本文摘自：《中药与临床》年第4卷第3期P44-48
基金项目：四川省中医药管理局科技专项（编号：-08）
吕光华教授
作者介绍
吕光华：博士，研究员（教授），硕士及博士研究生导师，成都中医药大学民族医药学院院长。
四川省中医药学术和技术带头人，中国民族医药协会民族医药教育专业委员会副会长、医药现代化与临床转化专业委员会副会长、彝医药专业委员会副会长、羌医药专业委员会副会长，四川省药学会中药及天然药物专业委员会副主任委员，世界中医药学会联合会中药鉴定专业委员会常务理事、道地药材专业委员会常务理事等。国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、国家科技成果奖、四川省科技计划项目、四川省专利奖等评审专家。中草药、中药材、JournalofChromatographyA,ChineseMedicine,ChineseHerbalMedicine等杂志的编委或审稿人。
已承担各级各类科研项目/课题30余项。在国内外学术期刊上发表研究论文90余篇，其中SCI期刊论文40余篇；以大会报告、墙报和/或摘要形式在中国内地、香港、新加坡、韩国、英国、美国、奥地利等地举办的学术会议上作报告或发表会议交流论文余篇/次。以主编、副主编、编委身份编写了《药用植物学》《当代药用植物典》《中药材鉴定图典》《生药学》《中药鉴定学》《百药炮制》《中药材质量专论》《DietaryChineseHerbs》等教材及专著28本/部。选育中药材新品种2种。曾获得高等教育国家级教学成果二等奖（年）、四川省教学成果一等奖（年）等。
摘要
川芎为中医常用的活血化瘀药，含有挥发油（以苯酞及其二聚体类成分为主）、生物碱、有机酸及多糖等成分。川芎及其化学部位、单体成分对心脑血管系统、神经系统、呼吸系统等多个系统具有改善血管内皮功能及冠状动脉血流量，降低血流阻力及血压，抗氧自由基、抗炎、抗癌、抗血小板聚集、抗血栓形成，保护神经等多方面的药理作用。
本文对近10年川芎的化学成分和药理作用研究进行了综述，建议加强对川芎提取物和化学部位的药理研究，为川芎的临床应用及其新产品开发提供依据。
川芎为中医常用的活血化瘀药。在《中国药典》（年版）中，有个成方制剂中含川芎，占所收载个中成药总数的9.21%。中药川芎来源于伞形科植物川芎LigusticumchuanxiongHort.的干燥根茎，主产于四川省彭州、都江堰等地，为四川的道地药材。夏季当川芎植株茎上的节盘显著突出，并略带紫色时采挖，除去泥沙，晒后烘干，去须根，即为川芎药材。再经洗净、润透、切片、干燥，得到中药饮片。中医认为川芎性温，味辛，归于肝、胆、心包经，具有活血行气、祛风止痛的功效，用于胸痹心痛，胸胁刺痛，跌扑肿痛，月经不调，经闭痛经，癥瘕腹痛，头痛，风湿痹痛等症[1]。国内外学者对川芎的栽培、加工炮制、化学成分、药理作用、临床应用等方面进行了广泛研究。本文对近10年川芎的化学成分及其药理作用进行了文献综述，以期为川芎的临床应用、新产品研究与开发提供依据。
化学成分
川芎含有苯酞类、萜烯类、有机酸及其酯、生物碱、多糖等多种类型的化学成分。川芎中的挥发油和生物碱类成分是研究的热点。
挥发油
川芎中挥发油的含量约为1%。一般采用超临界CO2萃取、水蒸汽蒸馏等方法提取挥发油；再经柱层析分离、GC-MS、LC-MS等方法检测。已从川芎挥发油中鉴定出了60余种成分。苯酞类化合物是挥发油中的主要成分。
苯酞类化合物
川芎中的苯酞类化合物存在于挥发油中，主要有z-藁本内酯(z-ligustilide)、丁基酞内酯(butylphthalide)、丁烯基酞内酯(butylidenephthalide)、4-羟基-3-丁基呋内酯(senkyunolide)、川芎内酯A(senkyunolideA)、川芎内酯I(senkyrunolideI)、川芎内酯F(senkyunolideF)、新蛇床内酯(neocnidilide)等。近年来，报道的二聚体类化合物较多，主要有3’,6,8’,3a-二聚藁本内酯(3’,6,8’,3a-diligustilide)、Z,Z-6,6’,7,3’a-二聚藁本内酯(Z,Z-6,6’,7,3’a-diligustilide)、Z-6,8’7,3’-二聚藁本内酯(Z-6,8’7,3’-diligustilide)等[2~6]。
萜烯类
川芎中的萜烯类成分存在于挥发油中，主要有6-丁基-1,4-环庚二烯(6-butyl-1,4-cycloheptadiene、桉叶二烯(eudesma-4,11-dlene)、3-蒈烯(3-carene)、松油烯(terpinene)、3,7,7-三甲基-11-甲烯基螺[5,5]+-2-烯(3,7,7-trimethyl-11-methylene-spiro[5,5]undec-2-ene)、柠檬烯(limonene)、荜澄茄油烯(cubebene)、5,5-二甲基-二环[6,3,0]十一-1,7-二烯-3-酮(5,5-dimethylbicyclo[6,3,0]undeca-1,7-dien-3-one)、川芎三萜(xiongterpene)等成分[2,3,6]。
有机酸及其酯类
川芎中的有机酸、脂肪酸及其酯存在于挥发油和水溶性部位，主要有：阿魏酸(ferulicacid)、咖啡酸(caffeicacid)、芥子酸(sinapicacid)、琥珀酸(succinicacid)、软脂酸(palmiticacid)、软脂酸甲酯(palmiticacidmethylester)、软脂酸乙酯(palmiticacidethylester)、十七烷酸(heptadecanoicacid)、油酸(oleicacid)、十八碳二烯酸(9,12-octadecadienoicacid)、十八碳二烯酸甲酯(9,12-octadecadienoicacidmethylester)、十八碳二烯酸乙酯(9,12-octadecadienoicacidethylester)、单棕榈酸甘油酯等[2,5~7]。
生物碱川芎中的生物碱成分主要有川芎嗪(tetramethylrazine)、黑麦碱(perlolyrine)、三甲胺、腺嘌呤、腺苷、胆碱、尿嘧啶等。这些生物碱均为小分子化合物，且含量低。现代研究报道最多的是川芎嗪，包括提取、分离、合成和含量测定等[8~12]。但是，川芎嗪在川芎中的存在与否及其含量高低一直存在争议。一部分学者认为川芎嗪是川芎药材质量评价的指标性成分，建立了测定川芎药材和饮片中川芎嗪含量的方法[8,9,13,14]。
但文献报道的川芎药材中川芎嗪的含量(0.12~μg/g)差异很大，相差几万倍。另一部分学者认为川芎中没有川芎嗪，即使有，其含量小于1μg/g，对评价川芎药材的质量没有意义[15~17]。因此，对川芎中的总生物碱及川芎嗪有待于进一步研究，以阐明川芎中川芎嗪的存在及其含量。
多糖川芎中多糖的含量约5.71%。孙晓春等人采用水提醇沉法提取川芎多糖，经DEAE-纤维素柱层析法纯化，得到LCXP-1,LCXP-2,LCXP-3三部分多糖。其中，LCXP-1和LCXP-2均由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖组成，而LCXP-3则由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖醛酸组成，为药量学研究和中成药加工奠定基础[18]。
药理作用
川芎既能活血化瘀，又能行气止痛，为“血中之气药”。广泛用于血瘀气滞所致的胸、胁、腹诸痛证。川芎的主治病证与心脑血管疾病、血栓形成和疼痛等病变密切相关，如冠心病、血栓闭塞性脉管炎、缺血性脑病、高粘血症等。有关川芎的水提物、苯酞类成分、藁本内酯、川芎内酯A、总生物碱、川芎嗪及其注射液等化学部位/成分的药理研究文献报道甚多，主要涉及心脑血管系统、神经系统、呼吸系统以及肝、肾功能等方面。
一、对心脑血管系统的作用
抗脑缺血作用川芎为活血化瘀药类中的“活血止痛药”，其活血行气止痛的功效与抗脑缺血、抗血栓等药理作用密切相关。川芎嗪易透过血脑屏障，对多种实验性局灶性或全脑缺血-再灌注损伤具有保护作用。研究发现，川芎嗪可促进整体大鼠局灶性脑缺血后皮质和纹状体缺血半暗带神经细胞增殖，从而修复、替代损伤的神经细胞，对脑功能自身恢复发挥重要作用[19]；并对心脏骤停复苏后脑缺血-再灌注的损伤有一定保护作用；川芎嗪能减少脑梗死体积，减轻脑缺血区组织结构的损伤，明显改善神经症状[20]；静脉注射川芎嗪也能减轻大鼠心脏骤停复苏后脑组织损伤，改善脑功能[21]。同时，临床也发现脑出血病人早期应用川芎素(阿魏酸钠片)治疗，能有效减轻脑水肿，促进血肿的吸收，改善血肿周围的低灌注血供，改善患者的神经功能[22]。
川芎嗪抗脑缺血的机制与抑制神经元凋亡、抗氧自由基有关。研究表明，脑缺血再灌注后BaxmRNA表达增强，川芎嗪能够下调CIR海马神经元BaxmRNA表达从而抑制神经元凋亡[23]。对心脏骤停复苏后脑缺血-再灌注损伤，川芎嗪也可通过上调Bcl-2的表达来减轻脑组织损伤[20]。张景秋等人发现川芎嗪具有抗氧自由基作用，可修复脑缺血再灌注损伤[24]。
此外，川芎生物碱具有抗氧化作用，能降低一氧化氮、丙二醛的含量和一氧化氮合酶活性，提高超氧化物歧化酶活性，减少大鼠神经功能和脑组织的损害[25]。
保护心脏作用①抗心肌缺血：川芎嗪注射液可以改善冠状动脉的血液循环，减轻缺血引起的心肌细胞损伤，抑制血清肌酸磷酸激酶和乳酸脱氢酶的溢出，减小实验性心肌缺血的范围，促进纤维蛋白的降解，对抗体外血浆凝血，从而治疗冠心病心绞痛。川芎嗪注射液也能保护心脏，减轻心肌缺血再灌注引发的损伤,能减少心肌梗死面积，减轻心肌病变程度，其作用机制可能与增加缺血再灌注心肌组织一氧化氮合酶、超氧化物歧化酶的活性，减少脂质过氧化物丙二醛的含量和血清肌酸激酶的活性有关[26]。研究发现川芎嗪注射液对促心肌梗死后大鼠缺血心肌血管新生的作用[27]，亦是其抗心肌缺血作用机制之一。此外，川芎嗪对心肌细胞线粒体具有保护作用；研究发现川芎嗪预处理，能使体外循环心脏手术患者心肌酶漏出减少，心肌超微结构损害减轻，认为其在体外循环心脏手术中有良好的心肌保护作用[28]。张浩等人的研究表明川芎嗪能减轻缺血后缺血性室性心律失常时心外膜单相动作电位改变的程度，具有抗缺血性室性心律失常的作用，其机制可能与其抑制折返形成有关[29]。
②抗心肌炎与心肌肥厚：川芎嗪对病毒性心肌炎有保护作用，能抑制大鼠压力超负荷所致心肌肥厚。川芎嗪可通过下调病毒性心肌炎小鼠心肌细胞Fas/FasL蛋白表达，减少心肌细胞凋亡和心肌损伤[30]。川芎嗪能抑制大鼠压力超负荷所致的心肌肥厚，作用机制可能与抑制有丝分裂原激活蛋白激酶信号通路中(ERK-1)mRNA的表达有关[31]。
③抗动脉粥样硬化：川芎嗪能通过抑制或阻断动脉粥硬化危险因素氧化型低密度脂蛋白、氧化型极低密度脂蛋白和血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）诱导的核因子κB出活化及核内移位，抑制血管壁细胞血管细胞粘附分子1和单核细胞趋化蛋白1表达，抑制单核细胞粘附于内皮，而发挥其抗动脉粥样硬化作用[32]。研究表明，川芎总苯酞也具有抗动脉粥样硬化作用[33]。
保护血管内皮细胞、抗增殖的作用川芎水提液及川芎嗪均能保护血管内皮细胞。研究表明，川芎药液（传统方法制备）能抑制高糖诱导的血管内皮细胞凋亡，其分子机制与通过调节Bcl-2和Caspase-3基因的表达而影响Caspase凋亡信号传导系统有关[34]。川芎嗪亦可抑制血管内皮因子诱导的细胞增殖[35]。川芎内酯A预处理对大鼠离体心脏停灌再灌注损伤所致的血管内皮细胞损伤具有保护作用[36]。川芎嗪对AngⅡ诱导的VSMC增殖有显著抑制作用，其机制与抑制血小板源生长因子(PDGF-B)表达有关，并且在相同培养时间内，随着川芎嗪浓度增加，细胞增殖活度及PDGF-B表达水平逐渐降低，提示川芎嗪的抑制作用具有量效关系[37]。
二、对神经系统的作用
镇静、镇痛作用川芎辛温升散，性善疏通，能“上行头目”，祛风止痛，为治头痛之要药。川芎水煎剂能抑制小鼠中枢神经系统的兴奋性，有镇静催眠作用[38]。川芎水提取物能明显减轻受损神经根的水肿变性、髓鞘脱失等损伤，减轻模型大鼠的颈神经根性疼痛[39]。川芎嗪有钙离子拮抗作用，能舒张血管发挥抗血管痉挛作用，较好地改善机体的缺氧状态，降低毛细血管通透性，抑制血小板聚集，降低血液黏度，并促进前列腺素I2和血栓素A2的平衡，从而改善脑部微循环，联合半夏白术天麻汤有效治疗血管性头疼[40]。
保护视神经作用川芎嗪能明显缓解过氧化氢对视网膜神经元细胞及神经胶质细胞等的氧化应激损伤，并上调与细胞生存密切相关的神经体微管蛋白-2和神经保护肽的表达水平[41]。郑新国等研究表明，川芎嗪能降低视网膜色素变性小鼠视网膜光感受器细胞环磷酸鸟苷(cGMP)的水平，进一步引起钙离子内流受限，导致光感受器细胞钙离子浓度降低，并直接增加视网膜Bcl-2的表达，从而抑制模型小鼠光感受器细胞的凋亡；此外，川芎嗪通过抗自由基、抗氧化等作用亦可减少模型小鼠光感受器细胞的凋亡[42]。
三、对呼吸系统的作用
平喘作用川芎嗪能迅速纠正心力衰竭、呼吸衰竭及改善通换气功能，能抑制哮喘气道炎症，防治儿童哮喘。研究发现，川芎嗪能通过上调儿童哮喘患者T-betmRNA的表达强度，降低GA-TA-3mRNA表达水平，从而逆转Th1/Th2功能失衡，有效防治儿童哮喘[43]。川芎嗪能通过抑制白细胞介素-4和白细胞介素-13的水平而抑制哮喘气道炎症[44]。
治疗慢性阻塞性肺疾病（COPD）临床研究通过观察川芎嗪对慢性（COPD）患者血气分析与血浆纤维蛋白原的影响，发现川芎嗪可能通过降低COPD加重期患者血流粘滞度，升高血氧分压水平，降低二氧化碳分压水平，发挥治疗效果[45]。
四、对肝、肾功能的作用
保肝作用川芎嗪对肝缺血再灌注损伤和肝纤维化有保护作用。川芎嗪可改善急性肝损伤性脂肪肝中脂肪的堆积，从而保护肝脏。川芎嗪能使急性肝损伤小鼠肝脏中游离脂肪酸、甘油三酯、丙二醛含量均降低，肝脂酶和超氧化物歧化酶活性升高，肝脏脂肪变性明显减轻，保肝机制可能与降低甘油三酯，促进游离脂肪酸氧化，抗脂质过氧化作用有关[46]。
保护肾脏川芎嗪能抑制肾细胞凋亡。川芎嗪可通过降低糖尿病大鼠肾皮质糖基化终末产物（AGEs）含量调节凋亡相关蛋白Bc1-2和Bax的表达，抑制肾脏细胞凋亡[47]。川芎嗪可诱导肾小管上皮细胞中SnoN蛋白表达，且可能在阻断转化生长因子-β1诱导的SnoN蛋白降解方面，与肝细胞生长因子具有协同作用[48]。
五、其他药理作用
保护骨髓作用川芎嗪能减轻放射损伤后小鼠骨髓细胞的凋亡；亦可调节多种骨髓细胞蛋白质的表达，促进辐射致血虚证小鼠骨髓造血细胞增殖。川芎嗪能通过增加骨髓基质细胞的表达水平而促进骨髓微环境的修复，加速骨髓移植后骨髓的造血重建[49]。川芎嗪体外能使小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)定向分化为神经元样细胞，细胞内、外Ca2+的减少可促进川芎嗪诱导BMSCs向神经细胞的分化[50]。
改善学习记忆能力川芎嗪有改善学习记忆的功能。研究表明，川芎嗪对慢性低氧高二氧化碳所致的大鼠空间学习记忆障碍有一定的防治作用[51]。川芎嗪还能改善痴呆模型小鼠的学习记忆能力[52]。
抗肿瘤作用川芎嗪对卵巢癌、肺癌及胰腺癌具有一定的抑制作用。研究发现，川芎嗪对卵巢癌顺铂耐药细胞株COC1/DDP的顺铂耐药性有逆转作用，其机制可能与干预COC1/DDP细胞内GSH/GST解毒系统，增加细胞内顺铂的含量有关[53]。川芎嗪能抑制低氧时肺癌A细胞的增殖，作用机制可能与下调A细胞HIF-letmRNA和蛋白的表达等有关。川芎提取物对胰腺癌HST的侵袭和粘附行为有抑制作用。
综上所述，川芎作为一味常用的活血化瘀中药，主要含挥发油(以苯酞及其二聚体类化合物为主)、生物碱、有机酸和多糖等多种类型的化学成分。川芎嗪常被认为是川芎的有效成分、质量评价的指标性成分。但是，对川芎中川芎嗪的存在与否及其含量的高低仍存在争议，需做进一步的研究。川芎的提取物、化学部位及单体成分等具有改善冠状动脉血流量，降低血流阻力及血压，抗氧自由基，抗炎、抗癌、抗血小板聚集和血栓形成，保护神经等多方面的药理作用。上述药理作用与川芎的传统功效“活血行气、祛风止痛”相关，为川芎的临床应用提供了支撑，也提示以川芎为原料开发新药及保健品的潜力。然而，文献报道川芎的药理研究主要集中在川芎嗪方面，建议加强对川芎提取物、化学部位的药理研究，为川芎的临床应用及新药、新产品的开发提供科学依据。
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