中草药与保健食品:常见菊科药草的保健功能

中草药是华人祖先传承至今的重要宝藏之一。 单一药草有这么多的民俗药理传说,或有它的道理,但如何证实…?
中草药是华人祖先传承至今的重要宝藏之一。 第1部较完备的药书《神农本草经》出版于东汉时代(206 BC ~ 265 AD),依记载,银杏用于疾病治疗最早始于神农时代(2800 BC)。 本书共记载了365 种药物,其中近70% 是草药。

《神农本草经》把中草药物分为上、中、下品药,除了单一药草即「单方」的使用外,并有由多重药草组成的「复方」。 复方中所谓「君、臣、佐、使」的相互配合、制约与理论精髓,更发挥了中草药最大的使用效能,除达到调养身体与治疗疾病的效果外,并有效减低了中药组成中对人体有害的毒性。

另由明朝李时珍(1518 ~ 1593 AD)撰写的《本草纲目》,介绍了1,892 种药物,其中也以草药为主,共1,099 种。 这本书是世界公认的优良中草药药典,已翻译成多国语言的版本广为流传。 在西药受制于昂贵与发展耗时的瓶颈时,人类开始寻求可能的植物来源的治病保健良方,这也是近年来西方如火如荼地发展植物功能性食品或植物药物的原因之一。

菊科药用植物

台湾由于地理环境的特殊,有中央山脉南北纵贯,又位处亚热带与热带地区,因而兼具寒、温、热带丰富的生物多样性与资源。 以植物为例,根据《台湾植物志》第2 版第6 卷记载,目前​​已鉴定超过6,200 种维管束植物,其中菊科是台湾第3大维管束植物,共有85 属约242 种。

在台湾,约有30% 的菊科植物是常用的民俗草药或野菜,但俗名与正确学名间混用的情况很常见。 例如同样称为「地胆草」的,却分属两种不同学名品种植物,一是Elephantopus mollis (也称为毛莲菜、灯(丁)竖朽),另一是Elephantopus scaber (也称为灯(丁)竖朽)。 前者是白色花冠,后者则是紫色,若单由枝叶外观,一般民众容易混淆。 被称为饥荒草或飞机草的草药也是如此,有Erechtites valerianaefolia (也称为裂叶昭和草)与Crassocephalum crepidioides (或C. rabens ,也称为昭和草或山茼蒿)。 这些药用植物常被宣称具有多种功效,例如消炎、解毒、清热、治肿瘤、肝病、糖尿病等,但传言多缺乏科学药理机制验证。 这些丰富与传奇的草药资源启发了我们近10 年来投入系统性的研发工作,希望使台湾草药科学化并国际化。

草药药理活性分析

草药研究须结合多种科学训练与技术系统,一般的流程包括文献搜寻、目标药草的选择、品种鉴定、大量萃取、生物活性分析与验证、活性成分鉴定、活性抽出物指标指纹图谱建立等。

药理活性即药效的确定,是草药研究最重要的项目之一。 藉由欲探讨的生物活性与相关的疾病,利用系统性的体外(人类或老鼠细胞系统)及体内(动物疾病模型)的研究架构,确认目标草药的药理活性与有效药物浓度。 透过建立系统化与标准化抽取、制备目标药用植物的抽出物,以管柱色层、质谱仪、核磁共振仪等分析方法建立化学指纹图谱,做为活性抽出物的品管标准和再现性的评估与依据。

此外,利用生物活性为基准的分划策略(bioactivity-guided fractionation principle),例如利用体外抗发炎、抗癌细胞活性分析,与老鼠皮肤发炎系统、皮肤黑色素肿瘤或乳癌疾病模型的检测,进行药用植物抗(防)癌保健功效的评估。 这套流程使我们能够从药草的粗抽出物,一层一层深入追踪具有活性的分划层,最后或许能够鉴定出具有显著生物活性的指标化学成分。

新颖生物体学技术系统

近年来因为科学发展日新月异与生物或化学分析仪器的大幅进步,造就了新研究系统的开发与运用,结合这些新颖的科技有助于药草保健功能的快速研发。 例如,利用「比较性植物代谢体学」技术系统,也就是利用串联式高效率分析技术,结合传统的管柱色层分离与光谱、质谱或核磁共振分析,不只可以建构药草抽出物的化学指纹图谱资料,还可有效应用在植物品种的鉴定、不同批次药草的成分品质管制与加速鉴定药草中的活性成分。

此外,可以透过功能性基因体学如微矩阵生物基因晶片分析,与功能性蛋白质体学如二维电泳技术搭配蛋白质质谱分析,研究经过草药处理的细胞或生物组织样品中,人类或动物基因组与蛋白质组的表现差异。 这些分析使得研究人员能够更全面性地寻找目标生物标记,因此可以广泛且深入地了解草药成分的作用机制,并提供药理或医疗保健开发的重要依据。

以下以针对两种台湾常见菊科药用植物所做的科学验证为例供大家参考,期望能做为应用于医药保健开发的新标的。

昭和草昭和草是一年生草本,从字面上看极富日本色彩。 相传这种植物是在日据时代大正、昭和年间,日本政府为了提供在台日军的食粮,利用飞机自空中撒下种子进行繁衍,也让民众能随处采食做为野菜充饥,民间也称为饥荒草、飞机草。 昭和草全草适用,台湾民间宣称可健脾消肿,清热解毒或炎症等。

利用巨噬细胞、癌细胞、基因与细胞活性为基准的体外生物活性测定方法,以及老鼠皮肤发炎与黑色素瘤动物模式,发现昭和草植物抽出物具有活性甘油糖脂质化学成分。 这类化合物除了可以有效降低老鼠皮肤过度的发炎反应外,富含这类化合物的昭和草抽出物,也证实能够有效抑制老鼠皮肤黑色素肿瘤的生长。

咸丰草咸丰草一般又称为鬼针草,是一年生草本,《本草纲目》中也有鬼针草的记载。 全草具有消炎解毒、活血疗伤,以及治疗糖尿病、各式炎症、外伤等功效,是台湾民间常做为青草茶主要成分的药草之一。 在台湾常见的鬼针草,一是大花咸丰草,另一是小花咸丰草,两者不太容易从外观判别。 据研究,它们的化学成分有差异,造成其生物活性上的不同。

以大花咸丰草为例,全草经过热水萃取后,以不同溶媒进行极性分割,发现乙酸乙酯层能显著抑制巨噬细胞经由细菌脂多糖内毒素刺激所产生的发炎反应。 依据生物活性为基准的分划策略,由乙酸乙酯层鉴定出咖啡酸衍生物咖啡酸乙酯,它能够有效发挥抗体外细胞与体内皮肤发炎的效果。 根据这些成果,证明咸丰草的确含有预防或抑制相关发炎症状的活性成分。

此外,也鉴定出咸丰草含有新颖的聚乙炔糖苷化合物,可以透过调控老鼠免疫T细胞分化的方式,预防第一型糖尿病的发生。 而利用体外培养初代人类脐静脉内皮细胞(HUVEC)的生物检定活性系统,鉴定出一类不含糖苷基的聚乙炔化合物具新颖生物活性,可抑制HUVEC 增生、细胞移动和血管管柱结构的形成,以及有显著抑制血管增生的作用。 这项成果显示植物聚乙炔化合物具有开发为癌症化学预防的天然药物或添加物的潜力。

以上两个实例提供我们重要的讯息,单一药草有这么多的民俗药理传说,或有它的道理,但治疗效果并非来自传统全草方式入药,而是有特定单一或多重成分作用在特定标的或病症。 此外,一般实验室的成果都止于动物模式研究,仍须毒理实验、临床前试验、人类临床试验的验证,才可确认是否对人类相关的疾病有效,民众不宜轻易尝试。

台湾丰富的药用植物资源,大多未记录在传统的中药药典中,而在大陆药材真假充斥与真品是否适宜在台湾生长的情况下,应结合不同领域科研者的参与,以及中、西医师和医院的积极投入,进行规模性与系统性的基础与临床试验,开创台湾草药保健与新药的研发。 最重要的是政府能投注大量经费支持进行草药相关的科学研究,以期使台湾草药科学化与国际化的理想早日实现。

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