款冬花Farfarae Flos为菊科植物款冬Tussilago farfara L. 的干燥花蕾。款冬花性温，味辛、微苦，归肺经，具有润肺下气、止咳化痰等功能，临床用于治疗新久咳嗽、喘咳痰多、劳嗽咳血[1]。款冬花中已报道的化学成分包括倍半萜类、三萜类、黄酮类、酚酸类、挥发油类、生物碱类等[2]。其中倍半萜类是款冬花的特征成分，也是化学和药理研究最为深入的一类成分。款冬酮是款冬花中报道的第一个倍半萜成分[3]，迄今为止，款冬花中报道的倍半萜有42个（表1）。近年来研究人员对款冬花的研究进展进行了大量综述[2,4-8]，但未对倍半萜进行系统的结构和生物活性分析，此外，近年来又报道了大量的倍半萜类化合物，因此，本文拟对款冬花中的倍半萜成分的结构和药理活性进行综述。
1 化学结构
根据母核结构，42个倍半萜可分为5种结构类型，其中oplopane和bisabolane骨架分别有24和15种，可见款冬花中所含的倍半萜以oplopane和bisabolane骨架为主。
1.1 Oplopane骨架
款冬花中已报道的此类倍半萜有24个（图1），占款冬花中已报道倍半萜的一半以上。此类倍半萜的结构变化主要发生在1、7和14位。1位无取代的倍半萜有14个，1位羟基取代的倍半萜有1个，羟基取代后1位的化学位移为δH 4.18；1位羟基酰化成酯的倍半萜有9个，取代基包括MesenO、MebuO、AngO共3种，成酯后1位氢和碳的化学位移向低场移动，氢的化学位移在δH 5.29～5.58，碳的化学位移在δC 71.8～72.9。Oplopane骨架除β-oploplenone（22）外，其余23个倍半萜在7位均有氧取代，且其中的22个倍半萜羟基均被酯化，取代基包括MesenO、MebuO、SenO、AngO、i-valO共5种，其中7位MesenO取代的倍半萜最多，有15个。羟基取代后7位的化学位移为δH 4.51,δC 72.3，酰化成酯后7位氢和碳的化学位移向低场移动，氢的化学位移在δH 5.45～5.67，碳的化学位移在δC 72.3～73.9。14位的结构变化包括2类，一类为具有14、15位双键（化合物1～9），一类为14位发生氧取代。化合物1～9的14位为双键，除化合物2和6外，其余7个化合物均为Z型。在双键为Z型的倍半萜中，14位氢的化学位移在δH 6.22～6.42，碳的化学位移在δC 132.4～137.0；双键为E型的倍半萜只有2个，14位氢的化学位移在δH 6.53～6.70，化合物2中14位碳的化学位移为δC 128.5（化合物6无碳谱数据报道）。双键构型的变化对15位甲基的化学位移无明显影响。由上述数据特征可见，14位氢和碳的化学位移可用于14位双键构型的推测。14位为羟基取代的倍半萜有5个，14位氢的化学位移在δH 4.05～4.10，碳的化学位移在δC 68.4～68.5；15位甲基的化学位移在δH 1.18～1.20，δC在18.8～18.9。14位为醚取代倍半萜有2个，14位氢的化学位移在δH 3.61～3.80，碳的化学位移在δC 74.9～76.6；15位甲基氢的化学位移在δH 1.34左右，碳的化学位移在δC 16.7～17.3。14位为羟基酰化的倍半萜有5个，取代基均为乙酰基，14位氢的化学位移在δH 5.10～5.16，碳的化学位移在δC 68.4～69.6；15位甲基的化学位移在δH 1.19～1.23，碳的化学位移在δC 15.0～15.8。上述核磁数据说明，通过14和15位氢和碳的化学位移可推测14位的取代特征。14位羟基还会进一步氧化成羰基，此类型的倍半萜只有一个化合物β-oploplenone（22），但文献中无该化合物的核磁数据报道。此外，该类倍半萜还包括2个1、2位开裂形成内酯结构的倍半萜（23、24），这2个倍半萜结构分别与化合物14和1类似，可看成是化合物14和1的五元环在1位和3位之间嵌入一个氧原子所形成的。
1.2 Bisabolane骨架
款冬花中报道的该类倍半萜有15个（图2），其中9个倍半萜（25～33）的结构相似，即2位具有羰基，3、4位具有环氧结构。该类倍半萜在1、5位和8位容易氧化，1位和8位大多酰化成酯，5位多为羟基或乙酰基取代。化合物34也具有类似的结构，但环氧发生开环。1位无取代的倍半萜有3个，羟基取代的有1个，酰化成酯的有8个（27～34），取代基包括MesenO、OAc、AngO 3种，成酯后1位氢和碳的化学位移向低场移动，氢的化学位移在δH5.64～6.08，碳的化学位移在δC71.4～76.2。多数该类倍半萜5位未被氧化，仅有化合物28的5位被羟基取代，化合物29的5位进一步酰化成酯，5位氧化后15位甲基氢的化学位移明显向低场移动。8位多为AngO取代，取代后氢的化学位移在δH 4.72～5.77，碳的化学位移在δC 72.0～78.4。Bisabolane类型倍半萜的六元环很容易发生氧化，款冬花中还发现其他4个氧化程度较高的倍半萜化合物，如化合物35～37具有1位羰基，而化合物38具有4位羰基，化合物39则是六元环进一步氧化发生芳香化。
1.3 其他骨架
除上述的oplopane和bisabolane骨架外，款冬花中报道的倍半萜还包括eudesmane骨架（40、41），以及guaiane骨架（42）（图3）。
1.4 取代基特征
款冬花中倍半萜极性大多较低，原因在于羟基大多被酰化成酯。酰基类型有MesenO、MebuO、SenO、AngO、i-valO、OAc共6种（图4）。含有MesenO取代基的倍半萜类化合物有17个，出现的频率最高。MesenO取代基的2位氢的化学位移在δH 5.61～5.80，5位甲基的化学位移在δH 1.01～1.09，6位甲基的化学位移在δH 2.08～2.18，2位碳的化学位移在δC 112.7～115.3，5位碳的化学位移在δC 11.6～12.1，6位碳的化学位移在δC 18.6～21.5。含有AngO取代基的倍半萜类化合物有16个。AngO取代基的3位氢的化学位移在δH 6.05～6.30，4位甲基的化学位移在δH 1.87～2.06，5位甲基的化学位移在δH 1.79～1.96，3位碳的化学位移在δC137.3～141.5，4位碳的化学位移在δC 14.8～16.2，5位碳的化学位移在δC 20.3～20.9。含有OAc取代基的倍半萜类化合物有10个。OAc取代基2位氢化学位移在δH 1.95～2.15，碳的化学位移在δC19.0～21.4。含有MebuO取代基的倍半萜类化合物有7个。MebuO取代基的4位甲基的化学位移在δH 0.87～0.93，5位甲基的化学位移在δH1.13～1.19，4位碳的化学位移在δC 11.3～11.9，5位碳的化学位移在δC16.2～17.0。含有SenO取代基的倍半萜类化合物有2个。SenO取代基的2位氢的化学位移在δH 5.66～5.67，4位甲基的化学位移为δH 1.89，5位甲基的化学位移在δH 2.15～2.16，2位碳的化学位移为δC 116.3，4位碳的化学位移为δC 27.4，5位碳的化学位移为δC20.3。含有i-valO取代基的倍半萜类化合物有2个。i-valO取代基的4位和5位甲基的化学位移位δH 0.95左右，δC 22.3～22.4。
2 生物活性
2.1 对心血管系统的作用
李一平等[23-24]研究了款冬酮（13）对心血管系统和呼吸系统的作用，证实款冬酮对麻醉犬、猫和大鼠具有很强的、与剂量呈正相关的即刻升压作用，并具有很强的呼吸兴奋作用，呼吸兴奋作用部位在中枢，而升压作用部位在外周。对失血性休克犬不仅升压作用强，维持时间长，并使心肌力量-速度向量环的形态恢复接近于正常。对款冬花中5个倍半萜类化合物（1、5、13、14、24）抗血小板活化因子（PAF）活性的研究发现，化合物1、24具有一定的抗血小板活性，IC50分别为1.94×10−5、2.67×10−5 mol/L。5、13、14对PAF具有弱的抑制活性。此外，化合物13对钙通道阻滞剂受体结合实验有阻断作用，IC50为1 μg/mL[25-26]。
2.2 抗炎作用
款冬花中倍半萜类化合物的抗炎作用（表2）研究最早报道于1999年，采用的是脂多糖（LPS）诱导的巨噬细胞抗炎模型，化合物29的抗炎活性测试结果显示该化合物抑制NO合成的IC50为8.9 μmol/L[27]，进一步研究表明其对NO的抑制作用与抑制诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达有关。Li等[20]研究了款冬花中的10个oplopane骨架化合物（1、2、5～7、9、13、18、20、21）和2个bisabolane骨架化合物（27、33）的抗炎作用，结果显示12个化合物均表现出不同强度的抗炎活性，其中化合物1和2显示出最好的活性，IC50为11.86、10.8 μmol/L。
构效关系分析发现，3位和14位双键对于抗炎活性至关重要，如化合物1、2、5～7活性较高，1位氧取代后活性有所降低。Qin等[18]对从款冬花中分离到的8个bisabolane型倍半萜（28、30～32、34～37）及2个oplopane骨架倍半萜（14、22）进行抗炎活性测试，发现bisabolane型化合物30、32、36、37的IC50在13.6～24.4 μmol/L，其中化合物36的活性最好，IC50为13.6 μmol/L。Jang等[17]对从款冬花中分离得到6个oplopane型倍半萜（1、5、11、13、14、16），2个bisabolane倍半萜（28、29），以及2个eudesmane骨架的倍半萜（40、41）进行了抗炎活性测试，结果显示6个oplopane骨架的倍半萜均表现出一定抗炎活性，化合物5、11、13、14活性最强，其IC50值在3.5～7.2 μmol/L，而bisabolane骨架的化合物28和29活性相对较弱，eudesmane骨架的倍半萜未表现出抗炎活性。上述抗炎活性测试结果表明，同一化合物在不同研究中的IC50值差异较大，如款冬酮（13）的IC50值活性相差达到10倍[17,20]，化合物14在Jang等[17]的报道中活性最佳，但在Qin等[18]的报道中无活性。说明该类倍半萜的抗炎活性仍需进行系统评价。
2009年Hwangbo等[28]研究了款冬酮（13）的抗炎机制，结果显示款冬酮的抗炎活性是被巨噬细胞中的血红素氧合酶调控的。Lee等[29]研究了款冬花酮（1）的抗炎机制，结果表明其对由巨噬细胞和12-O-十四烷酰醇-13-乙酸酯导致的炎症作用与血红素氧合酶有关，IC50为2.34 μmol/L。
2.3 对氧化应激损伤的保护作用
纤维化细胞及细胞外基质蛋白的减少能够导致皮肤老化，氧化应激能够导致纤维化细胞和角质细胞的损伤，因此可以通过抑制氧化应激和维持纤维细胞用于老年性皮肤损伤的预防。Kang等[30]从款冬花中分离得到了新的倍半萜类化合物ligucyperonol（41），以鼠纤维原细胞NIH3T3和人角质化细胞HaCaT为模型，发现其能够通过抑制乳酸脱氢酶泄露到细胞外，对葡萄糖氧化酶诱导的细胞损伤有一定保护作用。
2.4 神经保护作用
Lim等[31]采用小胶质细胞（BV-2），以NO和前列腺素E2（PGE2）释放量为指标，发现款冬花的醋酸乙酯部位的抗炎作用最强。随后，从醋酸乙酯部位分离到具有oplopane骨架的款冬酮（13），抑制NO、PGE2生成的IC50值分别为8.67和14.1 μmol/L。随后Lim等[32]对从款冬花中分离得到的3个oplopane骨架倍半萜类化合物（5、13、14）和1个bisabolane骨架倍半萜（33）继续进行生物活性研究，结果显示4个化合物均能通过对核转录因子- κB（NF-κB）通路的抑制而抑制NO、PGE2、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的释放，并且通过清除活性氧（ROS）而抑制LPS诱导的神经细胞凋亡。在测试的4个化合物中，具有oplopane骨架的化合物5的活性最好。提示该类化合物有望作为神经退行性疾病药物研究中的先导化合物。
2.5 抗过敏作用
李艳芳等[33]采用透明质酸酶抑制实验、肥大细胞脱颗粒实验、豚鼠离体回肠实验、小鼠被动皮肤过敏反应实验及小鼠迟发型超敏反应实验，观察款冬酮（13）抗过敏的药理作用。结果显示款冬酮能显著抑制透明质酸酶的活性，其2.30×10−3、0.77×10−3、0.26×10−3mol/L剂量组的抑制率分别为68.6%、45.3%、29.6%；款冬酮能显著抑制肥大细胞脱颗粒作用，其7.68×10−5、3.84×10−5、1.92×10−5mol/L剂量组的抑制率分别为100.0%、51.0%、0；款冬酮能显著抑制组胺致豚鼠离体回肠收缩作用，其3.07×10−3、1.54×10−3mol/L剂量组抑制率分别为64.9%、44.1%；款冬酮0.021 5、0.010 7 mol/L剂量对组胺致小鼠皮肤速发过敏反应的抑制率分别为52.3%、41.6%；款冬酮高、低剂量对2,4-二硝基氯苯致小鼠耳肿胀抑制率分别为25.6%、6.2%。
2.6 减肥及治疗糖尿病作用
Hye等[9]采用活性导向的分离手段，通过大鼠肝微粒体和HepG2细胞肝微粒体的体外甘油酰基转移酶（DGAT）实验筛选模型，从款冬花醇提物中分离得到4个倍半萜，包括oplopane骨架的化合物1、5和13以及bisabolane骨架的化合物26，结果表明款冬酮（13）能有效抑制DGAT的产生，同时能显著抑制三酰甘油的合成，预示款冬酮可能成为治疗肥胖或2型糖尿病的先导化合物。
2.7 抗癌作用
研究发现，Wnt/β-catenin信号通路的异常激活促进结肠癌的发生和发展。在结肠癌的发展进程中常伴随着β-catenin的突变，导致胞浆中β-catenin的过度蓄积，并转移到胞核中活化靶基因cyclin D1、c-myc、基质金属蛋白酶7和PPAR-δ，导致结肠癌的发生。Li等[34]发现款冬酮（13）有一定的抗结肠癌作用，其不仅能够下调HEK293细胞中β-catenin的活性及其在胞浆和胞核中的水平，同时能降低SW480和HCT116结肠癌细胞中β-catenin活性，并减少Wnt/β-catenin信号通路目标基因cyclinD1和c-myc的表达，从而抑制结肠癌细胞的增殖。
3 结语及展望
迄今为止，款冬花中报道的倍半萜共有42个，骨架类型以oplopane和bisabolane为主，其他骨架类型的倍半萜则相对较少。从结构特征来看，这些倍半萜大多极性很低，原因在于羟基大多发生酰化，出现频率较高的取代基包括MesenO、MebuO、AngO、OAc等。款冬花中报道的倍半萜具有广泛的生物活性，包括抗炎、抗过敏、抗癌、神经保护、血小板活化因子抑制等。其中，款冬酮的生物活性研究报道最多，而其他倍半萜大多只进行了抗炎活性测试，还有13个倍半萜无任何活性报道。这些化合物的生物活性都值得进一步研究。此外，现有文献报道的款冬花中抗炎活性的结果与构-效关系分析均有一定差异，因此，款冬花中倍半萜的抗炎活性还需进行系统的研究。
款冬花在中医临床用于止咳祛痰，已有研究显示其中绿原酸、异绿原酸等成分具有止咳化痰的作用[35]，但目前尚无倍半萜类止咳祛痰作用的相关报道。虽然款冬花中倍半萜具有明显的抗炎作用，但款冬花在中医临床主要为水煎入药，而水提物中倍半萜的量极低，因此这些低极性的倍半萜与款冬花的传统功效之间的关系也值得进一步研究。
参考文献（略）
来 源：李 静，秦雪梅，李震宇. 款冬花中倍半萜类成分的研究进展 [J]. 中草药, 2017, 48(14):2964-2971.
