全 文 ：• 1674 • 中华中医药杂志(原中国医药学报)2016年5月第31卷第5期 CJTCMP , May 2016, Vol . 31, No. 5
·论著·
粉防己多糖与汉中防己多糖间结构特征及
抗氧化活性的比较研究
王蒙，魏晴，李静，王秋红，杨炳友，匡海学
（黑龙江中医药大学，教育部北药基础与应用研究重点实验室，黑龙江省中药及天然药物药效物质基础
研究重点实验室，哈尔滨 150040）
摘要：目的：对粉防己多糖（FDT）与汉中防己多糖（HDT）进行比较研究，明确其化学结构与抗氧化活
性的异同。方法：采用比色法和气质联用法，对多糖结构进行研究。通过DPPH自由基、羟自由基、超氧阴离子
自由基清除实验，探讨其体外抗氧化作用。通过D-半乳糖诱导小鼠衰老模型，以超氧化物歧化酶（SOD）、丙
二醛（MDA）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）在血清、肝、脑、心中表达为指标，配
合肝脏病理切片探讨体内抗氧化作用。结果：FDT与HDT的组成成分与单糖组成存在差异，体外抗氧化实验FDT
强于HDT，体内实验FDT与HDT在血清、脏、脑、心中对SOD、MDA、CAT及GSH-Px具有不同影响（P<0.01，
P<0.05）。结论：FDT与HDT存在结构差异，FDT抗氧化作用强于HDT。
关键词：粉防己；汉中防己；多糖；抗氧化
基金资助：国家重点基础研究发展计划（973计划）（N o.2013C B531801），国家自然科学基金项目
（No.8150141683），黑龙江中医药大学校科研基金（No.201504）
Comparative study of structure characteristics and antioxidant activity of
polysaccharides between Stephania tetrandra S. Moore. and
Aristolochia heterophylla Hemsl.
WANG Meng, WEI Qing, LI Jing, WANG Qiu-hong, YANG Bing-you, KUANG Hai-xue
( Key Laboratory of Basic and Applied Research in North Medicine, Ministry of Education, Heilongjiang Key Laboratory of Drug
Efficacy Study Material of Traditional Chinese Medicine and Natural Product, Heilongjiang University of Chinese Medicine,
Harbin 150040, China )
Abstract: Objective: To compare the Stephania tetrandra S. Moore. polysaccharide (FDT) and Aristolochia heterophylla
Hemsl. polysaccharide (HDT) and to clarify their differences of structural characteristics and antioxidant effects. Methods:
With the colorimetry and GC-MS analysis, the structure of polysaccharides was studied. DPPH radicals, hydroxyl radicals, and
superoxide anion radical scavenging experiments were applied to investigate the antioxidant activity in vitro. D-galactose induced
mice aging model was used to investigate the expression of SOD, MDA, CAT, GSH-PX in serum, liver, brain, and heart, and the
antioxidant effect in vivo with liver biopsy. Results: The ingredient compositions and monosaccharide compositions between FDT
and HDT were differences. The antioxidant activities of FDT were stronger than those of HDT in vitro, FDT and HDT showed
different effects on partial oxidase in different organs FDT and HDT have different effects on SOD, MDA, CAT and GSH-PX in
serum, liver, brain and heart of antioxidant experiments in vivo (P<0.01, P<0.05). Conclusion: The structures between FDT and
HDT are different and the antioxidant activity of FDT is stronger than HDT.
Key words: Stephania tetrandra S. Moore.; Aristolochia heterophylla Hemsl.; Polysaccharide; Antioxidant
Funding: National Key Basic Research Program of China (973 Program) (No.2013CB531801), National Natural
Science Foundation of China (No.8150141683), Scientific Research Foundation of Heilongjiang University of Chinese Medicine
(No.201504)
通讯作者：匡海学，黑龙江省哈尔滨市香坊区和平路24号黑龙江中医药大学药学院，邮编：150040，电话：0451-82193001
E-mail：hxkuang@hotmail.com
防己作为一味传统中药始载于《神农本草经》，
距今已有两千多年的临床应用历史。自张仲景创制
汉防己汤和木防己汤以来，汉防己偏于利水消肿，
木防己偏于祛风止痛便被广泛继承与应用。但关于
• 1675 •中华中医药杂志(原中国医药学报)2016年5月第31卷第5期 CJTCMP , May 2016, Vol . 31, No. 5
古今汉、木防己的药用植物种属类别却莫衷一是，
鲜有定论[1-3]。近年来，经学者对防己进行本草考证
认为，最早所记录的汉防己实为马兜铃科汉中防己
Aristolochia heterophylla Hemsl.，已有近千年的应
用历史[4-5]。然而2015年版《中华人民共和国药典》
所收录的汉防己为防己科粉防己Stephania tetrandra
S.Moore.，其在历代本草著作中未见记载，可溯医用
历史仅有近百年[6]。因此明确同为汉防己的粉防己与
汉中防己之间的异同，将对继承与认识传统中医药用
药经验起到积极作用。
目前，对于粉防己与汉中防己的研究主要集中
在生物碱类成分方面，认为其主要差异体现在生物
碱类成分种类不同，骨架各异，含量不一上[7-9]。然而
防己临床用药方式多为水煎服，多糖类成分作为水
溶性物质被大量提取浸入药液，随病人服用进入人
体。因此本文对粉防己多糖FDT与汉中防己多糖HDT
进行研究，从多糖结构特征（组成成分、单糖组成）
和抗氧化活性（体外自由基清除、体内氧化酶变化）
方面比较其异同。本研究将拓展对于防己药效物质
基础的认识，将有助于现代医师传承中医药理论体
系中关于传统中药汉防己的临床用药经验。
材料
1. 药材与制备 药材粉防己（江西）、汉中防己
（陕西）购买于华夏药业有限责任公司，由黑龙江
中医药大学药学院王振月教授鉴定为防己科粉防己
Stephania tetrandra S.Moore.和马兜铃科汉中防己
Aristolochia heterophylla Hemsl.的干燥根。
多糖的制备工艺：防己药材沸水提取，共提取
3次，每次3h，后合并提取液，减压浓缩获得防己水
煎液。向水煎液中加入95%乙醇伴随搅拌至终浓度
为80%，4℃静置24h，3 000r/min离心10min，收集沉
淀为水提醇沉后总多糖。将沉淀用丙酮反复淋洗后
蒸馏水复溶，冷冻干燥制备FDT和HDT，多糖得率为
15.7%和12.2%。本制备工艺符合防己临床传统用药
方式水煎煮，所制备多糖为总多糖，可客观准确的反
映出防己药材临床服用时所进入人体的真实成分。
以上实验用药均由黑龙江中医药大学中药化学实验
室自行制备。
2. 动物 6周龄SPF级雄性ICR小鼠，体质量
（20±2）g，由黑龙江中医药大学安全评价中心提供，
许可证号SCXK（黑）2014-0009。动物饲养于标准环
境：温度（23±1）℃，相对湿度（60±5）%，明暗周期
12h，标准颗粒饲料喂养。
3. 试剂 单糖对照品：葡萄糖（D-glucose）、半
乳糖（D-galactose）、鼠李糖（L-rhamnose）、阿拉伯
糖（D-arabinose）、甘露糖（D-mannose）（美国Sigma
公司）。超氧化物歧化酶（superoxide，dismutase，
SOD）、丙二醛（malondia ldehyde，MDA）、过氧化氢
酶（catalase，CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione
peroxidase，GSH-PX）测试试剂盒（南京建成科技有限
公司）。其他试剂均为分析纯或色谱纯。
4. 仪器 气相质谱联用仪（GC-MS，789 0 -
5973C，美国Agil lent公司），分光光度计（752，
上 海 精 密 科 学 仪 器 有 限 公司），电子 分 析 天 平
（B SA 22 4 S，德国S a r tor ius公司），台式离心机
（TDL-4，上海安亭科学仪器厂），电热恒温水浴
锅（HWS-24，上海一恒科技仪器有限公司）。
方法
1. 多糖结构特征的比较研究
1.1 多糖的组成成分测定实验 FDT和HDT的
组成成分测定依据如下方法：碳水化合物含量，以
葡萄糖为标准品通过苯酚硫酸比色光度法（490nm）
测定；糖醛酸含量，以半乳糖醛酸为标准品通过硫
酸咔唑比色光度法（530nm）测定；蛋白质含量，以
牛血清蛋白为标准品通过考马斯亮蓝比色光度法
（595nm）测量。
1.2 多糖的单糖组成测定实验
1.2.1 多糖的酸水解和溶液配制：称取多糖15mg
置于具塞玻璃瓶内，加入2mL TFA溶液（2mol/L），
加盖密封于120℃水解2h，得水解样品溶液。样品溶
液真空旋转蒸发至TFA消失，去离子水定容至2mL，
加入60mg NaBH4还原3h，然后加入醋酸至无气泡产
生。滤液真空旋转蒸发至干，加2mL乙酸酐，100℃
密封乙酰化2h，减压蒸干以除去残留的乙酸酐。然后
用1mL氯仿萃取，反复3次。萃取液减压蒸干，无水
Na2SO4干燥24h，过滤。
1.2.2 GC-MS色谱条件：气相色谱质谱联用仪，
配备DB-17毛细管柱（60m×0.25mm×0.25μm），程
序升温，柱温90℃，保持3min，以5℃/min至200℃保
持4min，氦气作为载气，分流比1∶1，EI（70eV），离子
源温度230℃，扫描范围：m/z40-500，全扫描方式。
2. 多糖抗氧化活性的比较研究
2.1 体外抗氧化研究
2.1.1 DPPH自由基清除实验：分别准确吸取2mL
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不同浓度维生素C（vitamine C，Vc）和多糖溶液（1.0-
5.0mg/mL）与2mL DPPH乙醇溶液（0.2mmol/L）混
合，加入具塞试管中摇匀，室温下避光静置30min，测
定517nm处吸光度值，每个待测样品平行测定3次，
取平均值作为最后吸光度值。DPPH自由基清除率
（%）=（1-Asample/ADPPH）×100%。
2.1.2 羟自由基清除实验：分别准确吸取2mL
不同浓度Vc和多糖溶液（1.0-5.0mg/mL）与2mL硫
酸亚铁溶液（1.5mmol/L）混合，依次加入1.5mL水
杨酸乙醇溶液（20.0mmol/L）和1mL过氧化氢溶液
（8.0mmol/L），37℃水浴锅中温浴60min，测定在
560nm处吸光度值，每个待测样品平行测定3次，取
平均值作为最后吸光度值。羟自由基清除率（%）=
（1-Asample/Acontrol）×100%。
2.1.3 超氧阴离子自由基清除实验：分别准确
吸取2mL不同浓度Vc和多糖溶液（1.0-5.0mg/mL）
与4m L pH值 为8 . 2的三羟甲基氨 基甲烷 盐酸缓
冲液（50.0mmol/L）混合，加入1mL邻苯三酚溶液
（5.0mmol/L），25℃水浴锅中温浴20min，测定在
560nm处吸光度值，每个待测样品平行测定3次，取
平均值作为最后吸光度值。超氧阴离子自由基清除率
（%）=（1-Asample/Acontrol）×100%。
2.2 体内抗氧化实验
2.2.1 D-半乳糖诱导小鼠衰老模型的建立与分
组给药剂量的确定：雄性ICR小鼠随机分为9组，每
组10只。分别为空白组，模型组，阳性药组（Vc，0.1g/
kg），FDT低、中、高剂量组（0.5、1.0、2.0g/kg），HDT
低、中、高剂量组（0.5、1.0、2.0g/kg），给药剂量参
考2015年版《中华人民共和国药典》结合人与小鼠给
药折算比例换算后确定。除空白组外，每组每日背部
皮下注射D-半乳糖（140mg/kg），空白组背部皮下注
射等量0.9%氯化钠溶液，除空白组外，每组每日经口
灌胃给药，空白组给予等量0.9%氯化钠溶液，连续
42d。
2.2.2 样品制备与指标测定：给药42d后，眼球取
血后离心取血清，处死小鼠，取出肝、脑、心，在冰冷
的0.9%氯化钠溶液中漂洗，除去残留血液，滤纸拭
干。取肝、脑、心组织块500mg，加入预冷的0.9%氯
化钠溶液4.5mL在玻璃匀浆器中研碎组织块。得血清
和肝、脑、心组织匀浆液用于SOD、MDA、CAT、GSH-
PX的测定。另取肝组织放入福尔马林溶液中固定，
常规石蜡包埋，切片，苏木素-伊红（H&E）染色，光
镜下（×400）观察肝组织的病理变化。
3. 统计学方法 所有实验数据以x-±s表示，应用
SPSS 17.0软件进行单因素方差分析，组均数之间比较
应用ANOVA检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
结果
1. 多糖结构特征的比较研究
1.1 多糖的组成成分测定 碳水化合物含量
FDT为90.15%，HDT为85.23%；糖醛酸含量FDT为
19.26%，HDT为26.32%；蛋白质含量FDT为8.91%，
HDT为13.11%。
1.2 多糖的单糖组成测定 FDT与HDT均由阿
拉伯糖（Ara）、鼠李糖（Rha）、葡萄糖（Glu）、甘露
糖（Man）组成。但其组成比例不同，FDT为Rha∶Ara∶
Man∶Glu=55.3∶22.6∶6.1∶16.4；HDT为Rha∶Ara∶Man∶
Glu=60.1∶18.7∶9.3∶12.3。
2. 多糖抗氧化活性的比较研究
2.1 体外抗氧化实验 结果显示FDT与HDT均
有清除自由基能力，其中DPPH自由基清除实验见
图1A，在浓度为5.0mg/mL时FDT为80.65%，HDT为
64.88%，Vc为94.14%；羟自由基清除实验见图1B，在
浓度为5.0mg/mL时FDT为73.46%，HDT为69.33%，Vc
为94.56%；超氧阴离子自由基清除实验见图1C，在浓
度为5.0mg/mL时FDT为72.18%，HDT为68.66%，Vc为
93.24%。
图1 FDT与HDT的体外自由基清除实验
注：A.DPPH自由基清除实验；B.羟自由基清除实验；C.超氧阴
离子自由基清除实验。
清
除
率
（
%
）
清
除
率
（
%
）
清
除
率
（
%
）
浓度（mg/mL） 浓度（mg/mL） 浓度（mg/mL）
2.2 体内抗氧化实验 见图2-图5。与空白组比
较，模型组的SOD、MDA、CAT和GSH-Px在血清、
肝、脑、心中存在显著性差异（P<0.01）。与模型组比
较，FDT高剂量组的SOD在血清、肝、脑和心中存在
一定差异（P<0.05，P<0.01）；HDT高剂量组的SOD
在血清、肝、脑中存在一定差异（P<0.05）；FDT高
剂量组的MDA在血清、肝、脑和心中存在一定差异
（P<0.05）；HDT高剂量组的CAT在全血和肝中存在
一定差异（P<0.05）；HDT高剂量组的GSH-Px在全血
和肝中存在一定差异（P<0.05）。
肝脏病理切片如图6所示，大体解剖学观察：空
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接松散，胞浆嗜酸性增强，部分肝细胞可见轻度脂肪
变性，尤以肝小叶周边为重，肝窦轻度扩张；阳性药
组肝细胞体积较模型组增大，核亦增大，少量肝细
胞胞浆内可见脂滴颗粒，肝索较模型组增宽，少量
肝细胞胞浆嗜酸性增强，部分肝细胞可见双核，核呈
固缩改变；FDT高剂量组肝细胞体积增大，胞核增
大，部分细胞可见双核，部分肝细胞可见脂肪变性，
尤以肝小叶周边为重，个别肝细胞胞浆嗜酸性增强，
核里固缩改变，肝索及肝窦未见明显异常；HDT高剂
量组肝细胞体积增大，核亦增大，部分肝细胞可见
双核，部分肝细胞可见脂肪变性，尤以肝小叶周边为
重，少量肝细胞胞浆嗜酸性增强，核呈固缩改变，肝
索及肝窦结构未见明显异常。
讨论
氧化应激（oxidative stress，OS）是指机体内部氧
化作用强于抗氧化作用，致使氧化过程平衡打乱，最
终导致蛋白酶分泌失调，中性粒细胞炎性浸润产生
大量氧化中间产物的过程[10]。OS亦是由自由基在体
内产生的一种负面作用，能引起DNA、蛋白质、脂质
等发生多种损伤，被认为是导致衰老和疾病的一个
重要因素[11-13]。因此药物的抗氧化作用，在临床治疗
白组肝脏颜色呈棕红，表面光滑，边缘锐利、质韧，
外观未见异常；模型组肝脏颜色偏白，表面可见白色
坏死点；阳性药组肝脏颜色呈棕红色，外观基本正
常；FDT高剂量组和HDT高剂量组较模型组颜色偏
红，但FDT高剂量组白色坏死点较HDT高剂量组组
少。光镜观察：空白组肝小叶及肝细胞结构正常，肝
窦正常，肝索排列规律、整齐，中央静脉无异常；模型
组肝细胞体积缩小，胞核体积缩小，肝细胞之间连
图3 FDT与HDT对MDA在血清、肝、脑、心中含量的影响
图4 FDT与HDT对CAT在全血、肝、脑、心中含量的影响
图5 FDT与HDT对GSH-PX在血清、肝、脑、心中含量的影响
图6 肝脏病理切片（HE×400）
注：A.空白组；B.模型组；C.阳性药组；D.FDT高剂量组；
E.HDT高剂量组。
图2 FDT与HDT对SOD在血清、肝、脑、心中含量的影响
注：A.空白组；B.模型组；C.阳性药组；D.FDT低剂量组；
E.FDT中剂量组；F.FDT高剂量组；G.HDT低剂量组；H.HDT中剂
量组；I.HDT高剂量组。与空白组比较，**P<0.05；与模型组比较，
△P<0.05，△△P<0.01。图3-图5同。
血
清
中
SO
D
含
量
（
U
/m
L）
脑
中
SO
D
含
量
（
U
/m
gp
ro
t）
心
中
SO
D
含
量
（
U
/m
gp
ro
t）
肝
中
SO
D
含
量
（
U
/m
gp
ro
t）
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某些疾病如：心脏病、骨关节炎、风湿性关节炎、糖
尿病、癌症、帕金森病等疾病时，可直接发挥治疗作
用或间接起到辅助医疗作用[14-16]。
笔者从传统中药防己的本草考证出发，对历代
本草著作中关于汉防己的记载进行梳理。发现最早
临床应用的防己为马兜铃科植物汉中防己，近代由于
马兜铃酸事件的出现，汉中防己已被临床禁止使用，
然而作为一种药源混用品却一直流通于药材市场，也
时有在临床治疗中出现。2015年版《中华人民共和国
国药典》收录防己为防己科植物粉防己，追溯其药用
历史远低于汉中防己，粉防己名称中的“粉”正是因
其药材中富含多糖类成分呈淀粉样特征而表现为粉
性得名。
本实验通过比色光度法测定碳水化合物含量、
糖醛酸含量、蛋白质含量，发现FDT与HDT相比碳
水化合物含量较高，蛋白质含量较少，且在其成分
组成中FDT所含糖醛酸少于HDT。通过GC-MS测
定单糖组成，发现粉防己与汉中防己虽来源于不同
植物种属，但其多糖均由相同种类单糖构成（Ara、
Rha、Glu、Gal），区别在于组成比例不同。体外抗氧
化实验发现FDT对于DPPH自由基、羟自由基、超氧
阴离子自由基的清除能力强于HDT，两者均呈现剂
量依赖性。体内抗氧化实验运用D-半乳糖诱导小
鼠衰老模型，发现FDT与HDT不同程度的影响血清
和肝、脑、心组织中氧化酶的表达。FDT主要影响部
位在血清与肝，使SOD、MDA、CAT、GSH-PX表达出
现差异，其在脑与心中仅影响SOD和MDA。而HDT
影响部位则在血清、肝、心，其仅能影响血清与心
SOD，肝CAT。本文以总多糖成分为中心开展粉防
己与汉中防己的异同比较，立足于传统给药方式水
煎服中主要溶出物质，区别于以往围绕醇提物生物
碱类成分的研究，为进一步研究中药防己药效及其
相关作用机制打下良好基础并提供科学依据，同
时为临床医师区别运用粉防己和汉中防己提出新的
启示。
参 考 文 献
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