全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 23 期 2013 年 12 月

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中药复方和有效成分对血管新生促进或抑制作用的研究进展
陈荣荣 1, 2，郭 浩 1, 2，徐砚通 1, 2，贺 爽 1, 2，朱 彦 1, 2*
1. 天津中医药大学 天津市现代中药国家重点实验室，天津 300193
2. 天津国际生物医药联合研究院 中药新药研发中心，天津 300457
摘 要：血管新生（angiogenesis）在机体的多种生理、病理过程中发挥着重要作用，促进和抑制血管新生已分别成为治疗
缺血性血管损伤疾病和抗肿瘤的新策略。中医药在血管相关疾病的治疗中积累了丰富经验，研究发现临床实践中常用的一些
中药复方是通过影响血管新生来发挥药效的，其作用机制主要体现在对血管新生调控因子、内皮细胞增殖和迁移的正/反双
向调节。总结归纳近年来中药对血管新生的作用机制，以期为今后相关中药的研究提供借鉴。
关键词：中药；血管新生；调控因子；缺血性心血管疾病；肿瘤
中图分类号：R285 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2013)23 - 3413 - 09
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.23.027
Research progress on pro- or anti-angiogenic effects of Chinese materia medica
fomulas and their active components
CHEN Rong-rong1, 2, GUO Hao1, 2, XU Yan-tong1, 2, HE Shuang1, 2, ZHU Yan1, 2
1. Tianjin State Key Laboratory of Modern Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300193,
China
2. Research and Development Center of TCM, Tianjin International Joint Academy of Biotechnology and Medicine, Tianjin
300457, China
Key words: Chinese materia medica; angiogenesis; regulatory factors; ischemic cardiovascular diseases; tumor

血管新生（angiogenesis）在机体的多种生理、
病理（如创伤愈合、缺血性心肌病、恶性肿瘤、动
脉粥样硬化）过程中发挥着重要作用。中医药在血
管相关疾病的治疗中积累了丰富经验，研究发现临
床实践中常用的一些中药复方是通过影响血管新生
来发挥药效的，其作用机制主要体现在对血管新生
调控因子、内皮细胞增殖和迁移的正/反双向调节[1]。
现以传统中医药理论为指导，并与现代医学理论和
研究成果相结合，从血管新生机制以及中医药在这
方面所取得的研究进展进行概述。
1 血管新生
血管新生是指在原有的毛细血管基础上通过血
管舒张、血管通透性增加，释放多种生长因子和蛋
白酶，动员骨髓中的内皮祖细胞（EPC），诱导其分
化成内皮细胞（EC），促进 EC 增殖，解除 EC 之间
以及与平滑肌等周围组织的黏附，降解细胞外基质
（ECM），EC 穿过血管壁发生迁移，形成血管芽，单
个血管芽生长变长形成管腔，并与邻近的血管芽相
互融合成血管环或血管网，形成三维网状结构。周
细胞迁移包绕血管进一步构建血管结构，并促使细
胞外基质沉积，血管周围基底膜形成[2]。
2 血管新生调控因子及其调控机制
血管新生过程需要一系列调控因子统一协调地
参与其中，如果机体内这些因子表达不足或者过度
表达将导致血管新生异常。因此，寻找以血管新生
调节因子为靶标的药物有着很高的临床实用价值。
调控血管新生的调节因子及其调控机制见表 1。
血管新生过程受血管新生诱导因子和抑制因子
的调节，涉及基底膜的降解、EC 和 EPC 的趋化迁
移以及增殖等过程。例如 VEGF、FGF、EGF 等生
长因子及其受体参与 EC 的增殖、血管新生；SDF-1、
CXCR4、Integrin αvβ3 等黏附分子促进 EC 的游走和

收稿日期：2013-08-02
基金项目：国家自然科学基金资助项目（81274128）；国家科技支撑计划项目（2008BAI51B01）
作者简介：陈荣荣（1987—），硕士研究生，研究方向为中药药理学。E-mail: widersky@163.com
*通信作者 朱 彦 E-mail: yanzhu.harvard@gmail.com
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表 1 血管新生调控因子分类及其调控机制
Table 1 Classification and action mechanisms of angiogenesis regulating factors
分类 调节机制
生长因子及其受体
血管内皮生长因子（VEGFA、VEGFB）及其受
体 Flt-1（VEGFR1）、KDR/Flk-1（VEGFR2）
促进血管 EC 有丝分裂，增加 EC 通透性，促进毛细血管融合以及大血管
生成[3]
酸性及碱性成纤维细胞生长因子（aFGF、bFGF）
及其受体 FGFR
与肝素有很强的亲和力，对 EC 有趋化性，直接刺激 EC 释放基底膜降解
酶，并刺激 EC 的增殖和迁移，形成新血管
血管生成素（Ang）及其受体 Tie-2 Ang-1 促进血管新生，诱导 EC 出芽形成正常的血管树样结构，维护血管
结构的稳定和完整；Ang-2 抑制血管新生，是 Tie-2 的抑制性配体[4]
表皮生长因子（EGF）及其受体 EGFR 可上调血管新生因子的表达，也能促进肿瘤细胞合成和释放促血管新生
因子，提高肿瘤细胞存活率
血小板源生长因子（PDGF）及其受体 PDGFR 促进成纤维细胞、平滑肌细胞（SMC）等结缔组织细胞的分裂、增殖、
迁移，合成并分泌细胞外基质、增加细胞黏附力[5]
胎盘生长因子（PGF）及其受体 Flt-1 诱导单核细胞产生组织因子，促进其趋化性聚集和活化，能够增强低浓
度 VEGF 的生物活性[6]
黏附分子
整合素 αvβ3 介导 EC 之间、细胞与细胞间质之间的黏附，参与血管生成和肿瘤转移[7]
白细胞介素-8（IL-8）及其受体 CXCR2 对粥样斑块的形成和破裂有重要作用，诱导单核细胞趋化，活化 T 细胞，
增强中性粒细胞黏附、移行，阻止中性粒细胞的游走并黏附于 EC，并
能诱导血管平滑肌细胞（VSMC）的增殖和迁移[8]
间质细胞衍生因子-1（SDF-1）及其受体 CXCR4 能够导致肌动蛋白聚合和细胞伪足形成，使癌细胞突破基底膜发生侵袭，
同时促使癌细胞的运动和远处转移，从而产生趋化运动和侵袭反应[9]
单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）及其受体 CCR2 介导单核细胞和巨噬细胞通过微血管的内皮层，进而活化内皮细胞层，
可引起内膜细胞增生
钙黏素 E（cadherin E） 介导同型上皮细胞间的黏附，参与细胞分化、形态发生等过程
结缔组织生长因子（CTGF） 提高生长因子诱导的细胞增殖，参与整合素 αvβ3介导的 EC 黏附、促进
游走、诱导体内血管新生[10]
纤连蛋白（FN）及其受体整合素 Integrin αvβ3 分布于血浆、多种细胞表面及 ECM 中，FN 的缺失均可作为肿瘤组织分
化程度低、侵袭性强、易于复发的判断指标[11]
转化生长因子-1（TGF-1） 诱导肿瘤细胞中基质金属蛋白酶（MMP）-2 和 MMP-9 的表达，引起 ECM
和基底膜降解，从而促进肿瘤细胞的迁徙和转移[12]
蛋白酶及其抑制剂
MMP-2、9、14 新生血管形成中涉及原位毛细血管内皮层下基底膜降解和和新的 ECM
形成，EC 与肿瘤均能分泌 MMP 降解 ECM[13]
金属蛋白酶组织抑制剂（TIMP-1、2） 是 MMP 的天然抑制物，阻碍 MMP 介导的 EC 移动、抑制基质中促血管
生成因子的释放、防止 ECM 降解
纤溶酶原激活剂（uPA） 为基底膜和 ECM 发生降解的始动和调节因子，能将纤溶酶原活化为纤溶酶
纤维蛋白溶酶原（PLG） 被 uPA 激活后，可转化为纤溶酶，进而激活 MMP，溶解纤维蛋白，介
导细胞间浸润，包括蛋白水解作用和组织重塑
细胞因子
肿瘤坏死因子（TNF） 可诱导 EC 分泌多种趋化因子和生长因子，诱导单核细胞、巨噬细胞聚
集，损伤 EC，造成动脉粥样硬化[14]
干扰素（IFN-α、β） 可抑制VEGF、bFGF、MMP 等的表达，直接抑制EC 生长，造成EC 凋亡[15]
趋化因子-1（CXCL1）及其受体 CXCR2 能够促进细胞增殖、侵袭、转移、血管生成等过程，在癌症转移中发挥
重要作用[16]
CXCL10 及其受体 CXCR3 血管生成抑制剂，减少肿瘤血液供应，抑制肿瘤生长；能趋化自然杀伤
细胞、单核细胞以及 T 细胞，具有一定的抗肿瘤免疫作用[17]
其他因子
低氧诱导因子（HIF-1α） 诱导 EC 或者肿瘤细胞表达和分泌血管新生相关因子，上调 CXCR4 表达
和增强 CXCR4 mRNA 的稳定性[18]
一氧化氮合酶（eNOS） 催化生成的 NO 能抑制血小板聚集及白细胞黏附在血管壁，抑制 VSMC
增生，抑制单核巨噬细胞浸润[19]
干细胞的核心通路信号（Notch） 具有调节细胞增殖、分化和凋亡的功能，在不同肿瘤发生、发展中发挥
着促癌或抑癌双重作用[20]
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迁移；蛋白酶 MMP、TIMP、uPA 等参与调控 ECM
和基底膜的降解，促进细胞侵袭和浸润。还有一些
细胞因子是间接调控其他血管新生因子的表达和释
放而发挥作用。对血管新生起重要作用的另一个因
素为炎症，多种炎症介质诱导的巨噬细胞、单核细
胞、中性粒细胞的定向聚集也具有直接或间接调节
血管新生的作用。缺血性心血管疾病或者癌症，在
分子水平体现在相关因子表达和分泌的紊乱失衡。
本文将分别总结归纳中药复方和有效成分在缺血性
心血管疾病和抗肿瘤治疗中调控血管新生相关因子
的作用机制。
3 促进与血管新生相关的缺血损伤修复的中药
冠心病、心肌梗死等心血管疾病的病变区血管
管腔狭小或堵塞，引起局部缺血，可在一定程度上
诱发多种生长因子协同促进病变区短暂的血管新
生[21]，从而使机体适应和抵御局部的缺血缺氧变
化。但是这种自身生理代偿性新生的血管数量有
限，过程缓慢。通过药物治疗可增加血管新生相关
因子的基因表达，促进治疗性血管新生和缺血区侧
支循环的建立，以达到改善血供的目的[22]。动脉
粥样硬化的不稳定斑块脱落可引起严重的心脑血
管损伤，研究发现斑块内新生的病理性血管可影响
斑块的稳定，通过药物干预斑块区的血管新生甚至
对逆转动脉粥样硬化具有重要意义[23]。
3.1 中药复方
中药在缺血性心血管疾病的临床疗效肯定，研究
表明大量中药复方具有促进血管新生作用（表 2），并
且在血管新生的研究领域具有潜在的特色和优势。
大鼠急性心肌梗死模型（rAMI）是研究中药复
方促血管新生作用体内实验的经典模型，通过结扎
左冠状动脉前降支建立模型，给药治疗一段时间后，
运用免疫组化染色法检测缺血心肌梗死边缘区微血
管密度，通过 Western blotting、Real-time PCR 或酶
联免疫法检测血管新生调控因子的蛋白和 mRNA
表达水平。其中 VEGF 在胚胎发育、伤口愈合和月
经周期等正常生理情况下的血管新生中发挥着关键
作用，同时也在血管新生依赖性疾病中发挥着极其
重要的作用[36]，因此 VEGF 成为人们研究血管新生
的重点和热点。在血管新生过程中，VEGF 能促进
内皮细胞存活，诱导内皮细胞增殖并增强其迁移和
侵袭能力[36]。从表 2 中可以看出，几乎所有的中药
复方都能提高缺血区域微血管密度，在基因或蛋白
水平提高 VEGF 及其受体 VEGFR2 的表达，进而发
挥促血管新生的作用。由表 2 列出的复方组成能够
表 2 促进与血管新生相关的缺血损伤修复的中药复方及其作用机制
Table 2 CMM fomulas promoting restoration of angiogenesis-related ischemia injury and their mechanisms
复方名称 复方组成 实验模型 作用机制
血府逐瘀汤 桃仁、红花、川芎、当归、赤
芍、牛膝、生地黄、柴胡、
枳壳、桔梗、甘草
血管内皮细胞 ECV304、大鼠急性
心肌缺血模型（rAMI）
VEGF↑，VEGFR2↑[24]；bFGF↑，Ang-1↑[25]
当归补血汤 黄芪、当归 兔动脉粥样硬化模型、兔外周血
EPC，衰老 rAMI
VEGF↑[26-27]，SDF-1↑[26]
双龙丸 地龙、全蝎、蜈蚣 VEGF↑，bFGF↑[28]
补阳还五汤 黄芪、当归尾、赤芍、川芎、
桃仁、红花、地龙
兔外周血 EPC、大鼠局灶性脑缺
血模型
EPC增殖、黏附、迁移和分泌NO能力↑[29]，
VEGF↑，Flk-1（VEGFR-2）↑[30]
麝香保心丸 麝香、冰片、苏合香脂、人参、
蟾酥、人工牛黄
兔动脉粥样硬化和 AMI 双模型 梗死边缘区 VEGF↑，VEGFR-2↑；主动
脉血管壁 VEGF↓，VEGFR-2↓[31]
芪参益气方 黄芪、丹参、三七、降香 rAMI VEGF↑，bFGF↑，PDGF-B↑[32]
舒脉胶囊 生黄芪、丹参、三七、水蛭、
土鳖虫、瓜萎皮、麝香
rAMI VEGF↑，PDGF-BB↑；激活 PI3K/Akt 信
号转导通路[33]
芪丹通脉片 黄芪、丹参、当归、红花、桂枝 rAMI HIF-1α↑，VEGF↑[34]
康脑液 2 号 黄芪、丹参、川芎、葛根、钩
藤、三七
大鼠局灶性脑缺血再灌注模型 VEGF↑，Ang-1↑[35]
↑-表达上调 ↓-表达下调，下同
↑-up-regulated expression ↓-down-regulated expression, same as below
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看出参与治疗缺血性心血管疾病的中药多是一些补气
固表（黄芪）、活血化瘀止痛（丹参、红花、桃仁）、
活血行气（川芎）、补血止血（当归、三七）之药。在
中医理论中，气血相关理论、活血化瘀理论与治疗血
管生成相关，此类中药具有促血管新生作用，促进新
的血管生成和侧支循环的建立，减轻心肌缺血、缺氧。
3.2 有效成分
随着对中药有效成分促血管新生研究的不断深
入，其机制的研究也日趋广泛，已深入到细胞及分子
水平，其可通过一种或多种机制促进血管新生（表 3）。
表 3 治疗与血管新生有关的缺血损伤疾病的中药有效成分及其作用机制
Table 3 Active components in CMM used for treating angiogenesis-related ischemia injury and their mechanisms
有效成分 实验模型 作用机制
皂苷类
黄芪甲苷 缺氧损伤人脐静脉内皮细胞（HUVEC） 激活 PI3K/AKT 信号转导通路，HIF-1α↑，VEGF↑[32]
西洋参茎叶总皂苷 rAMI VEGF↑，bFGF↑[37]
人参皂苷 Rg1 rAMI、新生鼠缺氧缺血性脑损伤 VEGF↑，VEGFR↑，p-AKT↑，NO↑[38]；HIF-1α↑，
VEGF↑[39]
三七总皂苷 骨髓基质干细胞（rBMSCs）、HUVEC VEGFA↑，KDR（VEGFR2）↑，可诱导大鼠 rBMSCs
分化为 EC，并促进 rBMSCs 在体内外的血管新生
能力 [40]；HIF-1α↑，VEGF↑，激活 PI3K/Akt 和
Raf/MEK/ERK 信号通路[41]
黄酮苷类
羟基红花黄色素 A 大鼠大脑中动脉阻塞模型 aFGF↑，bFGF↑，Flt-1↑，HIF-1α↑，VEGF↑[42]
酚酸类
阿魏酸 HUVEC VEGF↑，PDGF↑，HIF-1α↑，激活 MAPK/MRK1/2 和
PI3K 信号转导通路[43]
丹酚酸 B SVR 内皮细胞 VEGF↑，VEGFR2↑，MMP-2↑[44]
丹酚酸 A 鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）；EPC；rAMI SDF-1↑，MMP-9↑，NO↑，VEGF↑，VEGFR-2↑[45]
黄酮类
毛蕊异黄酮 斑马鱼模型 VEGF ↑，FGF↑[46]
葛根素 rAMI VEGF↑，bFGF↑，PDGF-B↑[47]
生物碱类
川芎嗪 rAMI VEGF↑，bFGF↑，PDGF-B↑[47]

中药有效成分促血管新生的研究模型除了
rAMI，还有大鼠脑缺血、斑马鱼等体内模型。此外，
细胞模型也应用较多，主要是 HUVEC 和 EPC 这 2
种与血管新生密切相关的功能细胞，分别采用 MTT
法、Transwell 小室、Matrigel 胶和鸡胚绒毛尿囊膜
（CAM）等方法[48]研究有效成分对 EC 的增殖、迁
移和体外形成血管的能力。有关中药有效成分调控
的血管新生因子除了 VEGF，还着重研究缺氧诱导
因子（HIF-1α）。当受到低氧缺血信号刺激时，HIF-1α
脱离降解，进入核内结合 VEGF 启动子，增加 VEGF
mRNA 的表达和下游生长因子的分泌，进而调控血
管新生。通过阅读文献，可以发现 Ras/Raf-1/MEK/
ERK 和 PI3K/Akt 这 2 条信号通路控制着血管新生
过程中许多至关重要的细胞生物学过程，包括调控
细胞周期、存活、凋亡、迁移、基底膜降解，以及
EC 的分化和形成[49]。很多血管新生调控因子如
VEGF、PDGF、FGF 等，都可介导这 2 条信号通路
依赖性的血管新生过程。另外，PI3K/Akt/eNOS/NO
信号通路在血管新生中也起了非常重要的作用[50]。
4 抗肿瘤血管新生的中药
1971 年，Folkman 提出肿瘤的生长和转移依赖
于血管新生过程。其主要步骤包括：原发癌的生长，
肿瘤血管生成，肿瘤细胞脱落并侵入基底膜，进入
脉管系统，癌栓形成，继发癌的生长，肿瘤血管生
成，转移瘤的继续扩散[51]。通过抑制肿瘤血管形成，
可以减缓肿瘤生长的速度，以及降低肿瘤浸润转移
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的发生率，是目前抗肿瘤研究的重要方向[52]。
4.1 中药复方
中药在肿瘤治疗中有独特功效，无论是抑制癌
细胞增殖，还是减轻放、化疗不良反应，逆转肿瘤
的多药耐药性，提高生活质量，延长生存周期等方
面都发挥了重要作用（表 4）。
表 4 抗肿瘤血管新生的中药复方及其作用机制
Table 4 CMM fomulas used for anti-angiogensis and their mechanisms
复方名称 复方组成 实验模型 作用机制
鳖甲煎丸 由鳖甲胶、阿胶、蜂房（炒）、鼠
妇虫、蜣螂、柴胡、黄芩、半
夏（制）、党参、干姜、白芍等
H22荷瘤小鼠、肝癌荷瘤小鼠 VEGF↓，增殖细胞核抗原（PCNA）↓[53]，
VEGF↓，Flt-1↓[54]
参麦注射液 红参、麦冬提取物 人胃癌细胞 SGC-7901、晚期非
小细胞肺癌患者
MMP-2↓，TIMP-1↑[55]，VEGF↓，
bFGF↓[56]
西黄丸 牛黄、麝香、乳香、没药 人原发性肝癌细胞 SMMC7721 VEGF↓，MMP-2↓，MMP-9↓[57]
复方苦参注射液 苦参、白土茯苓 SGC-7901、人胃癌裸鼠移植瘤 VEGF↓，CXCR4↓[58-59]；SDF-l↓[60]
肺岩宁方 黄芪、白术、七叶一枝花等 小鼠 Lewis 肺癌移植瘤 VEGF↓，bFGF↓[60]
补肾健脾方 党参、熟地黄、黄芪、白术、山
药、山茱萸、茯苓、牡丹皮、
泽泻、杜仲、补骨脂、甘草
原发性肝癌患者 VEGF↓，MMP-9↓[61]
六神丸 麝香、牛黄、冰片、珍珠、制蟾
酥、明雄黄
人肺癌 S108 荷瘤小鼠、人乳腺
癌细胞 MCF-7
b-FGF↓[62]；VEGF↓，MMP-9↓[63]
肺一丸 黄芪、西洋参、冬虫夏草、姜黄、
郁金、莪术、大黄、儿茶、川
贝、桔梗、百部、白花蛇舌草
LA795 肺腺癌荷瘤小鼠 VEGF↓[64]
解毒消症饮 白花蛇舌草、半边莲、夏枯草、
山慈姑
HUVEC、CAM、HepG2、肝癌
荷瘤小鼠
VEGF-A↓，VEGFR-2↓[65]

荷瘤小鼠是研究药物抗癌作用主要的体内实验
模型，给药后剥取瘤块，称质量，通过免疫组化法
检测相关蛋白表达和微血管密度，PCR 检测相关调
控因子 mRNA 表达，可得出药物的抑瘤率以及抑制
肿瘤血管新生的能力。癌细胞是抗癌研究的主要体
外模型，检测药物对癌细胞增殖和凋亡的影响，也
可以给药后收集细胞或者采用血清药理学，检测药
物对癌细胞分泌血管新生相关因子的调控能力。对
肿瘤血管新生调控因子的研究除关注 VEGF、bFGF
及其受体外，还将 MMP 及其抑制剂 TIMP、CXCR4
等涉及调控 EC 迁移和侵袭能力的因子作为研究重
点，反映药物对肿瘤侵袭和转移的抑制能力。
肿瘤的微血管形成过程，即中医“久病入络”
而形成络脉病变的过程。其病机始动因素为正气本
虚，癌毒内蕴，日久则正不胜邪，引起脏腑、阴阳、
气血功能失调，机体内稳态结构破坏[66]，所以中医
药防治肿瘤原则涉及扶正培本、解毒散结及活血化
瘀等方面。由表 4 中的中药复方组成可以看出参与
抗肿瘤血管新生的中药也多是一些补中益气、滋补、
清热解毒、通脉散结、活血化瘀之品。
4.2 有效成分
中药复方在抑制肿瘤血管新生，防治恶性肿瘤
发生、减少复发转移、减轻患者痛苦、降低毒副作
用等方面有较好的效果。中药有效成分是中药复方
发挥临床治疗作用的物质基础，随着中药活性成分
提取技术的不断提高，研究其有效成分抗肿瘤血管
新生的作用机制有利于中药现代化的发展。抗肿瘤
血管新生的中药有效成分及其作用机制见表 5。
我国具有丰富的药用植物资源，从其中已发现
大量的黄酮类、生物碱类等天然抗癌成分，具有抑
制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞分化和凋亡的作
用。通过进一步研究发现，这些成分兼有抑制肿瘤
血管新生的作用，使肿瘤失去营养供给和迁移的条
件，从而有效抑制肿瘤生长、侵袭和转移。研究中
药有效成分抗肿瘤血管新生除应用荷瘤动物模型、
肿瘤细胞模型外，HUVEC 和 EPC 也是常规实验模
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表 5 抗肿瘤血管新生有效成分及其作用机制
Table 5 Anti-angiogenic active components used for antitumor and their mechanisms
有效成分 实验模型 作用机制
酚性芳香酸类
丹参素 B16F10 黑色素瘤细胞、HUVEC MMP-2↓，MMP-9↓，VEGF↓[67]
二萜醌类
丹参酮 IIA 人肝癌 SMMC-7721 细胞 EGF↓，EGFR↓[68]；Ang-2↓，Tie-2↓[69]
皂苷类
人参皂苷 Rh2 Lewis 肺癌实体瘤小鼠、口腔鳞癌细胞 VEGF↓[70-71]，MMP-2↓[71]
人参皂苷 Rg3 B16 黑色素瘤细胞、B16 黑色素瘤荷瘤小鼠、
HUVEC、人肺鳞癌细胞 SK-MES-1
VEGF↓[72]；VEGF↓，KDR↓[73]
熊果酸 B16F10黑色素瘤荷瘤小鼠、B16F10黑色素瘤细胞、
HUVEC
VEGF↓，eNOS↓，NO↓，TIMP-1↑，IL-2↑，MMP-2↓，
MMP-9↓[74]
酚类
白藜芦醇 胶质瘤 U87 移植瘤裸鼠，HUVEC、人恶性黑色素
瘤 A375
VEGF[75-76]，环氧合酶 COX2↓[76]
表没食子儿茶
素没食子酸酯
白血病细胞 K562 VEGF↓[77]
黄酮类
槲皮素 人胃癌 BGC-823 MMP-2↓[78]
汉黄芩素 人乳腺癌细胞 MCF-7 HIF-1a↓，VEGF↓[79]
生物碱类
羟基喜树碱 HepaG2 肝癌细胞 HIF-1α↓，VEGF↓[80]
汉防己甲素 RT-2 神经胶质瘤细胞、ECV304 HUVEC、神经胶
质瘤皮下或脑内荷瘤大鼠
VEGF↓[81]
苦参碱 肺腺癌 A549、HUVEC 抑制 MAPK/ERK 信号转导通路[82]
其他类
姜黄素 人肺癌细胞 A549 VEGF↓，MMP-2↓，MMP-9↓[83]
雷公藤红素 骨髓来源 EPC VEGF↓，VEGFR2↓，减弱 Akt/eNOS 信号转导通路[84]
乌骨藤提取物 HUVEC、HepG2、CAM VEGF-A↓，VEGFR-2↓[85]
去甲斑蝥素 HUVEC、人结肠癌细胞 VEGF↓，阻断 VEGFR2/MEK/ERK 信号转导通路[86]

型。可将中药有效成分直接作用于 EC，或者先将
有效成分作用肿瘤细胞后，取上层培养基间接刺激
EC，检测有效成分对 EC 的迁移和体外形成血管地
能力，进而探究有效成分抑制肿瘤血管新生的能
力。另一个需要探究的是中药有效成分抑制肿瘤细
胞迁移和侵袭能力，可使用 Tanswell 小室实验来
进行检测。
5 讨论与展望
研究发现当归、丹参、人参、黄芪、红景天、
三七、赤芍、葛根等益气活血化瘀传统中药不仅广
泛应用于缺血损伤性疾病的治疗，也被应用于肿瘤
治疗中，且均有良好的疗效。中药影响血管新生机
制非常复杂，并非单一通过某一因素起作用，为多
环节、多靶点、多因素共同作用的结果，同一药物
在不同疾病中可能发挥截然相反的作用，不同剂量
也可能通过不同机制产生不同的效果，因此，明确
其作用机制尤为重要。中药这种双向调节作用与中
药的多成分、药物剂量、炮制方法、剂型、配伍以
及机体的机能状态等有关。
目前对中药复方或其有效成分作用于血管新生
的调控因子和信号通路研究，多是选择几个代表性
的、研究相对成熟的调控因子和通路进行实验，阐
明药物对所选靶标的作用机制。但是中药（复方）具
有多成分、多靶点、多途径的特点，要想全面系统
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地研究中药作用靶点，可以在实验室条件允许的情
况下，在研究初期借助基因芯片技术，一次性大量
筛选与血管新生功能相关的基因，检测出转录水平
发生显著变化的基因，然后进一步验证这些差异基
因是否在分子和蛋白水平发生相应变化，这样在一
定程度上保证了后续研究的目的性和高效性。同样
也可应用基因芯片技术从中药库里筛选出具有促进
缺血性血管新生和抑制肿瘤血管新生、阻断肿瘤转
移作用的新的有效部位或新药，这在阐明传统中医
基础理论及中药现代化研究中具有重要的意义。
参考文献
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中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 23 期 2013 年 12 月

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利用细胞和基因工程技术提高植物三萜皂苷合成策略的研究进展
孙凤阳，胡 盈，赵 越，由香玲*
东北林业大学生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 150040
摘 要：三萜皂苷是一类很重要的植物次生代谢产物，是很多药用植物的主要活性成分，其在抗癌、抗炎、抗过敏、防治心
脑血管疾病等方面有很好的功效。由于三萜皂苷自然产量低，限制了其商业应用。从植物细胞工程和基因工程技术角度，分
析了影响三萜皂苷合成的主要因素：组织材料的筛选、培养条件的优化、规模化生产以及与三萜皂苷合成相关酶基因的诱导
和过表达等，概述了提高三萜皂苷合成的相关研究成果。
关键词：三萜皂苷；关键酶基因；细胞工程技术；基因工程技术；诱导子
中图分类号：R282.1 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2013)23 - 3422 - 07
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.23.028
Advances in studies on strategies of enhancing plant triterpene saponin synthesis
by cell and gene engineering technology
SUN Feng-yang, HU Ying, ZHAO Yue, YOU Xiang-ling
College of Life Sciences, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China
Key words: triterpene saponins; key enzyme genes; cell engineering technology; gene engineering technology; elicitor

三萜皂苷是植物中广泛存在的次生代谢产物，
由三萜皂苷元和糖、糖醛酸和其他有机酸组成，已
发现达 30 余种类型[1]，主要为四环三萜和五环三萜
两大类[2]。三萜皂苷是很多药用植物如人参[3]、柴
胡[4]、西洋参[5]、三七[6-7]等的主要活性成分，具有
抗癌、抗炎、抗过敏、降血糖、防治心脑血管疾病
等作用[1]，有广阔的应用前景和可观的经济效益。
2008年，全球传统医学产品市场大约为 830亿美元，
并将以每年 5%～18%的增长率增长，全球草药贸易
金额有可能在 2050 年达到 7 万亿美元[8]。
目前，三萜皂苷主要从栽培植物中提取，但植物
生长周期长，皂苷量较低且受到各种环境因素的影
响，限制了其广泛应用。通过组织培养技术可以解决
植物在自然环境中生长周期长等问题，生物反应器的
应用可以在短时间内获得大量植物材料。此外，在培
养基中添加诱导子可增加三萜皂苷的质量分数[9-12]。
随着在分子水平上对三萜皂苷生物合成途径研
究的不断深入，很多上游关键酶基因如法尼基焦磷
酸合酶（FPS）、鲨烯合成酶（SS）、鲨烯环氧酶（SE）
等在不同植物中得以克隆[13-15]，下游的关键酶基因
如细胞色素 P450 酶（CYP450）等的研究近年来
也取得了较大的进展[16-20]。这使得通过植物次生代
谢工程的方法调控三萜皂苷生物合成途径中的关键
酶基因表达，进而提高植物中三萜皂苷的含量成为
可能。本文从大量获得植物材料及提高植物中三萜
皂苷质量分数两个方面对目前提高三萜皂苷产量的
研究进展进行了综述，以期对三萜皂苷的商业化生
产有所帮助。
1 利用细胞工程技术促进三萜皂苷合成
三萜皂苷结构复杂，目前皂苷主要从栽培植物
中提取。这种途径存在许多问题，栽培植物易受到
周围环境如栽种区域、季节变化、光、潮湿度、温
度、土壤肥沃度等以及栽培技术的影响，从而导致
三萜皂苷的量发生变化[21]。另外，一些栽培植物生
长周期长，产量低。例如三七分布范围狭窄，仅限
于北纬 23°30′附近的中高海拔地区[22]，而且种子有

收稿日期：2013-07-16
基金项目：国家自然科学基金资助项目（J1210053）
作者简介：孙凤阳（1989—），女，在读硕士研究生，研究方向为植物细胞工程。Tel: (0451)82191752 E-mail: daisynefu@163.com
*通信作者 由香玲 Tel: (0451)82191752 E-mail: yxiangling@yahoo.com