关键词:
欧洲益母草
益母草
文献考证
群体遗传学
叶绿体基因组
化学成分
UPLC-Q-TOF-MS
UPLC-MS/MS
摘要:
国外药材是中药新药源发掘的重要途径,国外药材引入我国自古以来有很多成功的案例,典型的有西洋参、番红花、郁金等。中西方益母草的基原植物是同属的不同种,西方的是欧洲益母草Leonurus cardiaca,中国的是益母草Leonurus japonicas,两者在中西方的用药有相似之处,对妇科疾病具有相似的疗效,但欧洲益母草治疗的适应症更广,扩展到了神经系统和心血管疾病,而益母草对妊娠和产后疾病具有突出疗效。因此,欧洲益母草可能是益母草潜在的新药源,阐明两者遗传和化学物质基础的差异是新药源发掘的前提,然而目前这方面的研究是缺乏的,主要受到以下方面局限:一是对欧洲益母草西方用药历史的考证受到西方古文献资料来源和语言的局限;二是中药材质量控制标准是单一(或几种)成分的含量,很难关注评价复杂成分;三是分析技术为简单的薄层色谱、HPLC-UV等,难以对复杂成分进行准确的定性定量分析;四是分析样品来源不清,缺乏准确的形态分类鉴定和药材鉴定;五是对两者的化学分析是在不同国家分别进行的,缺乏用统一标准、统一方法对统一样品进行系统的比较分析。因此,要准确阐明欧洲益母草与益母草中西方用药差异的物质基础,必须突破以上局限。本研究对西方欧洲益母草用药历史从1485年欧洲第一本关于植物的书籍德文的《健康花园》(《Gart der Gesundheit》)到2018年的《美国草药典》(《American Herbal Pharmacopoeia》)等德语、希腊语、拉丁语和英语古文献进行了系统考证,同时与中国益母草从东汉的《神农本草经》到明代的《本草纲目》的用药历史进行了比较分析,从而概括出两者用药的差异。在此基础上,对欧洲益母草和益母草进行了系统的群体采样(欧洲益母草:欧洲波兰3个居群,美国4个州17个居群,中国1个居群;益母草:中国7个居群,美国2个居群)并对样品进行形态分类和显微鉴定,经鉴定后的样品进行叶绿体基因组群体遗传学分析和基于UPLC-Q-TOF-MS及UPLC-MS/MS技术结合代谢组学的化学比较分析,旨在准确阐明欧洲益母草与益母草中西方用药差异的物质基础。主要研究结果如下:1.欧洲益母草与益母草的历史文献考证益母草属植物在中西医领域的应用都历史悠久。然而,通过历史文献考证,尽管在Dioscorides的一本记载了 600多种药用植物的《本草》(公元65年)中有一些关于欧洲益母草的错误说法,被一些作者称为益母草的植物的描述实际上与益母草属植物完全不符。波斯医师Aviceanna(980-1037)的著名著作中也没有提到该植物。欧洲益母草最早的文字记载出现在1485年的德国文献(Gartder Gesundheit)中。而欧洲益母草在亚洲最常用的近源药材益母草的文献记载跨域了近2000年,其最早的文字记载出现在《神农本草经》(约公元一世纪)。从文献记载发现,两种药材在历史上从入药部位,用药还是炮制方法,都存在很大差异。欧洲益母草在其有记载的500多年中,无论是炮制方法还是用药方式都是一致的;而益母草在其历史发展中发生了显著变化。例如,在《神农本草经》主要记载是益母草种子的使用。尽管有提到益母草的全草的一种用法,后在其它文献也被引用过,但最终因益母草全草部分的应用无再发展而消失于文献中。从唐朝开始,从记载看到,益母草的入药部分开始从种子转移到了植物全草部分。到李世珍写《本草纲目》(1596年)时,这两个部分已经清楚地分开了,益母草的全草部分已经是重要。即便是到了宋代,我们也可以看到像《太平圣惠方》(992)看到,配方中全草比种子更受青睐,使用比例约为3:1。此外,益母草的应用也从专治产后疾病扩展到到涵盖妇科大多数疾病的广泛应用,我们看到了全草部位的用法发生了变化。到了清朝,欧洲益母草于益母草在妇科疾病中的应用几乎相同。尽管对益母草在治疗产妇神经系统疾病有文献记载,但此应用到了清朝已不受青睐。相比之下,欧洲益母草在焦虑,失眠,心血管病和许多相关疾病的应用中广泛使用。因此,据文献考证,欧洲益母草除了对妇科疾病具有与益母草相似的疗效外,其治疗的适应症还扩展到了神经系统和心血管疾病。2.欧洲益母草与益母草叶绿体基因组群体遗传学分析通过叶绿体基因组群体遗传学分析欧洲益母草和益母草的遗传多样性和遗传结构,以此建立欧洲益母草和益母草产地鉴别或个体鉴别的DNA分子鉴定系统,并对欧洲益母草和益母草的种质资源进行评价和保护利用策略分析,同时推断可用于未来优质化学型选育的基因型或单倍型,为欧洲益母草的开发利用作好资源评估。利用高通量测序的方法,对欧洲益母草22个个体和益母草61个个体的叶绿体基因组进行了测序和组装,结果表明,欧洲益母草和益母草的叶绿体基因组结构基本一致,均为典型被子植物叶绿体基因组的双链环状结构,包括四个部分:两个反向重复区、大单拷贝区和小单拷贝区。基