综述：紫苏（Perilla frutescens (L.) Britt.）不同化学型精油的药理作用、分类及遗传与分子研究

本综述系统梳理了紫苏（Perilla frutescens）不同化学型精油的分类、药理活性及其形成机制，提出了基于主成分含量的化学型分类标准，总结了关键成分的药理作用（如抗菌、抗炎、抗抑郁及抗癌等）及潜在毒性，并深入探讨了其生物合成通路与遗传调控机制，为紫苏的药用种质创新与安全应用提供了重要理论依据。

　　

紫苏（Perilla frutescens (L.) Britt.）是一种具有重要药用价值的唇形科一年生草本植物，在东亚地区尤其是中国已有超过2000年的栽培与用药历史。其精油成分复杂多样，不同个体间主要成分差异显著，由此形成了多种化学型（chemotype），这些化学型不仅决定了其药理活性，也直接影响其用药安全性与有效性。

化学型分类

紫苏化学型可根据精油主成分的化学骨架分为单萜（monoterpene, MT）型和苯丙素（phenylpropylene, PP）型两大类。MT型可进一步细分为紫苏醛（PA）型、紫苏酮（PK）型、柠檬醛（C）型、紫苏烯（PL）型、胡椒烯酮（PT）型、紫苏呋喃（SF）型和香薷酮（EK）型；PP型则包括以榄香素（elemicin, PP-e）、肉豆蔻醚（myristicin, PP-m）、莳萝阿朴醚（dillapiole, PP-d）、芹菜脑（apiole, PP-a）等为主要成分的纯化学型，以及由两种或三种成分共同主导的混合化学型（如PP-dm、PP-em等）。根据国际标准，纯化学型要求主成分含量超过50%，而混合化学型则要求各主成分均低于50%。这一分类系统的建立为紫苏的质量控制与药用开发奠定了基础。

药理作用

不同化学型精油的主成分展现出多样化的生物活性：

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  抗菌与抗真菌活性：PA对多种细菌（如粪肠球菌）和真菌（如白色念珠菌）具有显著抑制作用，其抑制率高达53%；PK能影响真菌生物膜形成；PL对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌亦有抗菌作用。

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  抗氧化与抗炎活性：PA可通过激活Nrf2/HO-1通路抑制氧化应激与炎症反应；PK中的异紫苏酮（isoegomaketone）能降低炎症因子NO、MCP-1和IL-6的表达。

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  抗抑郁活性：PA通过嗅觉吸入途径调节5-羟色胺（5-HT）和去甲肾上腺素（NE）水平，显著改善抑郁样行为。

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  抗癌活性：PA可诱导胃癌细胞自噬并抑制前列腺癌细胞的增殖与迁移；异紫苏酮则通过线粒体凋亡途径诱导结肠癌细胞凋亡。

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  潜在毒性：部分成分如PK对牲畜具有肺水肿毒性；PP-as型中的细辛醚（E-asarone）有致癌性；肉豆蔻醚（PP-m）和莳萝阿朴醚（PP-d）则具有遗传毒性与致癌风险。

遗传与分子机制

紫苏化学型的形成受显隐性遗传规律调控。杂交实验表明，PA型为显性表型，PT、EK、PK、PL和C型依次为隐性。其分子机制与多倍化进化及基因家族扩张密切相关，关键酶基因如萜烯合酶（TPS）和细胞色素P450（CYP450）的表达与功能差异主导了不同代谢通路的流向：

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  PA的生物合成由(-)-4S-柠檬烯合酶催化GPP生成柠檬烯，再经CYP71D174或CYP71AT146羟基化与氧化形成；

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  C型则由GerDH和AKR催化香叶醇生成柠檬醛；

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  PK与PL的合成途径尚未完全阐明，推测涉及P450酶催化的呋喃环形成及双键还原反应（如PfDBRs）；

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  PP类成分源于莽草酸途径，其合成关键酶如CYP71D558（催化肉豆蔻醚羟基化）和Pf-18428（催化芹菜脑与莳萝阿朴醚转化）已被初步鉴定。

发展展望

紫苏化学型的多样性源于其多倍体基因组中的基因复制与生态适应，其形成机制涉及酶基因的突变、表达调控及代谢通路的竞争与分支。随着高质量基因组测序的完成，结合mGWAS、mQTL等群体遗传学方法，未来有望精准鉴定调控化学型形成的关键基因，并通过分子育种与基因编辑技术培育高活性、低毒性的药用品种，推动紫苏资源的创新与安全利用。

（全文完）