芹菜素

产品名称: 芹菜素
英文名: Apigenin
中文别名:
英文别名: 4',5,7-Trihydroxyflavone; Apigenol; Pelargidenone; Versulin
Cas 号: 520-36-5
产品编码:BP0177
分子式: C₁₅H₁₀O₅
分子量: 270.24
来源: Found free or as glycosides in the stems, roots, leaves, seeds or fruit of a very wide range of plant spp. Found also in some fossil leaf tissues
物理性状: Yellow powder
化合物类型: 黄酮类(Flavonoids)

纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，按客户需求包装。
存储: 贮存在避光密闭容器中，冷藏或者冷冻长期保存。
样品溶液最好临用新配。如果需要提前配制的话，最好分成独立包装冷冻保存（-20℃以下），临用前再取出解冻，通常可以保存2周。

可以满足克级至公斤级大量需求，详情请咨询。

提供相关图谱和分析方法指导，可以提供包括色谱柱，对照品和分析方法在内的含量测定整体服务包，价格优惠。

芹菜素的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

天然产物作为药物发现的宝库，在人类疾病防治史上扮演着不可替代的角色。黄酮类化合物作为其中一大类，以其广泛的生物活性和较低的毒性备受关注。芹菜素（Apigenin， CAS号：520-36-5），化学名4′,5,7-三羟基黄酮，是黄酮类化合物的典型代表之一。它广泛存在于多种蔬菜水果（如芹菜、欧芹、洋甘菊、葡萄柚）及中草药（如金银花、夏枯草）中，是日常饮食中常见的植物化学成分。

早期研究主要关注其抗氧化特性。然而，随着分子药理学的发展，芹菜素展现出远超抗氧化的多维生物活性，包括显著的抗炎、抗血管生成、神经保护、心脏保护以及广谱的抗癌潜力。其作用机制涉及对多种信号通路和关键靶点的精细调控，例如抑制核因子-κB（NF-κB）通路、调节丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路、诱导细胞周期阻滞与凋亡等。近年来，研究进一步揭示其在抗病毒（如抑制肠道病毒71型EV71复制）和代谢性疾病中的潜在价值。

值得注意的是，芹菜素的研究已从基础活性筛选向作用机制纵深和疾病关联转化。例如，其与Miyoshi肌病等罕见病相关靶点（如ESR2、NFE2L2）的相互作用，为探索新的治疗策略提供了线索。本文旨在系统综述芹菜素的化学特性、植物来源、多维药理活性、分子作用机制、成药性特征及其临床应用前景，以期为该天然产物的深度开发和转化研究提供全面的学术参考。

化学结构与理化性质

芹菜素是一种三羟基黄酮，其基本母核为2-苯基色原酮。具体而言，其化学结构是在黄酮骨架的A环7位，以及B环的4′位和5位被羟基（-OH）取代，形成4′,5,7-三羟基黄酮结构。其分子式为C15H10O5，分子量为270.24 g/mol。

这种特定的羟基取代模式是其理化性质和生物活性的结构基础。三个酚羟基使其具有良好的氢键供体能力，总极性表面积（TPSA）为90.9 Ų，这影响了其溶解性和与生物大分子的相互作用。芹菜素的脂水分配系数（LogP）约为2.20，表明其具有适度的亲脂性，能够被动扩散通过细胞膜，但同时也限制了其在水中的溶解度（约0.0625 mg/mL，属于微溶）。因此，其生物利用度面临挑战，常通过结构修饰或递送系统（如纳米制剂、磷脂复合物）进行改善。

在光谱特征上，芹菜素在紫外区有特征吸收，最大吸收波长通常在267 nm和338 nm附近，分别对应于B环肉桂酰系统和A环苯甲酰系统的吸收。其晶体通常呈黄色针状。芹菜素在体内外可发生广泛的代谢，包括葡萄糖醛酸化、硫酸化及甲基化等II相结合反应，生成如芹菜素-7-葡萄糖醛酸苷等多种代谢产物。它也是CYP2C9的有效抑制剂，提示其在联合用药时可能存在药物-药物相互作用的风险。

植物来源与提取方法

芹菜素在自然界的分布极为广泛，是许多食用植物和药用植物的次级代谢产物。

主要植物来源：
1. 蔬菜与香草：芹菜（Apium graveolens）的叶和茎是其命名来源，但含量并非最高。欧芹（Petroselinum crispum）是膳食中最丰富的来源之一。此外，洋葱、西兰花、洋蓟等也含有一定量的芹菜素或其糖苷。
2. 水果：柑橘类水果（如葡萄柚、橙子）的果皮和果肉中含量较高。
3. 药用植物与花卉：洋甘菊（Matricaria chamomilla）是传统草药中芹菜素的重要来源，常用于茶饮。金银花（Lonicera japonica）、夏枯草（Prunella vulgaris）、黄芩（Scutellaria baicalensis）等常用中药也含有芹菜素或其衍生物。
4. 其他：一些谷物和豆类中也存在少量芹菜素。

在植物体内，芹菜素常以糖苷形式（如芹菜素-7-O-葡萄糖苷）存在，糖苷形式通常水溶性更好，但需经肠道菌群或组织中的糖苷酶水解为苷元形式才能被充分吸收并发挥主要生物活性。

提取与分离方法：
从植物材料中获取芹菜素通常遵循天然产物化学的常规流程：
1. 提取：常用溶剂提取法，包括热回流提取、超声辅助提取、微波辅助提取等。甲醇、乙醇、丙酮及其水溶液是常用溶剂，因其对黄酮类化合物有较好的溶解性。超临界CO2萃取技术因其绿色、高效、无溶剂残留的优点，也应用于高纯度芹菜素的提取。
2. 富集与纯化：粗提物经浓缩后，通过液-液萃取（如用乙酸乙酯或正丁醇萃取）初步富集黄酮。进一步的纯化依赖于柱层析技术，如硅胶柱层析、聚酰胺柱层析、以及高效液相色谱（HPLC）制备色谱。根据目标产物的极性，选用不同比例的氯仿-甲醇、石油醚-乙酸乙酯等梯度洗脱系统。
3. 鉴定：纯化得到的化合物通过熔点测定、紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、质谱（MS）、核磁共振谱（NMR，特别是1H-NMR和13C-NMR）进行结构确证。高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）常用于复杂样品中芹菜素的定性与定量分析。

药理活性研究

大量体内外研究证实，芹菜素具有多样化的药理活性，其核心作用可归纳为以下几个方面：

1. 抗炎与免疫调节活性
芹菜素是经典的天然抗炎剂。它能有效抑制脂多糖（LPS）等刺激因子诱导的巨噬细胞中一氧化氮（NO）、前列腺素E2（PGE2）以及促炎细胞因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6）的过量产生。其抗炎作用与抑制诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶-2（COX-2）的表达密切相关，为炎症相关疾病（如关节炎、结肠炎、哮喘）提供了潜在的治疗思路。

2. 抗肿瘤活性
芹菜素对多种癌细胞系（如乳腺癌、肺癌、前列腺癌、结肠癌、白血病、肝癌）表现出生长抑制和促凋亡作用，而对正常细胞的毒性相对较低，显示出良好的选择性。其抗癌机制多元，包括：诱导细胞周期阻滞（常在G2/M期）、激活线粒体途径和内质网应激途径诱导凋亡、诱导自噬（如在白血病细胞中）、抑制癌细胞侵袭与转移、以及抑制血管生成（抗血管生成）。这些特性使其成为癌症化学预防和辅助治疗的候选分子。

3. 心血管保护作用
芹菜素通过抗氧化应激、抑制血管平滑肌细胞异常增殖、改善内皮功能、抗血小板聚集等多重途径发挥心血管保护作用。动物模型显示，它能减轻动脉粥样硬化病变，降低心肌缺血再灌注损伤，具有抗高血压和抗心律失常的潜力。

4. 神经保护与抗焦虑作用
芹菜素能够穿过血脑屏障（尽管渗透性较低），在中枢神经系统发挥作用。它表现出抗焦虑和轻微的镇静作用，其机制可能与调节γ-氨基丁酸（GABA）能系统有关。此外，其强大的抗氧化和抗炎特性有助于对抗神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）中的氧化损伤和神经炎症，并能通过调节Nrf2等通路发挥保护作用。

5. 抗病毒与抗菌活性
研究显示，芹菜素能通过抑制病毒内部核糖体进入位点（IRES）活性以及调节宿主细胞c-Jun N-末端激酶（JNK）信号通路，有效抑制肠道病毒71型（EV71）的复制，这对手足口病的防治有启示意义。此外，它对某些细菌和真菌也有抑制作用。

6. 与其他疾病的关联
新兴研究提示，芹菜素在代谢性疾病（如糖尿病及其并发症）、骨关节炎、以及某些罕见病如Miyoshi肌病中可能具有调节作用。其作用可能通过影响相关靶点（如ESR2、NFE2L2）来实现，这拓展了其临床应用的研究疆域。

作用机制与分子靶点

芹菜素的多效性药理作用源于其对细胞信号网络的广泛调节。其作用并非通过单一靶点，而是以“多靶点、微调节”的方式影响多个关键通路和分子。

1. 核心信号通路调控
* NF-κB通路：芹菜素是NF-κB通路的有效抑制剂。它能阻止IκBα的磷酸化和降解，从而抑制NF-κB核转位及其下游促炎、促生存基因（如COX-2, iNOS, Bcl-2, cyclin D1）的转录，这是其抗炎和抗癌的核心机制之一。
* MAPK通路：芹菜素可调节MAPK家族成员（ERK, JNK, p38）的磷酸化水平。在不同细胞环境中，其调节作用具有差异性。例如，在抑制EV71病毒复制时，它下调JNK磷酸化；而在某些癌细胞中，它可能激活JNK/p38促凋亡通路。
* PI3K/Akt通路：该通路是细胞生存和增殖的关键调节者。芹菜素常被报道能抑制PI3K和Akt的磷酸化，从而促进凋亡并增强化疗药物的敏感性。
* Nrf2/ARE通路：作为细胞抗氧化防御的主调节器，Nrf2通路是芹菜素发挥抗氧化和细胞保护作用的重要媒介。芹菜素能促进Nrf2核转位，激活抗氧化反应元件（ARE），上调血红素加氧酶-1（HO-1）、醌氧化还原酶1（NQO1）等II相解毒酶和抗氧化蛋白的表达。

2. 关键分子靶点
* 细胞周期与凋亡相关蛋白：芹菜素上调p53、p21/WAF1，下调周期蛋白（如cyclin D1, cyclin B1）和周期蛋白依赖性激酶（如CDK4, CDK6），导致细胞周期阻滞。同时，它调节Bcl-2家族蛋白平衡（促凋亡Bax/Bak上调，抗凋亡Bcl-2/Bcl-xL下调），激活caspase级联反应。
* 表观遗传调控靶点：芹菜素是组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的抑制剂，特别是对HDAC1, 2, 3, 8有抑制作用。这导致组蛋白高度乙酰化，染色质松弛，从而激活某些肿瘤抑制基因的表达。
* 激素受体与转录因子：芹菜素能与雌激素受体β（ESR2）结合，表现出选择性雌激素受体调节剂（SERM）的特性，这可能与其在乳腺癌和骨代谢中的作用相关。作为抗氧化应激的核心转录因子，NFE2L2（Nrf2） 是其重要的直接或间接作用靶点。
* 转运蛋白与离子通道：研究提示芹菜素可能影响多药耐药相关蛋白1（ABCC1/MRP1）的功能，这与其逆转肿瘤多药耐药潜力有关。在囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）相关的研究中，芹菜素也被探索作为调节剂的可能性，这与Miyoshi肌病等疾病的研究存在交集。
* 细胞色素P450酶：如前所述，芹菜素是CYP2C9的有效抑制剂，这是其影响药物代谢的关键药代动力学靶点。

成药性评价与药代动力学

尽管芹菜素生物活性广泛，但其作为药物开发面临成药性挑战，主要问题在于其较差的溶解性和口服生物利用度。

药代动力学特征：
* 吸收：口服后，芹菜素在肠道主要以被动扩散方式吸收。但其苷元形式溶解度低，且肠道中的葡萄糖醛酸化和硫酸化结合反应非常迅速，导致其绝对生物利用度较低（动物研究估计<10%）。摄入其糖苷形式（如芹菜素-7-葡萄糖苷）后，需经肠道菌群水解，吸收可能略有改善，但首过效应依然显著。
* 分布：吸收后，芹菜素迅速与血浆蛋白结合，并广泛分布到全身各组织，包括肝、肺、肾等。由于其LogP值适中但TPSA较高，其穿透血脑屏障的能力被预测和证实为低，但并非完全不能进入中枢神经系统。
* 代谢：肝脏是芹菜素代谢的主要场所，II相结合反应（葡萄糖醛酸化和硫酸化）是其主要代谢途径。此外，甲基化、羟基化等I相反应也有发生。其作为CYP2C9抑制剂的性质，可能影响华法林等经该酶代谢的药物的血药浓度。
* 排泄：芹菜素及其代谢产物主要通过尿液和胆汁排泄。

安全性评价：
现有毒理学数据表明芹菜素具有较高的安全性。
* 遗传毒性：Ames试验结果为0.6（通常以回复突变菌落数相对于对照的倍数表示，小于2通常认为阴性），提示其在测试条件下无致突变性。
* 心脏毒性：hERG抑制试验结果为否，表明其在不引起心脏QT间期延长的风险，这是一个重要的心脏安全性指标。
* 急性与亚慢性毒性：动物实验显示，即使在较高剂量下，芹菜素的急性毒性也很低。长期给药研究也未发现严重的器官毒性。

成药性优化策略：
为提高其生物利用度和疗效，研究者采用了多种策略：
1. 结构修饰：合成脂溶性更高的前药（如酯化衍生物）或水溶性更好的衍生物（如磷酸酯、氨基酸共轭物）。
2. 新型递送系统：利用纳米技术，如制备芹菜素纳米晶体、脂质体、固体脂质纳米粒、聚合物胶束等，显著提高其溶解性、稳定性和靶向性。
3. 磷脂复合物：与磷脂形成复合物，可改善其脂溶性和膜渗透性。
4. 共晶/共无定形：与其他药用辅料形成共晶或共无定形体系，以改变其固态性质，提高溶出速率。

临床应用前景与展望

芹菜素从一种膳食成分走向临床治疗药物，前景广阔但道路仍需开拓。

当前应用与临床研究阶段：
目前，芹菜素主要作为膳食补充剂和功能性食品成分在市场流通。其临床研究大多处于早期阶段（I期或II期），探索其在癌症辅助治疗、炎症性疾病、代谢综合征等方面的潜力。例如，有临床试验正在评估芹菜素补充剂对乳腺癌患者生活质量和生物标志物的影响，或其对膝骨关节炎患者症状的改善作用。

未来发展方向：
1. 基于机制的精准治疗探索：深入研究芹菜素与特定疾病靶点（如Miyoshi肌病相关的ESR2、NFE2L2、CFTR等）的相互作用，可能为其在罕见病和特定分型癌症中的应用开辟新路径。其作为HDAC抑制剂和Nrf2激活剂的特性，值得在表观遗传治疗和氧化应激相关疾病中深入挖掘。
2. 联合治疗策略：利用芹菜素的多靶点特性及化疗增敏作用，将其与现有化疗药物、靶向药物或免疫检查点抑制剂联用，有望降低后者剂量、减少毒副作用、克服耐药性，是极具潜力的转化方向。
3. 制剂技术的突破：开发高效、稳定、靶向的芹菜素新型递送系统，是解决其成药性瓶颈、实现临床转化的关键。智能响应型纳米制剂（如pH响应、酶响应）可能实现疾病部位的精准释药。
4. 合成生物学生产：随着合成生物学技术的发展，利用微生物细胞工厂（如酵母、大肠杆菌）高效、可持续地生产芹菜素及其稀有衍生物，有望解决植物提取面临的资源、成本和环境问题。
5. 人群营养干预与预防医学：鉴于其极高的膳食安全性和广泛的保健功能，深入研究特定人群（如癌症高风险人群、慢性炎症患者）通过膳食或补充剂摄入芹菜素的长期健康效益，具有重要的公共卫生意义。

结语

芹菜素作为天然黄酮类化合物的杰出代表，其研究历程体现了从传统食用价值到现代分子药理学的深刻跨越。它凭借4′,5,7-三羟基黄酮这一独特化学结构，以多靶点、多通路的作用模式，在抗炎、抗癌、神经保护、心血管保护等多个维度展现出令人瞩目的生物活性。尽管其较差的溶解性和生物利用度构成了临床转化的主要障碍，但现代药剂学与药物化学技术正为此提供有力的解决方案。

从抑制NF-κB炎症通路到激活Nrf2抗氧化防御，从诱导肿瘤细胞凋亡到调节罕见病相关靶点，芹菜素的作用机制网络日益清晰。未来研究应更侧重于：1）在特定疾病模型（尤其是与ESR2、NFE2L2等靶点密切相关的疾病）中验证其疗效并阐明精确机制；2）推动基于新型递送系统的制剂研发，完成系统的临床前和临床评价；3）探索其作为“化学增敏剂”或“疾病修饰剂”在联合疗法中的最大价值。

综上所述，芹菜素不仅是一种重要的先导化合物，为设计新型多靶点药物提供模板，其本身也极有希望通过制剂创新和适应症聚焦，发展成为治疗特定炎症性疾病、癌症或代谢性疾病的创新药物。对其持续而深入的研究，必将为天然产物的现代化开发和人类健康事业贡献重要力量。