两基源中药花椒的质量等同性研究

论文摘要

花椒（Zanthoxyli Pericarpium）为芸香科植物青椒Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc或花椒Zanthoxylum bungeanum Maxim的干燥成熟果皮。花椒为两基源品种,《中国药典》自1985年版起,将花椒和青椒同作为花椒药材的来源,但二者是否可以等同入药,二者的化学成分、药效、毒性等是否一致,尚有待进一步研究。而目前关于花椒和青椒的本草记载、遗传多样性、化学成分、主要药效、急性毒性和药物动力学特征等方面的比较研究报道较少,因此,本论文首次从这几个方面对《中国药典》收载的花椒药材的两个不同基源——花椒和青椒进行深入系统地比较研究,为二者是否可以等同入药提供科学依据,为《中国药典》对药材标准的修订奠定基础,也为其它多基源药材的品质评价提供示范。研究内容及结果如下：1本草考证本论文对花椒和青椒的本草记载进行考证。花椒始载于《诗经》,古称为“檓”。历代本草根据产地不同主要将花椒分为两种——秦椒和蜀椒,作者对照历代本草对其形态的描述以及附图可知,二者均应为今之芸香科花椒属植物花椒Z.bungeanum Maxim.。作者查阅历代本草,未见有关青椒Z. schinifolium Sieb. et Zucc的记载,直到《中华民国中药典范》第一辑才将青椒作为花椒的同属近缘植物用于花椒药材的来源之一。而《中国药典》1985年版明确将二者同列于花椒项下。2遗传多样性比较花椒与青椒分属于芸香科花椒属的花椒亚属和两面针亚属,二者之间以及不同产地的药材之间质量存在明显差异,这些差异是否由于遗传变异所致,目前未见相关研究报道,因此本论文首次对花椒和青椒的遗传多样性进行研究,以探讨二者品质存在差异的遗传学基础,为进一步完善花椒药材的质量评价方法提供科学依据。采用以聚合酶链反应（polymerase chain reaction,PCR）为基础的随机扩增多态DNA（random amplified polymorphism DNA, RAPD）分析技术,进行二者的遗传多样性分析,并对结果进行聚类分析。结果花椒和青椒的多态性比率分别为78.3%和67.5%,二者均具有丰富的遗传多样性,花椒的多态性强于青椒；花椒与青椒样品之间的遗传距离在0.6406～0.7368之间,亲缘关系相对较远,在聚类分析中分别聚为两类,这与二者在植物分类学上分属于不同的亚属相吻合。由此可见,花椒和青椒既有相同的遗传背景,相互之间又存在一定的差异。3化学成分比较本课题组曾对花椒和青椒中的挥发油和黄酮类成分进行了比较,分别地采用GC-MS、HPLC和紫外分光光度法进行测定,结果二者中挥发油的含量和组成、芦丁和总黄酮的含量均存在明显差异,花椒均高于青椒。本论文以“指纹图谱+功效成分定量测定”的多指标模式比较花椒和青椒中化学成分的差异。3.1指纹图谱比较花椒和青椒中含有丰富的挥发油、酰胺、黄酮、生物碱等有效成分,其组成和含量的差异可通过指纹图谱表现出来。但目前文献仅报道了二者中挥发油的GC指纹图谱,未见关于其它成分HPLC指纹图谱的研究报道。因此本论文首次建立并比较了花椒和青椒的HPLC指纹图谱,以考察二者中所含的主要化学成分的差异,为进一步完善花椒药材的质量评价方法提供科学依据。采用50%甲醇进行提取；以HPLC测定指纹图谱,并比较二者的差异。结果花椒HPLC指纹图谱的相似度为0.909～0.992,有27个共有峰；青椒HPLC指纹图谱的相似度为0.930～0.999,有24个共有峰；二者指纹图谱共有峰的相对峰面积存在差异。上述结果说明二者的指纹图谱存在明显差异,其所含化学成分的组成和相对含量也存在明显差异,其中酰胺类成分的含量最为丰富。本论文所建立指纹图谱可明显区别花椒和青椒,因此建议将指纹图谱和主要功效成分的含量一同用于控制花椒药材的质量。3.2酰胺类成分的含量比较酰胺类成分为花椒和青椒中主要的麻味物质,具有麻醉、兴奋、抑菌、祛风除湿、杀虫和镇痛等多种生理功能。从二者的指纹图谱看,酰胺类成分是其含量最为丰富的成分,但目前关于二者中酰胺类成分含量的比较研究报道较少,因此本论文首次比较了10批花椒和10批青椒中特有的麻味成分——酰胺类物质的含量,为《中国药典》对药材标准的修订提供科学依据。采用乙醚索氏提取法进行提取；以HPLC测定含量,并比较二者的差异。结果10批花椒中酰胺类成分的含量为1.038%～1.660%,平均含量为1.276%；10批青椒中酰胺类成分的含量为1.997%～2.777%,平均含量为2.322%,二者存在明显差异,提示二者的主要药效也存在差异。由于青椒中酰胺类成分的含量约为花椒的2倍,故青椒中酰胺类成分的含量较花椒更为丰富,由此可见,不应以相同的含量限度来控制二者中酰胺类成分的含量,建议药材标准中应分开规定二者的含量限度,花椒中酰胺类成分的含量应不低于1.0%,青椒中酰胺类成分的含量应不低于1.9%。综上所述,《中国药典》花椒项下,仅以挥发油的含量来控制药材质量,存在一定的局限性,应将指纹图谱和酰胺类成分的含量共同纳入其质量标准,且应分开规定花椒和青椒中酰胺类成分的含量限度。4主要药效比较本课题组曾根据花椒“温中止痛、杀虫止痒”的传统功效,对花椒和青椒的胃肠道作用进行了比较,结果表明,二者的胃肠道作用存在明显差异,花椒的抗腹泻作用和抑制正常小鼠小肠推进运动的作用均强于青椒。4.1局部麻醉作用比较花椒功效为“温中止痛、杀虫止痒”,局部麻醉作用是其主要功效之一,也是其“温经止痛”的内涵之一。花椒和青椒的局部麻醉作用主要来源于其酰胺类成分,实验证明,二者中酰胺类成分的含量存在明显差异,因此二者的局部麻醉所用是否也存在差异尚有待进一步研究。但目前关于花椒与青椒局部麻醉作用的比较方面的文献报道很少,因此本论文首次比较了二者的主要功效——局部麻醉作用,为花椒药材的临床应用提供科学依据。采用蛙皮肤法、蛙缩腿发射法和小鼠足部用药法比较二者的表面麻醉、浸润麻醉和传导麻醉等局部麻醉作用的差异。结果花椒和青椒均具有这三种局部麻醉作用,但二者的局部麻醉作用存在明显差异,青椒强于花椒,这与产生局部麻醉作用的主要成分——酰胺类成分的含量青椒比花椒高的结论相吻合。4.2镇痛作用比较花椒功效为“温中止痛、杀虫止痒”,镇痛作用是其主要功效之一。花椒和青椒镇痛作用的内涵是其局部麻醉作用,实验证明,二者的局部麻醉作用存在明显差异,因此二者的镇痛作用是否也存在差异尚有待进一步研究。故本论文比较了花椒和青椒的另一主要功效——镇痛作用,并首次测定了花椒和青椒镇痛作用的半数有效量ED50,为花椒药材的临床应用提供科学依据。采用小鼠热板法测定镇痛作用的ED50,并比较二者镇痛作用的差异。结果花椒和青椒均具有镇痛作用,其镇痛作用的ED50分别为18.43±5.31 g·kg-1和11.18±2.28 g·kg-1；二者的镇痛作用存在明显差异,青椒强于花椒,这与镇痛作用的内涵之一——局部麻醉作用青椒比花椒强的结论相吻合。5急性毒性比较本草记载花椒“有小毒”,因此本论文比较了花椒和青椒的急性毒性,为花椒药材的临床应用提供科学依据。通过测定半数致死量LD50,比较二者急性毒性的差异。结果花椒和青椒均具有一定的急性毒性,其LD50分别为51.14±4.47 g·kg-1和78.02±6.86 g·kg-1；二者的急性毒性存在明显差异,花椒大于青椒。6药物动力学特征比较花椒和青椒的镇痛作用与急性毒性均存在明显差异,这些差异是否与药物在体内的药物动力学过程不同有关,目前未见相关研究报道,因此本论文首次对花椒和青椒的体内药物动力学特征进行研究,以探讨二者镇痛作用和急性毒性存在差异的内在原因,为合理制定花椒药材的临床应用方案提供科学依据。采用药理效应法和药物累积法,分别以镇痛效应和急性毒性为指标测定花椒和青椒水提液灌胃给药后在小白鼠体内的表观药动学参数,并比较二者的差异。结果花椒以药理效应法测定的主要表观药动学参数为t1/2α=0.421 h、Ka=3.519 h-1、AUC（0-t）=8.365 g·h·kg-1、Tmax=4.000 h.Cmax=5.480 g·kg-1；青椒为t1/2=0.676 h、Ka=1.523h-1、AUC（0-t）=17.111 g·h·kg-1、Tmax=5.000 h.Cmax=6.710 g·kg-1。花椒以药物累积法测定的主要表观药动学参数为t1/2=1.321h、AUC（0-t）=102.015 g·h·kg-1、Tmax =0.500h、Cmax=46.720 g·kg-1；青椒为t1/2=0.607h、AUC（0-t）=83.561 g·h·kg-1、Tmax=0.250h、Cmax=75.050 g·kg-1。二者采用以镇痛效应为指标的药理效应法和以急性毒性为指标的药物累积法测定的表观药动学参数均存在差异,这与二者的镇痛作用和急性毒性存在差异的结论相吻合。综上所述,花椒和青椒在本草记载、遗传多样性、化学成分、主要药效、急性毒性和药物动力学特征等方面均存在明显差异,因此,建议新版药典将二者分开使用。此外,在古代本草和现代临床应用中,花椒使用较多,而青椒使用则相对较少,但实验证明,青椒的局部麻醉和镇痛作用均强于花椒,而急性毒性则小于花椒,因此,建议临床应用中应扩大对青椒的使用,尤其是在局麻或止痛应用中,可以青椒代替花椒使用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 文献综述
• 1.1.1 本草考证
• 1.1.2 生药学研究进展
• 1.1.3 化学成分研究进展
• 1.1.4 药效研究进展
• 1.1.5 毒性研究进展
• 1.2 立题依据
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 本草考证
• 1.3.2 遗传多样性比较
• 1.3.3 化学成分比较
• 1.3.4 主要药效比较
• 1.3.5 急性毒性比较
• 1.3.6 药物动力学特征比较
• 2 实验部分
• 2.1 实验仪器与材料
• 2.1.1 实验仪器与软件
• 2.1.2 实验动物与试剂
• 2.1.3 实验药材
• 2.2 花椒和青椒遗传多样性的比较
• 2.2.1 溶液的配制
• 2.2.2 DNA的提取与检测
• 2.2.3 PCR扩增与扩增产物的检测
• 2.2.4 引物筛选
• 2.2.5 PCR反应体系的稳定性考察
• 2.2.6 遗传多样性测定结果
• 2.2.7 小结
• 2.3 花椒和青椒指纹图谱的比较
• 2.3.1 HPLC测定的色谱条件的建立
• 2.3.2 对照品溶液的制备
• 2.3.3 供试品溶液的制备
• 2.3.4 方法学考察
• 2.3.5 指纹图谱测定结果
• 2.3.6 小结
• 2.4 花椒和青椒酰胺类成分含量的比较
• 2.4.1 HPLC测定的色谱条件的建立
• 2.4.2 对照品溶液的制备
• 2.4.3 供试品溶液的制备
• 2.4.4 方法学考察
• 2.4.5 含量测定结果
• 2.4.6 小结
• 2.5 花椒和青椒局部麻醉作用的比较
• 2.5.1 供试品的制备
• 2.5.2 合格动物的筛选
• 2.5.3 表面麻醉实验
• 2.5.4 传导麻醉实验
• 2.5.5 浸润麻醉实验
• 2.5.6 小结
• 2.6 花椒和青椒镇痛作用的比较
• 2.6.1 供试品的制备
• 2.6.2 疼痛反应合格小鼠的筛选
• 2.6.3 镇痛实验
• 50的测定'>2.6.4 ED₅₀的测定
• 2.6.5 小结
• 2.7 花椒和青椒急性毒性的比较
• 2.7.1 供试品的制备
• 50的测定'>2.7.2 LD₅₀的测定
• 2.7.3 小结
• 2.8 花椒和青椒药物动力学特征的比较
• 2.8.1 供试品的制备
• 2.8.2 疼痛反应合格小鼠的筛选
• 2.8.3 以镇痛效应为指标的药物动力学实验（药理效应法）
• 2.8.4 以急性毒性为指标的药物动力学实验（药物累积法）
• 2.8.5 小结
• 3 结论与讨论
• 3.1 结论
• 3.1.1 本草考证
• 3.1.2 遗传多样性比较
• 3.1.3 化学成分比较
• 3.1.4 主要药效比较
• 3.1.5 急性毒性比较
• 3.1.6 药物动力学特征比较
• 3.2 讨论
• 3.2.1 创新点
• 3.2.2 不足之处
• 参考文献
• 致谢
• 附
• 攻读博士学位期间公开发表的学术论文/专著及科研结果