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补骨脂为《中国药典》收载的传统中药，其化学成分比较复杂，自 1933 年得到第一个纯品补骨脂(psoralen)，到目前为止国内外共从中分离出相关化合物四十余种，主要包括有香豆素、黄酮、异黄酮、查耳酮和酚菇类等化合物，药典中指定的补骨脂主成分为补骨脂中的两种香豆素类成分，补骨脂素和异补骨脂素。其中主要的活性成分为香豆素及黄酮类化合物，其中一些为生理活性物质，如补骨脂素、异补骨脂素有抑制人胃癌 BGC-823 的生长作用；补骨脂定对人胃癌细胞有机磷农药 SNU-1 和 SNU-16 有细胞毒活性。
有呋喃香豆素类化合物有补骨脂素(psoralen)和异补骨脂素(isopsoralen)，其是补骨脂成分中研究最为广泛，最为深入的两种主要成分。由于此类化合物能够增强皮肤对紫外线的敏感性，具有光敏活性，故外用可治疗白癜风。此外，补骨脂香豆素化合物还包括拟雌内酯类化合物，如补骨脂定(psoralidin)、双羟基异补骨指定(eorylidin)、异补骨脂定(isopsralidin)等。
从补骨脂中已分离得到多种黄酮类化合物，主要有异黄酮类化合物，如补骨脂异黄酮(corylin)、新补骨脂异黄酮(neobavaisoflavone)；查尔酮类化合物，如补骨脂甲素(corylifolin)和补骨脂乙素(eorylifolinin)；异黄酮类化合物，如补骨脂异黄酮(eorylin)和补骨脂醇黄酮体化合物；二氢黄酮类化合物，如补骨脂二氢黄酮(bavaehin)、补骨脂二氢甲醚(bavaehinin)和异补骨脂二氢黄酮(isobavaehin)。
白癜风是一种临床常见的后天性局部色素脱失性皮肤病，发病率较高，临床表现为黑素细胞的选择性破坏引起的境界清楚的色素脱失斑。黑素细胞生契在一个由未分化的基底层角质形成细胞衍生细胞因子、基底层成分、细胞粘附分子和细胞基质等多种因素构成的特定复杂的微环境中。白癜风患者黑素细胞周围环境存在异常。角质形成细胞可以释放一些细胞因子，以旁分泌方式调节黑素细胞的形态和功能，王鹰等建立黑素细胞和角质形成细胞共培养体系，加入单体补骨脂，发现其能促进角质形成细胞分泌干细胞因子 SCF( Stem cell factor) ，进而促进黑素细胞特异性小眼畸形相关转录 因 子 MITF ( Melanocyte-specific microphthalmia-associatedtranscription factor) 的表达，使皮肤黑色素生成途径中的主要限速酶酪氨酸酶表达增加。于建斌观察等补骨脂注射液联合卤米松乳膏治疗成人白癜风疗效，证实补骨脂注射液联合卤米松乳膏治疗白癜风安全、有效。孙秀坤等研究补骨脂素对人黑素瘤 YUGEN8 细胞酪氨酸酶的影响，发现补骨脂虽然能促进酪氨酸酶的转录，但不能促进酪氨酸酶的翻译后调节。