伸筋草(石松)研究进展综述:植物化学、药理活性、质量控制及孢子基递送系统的最新进展与未来展望

《Molecules》:Effects of Wine Yeast Preadaptation on Alcoholic Fermentation Performance and Wine Metabolic Profiles

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月14日 来源:Molecules 5.1

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  石松(Lycopodium japonicum Thunb., L. japonicum)是一种传统药用草药,具有祛风除湿、舒筋活络(qu feng chu shi and shu jin huo luo,典型的中医学证候导向治疗理念)之功效,临床上常用于治疗

石松(Lycopodium japonicum Thunb., L. japonicum)是一种传统药用草药,具有祛风除湿、舒筋活络(qu feng chu shi and shu jin huo luo,典型的中医学证候导向治疗理念)之功效,临床上常用于治疗关节疼痛、风湿性疾病及骨关节疾病。迄今为止,研究人员已从该植物中分离并结构鉴定出177种化学成分,其中生物碱(alkaloids)与三萜类(triterpenoids)被视为主要生物活性 constituents,具有包括抗肿瘤(antitumor)、抗炎(anti-inflammatory)及乙酰胆碱酯酶抑制(acetylcholinesterase-inhibitory)在内的多种药理效应。然而,这些成分对整体药理活性的具体贡献仍需进一步的机制验证。近期,石松孢子作为一种极具前景的天然靶向药物递送(targeted drug delivery)平台受到关注;与此同时,其质量控制分析策略已从单一指标定量(single-marker quantification)向多组分同时测定(simultaneous multi-component determination)方向演进。尽管如此,若干关键科学问题,包括制剂方案的标准化、药理作用机制的系统阐明以及稳健的质量控制体系构建,仍有待深入研究与优化。作为一种传统草药,其体内吸收(in vivo absorption)、毒理学(toxicology)、药代动力学(pharmacokinetics)及临床试验等方面的数据仍相对有限。本综述系统总结了石松在植物化学(phytochemistry)、药理活性及质量控制领域的研究进展,并针对当前研究中化学成分不明确、药理机制认识不足及质量标准缺失等关键问题提出了循证建议,旨在为石松未来的植物化学、药理学、毒理学及质量控制研究提供最新参考。
本综述系统总结了石松(Lycopodium japonicum Thunb., L. japonicum)的植物学特征、民族药理学应用、植物化学成分、生物活性、质量控制及多元应用价值。研究人员通过检索中国知网(CNKI)、X-MOL、Web of Science、ScienceDirect及PubMed数据库截至2026年的文献,并结合《中国药典》、iPlant植物志及PubChem化学数据库进行交叉验证。

石松为石松科(Lycopodiaceae)石松属(Lycopodium)多年生草本,茎匍匐或攀援,长达数米,具显著二歧分枝;叶螺旋状着生,线形至针形,长3–5毫米,黄绿色至淡黄棕色,质脆。该植物喜阴湿环境,耐旱耐寒,适生于酸性土壤,广泛分布于东亚及中国南方、东部。民族药理学研究表明,石松性温,味辛、微苦,归肝、脾、肾经,具有祛风除湿、舒筋活络、活血化瘀、消肿止痛之效,临床用于关节疼痛、肢体麻木、跌打损伤及风湿性关节炎。唐代《本草拾遗》首载其药用历史,《本草纲目》等古籍进一步拓展其应用,包括浸酒治中风瘫痪。现代部分医师经验性将其用于多囊卵巢综合征,推测可促进卵巢平滑肌收缩,但缺乏扎实机制证据。因其活血调经之性,孕妇及月经过多者禁用。该植物古籍别名众多,并常与其他药材配伍以扩展治疗范畴。

植物化学方面,研究人员已分离鉴定出177种成分,涵盖生物碱(1–81)、三萜(82–132)、挥发性成分(133–162)、甾醇(163–165)、黄酮(166–173)及其他化合物(174–177)。生物碱以三环或四环骨架为主,含16或17个碳,分为石松碱型(lycopodine-type)、石松宁碱型(lycodine-type)、福西替明碱型(fawcettimine-type)及其他型。石松碱型最早发现且含量最丰富,多数乙酰胆碱酯酶抑制活性源于此类。石松碱(lycopodine)于1881年分离,对MCF-7细胞具细胞毒性;石杉碱甲(Hup A)具强效乙酰胆碱酯酶抑制活性。三萜以锯齿石松烷型(serratane-type)为主,代表性化合物包括21-表-锯齿石松二醇(21-epi-serratenediol)、石松醇(lycoclavanin)及α-onocerin等,α-onocerin具抗肿瘤、镇痛及中枢神经保护活性。挥发油以烷烃为主,如癸酸(decanoic acid)、菖蒲油脂(calamus oleoresin),药理尚待明确。甾醇主要为豆甾醇(stigmasterol)与β-谷甾醇(β-sitosterol),用于产地质量评估。黄酮以芹菜素(apigenin)为代表,可抗紫外线B(UV-B)损伤。此外含蒽醌(anthraquinone)、脂肪酸及铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)等微量元素。

药理活性研究显示,石松具多靶点生物活性。抗炎方面,乙醇、正丁醇、氯仿及水提物可改善佐剂性关节炎(AA)模型,降低血清类风湿因子(RF)及免疫球蛋白(IgG、IgM、IgA),并下调白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。谱效关系研究提示lycojaponicumin C、des-N-methyl-α-obscurine等为主要活性成分,机制涉及AChE/NF-κB通路;对类风湿关节炎相关间质性肺病(RA-ILD)可能通过RAS及PI3K-Akt通路调节PLA2G1B与PI3KCA表达。对骨关节炎(OA)通过STING/NF-κB通路抑制软骨细胞凋亡与衰老。新生物碱对脂多糖(LPS)刺激的BV2细胞释放前列腺素E2(PGE2)与一氧化氮(NO)有抑制活性,半数抑制浓度(IC50)为4.23–49.03 μM。抗肿瘤方面,lycopodiin A、3-表-石松醇(3-epilycoclavanol)及α-onocerin等对A549、HepG2、MCF-7等细胞具中等毒性,IC50为2.28–11.81 μg/mL;石松碱通过caspase-3凋亡通路抑制HeLa细胞。证据多为体外,体内仅小鼠模型,无临床研究。神经保护方面,α-onocerin(IC50 = 5.2 μM)、石松碱A(lycojapodine A,IC50 = 90.3 μM)、onocerin A(IC50 = 3.21 ± 0.12 μM)及onocerin B(IC50 = 3.62 ± 0.10 μM)均抑制乙酰胆碱酯酶(AChE),石杉碱甲与石松醇具有高生物利用度及皮层-海马选择性。抗氧化方面各提取物可清除自由基,机制未明。抗凝方面,α-obscurine在0.6 mg/mL时对二磷酸腺苷(ADP)诱导的兔血小板聚集抑制率达70%。镇痛方面,氯仿、正丁醇及水提物均有效,多糖为活性成分。其他活性包括对离体平滑肌的兴奋作用、弱α-葡萄糖苷酶抑制、抗HIV-1(EC50为85 μg/mL)、抗疲劳及免疫调节。

质量控制方面,《中国药典》规定其水分不得过10%、总灰分不得过6%,但尚未建立专属标准。品种鉴别中,该植物常与Lycopodium clavatum L.等近缘种混淆。紫外-可见光谱(UV-Vis)在660 nm、606 nm及534 nm处有特征吸收;傅里叶变换红外光谱(FTIR)在1608 cm-1、1172 cm-1及1714–1724 cm-1处有特征带。超高效液相色谱(UPLC)指纹图谱显示不同批次具19个共有峰,与伪品相似度低于0.9且共同峰不超过17个。组分测定中,原子荧光光谱(AFS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)及气相色谱(GC)检测显示重金属(Pb)及农残(PCNB)低于国家标准。高效液相色谱(HPLC)法已用于测定α-obscurine,定量分析方法(QAMS)可同时测定8种成分;正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)筛选出变量重要性投影(VIP)大于1的五种成分,即α-obscurine、β-obscurine、lyclaninol、21-表-锯齿石松二醇(21-episerratenediol)及β-sitosterol,建议作为候选质量标志物。

应用价值方面,石松孢子因粒径25–30 μm、多孔外壁及良好机械稳定性,成为天然药物递送载体。研究人员已成功将除草剂二甲戊乐灵(pendimethalin)包封于孢子中构建缓释微胶囊,在实现除草活性的同时降低对水稻幼苗氧化应激及斑马鱼胚胎、斜生栅藻的生态毒性。观赏上,石松四季常绿,广泛用于圣诞装饰、花艺配材、地被植物及森林养分循环。化妆品方面,serratenediol、2,4-二-叔丁基苯酚(2,4-di-tert-butylphenol)、ginkwanghol A、5-乙氧甲基糠醛(5-ethoxymethylfurfural)及5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural)具酪氨酸酶(tyrosinase)抑制活性;芹菜素可上调核苷酸切除修复(NER)基因,防护紫外线B(UV-B)诱导的活性氧(ROS)积聚与DNA损伤。

讨论与结论指出,石松是研究前景广阔但尚未充分阐明的药用植物。尽管植物化学与药理研究取得进展,但多数活性研究仍限于粗提物,具体活性成分及其协同机制有待深入。质量控制方面,指纹图谱与多指标定量策略已初步建立,但《中国药典》仍缺乏专属标准与官方对照品。孢子递送平台具高载药量与生物相容性优势,但批间一致性、体内药代动力学、组织分布及长期生物降解途径等转化问题仍需研究。未来应开展提取物体内ADME特征及毒理学评价,结合代谢组学、网络药理学与分子对接筛选候选成分,并推进孢子载体安全性评估与监管优化。此外,其酪氨酸酶抑制特性与观赏价值提示在美白产品、观赏植物及足浴制剂等消费品领域的开发潜力,但需补充皮肤致敏性与成分稳定性数据。

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