人参、西洋参非传统药用部位药理活性研究与应用

1.系统总结了人参、西洋参非传统药用部位的研究现状，并对当前人参、西洋参非传统药用部位有效成分的提取方法、纯化工艺、化学成分、药理活性以及人参、西洋参果实色素提取、脱色工艺以及肝肾损伤保护等新近研究成果均有展现。2.结合当前的研究背景，分别重点阐述了人参、西洋参非传统药用部位有效成分的工业化提取流程，并以西洋参果为例详细介绍了人参、西洋参果实利用大孔树脂吸附色素的工艺方法等，初步揭示了人参稀有皂苷Rg3和Rg5的工业化生产的可行性。3.从多靶点、多角度较为系统地阐明了人参、西洋参非传统药用部位在改善药源性肝肾损伤等方面的药效学作用，突出揭示了人参、西洋参非传统药用部位的药用价值。4.系统论述了人参、西洋参非传统药用部位的开发价值，是编者十余年科研究成果的集中体现。

本书系统论述了人参、西洋参非传统药用部位的开发价值，是著者十余年科研成果的集中体现。全书共分为3篇内容，第1篇绪论较为详细地介绍了国内外学者在人参、西洋参非传统药用部位以及药源性肝肾损伤等常见药理学领域的最新研究成果；第2篇为人参、西洋参非传统药用部位综合开发与利用，重点阐述了人参、西洋参非传统药用部位有效成分的工业化提取流程，初步揭示了人参稀有皂苷Rg3和Rg5工业化生产的可行性；第3篇为人参、西洋参非传统药用部位药理活性研究，从多靶点、多角度阐述了人参、西洋参非传统药用部位的药理学研究成果，较为系统地阐明了人参、西洋参非传统药用部位在改善药源性肝肾损伤等方面的药效学作用，突出揭示了人参、西洋参非传统药用部位的药用价值。本书具有原创性和学术价值，可供从事中药资源与开发相关专业以及临床新药研发的科研工作者参考使用，对于相关专业的本科生和研究生也有较强的参考价值。

李伟，吉林农大，教授，副院长，2007年至今一直从事药用植物资源开发与利用的研究工作。近五年，主要围绕人参、西洋参等多种药用植物的资源评价、成分分离与鉴定、活性筛选及产品开发进行了卓有成效的研究工作，位列“药理学与毒理学”ESI学科吉林省第五名。申请国家发明专利32项，授权14项，实现成果转让5项。曾主持和参与了多项“国家自然基金青年基金”、吉林省科技厅项目等，获得“吉林省专利奖”金奖及多项“吉林省自然科学学术成果奖”。

第1篇绪论
1人参非传统药用部位的研究现状6
1.1有效成分提取分离、纯化工艺研究进展6
1.1.1人参有效成分的提取分离方法7
1.1.2人参有效纯化的分离纯化方法10
1.1.3小结12
1.2人参非传统药用部位主要化学成分的研究进展12
1.2.1人参皂苷类13
1.2.2黄酮类16
1.2.3有机酸类17
1.2.4挥发油类18
1.2.5多糖类18
1.2.6氨基酸类19
1.2.7无机元素19
1.2.8甾类19
1.2.9其他成分19
1.2.10小结20
1.3人参非传统药用部位药理活性研究进展20
1.3.1抗肿瘤作用20
1.3.2抗氧化作用21
1.3.3延缓衰老作用21
1.3.4增强免疫力22
1.3.5保护心血管系统22
1.3.6对内分泌系统的影响23
1.3.7促进学习记忆功能24
1.3.8降血糖作用24
1.3.9其他药理作用25
1.3.10小结25
1.4人参非皂苷类成分的研究进展25
1.4.1人参果花青素的研究进展26
1.4.2精氨酸衍生物28
1.4.3小结31

2西洋参非传统药用部位的研究现状32
2.1西洋参非传统药用部位的色素提取和脱色工艺研究进展32
2.1.1西洋参茎叶和果实中色素的提取方法33
2.1.2西洋参果脱色工艺研究34
2.1.3小结36
2.2西洋参非传统药用部位主要化学成分的研究进展36
2.2.1人参皂苷类37
2.2.2黄酮类41
2.2.3挥发油类41
2.2.4聚炔类41
2.2.5脂肪酸类42
2.2.6糖类42
2.2.7甾醇类42
2.2.8氨基酸42
2.2.9其他成分42
2.2.10小结43
2.3西洋参非传统药用部位药理活性研究进展43
2.3.1抗肿瘤作用44
2.3.2抗氧化作用44
2.3.3降血糖和降血脂作用45
2.3.4抗心肌缺血作用46
2.3.5提高肌体免疫力46
2.3.6延缓衰老作用47
2.3.7对内分泌系统的作用47
2.3.8其他药理作用47
2.3.9小结48

3肝肾损伤保护等主要药理学研究现状49
3.1对乙酰基氨基酚致肝损伤的研究进展49
3.1.1APAP诱导肝损伤潜在的机制50
3.1.2中药以及天然药物防治APAP诱导肝损伤的研究进展52
3.1.3APAP致肝损伤研究展望53
3.2顺铂致急性肾损伤的研究进展53
3.2.1顺铂致肾毒性的可能机制54
3.2.2顺铂肾毒性研究现状55
3.2.3顺铂肾毒性的前景展望56

第2篇人参、西洋参非传统药用部位综合开发与利用
1人参、西洋参非传统药用部位有效成分的工业化提取工艺流程61
1.1实验材料61
1.2实验方法62
1.2.1西洋参果提取62
1.2.2西洋参果浸膏分离前处理63
1.2.3大孔树脂富集人参皂苷63
1.3小结66

2人参花蕾中丙二酰基人参皂苷的提取分离和结构鉴定68
2.1仪器与实验材料69
2.1.1主要实验仪器69
2.1.2试剂与实验材料69
2.1.3药材70
2.2人参皂苷在正丁醇/水两相的分配关系70
2.2.1样品溶液制备70
2.2.2色谱条件70
2.2.3结果71
2.2.4讨论73
2.3化合物的分离、纯化、鉴定73
2.3.1概述73
2.3.2提取与富集73
2.3.3分离纯化75
2.3.4人参皂苷的结构鉴定75
2.4小结与讨论102

3皂苷类成分的制备工艺优化及转化机理研究103
3.1人参、西洋参茎叶提取物的成分分析及热裂解皂苷的制备工艺优化104
3.1.1材料与方法104
3.1.2结果107
3.1.3讨论125
3.1.4小结128
3.2人参茎叶总皂苷的高效利用及热裂解皂苷Rk1和Rg5的转化机理探究128
3.2.1仪器、材料与试剂129
3.2.2人参皂苷Rk1和Rg5的制备及优化129
3.2.3结果135
3.2.4小结135

4二醇组皂苷Rb1转化成Rg5的条件优化136
4.1实验仪器与试剂136
4.1.1仪器136
4.1.2试剂136
4.2实验方法与结果137
4.2.1HPLC分析137
4.2.2单因素实验138
4.2.3正交试验分析139
4.3小结140

第3篇人参、西洋参非传统药用部位药理活性研究
1GSLS对顺铂致肾损伤的保护作用及机制研究144
1.1材料与方法144
1.1.1药品与试剂144
1.1.2实验动物145
1.1.3实验设计145
1.1.4体重变化和脏器系数的测定145
1.1.5血清中CRE、BUN和肾组织中GSH、CAT的测定145
1.1.6血清中TNF-α和IL-1β炎症因子的测定146
1.1.7肾组织病理学分析146
1.1.8肾小管细胞凋亡检测147
1.1.9统计学方法147
1.2实验结果147
1.2.1GSLS对CDDP致肾损伤小鼠体重及脏器系数的影响147
1.2.2GSLS对CDDP 致肾损伤小鼠血清中BUN、CRE水平及肾组织中GSH和CAT含量的影响148
1.2.3GSLS 对CDDP 致肾损伤小鼠血清中TNF-α和IL-1β水平的影响148
1.2.4GSLS 对 CDDP 致肾损伤小鼠组织形态的影响149
1.2.5GSLS 对CDDP 致肾损伤小鼠细胞凋亡的影响151
1.3讨论153
1.4小结154

2PQS对对乙酰氨基酚致肝损伤的保护作用及机制研究155
2.1材料与方法155
2.1.1材料与试剂155
2.1.2仪器156
2.1.3实验动物和细胞系156
2.1.4动物实验设计157
2.1.5肝组织中生物学指标检测157
2.1.6肝组织中炎症指标检测157
2.1.7组织病理学分析157
2.1.8Hoechst 33258染色157
2.1.9TUNEL染色158
2.1.10免疫组织化学以及免疫荧光染色158
2.1.11蛋白质印迹法158
2.1.12HepG2细胞实验设计159
2.1.13统计分析159
2.2结果159
2.2.1PQS对小鼠体重以及器官指数的影响159
2.2.2PQS对生物学指标的影响160
2.2.3PQS改善APAP诱导的氧化应激160
2.2.4PQS改善APAP诱导的硝化应激163
2.2.5PQS改善APAP诱导的炎症反应163
2.2.6PQS改善APAP诱导的肝组织病理学改变165
2.2.7PQS改善APAP诱导的肝细胞凋亡165
2.2.8PQS对HepG2细胞损伤的保护作用165
2.3讨论168
2.4小结170

3PQS对顺铂致肾损伤的保护作用及机制研究171
3.1实验材料172
3.1.1药材与试剂172
3.1.2实验仪器172
3.1.3实验动物172
3.2实验方案173
3.2.1血清中BUN、CRE及肾组织中GSH、SOD和MDA含量的测定173
3.2.2血清中炎症因子的测定173
3.2.3组织切片病理学检测173
3.2.4Hoechst 33258染色分析174
3.2.5TUNEL染色分析174
3.2.6免疫组织化学染色174
3.2.7免疫荧光染色分析174
3.2.8实时定量PCR175
3.2.9蛋白质印迹法175
3.2.10数据统计分析175
3.3结果175
3.3.1PQS对小鼠体重、肾指数和肾功的影响175
3.3.2PQS对小鼠肾组织中氧化应激的影响176
3.3.3PQS对小鼠肾组织病理学变化的影响177
3.3.4PQS对小鼠体内炎症的影响179
3.3.5PQS对小鼠体内肾细胞凋亡的影响182
3.4讨论184
3.5小结186

4GFG对对乙酰氨基酚致肝损伤的保护作用及机制研究187
4.1材料与方法188
4.1.1实验动物188
4.1.2材料仪器188
4.1.3药物配制188
4.1.4动物分组及处理189
4.1.5计算免疫器官指数189
4.1.6血清学指标189
4.1.7氧化应激指标189
4.1.8炎症指标189
4.1.9H&E染色189
4.1.10Hoechst 33258染色190
4.1.11免疫组织化学染色190
4.1.12免疫荧光染色190
4.1.13统计学方法191
4.2结果191
4.2.1GFG对APAP诱导小鼠肝损伤脏器指数的影响191
4.2.2GFG对APAP诱导小鼠血清指标的影响191
4.2.3GFG对小鼠肝脏中GSH和MDA的影响192
4.2.4GFG对小鼠肝组织炎症因子的影响192
4.2.5GFG对小鼠肝组织病理变化的影响193
4.2.6GFG对小鼠肝组织细胞凋亡的影响193
4.2.7GFG对小鼠肝组织COX-2和Bax蛋白表达的影响194
4.2.8GFG对小鼠肝组织4-HNE和CYP2E1表达的影响195
4.3讨论196
4.4小结196

5GFA对药源性肝肾损伤的保护作用197
5.1GFA对对乙酰氨基酚致肝损伤的保护作用及机制研究197
5.1.1材料与方法197
5.1.2结果200
5.1.3讨论204
5.1.4小结206
5.2GFA对顺铂致肾损伤的保护作用及机制研究206
5.2.1材料与方法206
5.2.2结果210
5.2.3讨论218
5.2.4小结220

6AGB对对乙酰氨基酚致肝损伤的保护作用及机制研究221
6.1材料与方法221
6.1.1材料与试剂221
6.1.2仪器223
6.1.3实验动物223
6.1.4动物实验设计223
6.1.5肝组织中生物学指标检测223
6.1.6肝组织中炎症指标检测224
6.1.7组织病理学分析224
6.1.8Hoechst 33258染色224
6.1.9TUNEL染色224
6.1.10免疫荧光染色224
6.1.11Western Blot225
6.1.12统计分析225
6.2结果225
6.2.1AGB对血清中GPT和GOT的影响225
6.2.2AGB改善APAP诱导的氧化应激226
6.2.3AGB改善APAP诱导的炎症反应228
6.2.4AGB改善APAP诱导的肝组织病理学改变228
6.2.5AGB改善APAP诱导的肝细胞凋亡231
6.3讨论232
6.4小结235

7AGB对顺铂致肾损伤的保护作用及机制研究236
7.1实验材料236
7.1.1药材与试剂236
7.1.2实验仪器237
7.1.3实验动物237
7.2实验方案237
7.2.1血清中肾功指标检测238
7.2.2血清中炎症因子的测定238
7.2.3肾组织中氧化指标的测定238
7.2.4H&E染色分析238
7.2.5Hoechst 33258染色分析238
7.2.6TUNEL染色分析239
7.2.7免疫组织化学染色239
7.2.8免疫荧光染色分析239
7.2.9Western Blot分析239
7.2.10数据统计分析239
7.3结果240
7.3.1AGB对小鼠体重、肾指数和肾功的影响240
7.3.2AGB对小鼠体内氧化应激的影响240
7.3.3AGB对小鼠组织病理学变化的影响241
7.3.4AGB对顺铂诱导的细胞凋亡的影响241
7.3.5AGB对顺铂诱导的MAPK信号通路激活的影响246
7.3.6AGB对顺铂诱导的NF-κB信号活化的影响248
7.4讨论249
7.5小结252

参考文献253

中药资源是国家的战略性资源，是中药产业发展的根基，具有重要的利用价值和开发价值。吉林省是我国地方药材的重要产区之一，蕴藏着丰富的药用植物资源。长白山是吉林省的“第一名片”，也是举世瞩目的“物种基因库”“自然博物馆”和国家级自然保护区，植物资源达2300多种，药用植物870种以上，是我国五大药库之一。吉林省为贯彻落实党中央、国务院的决策部署，高效开发地方特色资源，并整合各产业的资源要素，全力推进“三个五”发展战略，先后制定了“一主、六双”产业空间布局规划、出台了《长辽梅通白敦医药健康产业走廊发展规划（2018—2025年）》《长春国家级创新创业基地发展规划》《吉林省人民政府关于振兴人参产业的意见》以及《关于加快推进全省人参产业高质量发展的实施意见》等系列政策，着力促进地方特色植物资源的高效开发，推动医药健康产业的创新升级。
近年来，吉林省委、省政府将医药健康产业纳入“一主六双”高质量发展战略，为人参产业发展壮大创造了良好环境。人参（Panax ginseng）和西洋参（Panax quinquefolius）作为中草药中最具代表性的两种药用植物，均适宜生长于冷凉性气候环境，在外观形态、化学成分组成以及生物学特性方面均有一定的相似性，是我国人参产业发展的典型代表。人参和西洋参因具有强大的生物活性，被广泛应用于产品开发、临床救治和新药研发等多个领域。据统计，在国际市场，人参（以鲜品计）的年贸易规模约10万吨，目前中国人参产量约占国际人参总产量的70%，而每年鲜参需求量达800吨以上，干品年用量达6000吨左右，尤其在2012年人参被列为新资源食品之后，人参需求量大幅增加，加之出口量逐年加大，鲜人参出口的总量约占需求量的30%。与人参相比，西洋参发展起步较晚，自1975年由国外引种栽培成功以来，势头发展迅猛，种植技术不断提升。目前我国西洋参逐步形成吉林省和山东省两大道地产区，年总产量达6000吨以上，约占全国总产量的80%，而西洋参年需求量达3500～4000吨，其出口量近1500吨以上。人参和西洋参是当前需求最大、出口药材数量最多的两种药用植物。
尽管人参和西洋参在我国栽培种植面积较广，作为药用植物资源使用历史悠久，但随着市场需求及出口规模日益加大，可持续发展面临着前所未有的挑战，加强二者全植株的高效利用，实现对其非传统药用部位的综合开发，是二者能否可持续发展的关键。深度开发与利用人参和西洋参等非传统药用部位（花蕾、果实、茎叶），对于二者资源的可持续健康发展具有重要的现实意义，亦能够为其他中药资源的综合开发与利用树立良好典范。
本书聚焦当前人参和西洋参非传统药用部位的研究背景，结合作者十余年的教学和科研成果，针对人参、西洋参非传统药用部位丙二酰基人参皂苷的挖掘、结构解析，皂苷类成分的高效提取分离、稀有人参皂苷的制备以及主要药理活性评价等方面进行总结。本书较为详尽地阐述了人参、西洋参非传统药用部位的活性成分在药源性肝肾损伤方面的药效学作用，并揭示其可能的分子机制。本书原创价值颇高，其主体内容先后获得9件授权发明专利，完成10篇硕士和博士论文，在国内外刊物发表36篇学术论文。本书较为系统地总结了人参、西洋参非传统药用部位的综合开发和利用，为人参、西洋参全植株的高效开发提供理论基础，以期从资源开发角度对药用植物高效利用的可行性进行探讨，为实现人参、西洋参的全植株开发以及其他植物资源的可持续发展提供一定的科学依据，并拓宽中药资源的合理开发和利用范围。
2020年初，突如其来的新冠疫情无疑将中医药提高到了前所未有的高度，尤其将人参列入《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》中，并作为重症期患者的首选中药处方关键中药之一，进一步彰显了人参“回阳救逆”的突出药用价值，也为中药研发及医药企业的创新升级提供了良好的契机。本书的学术价值较高，该书的出版对于从事中药教学、医药新药的研发者以及药用植物资源高效利用等方面的科研工作者极具参考价值。著者总结十余年的研究成果，倾心撰写此书，以期能够为医药健康发展及中药现代化提供必要理论依据。
本书在编著过程中得到了本领域相关学者的大力支持和鼓励，本书所提供的研究成果得到了国家高层次人才特殊支持计划和吉林省中青年领军人才支持计划等基金的资助，再次表示感谢。
由于本书属原创性著作，著者学识有限，时间仓促，难免会有不足之处，敬请同行学者和广大读者批评指正。

著者
2023年8月