路邊採藥 四季盛開的大花咸豐草 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

路邊採藥 四季盛開的大花咸豐草

建立於 2016/03/15
作者:王升陽(中興大學森林學系特聘教授、中研院農業生物技術研究中心合聘研究員)

告別濕冷的冬天,又回到百花齊放的季節。這個季節開花的植物雖多,但三月我卻想寫寫一年四季都努力開著花,認真活著的大花咸豐草。

聽我這麼說,認識它的人可能會皺個眉頭說:「大花咸豐草?不就是那個入侵種?」是啊!在台灣平地看到的菊科(Compositae)鬼針草屬(Bidens)的植物大概就是大花咸豐草了,小花咸豐草及黃花咸豐草等可能要有點運氣才會碰到。

大花咸豐草。攝影:王升陽。

大花咸豐草。攝影:王升陽。

初會菊科藥草

對於大花咸豐草我有一種說不出的情感,一方面我覺得它漂洋過海來到這,卻可以努力地開著花繁衍著後代,或許人類從生態保育的角度來看,會覺得它是討厭的入侵種,但是有時候我常在想人類在這滄海桑田的時空演化中又是扮演了什麼角色?另一方面,現在想起來我開始認真地研究大花咸豐草的化學成分時,可算是我研究生涯中「最幸福」的時期。那時我在中研院做博士後研究,上面有老闆幫我找錢拼計畫頂著,我只要開心的作研究寫論文就好,那真是一段美好的時光。

應該是2002年,那時的國科會(科技部的前身)要楊寧蓀主任組一團人去法國開一個台法雙邊天然藥物研討會,我有幸被楊老師選中,要我隨這群當時已是有頭有臉的大教授一同前去。我認真地準備著要上場的演講,台灣的菊科草藥的研究進展就是我演講的主題,我開始搜尋整理台灣學者對菊科藥草的研究成果,同時也拉著太太有空就跑去台北西昌街青草巷去跟那邊的「大師」們混,除了吸取這些草藥的使用方法外,也請他們幫我採藥草,接著就拿回中研院煮藥、分成分、做活性篩選。這樣做自己喜歡的事,其實很幸福。

從化學成分來說,大花咸豐草含有豐富的黃酮類化合物(flavonoids),在葉子中就高達5%,主要的類型是查爾酮類(chalcones)和黃酮醇類 (flavonols)。另外,咸豐草成分中也含有一些菊科植物中較特殊的多炔類(polyacetylenes)化合物,這種具有不飽和的三鍵化合物在咸豐草中多以醣苷的型式存在。除了上述兩類化合物外,大花咸豐草中亦含有豐富的如咖啡酸之酚酸類(phenolic acid)化合物,同樣的除了游離態之酚酸外,這些酚酸類化合物也多以糖相接。

菊科植物最進化

在種子植物中,菊科是最進化也是數量最大的科之一,約有1000個屬,超過2萬5000種,本科包含了許多重要的藥用植物、油料植物、蔬菜和觀賞植物。這個在植物演化過程中年輕且進化程度較高的科,雖然出現在地球的時間較晚,但由於它們具有較先進的植物形態結構,且對於環境的適應力強,使得菊科植物不論是在種的數量還是分布的範圍均為種子植物之冠。研究指出大花咸豐草每個小花的花柱基部有圓筒狀的蜜腺圍繞,單個花序內可自交,自交結實率和花粉活力高。

而主要授粉昆蟲包括灰蝶科(Lycaenidea)、粉蝶科(Pieridae)和黃蜂科(Braconidae)。對咸豐草而言,其靈活交配機制是其廣泛分布的主要原因,此外其結實量大、種子生產迅速且適於傳播,以及種子萌發範圍廣和快速萌發等特性也是其入侵性強的原因。

消炎青草路邊有

大花咸豐草是台灣重要的蜜源植物,攝影:王升陽。

大花咸豐草是台灣重要的蜜源植物。攝影:王升陽。

如果您跟我一樣喜歡喝青草茶的話,菊科的草藥是台灣民間常用的原料,當然大花咸豐草也是各家廣為使用的藥草。從組成分角度來看,咸豐草含有的豐富黃酮類與酚酸類確實為極佳的抗氧化與抗發炎的成分,在我的活性篩選結果看來,菊科草藥的熱水萃取物中,大花咸豐草對細胞抗氧化與抗發炎是表現最好的藥草之一。

我要特別說明的是,抗氧化與抗發炎這兩種廣被研究的生物活性雖是「粗篩」,但結果卻是可提供未來進行特殊病症研究的重要指標。

我對於菊科藥草的篩選結果為基礎,這些成果在過去15年間在中研院農生中心的傑出科學家手上陸續「開花結果」。如徐麗芬研究員(我博士後時的老闆)與成大的吳梨華教授就利用體外培養初代人類臍靜脈內皮細胞(HUVEC)的生物檢定活性系統,在大花咸豐草中鑑定出一類不含糖苷基的聚乙炔化合物具新穎生物活性,可抑制 HUVEC 增生、細胞移動和血管管柱結構的形成,以及有顯著抑制血管增生的作用。這項成果顯示植物聚乙炔化合物具有開發為癌症化學預防的天然藥物或添加物的潛力。

那時在徐老師實驗室還有一位我相當傑出的學弟江一民博士,他將大花咸豐草全草經過熱水萃取後,以不同溶劑進行極性分割,發現乙酸乙酯層能顯著抑制巨噬細胞經由細菌脂多醣內毒素刺激所產生的發炎反應。依據生物活性為基準的分劃策略,由乙酸乙酯層鑑定出咖啡酸衍生物咖啡酸乙酯,它能夠有效發揮抗體外細胞與體內皮膚發炎的效果,證明咸豐草的確含有預防或抑制相關發炎症狀的活性成分。

同一個時期徐老師也發現菊科的昭和草(Crassocephalum crepidioides)中含有豐富的活性甘油糖脂質化學成分。這類化合物除了可以有效降低老鼠皮膚過度的發炎反應外,富含這類化合物的昭和草抽出物,也證實能夠有效抑制老鼠皮膚黑色素腫瘤的生長,這個研究成果在2014年也獲得國家發明獎,我也是共同獲獎人,真是與有榮焉。

路邊野草全身是寶

除了徐麗芬老師在菊科精彩的研究外,蕭培文老師對另一個菊科草藥黃花蜜菜(Wedelia chinensis)萃取物中具有能在細胞與動物實驗中有效抑制攝護腺癌生長,並可抑制攝護腺癌細胞內雄性素受體活性並引起細胞凋亡反應,有效減小攝護腺癌原位瘤的生長達 50% 以上,這個研究成果也獲得國家創新獎。

再回頭來說大花咸豐草,那時我們對大花咸豐草所含的多炔類化合物相當有興趣,於是徐麗芬老師與楊文欽老師一起針對這群多炔類化合物進行研究,他們發現這些在大花咸豐草中的新穎聚乙炔糖苷化合物,可以透過調控老鼠免疫T細胞分化的方式,預防第一型糖尿病的發生。而大花咸豐草對於糖尿病的研究成果,是在楊文欽老師所領導的研究團隊發揚光大,楊老師與目前在中興大學獸醫系服務的張力天老師開啟了一系列對大花咸豐草的研究,他們首先鎖定第二型糖尿病的治療,第二型糖尿病是一種涉及異常胰島素產生途徑與效能的嚴重慢性疾病。

促胰島素分泌劑(secretagogue)藉由增進胰島素產生來治療第二型糖尿病。他們自大花咸豐草中萃取出一種聚多炔糖苷(cytopiloyne),在db/db小鼠或BALB/c小鼠具有降血糖的作用,此外我們發現cytopiloyne可以經由細胞的鉀離子通道及鈣離子通道,來刺激其分泌胰島素。根據這些觀察,進一步的實驗證明cytopiloyne會促進細胞的胰島素基因轉錄及胰島素的產生。說到這您是不是覺得很神奇呀!這一個路邊不起眼的野花,居然全身是寶!就算是入侵種好了,說不定它正是上天賜給我們健康的藥方喔!