黄芪甲苷

产品名称: 黄芪甲苷
英文名: Astragaloside IV
中文别名:
英文别名: Astrasieversianin XIV; Cyclosieversioside F; Cyclosiversioside F; Astramembrannin I; Astragaloside A
Cas 号: 84687-43-4
产品编码:BP0213
分子式: C₄₁H₆₈O₁₄
分子量: 784.981
来源: Astragalus membranaceus, Astragalus sieversianus and Astragalus pterocephalus
物理性状: White powder
化合物类型: 三萜类(Triterpenoids)

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。

黄芪甲苷的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

黄芪甲苷（Astragaloside IV， AS-IV）是传统中药黄芪（Astragalus membranaceus (Fisch.) Bunge）中分离得到的一种具有代表性的环黄芪醇型三萜皂苷，其CAS号为84687-43-4。作为黄芪发挥“补气固表、利水消肿”功效的核心活性成分之一，黄芪甲苷长期以来受到药理学研究者的广泛关注。现代药理学研究表明，黄芪甲苷展现出广泛且复杂的生物活性，包括抗炎、抗氧化、免疫调节、抗纤维化、心脏保护、神经保护以及抗肿瘤等作用。近年来，随着分子生物学技术的深入应用，其作用机制被不断阐明。例如，研究证实其在乳腺癌细胞MDA-MB-231中，能够通过抑制ERK1/2和JNK的激活，进而下调基质金属蛋白酶（MMP）-2和MMP-9的表达，这提示其在抑制肿瘤侵袭与转移方面具有潜在价值。同时，黄芪甲苷在代谢性疾病，尤其是高血糖症及其并发症防治中的作用机制研究也日益深入，涉及EHMT2、AMPK、SGLT2等多个关键靶点。本文旨在系统综述黄芪甲苷的化学特性、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临床应用提供全面的科学参考。

化学结构与理化性质

黄芪甲苷的分子式为C41H68O14，分子量为784.9810。其化学结构以环黄芪醇（Cycloastragenol）为苷元，在C-3和C-6位分别连接一个糖链。具体而言，C-3位连接一个木糖（Xyl）和葡萄糖（Glc）组成的二糖链，C-6位连接一个单一的葡萄糖分子。这种独特的四环三萜皂苷结构是其生物活性的物质基础。

从成药性相关参数分析，黄芪甲苷的脂水分配系数（LogP）为2.2563，表明其具有一定的亲脂性，但并非高度脂溶性。其拓扑极性表面积（TPSA）高达228.2200 Ų，这主要归因于分子中丰富的羟基和糖基结构，导致其极性较大。这一特性也直接影响了其溶解性，其水溶性数值较低（约0.0458 mg/mL），属于难溶性化合物，这对其口服吸收和制剂开发提出了挑战。在吸收、分布、代谢、排泄（ADME）性质预测方面，其血脑屏障透过性被评估为“低”，提示其以原形药物进入中枢神经系统可能较为困难。安全性相关参数显示，其hERG通道抑制风险为“否”，Ames试验结果为0.0（阴性），初步表明其心脏毒性和遗传毒性风险较低，具有良好的安全性潜力。然而，这些理论参数需通过系统的体外与体内实验进一步验证。

植物来源与提取方法

黄芪甲苷主要来源于豆科植物蒙古黄芪（Astragalus membranaceus var. mongholicus (Bunge) P.K. Hsiao）或膜荚黄芪（Astragalus membranaceus (Fisch.) Bunge）的干燥根。黄芪作为大宗常用中药材，其质量评价常以黄芪甲苷和毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量作为主要指标。

从黄芪药材中提取分离黄芪甲苷是一个多步骤的工艺过程。常规流程始于溶剂提取，常用甲醇、乙醇或其水溶液进行回流提取或超声辅助提取，以将皂苷类成分从植物细胞中浸出。随后，提取液经浓缩后，利用大孔吸附树脂（如D101、AB-8等）进行富集纯化，通过水洗除杂，再以不同浓度的乙醇溶液梯度洗脱，收集富含黄芪甲苷的流分。进一步的纯化则依赖于色谱技术，包括硅胶柱色谱、反相硅胶柱色谱（如ODS-C18）、以及高效液相色谱（HPLC）制备色谱等。近年来，一些新型提取技术如超临界流体萃取、微波辅助提取等也被探索用于提高提取效率和选择性。提取工艺的优化目标在于提高黄芪甲苷的得率和纯度，同时保持其生物活性，以满足药理研究和药物开发的需求。

药理活性研究

大量临床前研究揭示了黄芪甲苷多方面的药理活性，其作用几乎涵盖多个重大疾病领域。

1. 心血管保护作用： 黄芪甲苷是黄芪发挥“益气活血”作用的关键成分。研究表明，它能显著改善心肌缺血/再灌注损伤，减少心肌梗死面积，其机制与抑制氧化应激、减轻炎症反应、调节自噬、抑制心肌细胞凋亡有关。此外，它对血管内皮功能具有保护作用，能抗动脉粥样硬化，并改善心力衰竭模型的心功能。

2. 抗肿瘤与抗转移作用： 如引言所述，黄芪甲苷对多种肿瘤细胞具有抑制增殖、诱导凋亡和抑制侵袭转移的作用。在乳腺癌MDA-MB-231细胞中，其通过抑制ERK/JNK信号通路，下调MMP-2和MMP-9的表达，从而削弱肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。类似机制也在肝癌、肺癌、结肠癌等模型中被观察到。

3. 降血糖与抗糖尿病并发症作用： 黄芪甲苷对高血糖症及其并发症展现出明确的改善作用。在糖尿病动物模型中，它能降低空腹血糖，改善胰岛素抵抗，保护胰岛β细胞功能。更重要的是，它对糖尿病肾病、糖尿病心肌病、糖尿病周围神经病变等并发症有显著的防治效果，这与其抗氧化、抗炎和抗纤维化特性密切相关。

4. 神经保护作用： 尽管其血脑屏障透过性较低，但研究显示黄芪甲苷对阿尔茨海默病、帕金森病、脑缺血损伤等神经系统疾病模型具有保护作用。这可能通过其代谢产物、或通过调节外周炎症间接影响中枢神经系统，以及改善血脑屏障完整性等途径实现。

5. 免疫调节与抗炎作用： 黄芪甲苷能双向调节免疫功能，在免疫低下状态下增强免疫，在过度炎症反应中则发挥抗炎效应。它能调节T淋巴细胞亚群平衡，抑制巨噬细胞过度活化及促炎因子（如TNF-α, IL-1β, IL-6）的释放。

6. 抗器官纤维化作用： 黄芪甲苷对肝纤维化、肺纤维化、肾纤维化均有抑制作用，其核心机制在于抑制转化生长因子-β1（TGF-β1）/Smad信号通路，减少细胞外基质的过度沉积。

作用机制与分子靶点

黄芪甲苷的多重药理作用源于其对细胞内多条信号通路的精密调控。其作用机制网络复杂，以下围绕抗肿瘤和降血糖两个方面，结合提供的靶点信息进行阐述。

1. 抗肿瘤与抗转移机制：
在乳腺癌MDA-MB-231细胞中，黄芪甲苷的抗转移作用与丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路密切相关。ERK1/2和JNK是MAPK家族的重要成员，分别参与细胞增殖、存活和应激反应、凋亡及迁移的调控。黄芪甲苷能有效抑制ERK1/2和JNK的磷酸化（激活），从而阻断其下游信号传导。这一抑制的直接后果是下调MMP-2和MMP-9的基因表达和蛋白活性。MMP-2和MMP-9是降解细胞外基质和基底膜的关键酶，其活性过高是肿瘤细胞发生侵袭和远处转移的核心步骤。因此，通过ERK/JNK-MMPs轴，黄芪甲苷有效遏制了肿瘤细胞的侵袭性表型。

2. 降血糖及其并发症防治机制：
针对高血糖症，黄芪甲苷的作用涉及多个靶点和通路：
* AMPK信号通路：AMP活化蛋白激酶（AMPK）是细胞能量代谢的核心调控器。黄芪甲苷被证实是AMPK的激活剂。激活AMPK可以促进骨骼肌和肝脏的葡萄糖摄取与利用，抑制肝脏糖异生，从而直接降低血糖水平。同时，AMPK的激活还能抑制炎症和氧化应激，这对防治糖尿病并发症至关重要。
* SGLT2与GCK：钠-葡萄糖协同转运蛋白2（SGLT2）是肾脏重吸收葡萄糖的关键蛋白，抑制SGLT2可增加尿糖排泄，达到降糖效果。葡萄糖激酶（GCK）是肝脏葡萄糖代谢的限速酶。黄芪甲苷可能通过调节这些与葡萄糖代谢直接相关的靶点发挥作用，但具体作用方式（激动或抑制）需进一步确认。
* EHMT2与表观遗传调控：组蛋白赖氨酸甲基转移酶2（EHMT2/G9a）是一种表观遗传修饰酶。在高糖环境下，EHMT2可能参与促炎和促纤维化基因的表达调控。黄芪甲苷可能通过抑制EHMT2，逆转高糖引起的不良表观遗传改变。
* PAI-1与纤维化：纤溶酶原激活物抑制剂-1（PAI-1）是纤维化进程的关键促进因子，在糖尿病肾病等并发症中高表达。黄芪甲苷的下调PAI-1作用，与其抗肾纤维化和内皮保护效应直接相关。
* APP/BACE1与神经并发症：β-淀粉样前体蛋白（APP）和β-位点APP裂解酶1（BACE1）是阿尔茨海默病中淀粉样斑块形成的关键分子，也与糖尿病认知功能障碍有关。黄芪甲苷可能通过干预APP/BACE1通路，减少β-淀粉样蛋白产生，发挥神经保护作用。
* 其他靶点：如蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTPN1）是胰岛素信号通路的负调控因子，羧酸酯酶1（CES1）参与脂质代谢，黄芪甲苷对这些靶点的调节作用共同构成了其改善胰岛素抵抗和代谢紊乱的网络。

成药性评价与药代动力学

尽管黄芪甲苷药理活性广泛，但其成药性面临一定挑战，主要源于其较差的溶解性和较低的生物利用度。

药代动力学特征：动物药代动力学研究表明，黄芪甲苷口服吸收缓慢且不完全，绝对生物利用度低（通常<10%）。其在体内分布广泛，但如预测所示，进入脑组织的量有限。黄芪甲苷在体内主要经历水解（去糖基化）代谢，生成次级苷元如环黄芪醇，这些代谢产物往往也具有生物活性，甚至可能是其部分药效的最终执行者。黄芪甲苷及其代谢产物主要经胆汁和粪便排泄，肾脏排泄较少。

成药性挑战与策略：
1. 溶解度与渗透性：低水溶性和中等渗透性使其属于生物药剂学分类系统（BCS）IV类药物，口服吸收是主要限速步骤。
2. 制剂策略：为改善其生物利用度，研究人员开发了多种新型给药系统，包括：纳米制剂（如脂质体、纳米粒、胶束）、固体分散体、磷脂复合物、环糊精包合物等。这些技术能有效增加药物溶解度、促进肠道吸收、提高稳定性，并可能实现一定的靶向递送。
3. 结构修饰：对黄芪甲苷进行化学结构修饰（如合成前药），改善其脂溶性或水溶性，是另一个提高成药性的研究方向。
4. 安全性：现有的毒理学研究（包括急毒、长毒）普遍显示黄芪甲苷毒性较低，安全性窗口较宽，这为其临床开发提供了有利基础。hERG抑制阴性和Ames试验阴性进一步支持了其安全性。

临床应用前景与展望

黄芪甲苷的临床应用前景广阔，但转化之路仍需扎实工作。

当前应用与开发状态：目前，含有黄芪甲苷的黄芪提取物或复方中药制剂已广泛用于临床，辅助治疗心脑血管疾病、糖尿病肾病、慢性肝炎等，但其作为单一成分的化学药物尚处于研发阶段。已有一些以黄芪甲苷为主要成分的注射剂（如用于心肌缺血）和口服制剂进入临床试验研究。

未来发展方向：
1. 适应症聚焦：鉴于其多靶点特性，应优先聚焦于机制相对明确、临床需求迫切的领域。糖尿病肾病和糖尿病心肌病是极具潜力的方向，因其作用机制涵盖了AMPK激活、抗炎、抗纤维化（抑制PAI-1等）等多个环节。肿瘤辅助治疗，特别是抑制肿瘤转移和增敏化疗，也是重要方向。
2. 克服成药性瓶颈：继续优化新型递药系统，开展系统的制剂学-药代动力学-药效学关联研究，是实现临床转化的关键。
3. 深入机制探索：利用组学技术（蛋白质组学、代谢组学）和基因编辑技术，更全面地揭示其作用网络，发现新的生物标志物和联合用药靶点。
4. 联合用药研究：探索黄芪甲苷与现有标准治疗药物（如SGLT2抑制剂、二甲双胍、化疗药）的联合应用，可能产生协同效应，降低副作用，提高疗效。
5. 临床证据积累：设计并实施严谨的随机对照临床试验，获取高级别循证医学证据，是推动其从“潜在药物”走向“临床药物”的最终步骤。

结语

黄芪甲苷作为中药黄芪的明星活性成分，其研究已从早期的活性筛选深入到系统的分子机制阐释和成药性开发阶段。它通过调控ERK/JNK、AMPK等多条信号通路，在抗肿瘤、降血糖、器官保护等方面展现出多维度、多靶点的药理特性。尽管在溶解性和生物利用度方面存在挑战，但通过现代药剂学和药物化学手段，这些障碍正被逐步克服。未来，随着基础研究的持续深入和临床转化步伐的加快，黄芪甲苷有望从一个优秀的天然产物分子，发展成为治疗代谢性疾病、慢性炎症性疾病及肿瘤辅助治疗的创新药物或关键组分，为人类健康贡献源自传统医学的智慧与现代科技的力量。