中藥白薇中複雜的白薇化學成分決定其藥理作用的多樣性，主要包括抑菌、化学抗病毒、成分抗炎、及药究进抗腫瘤、理作改善記憶、用研免疫抑製、白薇退熱、化学美白以及保護肝髒等。成分
通過杯碟法測定不同白薇提取物（分別用石油醚、理作三氯甲烷、用研乙酸乙酯、白薇丙酮、化学乙醇和蒸餾水進行提取）對意大利青黴（Penicillium italicum）的成分抑製效果，發現乙酸乙酯、丙酮和乙醇提取物對意大利青黴均具有抑菌活性，乙醇提取物抑菌活性最強，丙酮提取物次之[22,23]。此外，白薇對肺炎鏈球菌（Streptococcus pneumoniae）也有抑製作用，但作用機製不明確，需進一步進行研究。白薇中的生物堿和甾體皂苷是多種動植物病毒如煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus；TMV）的選擇性抑製劑，可抑製病毒基因組RNA的表達。其中，Glaucogenin C和以Glaucogenin C為苷元的單糖或三糖苷被確定為具有抗病毒活性但無毒的化合物。
用直立白薇水提液對2% 巴豆油致炎劑誘發的炎症小鼠進行腹腔注射給藥，結果顯示白薇水提液有顯著的抗炎作用。Cynatratoside C對脂多糖誘導的原代小鼠乳腺上皮細胞TLR4和促炎細胞因子（IL-6、IL-1β和TNF-ɑ）的表達有抑製作用，Cynatratoside C還可通過調節TLR4和乳腺組織中的NF-κB和MAPK信號通路，從而在脂多糖誘導的乳腺炎中發揮抗炎作用。更有研究表明白薇提取物中含有治療特應性皮炎的有效物質。利用2,4-二硝基氯苯誘導小鼠產生特應性皮炎，發現白薇提取物可通過調節促炎細胞因子和有關介質來抑製特應性皮炎的發展。
白薇具有抗腫瘤的作用。越來越多的證據表明，抗癌藥物主要通過誘導腫瘤細胞凋亡來發揮其細胞毒性作用[29]，而白薇中能夠誘導細胞凋亡的活性成分為Cynatratoside C，Cynatratoside C誘導細胞凋亡的機製是使半胱氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）和半胱氨酸蛋白酶-9（Caspase-9）的活性以濃度依賴性的方式顯著增高，同時使細胞線粒體的膜電位下降，抑製細胞增殖，將細胞周期阻滯於S期。這一研究提示白薇可能是一種通過誘導細胞凋亡以發揮抗癌活性的藥物。
研究表明從白薇根中分離出的一種C21甾體糖苷（BW18）在人白血病細胞中也表現出抗腫瘤活性。BW18通過MAPK途徑誘導K562細胞S期細胞周期的停滯和凋亡從而抑製細胞增殖，成為慢性髓係白血病患者的潛在治療藥物。
從白薇中分離得到的Cynatroside B具有抗乙酰膽堿酯酶（AChE）和抗健忘症的雙重作用。中樞乙酰膽堿係統在學習和記憶中發揮重要作用。阿爾茨海默病（AD）的特征是大腦皮質和海馬體中乙酰膽堿產生功能障礙。東莨菪堿是一種膽堿能拮抗劑，可幹擾乙酰膽堿在中樞神經係統中的傳輸，所以可采用東莨菪堿誘導小鼠記憶損傷。
Cynatroside B以劑量依賴的方式抑製AChE的活性並且這種抑製作用具有可逆性和非競爭性。此外，通過被動回避和Morris水迷宮試驗驗證了Cynatroside B具有顯著增強認知的活性，這為緩解AD中的某些記憶障礙具有重要的治療價值，為AD的治療提供有益的選擇。
據報道，C21甾體皂苷類化合物多具有免疫抑製活性。從白薇中分離得到的C21甾體糖苷對Con A誘導的小鼠脾中T淋巴細胞的增殖具有免疫抑製作用，其中，化合物Atratcynoside A、B和C的免疫抑製活性較強[11]。研究表明，這種抑製作用與化合物的結構相關：以glaucogenin C為苷元的化合物表現出顯著或中等的抑製活性；側鏈糖基數目對免疫抑製作用也有明顯影響；5,6位雙鍵和C-14上的羰基是甾體皂苷具有免疫抑製活性的必要條件。
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