水产养殖中抗生素的不规范使用会造成水质污染、药物残留等[1]。中草药具有绿色安全、易制备、残留少、对动物毒副作用小、对养殖环境影响低等优势[2]。黄芩苷是一种常用的中药材，具有良好的抗氧化、抗炎、调节免疫等生物活性[3]，已作为一种新型中药单体应用于水产养殖业。文章综述黄芩苷的生物学功能，为其在水产养殖中的应用提供参考。1黄芩苷的概述1.1理化性质黄芩苷（baicalin）是从黄芩中提炼出的黄酮类化合物，是黄芩的苷元形式，常温下为淡黄色粉末[4]，分子式为C21H18O11。黄芩苷水溶性较低，存在一定的脂溶性，与FeCl3反应呈绿色，与Pb(CH3COO)2反应生成橙红色沉淀，在碱和氨溶液中先变黄后呈现黑棕色[5]。黄芩苷在pH值小于3的酸性溶液中稳定性较好，在碱性条件下极不稳定，在有机溶剂中的稳定性较好[6]。1.2提取工艺黄芩苷是黄芩的重要活性成分，其提取方法包括水提法、微波法、醇回流法和超声法等。Wei等[7]利用微波辅助萃取（NADES-MAE）和直接大孔树脂吸附解吸工艺提取黄芩中的黄酮类化合物，结果表明，由氯化胆碱和乳酸组成的NADES体系提取黄芩苷、黄芩素等目标黄酮类化合物最为高效，NADES提取液可通过大孔树脂吸附和解吸过程直接富集分离黄芩苷。李杰等[8]通过响应面法优化水热法提取黄芩苷，获得高效合理的提取方法。高鹏等[9]采用单因素试验和正交试验研究黄芩苷水煎煮法的最佳提取工艺，分别以10倍药材量的沸水煎煮1 h，以5倍药材量的沸水煎煮0.5 h，将2次提取液抽滤合并，使用盐酸调至酸性（pH值1~2），水浴，静置，离心沉淀，水洗，烘干，得到黄芩苷。2黄芩苷的生物学功能2.1抗氧化分子结构和酚羟基对黄酮类化合物的抗氧化功能非常重要[10]，黄芩苷共有2个酚羟基。在黄芩的4种黄酮类化合物中，黄芩苷的C5位酚羟基的解离焓最小，其氢原子带的正电荷数最多，最高占有分子轨道和最低未占分子轨道的能级差最大，因而抗氧化性能最强[11]。韩宝瑞[12]通过酯化修饰改变黄芩苷分子中葡萄糖醛酸的6-羧基结构，获得黄芩苷衍生物，并具有较强的抗氧化性能，从而证实酚羟基和6-羧基是黄芩苷发挥抗氧化功能的关键基团。吴宜艳等[13]通过H2O2诱导的SH-SY5Y细胞损伤的保护试验，结果发现，中、低剂量（50、100 μmol/L）的黄芩苷可以提高H2O2诱导损伤的SH-SYSY细胞存活率，上升Trx基因表达量，降低丙二醛（MDA）含量，升高超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性，表明黄芩苷可能通过抗氧化作用保护受损细胞。Jia等[14]研究表明，黄芩苷能够明显提高罗非鱼的超氧化物歧化酶活性、总抗氧化能力和谷胱甘肽酶含量，显著降低MDA含量，从而抑制H2O2诱导的氧化损伤，增强鱼机体的抗氧化能力。黄芩苷与金属离子具有较强的螯合作用。紫外-可见光谱法研究发现，Cu2+、Zn2+、Fe2+等金属离子可通过不同的作用机制增强黄芩苷的抗氧化性能[15]。2.2抗炎作用炎症介质是由细胞释放或由体液产生的一种化学因子，如环氧化酶-2（COX-2）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素（IL-1、IL-2、IL-6）、转化生长因子-β（TGF-β）以及干扰素等。Zhang等[16]研究表明，黄芩苷能够显著抑制促炎因子表达，减轻H9N2禽流感病毒感染引起的炎症反应。孙冬梅[17]研究表明，黄芩苷能显著降低脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）诱导的巨噬细胞分泌抵抗素，抑制LPS诱导的CD36基因表达的上调。核转录因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）是炎症反应的中间介质。在正常生理情况下，NF-κB与抑制性蛋白IκB相结合。当机体受到外界刺激时，p38丝裂原激活蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinases，p38 MAPK）被激活，IκB发生磷酸化，NF-κB从而被激活，并以p65/p50异二聚体的形式与受体上的靶基因启动子序列结合，使其得以转录表达，其中包括TNF-α、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）等。李萌芳等[18]研究表明，加入LPS刺激6 h，黄芩苷干预组中H9C2心肌细胞的TNF-α、IL-1、IL-6表达量明显降低，p-p38 MAPK蛋白、p-NF-κBp65蛋白、p-IκBa蛋白表达量减少，而与其他各组的p38 MAPK总蛋白、NF-κBp65总蛋白、IκBa蛋白表达水平无明显差异，表明黄芩苷能够阻碍NF-kB、p38 MAPK信号通路发生，从而发挥抗炎功能。另外，黄芩苷可以通过抑制STAT3/NF-κB通路的激活，显著减少由TNF-α刺激的HaCaT细胞中炎症细胞因子的表达[19]。黄芩苷等联合用药能减少炎症细胞的募集，抑制促炎细胞因子的分泌及MyD88/NF-κB和MAPK通路，下调TNF-α和IL-6的表达，从而保护斑马鱼不受LPS诱导的炎症反应的影响[20]。2.3抗菌作用作为中药主要有效成分，黄酮类物质具备较强的抗菌功能[21]，不易导致病菌产生耐药性。黄芩苷可以通过干扰铜绿假单胞菌的群体感应回路，在体外有效抑制铜绿假单胞菌生物膜形成，增强抗生素对生物膜的通透性和杀菌效果[22]。黄芩苷可能是通过抑制生物膜形成从而对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌[23]和嗜水气单胞菌[24]发挥抑菌作用。无乳链球菌的β-溶血素和透明质酸酶是该菌的重要致病因子。Wang等[25]研究发现，远低于最低抑菌浓度的黄芩苷可以显著抑制无乳链球菌的β-溶血素活性和透明质酸酶的产生，以降低菌体毒力；黄芩苷对被无乳链球菌感染的罗非鱼具有显著的治疗作用，中位作用浓度为525.8 mg/kg。聂鲡蓉等[26]采用琼脂扩散法研究发现，黄芩苷对温和气单胞菌、嗜水气单胞菌和变形杆菌均有抑菌作用，其中对温和气单胞菌抑制作用效果最好。向桢[27]研究发现，黄芩苷对维氏气单胞菌最低抑菌浓度和最小杀菌浓度均为0.25 g/L；体内试验中，使用含黄芩苷的饵料投喂鲫鱼1 w，人工感染维氏气单胞菌后，在鱼肝胰脏中并未发现细菌的存在；体外试验中，随着黄芩苷浓度的增加，细菌的毒力基因气溶素Aero基因与外膜蛋白OMP基因表达水平也逐渐降低。恩诺沙星与复方中药三黄散（大黄、黄芩、黄檗和大青叶）联合用药可以显著提高凡纳滨对虾对副溶血性弧菌的抗感染能力[28]，减少大量使用抗生素带来的危害。溶菌酶是先天免疫系统的主要组成部分，帮助对抗细菌病原体和病毒的感染[29]，增强某些抗菌药物的活性。随着黄芩苷浓度的增加，溶菌酶对金黄色葡萄球菌的抑菌作用增强，即黄芩苷与溶菌酶的结合协同增加了溶菌酶的抑菌活性[30]。2.4调节免疫作用喻运珍等[31]研究表明，喂养含有适量黄芩苷的饵料后，患病草鱼的肝功能和造血功能增强，减少死亡率。李尧等[32]研究发现，黄芩苷可明显降低罗非鱼体内谷丙转氨酶、碱性磷酸酶、谷草转氨酶活性和丙二醛含量，推测可能是黄芩苷通过提高抗氧化性和阻碍NF-кB信号通路，在诱导的罗非鱼肝损伤中发挥保护作用。成凯[33]通过对锯缘青蟹成蟹注射和浸泡抑菌效果良好的复方中草药（黄芩苷含量占2.07%），并用含此复方药物的饵料喂养草鱼，发现锯缘青蟹和草鱼的免疫相关指标和免疫保护率显著提高。付媛媛[34]研究发现，喂养添加黄芩苷的饵料能够显著提高中国对虾的溶菌酶、酸性磷酸酶等非特异性免疫酶的活性，从而增强免疫防御功能及减轻对病原体的敏感性；黄芩苷能够显著抑制中国对虾的toll样受体（TLR）的mRNA表达。TLR是一种跨膜模式识别受体，会导致NF-κB的异二聚体的释放，结合黄芩苷较强的抗炎作用，推测黄芩苷也许是通过NF-κB途径间接抑制了TLR基因mRNA的表达，从而阻碍机体炎症因子的产生，增强免疫力。2.5促进药物代谢作用细胞色素P450（CYP450）酶是生物转化酶的一个超家族，在药物代谢中起着关键作用。CYP450超家族按照层级结构的差异又可分为家族、亚（或次）家族和酶3级，细胞色素P4501A（CYP1A）是其中一个重要的亚族[35]。AhR（芳香烃受体）-CYP1A是鱼类化学解毒途径的核心[36]。黄酮类中药单体可作为CYP1A酶或某些转运体的底物，通过诱导或抑制作用[37-38]，影响自身和其他药物在机体内的吸收、代谢等生理过程。韩华等[39]通过口灌给药的方式研究黄芩苷对牙鲆的作用，结果显示，黄芩苷高剂量组较其他剂量组的7-乙氧基异吩唑酮-O-脱乙基酶（EROD，CYP1A标志酶）活性显著升高，且与药物作用时间成正比；黄芩苷试验组的CYP1A在mRNA水平上较对照组均上调，上调幅度随药物注入时间和注入量的增加而增强，表明黄芩苷可以诱导牙鲆鱼体内的CYP1A酶和EROD酶，且作用机理可能与CYP1A转录水平的调节有关。谷胱甘肽-S-转移酶是药物代谢转化过程重要的代谢酶[40]。李小彦等[41]向中国对虾投喂添加不同剂量的黄芩苷饵料，发现黄芩苷能够提高中国对虾氨基比林-N-脱甲基酶和乙氧基香豆素-O-脱乙基酶（两者均为CYP450的相关酶）以及谷胱甘肽-S-转移酶的活性，并表现出先升高后降低的趋势。黄芩苷可在一定程度上降低中国对虾体内不同组织的诺氟沙星含量，增强药物代谢酶的活性，加速药物代谢和消除[42]。房文红等[43]通过灌胃的方式研究药物在异育银鲫体内的代谢情况，结果表明，黄芩苷加速了鱼体内恩诺沙星及其代谢产物环丙沙星的消除，显著增强了EROD酶和红霉素-N-脱甲基酶（CYP3A标志酶）的活性。3黄芩苷在水产养殖业中的应用黄芩苷能够对水产养殖动物的多种生理功能产生影响。由黄芩苷等组成的复合植物源抗应激剂能够消除自由基，修复氧化损伤和机体被破坏的免疫系统，明显提高水产动物的抗病率和成活率，促进生长发育[44]。由黄芩苷等中药有效成分科学配伍组成的抗病毒口服液对病毒、细菌引发的水产动物疾病具有防治作用[45]。申玉金[46]研究发现，黄芩苷能够明显降低四氯化碳对鱼肝组织的损伤，抑制鲫鱼体内脂质的氧化变质，从而保持肝细胞的活力，增强抗氧化性。在中国对虾的基础饵料中添加黄芩苷能够有效降低中国对虾的病死率，提高存活率[47]。投喂含有黄芩苷、白芷等中药成分的基础饵料，可显著提升虎龙杂交石斑鱼的成活率、肥满度和脏体比，增强鱼体的免疫能力[48]。鱼类机体摄入的碳水化合物很难被吸收利用，因此要消耗大量的饲料蛋白质作为能源。黄芩苷作为一种天然的类黄酮，对糖和脂代谢有促进作用。STAT3（转录激活因子3）是抑制肝脏糖异生的转录因子。Xu等[49]研究表明，黄芩苷可以通过抑制SirT1活性来阻断SirT1与STAT3的结合，从而保留STAT3的乙酰化；黄芩苷通过影响SirT1和STAT3途径抑制糖异生相关基因的转录，表明黄芩苷能控制高血糖，调节机体血糖的稳定。因此，黄芩苷可能增强鱼体内的糖代谢，促进对糖的吸收，从而提高饵料利用率。腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、乙酰辅酶A羧化酶（ACC）对血糖及脂质代谢起着关键作用[50-51]。Guo等[52]研究发现，黄芩苷可以增强高脂肪饮食大鼠AMPK和ACC磷酸化，下调脂肪生成相关基因，包括脂肪酸合成酶及其上游调节基因SREBP-1c。刘金凤等[53]的试验也验证了这一结果。然而，黄芩苷能否调节鱼体内脂肪的含量需要进一步验证。4展望黄芩苷具有抗氧化、调节免疫力、抑菌、抗炎、护肝等功效。黄芩苷与其他中药配伍使用能够为水产养殖带来生态效益和经济效益。但是，中药的成分复杂，难以明确发挥作用的有效成分及相应的作用机制。在实际生产中，需考虑黄芩苷的具体作用效果并进行相应的成本分析。未来，应加强黄芩苷在水产养殖生产中的应用效果及其作用机制的研究。