马鞭草苷

英文名: Verbenalin
中文别名:
英文别名: Verbenaloside; Cornin
Cas 号: 548-37-8
产品编码：BP1435
分子式: C₁₇H₂₄O₁₀
分子量: 388.369
来源: Verbena officinalis, Verbena stricta and other Verbena spp., Penstemon nitidus and Cornus florida

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，标准包装10mg，20mg，50mg；可以按客户需求包装。
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马鞭草苷的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

引言/概述

天然产物作为药物发现与开发的重要源泉，在人类对抗疾病的漫长历史中扮演着不可替代的角色。其中，萜烯糖苷类化合物因其结构多样性和广泛的生物活性，一直是药物化学与药理学研究的热点。马鞭草苷（Verbenalin， CAS号：548-37-8），作为一种典型的环烯醚萜苷类化合物，主要从传统药用植物马鞭草（Verbena officinalis L.）中分离得到。马鞭草在中医及多个国家的传统医学体系中常用于治疗发热、感染、炎症及神经系统相关疾患，其现代药理学研究逐步揭示了马鞭草苷作为其关键活性成分之一的重要价值。

近年来，随着现代分离鉴定技术和分子生物学研究的深入，马鞭草苷的药理活性谱不断拓展。研究表明，其不仅展现出显著的抗炎、抗病毒和神经保护作用，更在针对特定分子靶点的研究中显示出令人瞩目的潜力，例如与严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）关键蛋白的相互作用。其在肝炎、阿尔茨海默病等炎症与神经退行性疾病模型中的积极效应，进一步提示了其作为新型治疗候选分子的可能性。本文旨在系统综述马鞭草苷的化学特性、植物来源、药理活性、作用机制、成药性及其临床应用前景，以期为该化合物的深入研究和开发利用提供全面的学术参考。

化学结构与理化性质

马鞭草苷的化学名称为 (1S,4aS,7aS)-1-(β-D-吡喃葡萄糖氧基)-7-羟甲基-1,4a,5,6,7,7a-六氢环戊并[c]吡喃-4-羧酸内酯，分子式为 C17H24O10，分子量为 388.3690。其结构属于环烯醚萜苷类，由一个环戊烷并吡喃环（环烯醚萜元）通过糖苷键与一分子β-D-葡萄糖相连。这种独特的刚性环系与亲水性糖基的组合，决定了其基本的理化性质和生物活性特征。

从成药性相关参数分析，马鞭草苷表现出典型的极性分子特性。其计算脂水分配系数（LogP）为 -0.8915，表明其具有较好的亲水性。拓扑极性表面积（TPSA）高达 151.98 Ų，这主要归因于分子中多个氧原子（糖基和酯羰基）的存在。高TPSA值与良好的水溶性（约42.0672 mg/L）相吻合，预示其具有较好的溶解性，有利于口服制剂的开发。然而，较高的极性和较大的极性表面积也对其跨膜渗透能力构成挑战，其血脑屏障（BBB）透过性预测为“低”，这与其神经保护活性看似矛盾，提示其作用可能涉及外周抗炎或间接的神经保护机制，或其活性代谢产物可能具备更好的入脑能力。在早期安全性筛选中，马鞭草苷未显示hERG钾通道抑制活性（hERG抑制：否），且Ames试验结果为阴性（0.0），初步提示其心脏毒性风险和遗传毒性风险较低，为其进一步开发提供了有利的安全性起点。

植物来源与提取方法

马鞭草苷主要来源于马鞭草科植物马鞭草（Verbena officinalis L.）的全草。马鞭草广泛分布于全球温带至热带地区，在中国各地均有野生或栽培，是一种历史悠久的药用植物。除马鞭草外，该化合物也少量存在于同科属的其他植物如美女樱（Verbena hybrida）以及某些杜仲叶中，但马鞭草仍是其最主要的天然来源。

从植物材料中提取马鞭草苷通常采用溶剂提取法。鉴于其糖苷结构的亲水性，常用水、甲醇、乙醇或不同比例的醇-水混合溶剂进行浸提或回流提取。例如，采用70%-80%的乙醇水溶液在加热条件下提取，可以较好地平衡提取效率与杂质溶出。随后，通过大孔吸附树脂（如AB-8、D101型）柱层析进行富集纯化是常用策略，利用树脂对糖苷类化合物的吸附特性，用水和不同浓度乙醇进行梯度洗脱，可有效去除多糖、蛋白质等杂质，初步富集马鞭草苷。进一步的纯化则依赖于硅胶柱层析、反相硅胶柱层析（如ODS-C18）及制备型高效液相色谱（HPLC）等技术。现代分析鉴定多采用高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）或核磁共振波谱（NMR）进行定性与定量分析。近年来，超声辅助提取、微波辅助提取等绿色提取技术也被应用于马鞭草苷的提取过程中，以提高提取效率、缩短时间并减少溶剂消耗。

药理活性研究

大量体内外药理学研究证实，马鞭草苷具有多方面的生物活性，其核心围绕抗炎、神经保护及抗病毒作用展开。

1. 抗炎活性： 马鞭草苷在多种急慢性炎症模型中均表现出显著的抗炎效果。在脂多糖（LPS）诱导的RAW 264.7巨噬细胞炎症模型中，马鞭草苷能剂量依赖性地抑制一氧化氮（NO）、前列腺素E2（PGE2）以及多种炎症介质的产生。在角叉菜胶或醋酸诱导的小鼠足爪肿胀、二甲苯诱导的小鼠耳廓肿胀等急性炎症模型中，马鞭草苷口服给药可有效减轻组织水肿和炎性细胞浸润。在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠实验性结肠炎等慢性炎症模型中，马鞭草苷也能改善结肠病理损伤，降低疾病活动指数。

2. 神经保护与改善认知功能活性： 这是马鞭草苷近年来备受关注的活性领域。在β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导的阿尔茨海默病（AD）细胞模型中，马鞭草苷能提高神经元存活率，减少细胞凋亡。在动物实验中，马鞭草苷可改善东莨菪碱或Aβ诱导的小鼠学习记忆障碍，其机制与减轻脑内炎症、氧化应激以及调节胆碱能系统有关。此外，在脑缺血再灌注损伤模型中，马鞭草苷也显示出减少脑梗死体积、改善神经功能缺损的作用。

3. 抗病毒活性： 传统上马鞭草用于治疗感冒发热，现代研究为其抗病毒作用提供了依据。尤为引人注目的是，计算机模拟（分子对接）和部分生化实验研究表明，马鞭草苷能与SARS-CoV-2的RNA依赖的RNA聚合酶（nsp12）蛋白活性口袋具有较强的结合亲和力，提示其可能干扰病毒基因组的复制，为开发抗新冠病毒药物提供了新的先导化合物线索。此外，其对流感病毒、疱疹病毒等也显示出一定的抑制活性。

4. 保肝活性： 在四氯化碳（CCl4）、对乙酰氨基酚（APAP）或LPS/D-半乳糖胺诱导的急性肝损伤小鼠模型中，马鞭草苷预处理能显著降低血清中转氨酶（ALT/AST）水平，减轻肝组织病理学改变，其保肝作用与抗炎、抗氧化机制密切相关。

作用机制与分子靶点

马鞭草苷的多重药理活性源于其对细胞内多条信号通路的调控和对多个关键靶点的相互作用。其抗炎作用机制研究最为深入，涉及一个复杂的靶点网络：

• 核因子-κB（NF-κB）信号通路： NF-κB是炎症反应的核心转录因子。马鞭草苷能抑制IκBα的磷酸化和降解，从而阻止NF-κB p65亚基向细胞核的转位，进而下调其下游众多炎症因子基因的表达，包括肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）、诱导型一氧化氮合酶（NOS2）以及环氧合酶-2（PTGS2/COX-2）。这是其发挥广泛抗炎效应的主要机制之一。
• 信号转导与转录激活因子3（STAT3）通路： STAT3是另一条重要的促炎和促存活信号通路节点。马鞭草苷可抑制IL-6等细胞因子诱导的STAT3磷酸化及活化，阻断其下游基因转录。
• NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体： 炎症小体的激活导致 caspase-1（CASP1）的活化，进而促进IL-1β和IL-18的成熟与释放。研究显示，马鞭草苷能抑制NLRP3炎症小体的组装和激活，减少caspase-1的剪切和活性IL-1β的分泌。
• 环氧合酶（COX）与瞬时受体电位（TRP）通道： 马鞭草苷对前列腺素合成过程中的关键酶PTGS1/COX-1和PTGS2/COX-2有一定调节作用。同时，有研究提示其可能通过调节TRPV1和TRPA1等疼痛与炎症相关的离子通道活性，参与镇痛和抗神经源性炎症过程。
• 氧化应激相关通路： 马鞭草苷能增强细胞内抗氧化防御系统，如上调超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性，降低丙二醛（MDA）水平，从而减轻氧化应激损伤，这在神经保护和保肝作用中至关重要。

在抗病毒方面，其与SARS-CoV-2 nsp12蛋白的结合，可能通过空间位阻或变构效应干扰该酶与RNA模板/底物的结合或催化活性，从而抑制病毒复制。在神经保护中，除上述抗炎抗氧化机制外，还可能涉及抑制乙酰胆碱酯酶活性、调节神经营养因子表达等。

成药性评价与药代动力学

尽管马鞭草苷在体外和动物模型中显示出良好的活性，但其成药性，特别是药代动力学性质，是决定其能否成功开发为药物的关键环节。

现有的初步药代动力学研究（主要基于啮齿类动物）揭示了马鞭草苷的一些特征：口服给药后，其吸收速度较快，但绝对生物利用度可能受其高极性和首过效应的影响而处于中等或偏低水平。其在体内分布较广，但由于血脑屏障透过性低，在脑组织中的原形药物浓度有限，这与其观察到的中枢效应提示其活性可能部分归因于代谢产物或外周作用介导的间接机制。马鞭草苷在体内主要经历水解、氧化和结合等代谢反应。作为糖苷，其在肠道菌群和/或组织中的β-葡萄糖苷酶作用下，可能水解生成苷元（马鞭草苷元），后者脂溶性增强，可能具有不同的生物活性和分布特性。此外，羟基化、硫酸化或葡萄糖醛酸化也是其可能的代谢途径。原形药物及其代谢产物主要经肾脏通过尿液排泄。

综合其理化性质（良好水溶性、低LogP、高TPSA）和初步药动学行为，马鞭草苷属于生物药剂学分类系统（BCS）中的III类（高溶解性、低渗透性）化合物。这为其制剂开发指明了方向：提高口服生物利用度是首要挑战。策略可能包括：① 制剂技术：采用固体分散体、环糊精包合、纳米晶或脂质体等制剂手段，提高其溶解度和溶出速率，或促进其通过淋巴转运等途径吸收。② 前药策略：对其糖基或苷元部分进行结构修饰，制备脂溶性更高的前药，改善膜渗透性，在体内再转化为活性形式。③ 联合给药：与P-糖蛋白抑制剂等联合使用，可能减少其外排，提高吸收。

临床应用前景与展望

马鞭草苷作为一种多靶点、多功效的天然活性分子，在多种疾病的防治中展现出广阔的应用前景。

1. 炎症相关性疾病： 鉴于其明确的抗炎机制和良好的动物实验效果，马鞭草苷有望开发用于治疗类风湿性关节炎、炎症性肠病（如溃疡性结肠炎）、皮炎等慢性炎症性疾病。其多靶点作用特点可能带来更好的疗效和更低的耐药性风险。

2. 神经系统疾病： 阿尔茨海默病是其最具潜力的应用方向之一。目前AD治疗药物匮乏，马鞭草苷通过抗炎、抗氧化、抗Aβ毒性等多重机制发挥神经保护作用，符合AD多因素发病机制的治疗策略。尽管原形药物入脑困难，但通过制剂改良或利用其代谢产物活性，有望突破这一瓶颈。此外，在脑卒中后神经修复、血管性痴呆等领域也值得探索。

3. 病毒性感染： 特别是针对新冠病毒的研究，为马鞭草苷作为抗病毒药物或辅助治疗药物提供了新的思路。需要进一步开展严格的体外抗病毒实验和体内感染模型验证，明确其疗效和机制。

4. 药物联合治疗： 马鞭草苷可能作为辅助药物，与现有标准治疗药物联用，起到增效减毒的作用。例如，与抗炎药联用治疗关节炎，与胆碱酯酶抑制剂联用治疗AD，或与抗病毒药联用治疗病毒感染。

然而，将其从候选化合物推向临床药物仍面临诸多挑战：首先，需要系统完成临床前药效学评价，在更接近人类疾病的动物模型中进行验证。其次，必须开展全面的临床前安全性评价（GLP毒理研究），明确其长期使用的毒性靶器官和最大耐受剂量。再者，需深入阐明其体内主要活性形式（是原形药还是代谢产物），并优化其药代动力学特性。最后，稳定、可控的原料药规模化生产工艺和质量标准也需同步建立。

结语

马鞭草苷作为传统药用植物马鞭草的关键活性成分，是现代天然产物药物研究的优秀范例。从化学结构上看，它是一个典型的环烯醚萜苷；从药理作用上看，它构成了一个以抗炎为核心，辐射至神经保护、抗病毒、保肝等多领域的活性谱；从作用机制上看，它通过调控NF-κB、STAT3、NLRP3等关键信号节点，作用于一个丰富的分子靶点网络。这些特性使其在治疗复杂的多因素疾病，如阿尔茨海默病和慢性炎症性疾病方面，具有独特的优势。

尽管在成药性，尤其是口服吸收和血脑屏障透过方面存在挑战，但现代药物化学和药剂学为此提供了多种解决方案。未来研究应聚焦于：深入揭示其体内代谢命运与活性归属；利用结构生物学手段明确其与关键靶点（如SARS-CoV-2 nsp12）的精确作用模式；通过合理的结构修饰或先进的递送系统改善其药代动力学性质；并最终推动其完成规范的临床前开发，走向临床研究。马鞭草苷的研究不仅有助于开发新型治疗药物，也为深入理解传统草药的科学内涵提供了重要线索，体现了从传统智慧到现代创新的转化医学价值。