民國100年6月號
天麻在神經退化性疾病之運用與展望
一、前言
天麻 (Gastrodia elata) 在植物界屬於種子植物門之被子植物亞門、單子葉植物綱、蘭目、蘭科、天麻屬、天麻種的一種多年生寄生異養型的植物藥材。它主要分布於熱帶、亞熱帶、溫帶及寒溫帶的山地。東起新喀里多尼亞，西至馬達加斯加。南由澳大利亞、紐西蘭，北抵中國的東北、蘇俄遠東地區。在自然環境下，天麻生長需要先後與紫萁小菇 (Mycenaosmundicola) 與蜜環菌 (Armellaria mellea) 共生，即種子依靠小菇屬真菌侵染後萌芽為原球莖，隨後需與蜜環菌共生獲得營養才能持續生長。過去由於一直依賴野生資源，但是70年代在大陸人工栽培成功後，便成爲主要商品來源。
二、天麻的傳統用法
天麻的別稱明相當的多，如赤箭芝、獨搖芝、定風草、離母、合離草、神草、及鬼督郵等。赤箭是因為它的「莖如箭杆」，赤色而得名。《神農本草經》原名為赤箭，宋代《開寶本草》才開始收錄天麻的名稱。天麻實為赤箭的根，藥用部分即是指此。天麻在古代的醫藥文獻中皆給予了高度評價。《神農本草經》就把天麻列為上品，主治為：殺鬼精物，蠱毒惡氣，久服益氣力，滋陰壯陽輕身增年，消癰腫，下肢腫脹，寒疝下血。明代的醫藥學家李時珍更在《本草綱目》中對歷代書籍中關於天麻功效的論述作了總結歸納：天麻「辛、溫、無毒。久服益氣力、長陰、肥健、輕身、增年。消臃腫、下肢滿、寒疝下血。主治風濕、四肢拘攣、癱瘓不遂；小兒風痛、驚氣、助陽氣、補五癆七傷；風虛眩暈頭痛、通血脈、開竅；服食無忌等」。而2000年《中國藥典》對天麻的法定條文是：「性味與歸經」：甘、平歸肝經。「功能於主治」：平肝息風止痙。用於頭痛眩暈，肢體麻木，小兒驚風，癲癇抽搐，破傷風。
若綜觀其主訴的功能，並以一個從事神經科學研究者的角度而言，我們大約可以推測天麻的生理作用可能與周邊及中樞的神經調控有關，這將在以下的討論作進一步說明。
三、天麻的現代學理研究
截至作者在完稿日之前 (2011/5/31) 以Gastrodia elata作為關鍵字所作的學術搜尋 (使用PubMed) 顯示，最早從1979年至目前為止約有159篇的研究報告，其中在中國當地發表的論文約63篇，在台灣 [23]與日本 [19]當地期刊所發表的論文則各有零星的1篇；韓國自己國內發行期刊所刊載的論文則有不少 (使用Google學術搜尋) ，然無法卻使用PubMed搜尋而得，其它則為SCI (Science Citation Index) 所涵蓋的英文國際期刊。這些文章所探討的層面包含化學成分、生物學、藥理作用和臨床應用等方面。
一般在研究植物藥的功效時總會分析其化學組成，並試圖與其已知的功能做連結或測試其新的作用。目前已知的物質包含vanillyl alcohol (香莢蘭醇)、vanillin (香莢蘭醛)、gastrodin (天麻素)、p-hydroxybenzaldehyde、p-hydroxybenzyl alcohol、β-sitosterol、daucosterol、citric acid、citricacid mono-methyl ester、palmitic acid、sucrose、succinic acid等系列或是相關的成分，以及維生素與一些微量元素。另外仍有一些新的成份也陸續被發現，如citryl glycoside [4]、α-acetylamino- phenylprophyl α-benzoylamino-phenylpropionate [25]等；或是第一次在該植物發現的成份，如N6-(4-hydroxybenzyl)adenosine [8, 10]等。另一方面，天麻各種溶劑 (如水、甲醇、乙醇、乙醚等) 之萃取物或如上述之純化物在神經科學方面的研究也的確有相關的綜合報導 [21, 22, 31, 32]，這與之前的推理吻合。這些在神經系統方面的作用大約可歸類為：
1. 抗驚厥 (convulsion)：
天麻可以作用在中樞來對抗pentetrazole所致小鼠强直性驚厥 [28, 34]。其有效成分是gastrodin、vanillyl alcohol和vanillin [29]。天麻甲醇提取物或式水萃物分別對kainic acid引起的興奮性中毒 [17]或是癲癇 [7]皆具有保護作用。
2. 鎮靜與抗焦慮：
Gastrodin與pentobarbital、chlorohydrate及sodium thiopental等均有協同作用，可延長小鼠睡眠時間，減少小鼠自主活動 [29]。另外，天麻水萃物給小鼠灌服或天麻酚類化合物給小鼠腹腔注射，則均有抗焦慮的作用 [11, 2]。
3. 鎮痛：
天麻煎劑給小鼠灌胃能明顯對抗醋酸引起的扭體反應，延長扭體潛伏期並減少扭體次數 [33]。
4. 改善記憶力：
天麻醇萃物對scopolamine、sodium nitrite和ethanol [23-24, 30]或是強迫游泳 [3]所導致的小鼠記憶障礙均有顯著改善作用。
5. 抗神經退化性疾病或傷害：
天麻萃取物可抑制類澱粉 (β-amyloid) 在細胞所產生的毒性 [16 18, 13]，這暗示天麻也許可以用來治療老年癡呆 [5, 20]。另外在ischemia/hypoxia所引發的神經傷害也有學者發現天麻無論在離體外或式活體內皆可減緩細胞或是組織的傷害 [15, 9]。這些研究顯示天麻對於對抗神經退化性疾病或傷害的藥物開發可能深具潛力。
四、天麻在治療神經退化疾病之展望
然而，檢視這些功能所對應的有效化學成份，其中較常被探討的像是gastrodin、vanillin、p-hydroxybenzyl aldehyde、或p-hydroxybenzyl alcohol等之於ischemia/hypoxia [1, 14, 26, 27, 12]。如果以學理來說，這些機轉研究的層面仍有其侷限，像是最基本的標的物 (targeting) 為何仍不清楚。以衛生福利部國家中醫藥研究所為例，我們發現天麻的一種純化物 (N6-(4-hydroxybenzyl)adenosine) ，它可以很專一的作用在腺苷二型接受器 (adenosine A2A receptor) [8]。由於該接受器常被作為一藥物設計的標的物並可望用來治療在神經方面的退化性疾病 [6]。因此我們也利用了不同的細胞與動物造模，並取得了相當的成果，希望在持續的研究下能在未來造福人群。
當然在傳統中藥的研究上，目前學者所面臨的研究課題是應該要驗證傳統藥物的療效抑或是要開發新藥與新的療效，其間的比重如何分配是一個讓值得考慮的問題。因為如果我們僅自滿於某個天麻分層的萃取物或是單一個純化物製劑的產出，然後就畫地自限的用於治療一些與天麻主訴症狀有關的疾病，那麼我不知道我們超越了祖先的知識有多少，知識不是應該被開發與創造的麼？子曰：「君子不器」，植物又豈容以一、二種成份來概括其功能。雖然天麻在治療神經退化疾病上仍有很大進步的空間也值得去探討，個人覺得我們應該以更開闊心廣納各種不同的發現，才能將天麻 (或是其它中草藥) 的療效研究得更徹底。
參考文獻
1. Bie, X., Y. Chen, J. Han, H. Dai, H. Wan and T. Zhao (2007). "Effects of gastrodin on amino acids after cerebral ischemia-reperfusion injury in rat striatum." Asia Pacific journal of clinical nutrition 16 Suppl 1: 305-308.
2. Chen, P. J., C. L. Hsieh, K. P. Su, Y. C. Hou, H. M. Chiang, I. H. Lin and L. Y. Sheen (2008). "The antidepressant effect of Gastrodia elata Bl. on the forced-swimming test in rats." The American journal of Chinese medicine 36(1): 95-106.
3. Chen, P. J., K. C. Liang, H. C. Lin, C. L. Hsieh, K. P. Su, M. C. Hung and L. Y. Sheen (2011). "Gastrodia elata Bl. Attenuated Learning Deficits Induced by Forced-Swimming Stress in the Inhibitory Avoidance Task and Morris Water Maze." Journal of medicinal food 14(6): 610-617.
4. Choi, J. H. and D. U. Lee (2006). "A new citryl glycoside from Gastrodia elata and its inhibitory activity on GABA transaminase." Chemical & pharmaceutical bulletin 54(12): 1720-1721.
5. Cooper, R. (2007). "Commentary: herbs as sources for drugs to treat Alzheimer's disease." Journal of alternative and complementary medicine 13(3): 347-348.
6. Gomes, C. V., M. P. Kaster, A. R. Tome, P. M. Agostinho and R. A. Cunha (2011). "Adenosine receptors and brain diseases: neuroprotection and neurodegeneration." Biochimica et biophysica acta 1808(5): 1380-1399.
7. Hsieh, C. L., J. J. Lin, S. Y. Chiang, S. Y. Su, N. Y. Tang, G. G. Lin, I. H. Lin, C. H. Liu, C. Y. Hsiang, J. C. Chen and T. Y. Ho (2007). "Gastrodia elata modulated activator protein 1 via c-Jun N-terminal kinase signaling pathway in kainic acid-induced epilepsy in rats." Journal of Ethnopharmacology 109(2): 241-247.
8. Huang, N. K., Y. Chern, J. M. Fang, C. I. Lin, W. P. Chen and Y. L. Lin (2007). "Neuroprotective principles from Gastrodia elata." J. Nat. Prod. 70(4): 571-574.
9. Huang, N. K., Y. L. Lin, J. J. Cheng and W. L. Lai (2004). "Gastrodia elata prevents rat pheochromocytoma cells from serum-deprived apoptosis: the role of the MAPK family." Life Sci. 75(13): 1649-1657.
10. Huang, Z. B., Z. Wu, F. K. Chen and L. B. Zou (2006). "The protective effects of phenolic constituents from Gastrodia elata on the cytotoxicity induced by KCl and glutamate." Archives of pharmacal research 29(11): 963-968.
11. Jung, J. W., B. H. Yoon, H. R. Oh, J. H. Ahn, S. Y. Kim, S. Y. Park and J. H. Ryu (2006). "Anxiolytic-like effects of Gastrodia elata and its phenolic constituents in mice." Biological & pharmaceutical bulletin 29(2): 261-265.
12. Kam, K. Y., S. J. Yu, N. Jeong, J. H. Hong, A. M. Jalin, S. Lee, Y. W. Choi, C. K. Lee and S. G. Kang (2011). "p-Hydroxybenzyl alcohol prevents brain injury and behavioral impairment by activating Nrf2, PDI, and neurotrophic factor genes in a rat model of brain ischemia." Molecules and cells 31(3): 209-215.
13. Kim, D. S., J. Y. Kim and Y. S. Han (2007). "Alzheimer's disease drug discovery from herbs: neuroprotectivity from beta-amyloid (1-42) insult." Journal of alternative and complementary medicine 13(3): 333-340.
14. Kim, H. J., I. K. Hwang and M. H. Won (2007). "Vanillin, 4-hydroxybenzyl aldehyde and 4-hydroxybenzyl alcohol prevent hippocampal CA1 cell death following global ischemia." Brain research 1181: 130-141.
15. Kim, H. J., S. R. Lee and K. D. Moon (2003). "Ether fraction of methanol extracts of Gastrodia elata, medicinal herb protects against neuronal cell damage after transient global ischemia in gerbils." Phytotherapy research : PTR 17(8): 909-912.
16. Kim, H. J., K. D. Moon, D. S. Lee and S. H. Lee (2003). "Ethyl ether fraction of Gastrodia elata Blume protects amyloid beta peptide-induced cell death." Journal of Ethnopharmacology 84(1): 95-98.
17. Kim, H. J., K. D. Moon, S. Y. Oh, S. P. Kim and S. R. Lee (2001). "Ether fraction of methanol extracts of Gastrodia elata, a traditional medicinal herb, protects against kainic acid-induced neuronal damage in the mouse hippocampus." Neuroscience letters 314(1-2): 65-68.
18. Kim, S. T., J. D. Kim, Y. S. Lyu, M. Y. Lee and H. W. Kang (2006). "Neuroprotective effect of some plant extracts in cultured CT105-induced PC12 cells." Biological & pharmaceutical bulletin 29(10): 2021-2024.
19. Mori, A., I. Yokoi, Y. Noda and L. J. Willmore (2004). "Natural antioxidants may prevent posttraumatic epilepsy: a proposal based on experimental animal studies." Acta medica Okayama 58(3): 111-118.
20. Perry, E. (2007). "Commentary: botanical potentials in Alzheimer's disease." Journal of alternative and complementary medicine 13(3): 345-346.
21. Sun, X. F., W. Wang, D. Q. Wang and G. Y. Du (2004). "[Research progress of neuroprotective mechanisms of Gastrodia elata and its preparation]." Zhongguo Zhong yao za zhi = Zhongguo zhongyao zazhi = China journal of Chinese materia medica 29(4): 292-295.
22. Tao, Y. H. (2008). "[Recent progress on pharmacological effects of Gastrodia elata]." Zhongguo Zhong yao za zhi = Zhongguo zhongyao zazhi = China journal of Chinese materia medica 33(1): 108-110.
23. Wu, C. R., M. T. Hsieh, S. C. Huang, W. H. Peng, Y. S. Chang and C. F. Chen (1996). "Effects of Gastrodia elata and its active constituents on scopolamine-induced amnesia in rats." Planta medica 62(4): 317-321.
24. Wu, C. R., M. T. Hsieh and J. Liao (1996). "p-Hydroxybenzyl alcohol attenuates learning deficits in the inhibitory avoidance task: involvement of serotonergic and dopaminergic systems." The Chinese journal of physiology 39(4): 265-273.
25. Xiao, Y. Q., L. Li, X. L. You, B. L. Bian, X. M. Liang and Y. T. Wang (2002). "A new compound from Gastrodia elata Blume." Journal of Asian natural products research 4(1): 73-79.
26. Xu, X., Y. Lu and X. Bie (2007). "Protective effects of gastrodin on hypoxia-induced toxicity in primary cultures of rat cortical neurons." Planta medica 73(7): 650-654.
27. Yu, S. S., J. Zhao, W. P. Zheng and Y. Zhao (2010). "Neuroprotective effect of 4-hydroxybenzyl alcohol against transient focal cerebral ischemia via anti-apoptosis in rats." Brain research 1308: 167-175.
28. 代聲龍與于榕 (2002)。天麻對小鼠戊四唑驚厥的保護作用。中國新藥與臨床雜誌，21(11): 641-644。
29. 岑信釗 (2005)。天麻的化學成分與藥理作用研究進展。中藥材，28(10): 958-962。
30. 周本宏、張洪、羅順德與蔡鴻生 (1996)。天麻提取物對小鼠學習記憶能力的影響。中藥藥理與臨床，3，32-33。
31. 孟姝 (2010)。天麻的藥理作用研究進展。臨床合理用藥，3(6): 119-120。
32. 洪全、陳淼與李雪萍 (2010)。天麻藥理研究進展。中國實用醫藥，5(11): 249-250。
33. 葉紅、沈映君、汪鋆植、王紹柏與周敏 (2003)。天麻種子、種麻及商品麻的藥理作用比較 I。時珍國醫國藥，14(9): F003-F004。
34. 葉紅、汪植、王紹柏與譚德福 (2003)。種麻及商品麻的藥理作用比較II。時珍國醫國藥，14(12): 730-731。