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新疆珍稀濒危药用植物紫草研究进展



全 文 :— 80 — 现代中药研究与实践2011年第25卷第2期Chin Med J Res Prac,2011 Mar.,Vol.25 No.2
·综述·
紫草 Arnrbiae Radix , Lithospermi Radix 为紫草
科多年生草本植物,始载于《神农本草经》,列为中
品,以后历代本草中也都有详细记载。紫草药用其根
部,性味甘、咸、寒,归心、肝经,具有凉血、活血、
解毒透疹功能,主治血热毒盛、瘫疹紫黑、麻疹不透、
疮疡、水火烫伤等 [1]。2005 年版《中国药典》将新
疆 紫 草( 软 紫 草 )Arnebia euchroma (Royle) Johnst.
和内蒙紫草 Arnebia guttata Bunge. 收入药典,其有效
成分主要以羟基萘醌总色素为主。新疆软紫草根中总
蔡酿色素含量在几种紫草中最高,质量最佳,硬紫草
次之 [2]。本文通过对新疆紫草的生物学特性、化学成
分、药理作用等方面的进行阐述,分析新疆紫草产业
化发展中存在的问题,并提出了响应对策和建议,旨
在为新疆紫草资源的综合开发和利用研究提供参考。
1 新疆紫草的生物学特性
新疆紫草,又名软紫草,属于紫草科软紫草属
的多年生草本植物。在我国,新疆紫草仅分布于新
疆及西藏西部,在新疆主要分布于天山南、北坡,
生于海拔 2 400~4 200 m 山地向阳坡、砾石山坡、洪
积扇、草地及草甸等处 [3]。新疆紫草的花两性,具有
长花柱和短花柱两种花型。它们的花型不同,但营
养器官在形态上相同。主根粗壮直生,直径可达 2~3
cm,根头部成绳索状,外皮暗紫红色。花期 5~7 月,
属于自交不亲和类型,果期 6~9 月,果实为坚果 [4]。
新疆紫草的繁殖方式为营养繁殖和无性繁殖二
种。新疆紫草的营养繁殖十分发达。它常可通过根颈
分化进行营养繁殖并形成丛状植株。新疆紫草的花芽
分化一般在每年的 7 月下旬至 8 月初进行,至 9 月上
旬,花各个部分在形态上己分化完全。新疆紫草不具
 新疆珍稀濒危药用植物紫草研究进展

冯文文, 谭 勇 *, 丁 旭
(石河子大学药学院,新疆 石河子 832002)
关键词 : 珍稀濒危 ;药用植物 ;紫草 ;研究进展
中图分类号:R282.71 文献标识码:A 文章编号:1673-6427(2011)02-0080-03
有顶端生长,植株通过其茎基部的居间生长将花及
叶带出地面。新疆紫草在自然条件下的结实率很低,
平均只有 14% 左右,但每株成熟的新疆紫草植株可
产生正常的小坚果 20~40 个,可以高效地扩大种群
的数目和所占空间,极有利于种群的扩大,繁殖系
数较高 [5]。新疆紫草的生长发育大致可分为苗期 (6~8
片叶前 )、莲座期、抽茎期、花期、果期。
除了人工种植之外,国内很多学者都对新疆紫
草愈伤组织的诱导进行过研究。研究发现,不同外
植体几乎都能够诱导产生愈伤组织,但是诱导率不
同,而且诱导产生的愈伤组织的再分化能力也有所不
同。相比较来说,嫩芽比幼叶易脱分化,胚轴、子叶、
幼叶又比根、成叶叶段、幼根易脱分化 [6,7]。在激素
种类及配比方面,浓度较低的生长素,特别是低浓
度的 2,4-D 诱导效果较好,同时有利于愈伤组织扩
增及后续的愈伤组织再分化 [8]。另一方面,通过筛选
紫草愈伤组织优良细胞系,生产有用的次生代谢产
物 [9]。植物组织培养是一种可行而有效的方法,它对
于紫草科植物的快速繁殖、种质保存及优良品系的
筛选都具有十分重要的作用。虽然组织培养方法可
以得到完整的再生苗,但诱导频率和成活率都不高。
所以新疆紫草的种质快繁是一个亟待解决的问题。
2 化学成分 [3,10,11]
新疆紫草中含有多种化学成分,包括萘醌类、
酚酸类、生物碱类、苯酚及苯醌类、三萜酸及甾醇
类、黄酮类以及多糖类等物质。目前己从不同种属
紫草科植物的根中分离出 30 多种萘醌类物质,从结
构上看,这类化合物的母核均为 5,8- 二羟基萘醌,
而且都有异己烯侧链。其有效成分主要分为两大
类 :一类是脂溶性很强的萘醌类色素,主要为去氧
紫草素 (deoxyshikonin,1)、β, β- 二甲基丙烯酰紫草
素 (β,β-dimethylacrylshikonin)、β- 羟基异戊酰紫草素
(β-hydroxyisovalerylshikonin)、乙酰紫草素(acetylshikonin)、
投稿日期:2010-01-06
基金项目:石河子大学高层次科研启动基金项目(项目编号:RCZX200664)。
作者简介:冯文文(1983-),在读研究生,研究方向:药用植物资源学。
*通讯作者:谭 勇 ,博士,副教授 。E-mail:xjtany @ yahoo.com.cn
DOI:10.13728/j.1673-6427.2011.02.031
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紫草素 (shikonin)、去氢阿卡宁 (dehydroalkanin) 和 β-
羟基异戊酰阿卡宁 (β-hydroxyisovalerylalkanin) 等物
质。另一类是水溶性成分,主要是酸性多糖和酚酸,
酚酸类如咖啡酸四聚体(rabdosiin)。
3 药理作用
紫草的药效学作用是多方面的,近几年来紫草
的现代药理作用与临床应用研究取得了新的进展,主
要集中在以下几个方面 :
3.1 抗炎作用 [12-15] 大鼠灌服紫草乙醚提取物 50
mg/kg 及其残渣水溶液或水提物 100~200 mg/kg,对
组胺、缓激肽、角叉菜胶、菠萝蛋白酶及抗大鼠 - 兔
血清所致血管通透性增加,有明显的抑制作用。紫草
成分紫草素、乙酰紫草素口服 100~200 mg/kg,β,β-
二甲基丙烯酰紫草素腹腔给药 5~10 mg/kg,可明显
抑制血管通透性及急性炎症的发生,对慢性肉芽肿前
者无明显影响,后者能抑制肉芽肿形成。醚提取物软
膏 (0.1%~0.2%) 及紫草素、乙酰紫草素局部用药也有
抑制渗出及抗急性炎症活性,并促进肉芽组织增生,
对创伤有促进愈合功能。紫草通过抑制 T 细胞的表
达和分泌 (RANRES) 以及巨噬细胞抗炎蛋白与人类
单核细胞结合表达出抗炎活性。
3.2 抗菌作用 紫草对多种细菌有明显抑制作用,
且可加强局部血液循环,促进上皮生长,从而起到抗
菌消炎、生肌祛腐的功效。紫草水、醇及油溶液对多
种病原菌 ( 变形杆菌、溶血性链球菌、金黄色葡萄球
菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、痢疾杆菌等 ) 均有明显抑
制作用。近年来 , 通过体外抗菌实验研究表明 :新疆
紫草抗菌谱广 , 作用较强,内蒙紫草次之 [16]。研究表
明紫草油剂常用于治疗创面,对创伤创面的修复有明
显的促进作用 [17]。
3.3 抗生育作用 新疆紫草对小白鼠有明显的抗生
育作用,对大白鼠有明显的抗着床、抗早孕作用 [18,19]。
组织学检查可见,胎盘结构呈现不同程度的退行或吸
收。结果提示软紫草对大、小白鼠为一有效的抗生育
剂,早孕期给药均能终止妊娠 [20]。
3.4 对心血管系统作用 [21,22] 新疆紫草对家兔和蟾
蜍的离体及在体心脏,均有明显的兴奋作用,此作
用与煎剂中含钙有关。紫草水提物可使离体豚鼠心
房收缩增强,心率加快 ;并能使离体兔耳血管收缩,
这些作用不受酚妥拉明和普萘洛尔影响。紫草素和乙
酞紫草素对上述两离体器官也有相同的作用。麻醉兔
静注乙酞紫草素10~20 mg/kg,则呈暂短性心率减慢、
血压降低和呼吸抑制 ;静注紫草素 5 mg/kg,表现血
压轻度降低和呼吸抑制。
3.5 抗肿瘤作用 蒋英丽等 [23] 应运用 MTT 比色法
检测新疆紫草素对人大肠癌细胞株 CCL229 的增殖抑
制作用,用 DNA 琼脂糖凝胶电泳、流式细胞术 (FCM)
及 TdT 介导的原位末端标记法 (TUNEL 法 ) 检测新
疆紫草素对 CCL229 细胞的诱导凋亡效应,研究结果
表明新疆紫草素能够抑制 CCL229 细胞增殖诱导凋
亡。
3.6 其它药理作用 此外,从紫草根中分离到 4 个
单萜苯酚和 2 个单萜苯醌,它们对体外前列腺素的生
物合成具有不同程度的抑制作用 [24,25]。紫草素还可以
显著拮抗由 CCl4 诱导的肝脏脂质过氧化损伤,提示
紫草素可能具有一定的抗脂质过氧化作用 [26]。此外,
紫草根的热水提取物具有抗 HIV 的活性 [27]。
4 新疆紫草色素的其它用途
萘醌色素软紫草因其色价高,附着力强,又具
有较强的吸收紫外辐射的功能,是理想的天然红色
素,被国际誉为红色素之王 [28]。除药用外,它含有
的紫草宁衍生物还是理想的天然色素和染料,已广泛
应用于医药、食品、化妆品和印染工业中。①适作多
功能食品助剂,如酒类、饮料和食品类加入紫草成分
可作增效剂、着色剂、抗菌剂和调味剂等。②适作美
容化妆品主料。紫草素是高级口红、眼影、指甲油、
护肤霜、雀斑霜、粉刺霜和美容霜的主要原料,它还
具防皱防裂、使表皮光滑油嫩等作用。③适作日用品
原料。紫草药效在香皂、浴液、牙膏、清洁巾和旅游
用品上都能发挥良好作用。随着人们对紫草色素在
各个方面的应用,特别是医药方面的认识不断加深,
紫草色素的应用范围将不断扩大。
5 结语
新疆紫草是我国一种重要的传统中药材,目前
国内、外对紫草中的有效成分的研究较为深入,其药
理作用确切,临床应用广泛。在众多的紫草资源中,
其紫草素及其衍生物的含量最高及药效最好。但是新
疆紫草主要分布在新疆的高海拔的山区,野生资源对
于自然条件的要求较高。而且,近年来随着人们对于
野生资源的过度采集,造成野生资源已接近枯竭的危
险局面。目前严重短缺的新疆紫草资源已经远远不能
够满足现代化的中药产业的需求。当前虽然进行了紫
草繁殖生物学研究,但尚未实现人工栽培的紫草的产
业化。因此,今后要在建立紫草保护区和加强执法教
育相结合的基础上,重点在新疆紫草原生地开展野生
抚育和人工栽培技术研究,以及应用现代生物技术等
— 82 — 现代中药研究与实践2011年第25卷第2期Chin Med J Res Prac,2011 Mar.,Vol.25 No.2
措施来解决新疆紫草的资源短缺问题。如在紫草原产
地进行 “ 仿野生栽培 ”, 开展生态因子(光照、温度、
水分和土壤等因素)对新疆紫草有效成分合成与积累
的影响研究,加强野生紫草遗传多样性研究和种质
资源的保护,建立新疆紫草规范化栽培技术体系(包
括从采种、种子处理、播种技术、田间管理 ( 除草技
术、间苗、施肥 ) 到病虫害防治,再到采收与加工的
全过程),从中药材生产源头确保中药材质量。通过
对新疆紫草资源实施保护、利用和开发相结合,新疆
紫草产业化将具有广阔的发展前景。
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