大黃素-8-O-β-D-葡萄糖苷藥理作用研究進展

摘要:大黃素-8-O-β-D-葡萄糖苷(EG)的藥理作用研究在國內外取得明顯的研究進展。EG對谷氨酸誘導產生的神經損傷和缺血再灌注造成的神經損傷等均具有保護作用，可以逆轉β淀粉樣蛋白對神經細胞功能的影響，通過可逆性抑制膽堿酯酶的活性起促智作用，具有促成骨細胞增殖和分化及抑制骨溶解作用，并能明顯延長小鼠睡眠時間，能顯著降低3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶活性起降血脂等作用;同時EG還具有抗菌抗病毒和抗腫瘤等作用。EG毒性較小，其藥代動力學研究發現，其代謝符合單室模型一級動力學過程，在大鼠心、肝、腦和腎中分布較多，大約有45%的原形藥物經尿和糞便排出體外。

文獻標志碼: A

文章編號: 1000-3002(2015)03-0493-05

DOI: 10．3867/j．issn．1000-3002．2015．03．024

基金項目:國家自然科學基金項目(81473418);國家林業局野生動植物保護項目(2012-2014)

作者簡介:李登科，男，碩士研究生，主要從事中藥分子細胞藥理學研究，Tel: 15210691467，E-mail: ldk312@163．com

通訊作者:馬清溫，E-mail: maqwdd@hotmail．com，Tel:(010)67020655;孫震曉，Tel:(010)84738646，E-mail: sunzxcn@hotmail．com

大黃素-8-O-β-D-葡萄糖苷(emodin-8-O-β-D-glucopyranoside，EG)廣泛存在于中藥何首烏 ［1］、首烏藤 ［2］、大黃 ［3］和虎杖 ［4］等藥用植物中。研究發現，EG具有神經保護、促智、改善睡眠、促成骨細胞增殖分化、降血脂、抗菌抗病毒和抗腫瘤等藥理活性，具有重要的研究和開發價值。但是，EG在植物中含量普遍較低，且在提取過程中EG易水解成其苷元大黃素 ［5］，加上化合物本身難以合成等因素限制了其研究，有關該化合物的研究較少報道。

1　神經保護作用

導致神經損傷的因素有多種，如缺血、缺氧、外傷、腫瘤、代謝障礙和基因突變等。天然藥物由于具有作用機制多靶點和低毒性的特點，已被廣泛用于神經保護藥物的研究與開發 ［6］。體外和體內對EG神經保護作用的研究發現，EG對谷氨酸誘導產生的神經損傷和缺血再灌注造成的神經損傷均具有保護作用 ［7］。從矮大黃中分離得到的EG作用于無葡萄糖培養基培養的小鼠胚胎大腦皮質細胞，通過檢測乳酸脫氫酶的釋放速率，發現EG能在高濃度下對神經細胞具有顯著的保護作用 ［8］。

2　促智作用

阿爾茨海默病(Alzheimer disease，AD)是一種慢性退行性神經系統疾病，主要表現為學習記憶能力衰退等。隨著中國人口老齡化的加劇，AD患者不斷增加，臨床亟需治療AD的有效藥物 ［9］。β-淀粉樣蛋白由39～43個氨基酸組成，是大腦皮質老年斑的主要成分，其可溶性二聚體可削弱突觸結構和功能，是最小的突觸毒性物質，是引起AD的重要物質。Xiao等 ［10］發現，β淀粉樣蛋白不僅可以使神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞中α7和α3乙酰膽堿受體表達減少，還可以使突觸小泡糖蛋白表達減少，而EG可以顯著地逆轉β淀粉樣蛋白的上述作用，并呈現濃度依賴性，這有可能是EG發揮神經保護作用的作用機制。因此，EG可能是潛在的治療AD的候選藥物。

陳萬生等 ［11］研究發現，來源制何首烏的活性單體化合物EG具有促智活性，正常小鼠和東莨菪堿所致學習記憶障礙小鼠ig給予EG后，通過跳臺實驗和膽堿酯酶活性測定，發現2組小鼠的跳臺錯誤次數顯著減少，小鼠的膽堿酯酶活性顯著降低。離體實驗和整體實驗發現，EG 0～20 mg·kg －1對膽堿酯酶活性具有可逆性抑制作用，呈現良好的量效正相關，表明EG能提高正常小鼠學習記憶能力，并且對東莨菪堿所致的學習記憶障礙有防護作用，提示EG對膽堿酯酶可逆性的抑制作用可能是其促智活性的作用機制之一。

3　促成骨細胞增殖和分化及抑制骨溶解作用

成骨細胞MC3T3-E1是體外研究骨生成常用的細胞系，被廣泛使用 ［12］。成骨細胞的分化在骨折的愈合中起到關鍵作用，堿性磷酸酶作為成骨細胞分化的生物標志物被用于成骨細胞分化的研究，其在細胞中含量的增加表明細胞分化程度增強 ［13］。另有研究表明，前列腺素E2可以促進骨骼代謝致骨質溶解 ［14］。研究中華抱莖蓼中分離提取的EG對成骨細胞MC3T3-E1的作用，發現EG通過提高MC3T3-E1細胞S期比例，顯著促進MC3T3-E1細胞增殖;同時EG可顯著增加MC3T3-E1中堿性磷酸酶表達，表明其可促進MC3T3-E1分化。另外，EG通過抑制成骨細胞中前列腺素E2的表達從而抑制骨溶解 ［15］。以上研究提示，EG可能具有治療骨折和類風濕疾病的作用。

4　改善睡眠作用

失眠是臨床常見病癥之一，臨床表現為入睡困難、睡眠深度或頻度過短、早醒及睡眠時間不足或質量差等，失眠往往會給患者帶來極大的痛苦和心理負擔。汲廣全等 ［16］研究夜交藤改善睡眠的活性成分過程中發現，經硅膠柱層析和Sephadex LH-20柱層析分離得到EG，對小鼠進行戊巴比妥鈉閾下催眠劑量的實驗，發現EG能有效延長小鼠睡眠時間，且與陽性藥棗仁安神制劑和褪黑素組無差異，說明EG具有較好的改善睡眠活性，是夜交藤中改善睡眠的活性成分之一。

5　降血脂和抗氧化作用

Mishra等 ［17］給Triton WR-1339誘導的高血脂大鼠ig給予EG 100 mg·kg －1后，大鼠總膽固醇降低22%，磷脂降低21%，甘油三酯降低21%，極低密度脂蛋白降低21%，低密度脂蛋白降低26%，高密度脂蛋白增加18%，肝磷脂酶活性提高24%，卵磷脂膽固醇酰基轉移酶活性提高24%。體外實驗結果表明，EG能顯著降低3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶活性并存在濃度依賴性。給高脂飲食誘導大鼠模型ig給予EG，利用硫代巴比妥酸方法測量脂質過氧化程度，發現EG能顯著降低血漿的脂質過氧化水平，可能是通過激活肝臟磷脂酶活性和抑制3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶活性來發揮降血脂和抗氧化活性作用。

6　抗菌抗病毒作用

在對毛脈蓼化學成分及抑菌活性進行研究時，對分離到的EG進行了10種18株菌株的抑菌活性篩選，結果EG對各類型菌株均有較好的抑制活性。在研究虎杖中抗病毒化學成分時，發現EG在無細胞毒濃度下對HIV感染引起的病變C8166淋巴細胞具有較強抑制作用 ［18］。

7　抗腫瘤作用

近年來本課題組實驗研究表明，何首烏來源的EG可抑制多種腫瘤細胞的存活，對人肝癌HepG2、結直腸癌HT29和神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞等均有較顯著的細胞毒活性。初步研究發現，其主要機制是誘導腫瘤細胞周期阻滯和細胞凋亡，而同樣濃度下對正常二倍體細胞的細胞毒作用不明顯 ［19－20］。另外，有研究發現，從何首烏中提取分離得到的EG能顯著抑制法尼基蛋白轉移酶(farnesyltransferase，FTase)活性 ［21］。已知FTase在癌基因蛋白Ras家族成員的成熟過程中至關重要，當FTase活性被阻斷時，其轉化致癌活性會受到抑制 ［22］。

8　其他藥理作用

除了上述藥理活性之外，EG還具有其他方面的藥理活性。乙酰輔酶A羧化酶催化乙酰輔酶A生成丙二酰輔酶A，制約著脂肪酸合成第一階段的速度，在脂肪酸代謝過程中扮演重要角色。研究臺灣當地藥材對代謝綜合征作用時發現，EG對乙酰輔酶A羧化酶具有顯著抑制作用，可部分緩解因代謝紊亂引起的肥胖 ［23］。

9　毒性作用

王征等 ［24］對EG急性毒性進行了初步研究，發現小鼠ig給予EG 0．1～4．0 g·kg －1，各劑量組均未出現死亡，解剖病理檢查未見異常變化，實驗前后體質量無顯著差異。最大耐受量實驗發現，小鼠ig給予EG 4．0 g·kg －1后，連續觀察14 d，小鼠無死亡，解剖病理檢查未見異常變化，實驗前及實驗期間體質量與正常對照組無顯著差異。

10　藥物代謝

王征等 ［24］研究不同晶型EG在大鼠體內代謝分布發現，大鼠單劑量口服α型和β型EG混懸液后，將體內血藥濃度-時間數據及藥物時間曲線下面積、平均滯留時間以及一級消除動力學消除速率常數k e等參數進行比較，認為2種晶型的體內特征基本一致，均符合單室模型一級動力學過程，且在實驗濃度范圍內均未出現明顯的非線性過程。β型EG的平均滯留時間較大，相同劑量下β型EG生物利用度優于α型EG。對2種晶型的EG體內分布的研究發現，心、肝、腦和腎4個器官中分布較多，均在240 min左右達到峰值，2種晶型之間沒有顯著差異。對EG腸吸收研究發現，在十二指腸、空腸、回腸和結腸的吸收百分率分別為(14．65±0．25)%，(12．45±0．59)%，(11．37±0．77)%和(6．66±0．85)%，總吸收率約為45%。對排泄物研究發現，大約有45%的原形藥物經尿和糞便排出體外。

11　結語

綜上所述，EG在神經保護、促智、改善睡眠、促成骨細胞增殖分化和降血脂等方面已有較好的研究基礎，其他方面藥理活性的研究還需要進一步加強。

蓼科植物蒽醌類成分的抗腫瘤作用近年來被廣泛關注，蒽醌類化合物抗腫瘤研究也有報道 ［25－26］。關于大黃素母核的研究發現，大黃素中的6位羥基提高了母核的細胞毒性，是藥效基團之一 ［27］。EG含有大黃素母核，因而其細胞毒作用可能與此有關。與大黃素對人正常肝實質細胞也有明顯的細胞毒作用不同 ［28］，EG對正常二倍體細胞的毒性作用普遍較小 ［20］，作為抗腫瘤藥物前藥更具優勢。本課題組通過EG與FTase的分子對接研究發現，EG比大黃素等游離蒽醌與酶的結合力更強 ［29］。已有研究表明，FTase抑制劑對腫瘤細胞和正常二倍體細胞的作用不同 ［30］，EG對腫瘤細胞和正常二倍體細胞作用的區別是否與抑制FTase活性有關，需要進一步研究。

另外，EG的藥理作用與目前發現的中藥何首烏的藥理作用有諸多相同之處 ［31］，說明雖然EG不是何首烏中含量最多的成分，但可能是何首烏發揮藥效作用的重要物質基礎之一。已知EG在自然界中多種植物中分布，如前所述，EG也存在于多種中藥材中，因而對該化合物的藥理作用機制的研究可為進一步闡明相關中藥的作用機制提供參考。