞的凋亡相关蛋白来诱导细胞凋亡。

此外研究表明isomorellin、异莫里林醇、forbesione和GA以剂量相关性的方式抑制胆管癌KKU-100、KKU-M156细胞生长，并诱导BCL-2、survivin表达下调，BAX表达上调，导致caspase-9和caspase-3的激活和DNA片段的产生[57]。

1996年，Susin等[58]发现了一种非caspase相关性的细胞凋亡途径，凋亡诱导因子（apoptosisinducingfactor，AIF）是其中的一种重要蛋白，可以从线粒体释放介导细胞凋亡。目前已经有研究表明药物吡格列酮和孟鲁司特能够通过AIF凋亡途径介导肿瘤细胞凋亡，提示AIF在癌细胞凋亡方面起着一定的作用[59]。Jang等[60]研究表明GA诱导人肾癌Caki细胞的部分凋亡可通过介导非caspase相关性途径实现，AIF在其中作为关键因子，从线粒体释放，易位进入细胞核，引起DNA断裂，诱导细胞死亡。Thida等[61]发现GA可通过升高促凋亡蛋白BAX和AIF的水平来诱导胶质母细胞瘤T98G凋亡。

此外，酪氨酸蛋白激酶-信号传导和转录激活因子（januskinase-signaltransducersandactivatorsoftranscription，JAK-STAT）信号通路与肿瘤细胞凋亡关系密切，除了参与正常细胞的生长、分化和免疫功能等生理过程，在肝癌、乳腺癌、白血病、肺癌等多种癌症中异常活化，调控肿瘤的生长，其中JAK是一类非受体型酪氨酸激酶，主要有JAK1、JAK2、JAK3和TYK2；STAT是核转录因子，包括STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b和STAT6[62-63]。有研究表明通过激活JAK-STAT信号通路可以诱导细胞凋亡，抑制癌细胞的生长，于镓锐等[64]分析了GA对食管癌的作用机制，Westernblotting结果显示p-JAK2和p-STAT3蛋白水平降低，并呈剂量相关性，表明GA通过抑制JAK-STAT信号通路诱导食管癌KYSE450细胞凋亡。

细胞周期是由细胞周期相关性蛋白激酶（cyclin-depentkinases，CDKs）和细胞周期蛋白（cyclin）等调控，细胞周期蛋白依赖激酶抑制剂（cyclin-depentkinaseinhibitors，CDKIs）能抑制CDKs的活性，CDKIs包括P16、P21、P27和P57[65]。肿瘤发生最主要的机制之一是细胞周期紊乱，因此，细胞周期调控因子是治疗肿瘤的重要靶点[66-67]。目前，多项研究表明藤黄中呫吨酮类化合物对肿瘤细胞周期具有阻断作用。Shen等[47]研究GNA对顺铂耐药的NSCLC细胞株A549/cis的抗癌活性，结果表明GNA通过下调CYCLIND3、CDK4和CDK6的表达，上调P53和P21的表达，使细胞周期停滞于G1期，随后通过激活caspase在A549/cis细胞中诱导细胞凋亡。

Xia等[68]利用qRT-PCR分析了GA引起子宫内膜癌ECC-1细胞周期阻滞相关基因的mRNA表达，结果显示，GA作用细胞后，P27、P21、P16和FOXO1表达水平显著上调，CDK6、CDK4、CDK2、CYCLINA2、CYCLIND1和CYCLINE1表达水平显著下调，可以诱导细胞阻滞在G0/G1期。

自噬是维持细胞和机体稳态的重要机制，可以分为巨自噬、微自噬和分子伴侣介导自噬3种类型[69]。近年来自噬作为抗肿瘤药物治疗靶点被广泛研究[70-71]，具有多成分、多靶点特征的中药可对肿瘤细胞自噬产生影响，研究发现苦参碱、大黄素、熊果酸等中药提取物对于肿瘤细胞自噬具有增强、抑制或双向调控等多重作用[72-73]。

王巧雪等[74]就不同浓度GNA对脑胶质瘤细胞U87自噬的作用机制进行研究，结果显示GNA处理后的U87细胞内自噬泡和酸性囊泡细胞器增加，自噬相关蛋白LC3-II/LC3-I比值呈剂量相关性升高，BECLIN-1蛋白表达量呈剂量相关性增加，表明GNA诱导U87细胞发生自噬，抑制肿瘤生长。Wang等[75]研究表明GA可诱导急性淋巴细胞白血病Jurkat和Molt-4细胞自噬相关因子ATG7、BECLIN-1、LC3-Ⅱ表达显著上调，同时自噬的激活下调Wnt/β-catenin信号传导，进一步抑制细胞的生长。

1971年Folkman提出了肿瘤血管生成理论，随后研究证实抗肿瘤血管生成的主要机制是抑制促血管生成因子与配体的表达，阻滞相关信号通路，进而抑制血管内皮细胞的增殖、迁移等[76]。血管内皮生长因子（vascularothelialgrowthfactor，VEGF）是血管生长的关键调节因子，包括VEGF-a、VEGF-b、VEGF-c和VEGF-d，VEGF通过与血管内皮生长因子受体结合进而激活信号级联来促进血管生成，此外还有血管生成素、血小板衍生生长因子和转化生长因子也与肿瘤血管的形成有关[77]。

程卉等[78]通过制备GNA对肺癌A549细胞处理的条件培养基作用于人脐静脉内皮细胞（humanumbilicalveinothelialcells，HUVECs），建立体外共培养体系观察GNA对肺癌血管生成的影响，结果表明随着GNA剂量的增加，p-PI3K、p-AKT、VEGF表达显著降低。通过进一步的实验表明，GNA通过PTEN-PI3K/AKT/VEGF/eNOS通路抑制HUVECs血管形成[79]。此外有研究表明，在斑马鱼模型中，不同浓度的GA、莫里林酸、gambogenin和异新藤黄酸显著抑制血管生成，且毒性较低[22]。

侵袭和转移是恶性肿瘤的生物学特征，也是导致肿瘤患者预后不佳的主要原因。而c-Jun氨基末端激酶（c-JunN-terminalkinase，JNK）作为一种应激蛋白激酶，在结肠癌、胃癌等恶性肿瘤侵袭和迁移中起着重要作用，其可以增加大肠癌细胞中基质金属蛋白酶（matrixmetalloproteinases，MMPs）的分泌量，破坏细胞外基质，使细胞间黏附能力下降，促进大肠癌细胞的侵袭和迁移[80-81]。此外，过度激活的NF-κB也与肿瘤的发展和转移密切相关，NF-κB可以促进肿瘤细胞侵袭和转移的关键过程上皮细胞-间充质转化的发生，从而控制肿瘤细胞的转移[82]。

Rong等[86]研究表明GA作用HepG2和A549细胞株后可通过ATR/Chk1介导激活p53，进而诱导p53及其下游靶点p21Waf1/CIP1的磷酸化，响应DNA氧化损伤信号。活性氧（reactiveoxygenspecies，ROS）积累在GA和GNA诱导的线粒体信号通路中起重要作用，Nie等[87]研究表明GA诱导SMMC-7721细胞产生ROS，导致线粒体膜电位（mitochondrialmembranepotential，MMP）下降，激活p38和JNK通路。

随后，进一步的研究表明GA通过迈克尔加成反应抑制分布在细胞质的硫氧还蛋白（cytosolicthioredoxin，TRX-1）和分布在线粒体的硫氧还蛋白（mitochondrialthioredoxin，TRX-2），TRX-1和TRX-2在维持细胞ROS稳态中的关键作用，表明GA诱导的ROS积累与硫氧还蛋白的抑制作用相关[88]。此外，Yang等[89]研究表明GA通过ROS积累，导致caspase-3激活、聚腺苷二磷酸核糖聚合酶裂解、SIRT1下调，最终诱导多发性骨髓瘤RPMI-8226细胞凋亡。最近的一项研究也表明藤黄中另一活性成分GNA可通过激活ROS/JNK信号通路诱导Noxa介导的结直肠癌细胞凋亡[90]。

藤黄具有较好的抗炎作用，GA和GNA作为其中的代表性成分，可以抑制炎症信号通路和相关炎性因子的表达，研究表明，GA在小鼠胶原诱导性关节炎中，通过降低炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-18的水平起到抗炎作用[96]。体外实验表明GA通过抑制NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶两条信号通路中蛋白质磷酸化，降低炎症因子水平，此外动物实验也显示GA在脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）诱导的小鼠乳腺炎模型中具有抑制炎症反应的作用[97]。

Gao等[98]建立了体外人新生儿肺炎细胞模型，表明GA通过调节TrkA/AKT信号通路，降低LPS诱导的WI-38细胞炎症反应。Chen等[99]实验证明GA通过激活Nrf2信号通路，抑制由高糖和棕榈酸诱导的视网膜色素上皮细胞ARPE-19炎症反应，此外也证实GA下调TXNIP、NLRP3和ASC的表达，在炎症反应中起到了保护作用。

Ding等[100]研究表明，GNA降低了对乙酰氨基酚（acetaminophen，APAP）触发的炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-6的水平，近一步的实验证明GNA可以通过调节PI3K/AKT和NF-κB信号通路减轻由APAP诱导的大鼠肝损伤和炎症反应。Zeng等[101]实验表明GNA减轻伤口愈合过程中瘢痕组织局部炎症反应，下调巨噬细胞和CD4+T细胞的过度活化，减少了兔耳皮肤伤口增生性瘢痕的形成。

藤黄除了具有抗炎作用，还表现出了显著的抗菌活性，陆平成等[102]对不同炮制方法处理的藤黄进行抗菌研究，结果表明高压炮制和荷叶炮制的藤黄对革兰阳性菌金黄色葡萄球菌的抗菌活性最佳，荷叶炮制和山羊血炮制的藤黄对白色葡萄球菌的抗菌作用最好。从藤黄中分离得到的多种化合物也具有抗菌作用，其中moreollicacid和莫里林酸对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌表现出中等的抗菌活性，最小抑菌浓度值为25μg/mL[103]。

从藤黄中提取的化合物具有抗HIV活性，有实验表明藤黄中的笼状呫吨酮类化合物去氧桑藤黄素、8,8a-epoxymorellicacid、莫里林酸、gambogicacid、hanburin、forbesione和五环三萜类化合物betulinicacid、2-acetoxyalphitolicacid、3-acetoxyalphitolicacid具有抗HIV-1活性，其半数抑制浓度（IC50）值分别为101.8、186.2、11.0、15.0、190.7、62.1、15.9、19.8、27.2μg/mL[13,40]。

近年来，围绕藤黄中主要化学成分GA和GNA的药理作用、制剂工艺等方面做了大量研究，取得了丰硕的成果，GA、GNA具有较强的抑制肿瘤细胞生长的作用，此外为了改善GNA的缺点，利用pH敏感脂质体、纳米粒、纳米乳、胶束等给药系统包覆GNA，但是目前对藤黄的药理学研究仍不够深入，未系统地开展藤黄活性成分和质量标准方面的研究。

本文在藤黄化学成分和药理作用研究的基础上，结合Q-Marker的概念，从不同角度进行分析，目前对藤黄的研究聚焦于笼状呫吨酮类化合物，采用色谱、质谱等手段可对其进行定性定量鉴定，但缺乏DNA指纹图谱等专属性指标，仍需展开进一步的研究。GA和GNA作为其中具有显著抗肿瘤活性的成分，对多种肿瘤细胞产生增殖抑制作用，此外采用脂质体、纳米粒、泡囊、胶束和纳米乳等新型药物载体对GNA进行修饰，可提高其生物利用度、降低毒性、减少血管刺激性，为实现藤黄作为新型抗肿瘤药物奠定了良好的基础。本研究从四个角度分析预测GA、GNA可作为藤黄的Q-Marker参考成分，为藤黄质量控制的指标性成分选择提供了依据。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献（略）