農吉利甲素及其衍生物抗癌效果研究進展

許曉紅浙江中醫藥大學第二臨床醫學院，浙江杭州　310053

農吉利甲素及其衍生物抗癌效果研究進展

許曉紅
浙江中醫藥大學第二臨床醫學院，浙江杭州310053

農吉利甲素是中草藥農吉利的有效成分，具有明顯的抗癌作用，有關農吉利甲素及其衍生物抗癌效果的實驗研究已經取得了很大的進展，該文基于農吉利的藥理活性，對農吉利甲素的作用機制及其衍生物的研究情況進行綜述，以期增進對藥物成分的了解。

農吉利；有效成分；甲素；衍生物；抗癌

［Abstract］Monocrotaline is the active components of Chinese herbal medicine Crotalaria sessiliflora L，which has significant anti-cancer effect，Monocrotaline and its derivatives anticancer effect of experimental studies have been made great progress.In this paper，the pharmacological activities of Monocrotaline，the element's mechanism of action and its derivatives are reviewed.According to the above research，in order to enhance the understanding of the pharmaceutical ingredients.

［Key words］Monocrotaline；Mechanism of action；Derivatives；Anticancer

近年來，有關抗癌藥物臨床應用情況的報道較多，其中多數是通過干擾瘤細胞核酸生物合成不同部位來起到抗癌作用，大量實驗研究證實，農吉利甲素與干擾瘤細胞核酸代謝存在一定的關聯，對多種實驗性腫瘤有抑制作用，臨床主要用于治療皮膚磷狀細胞癌和基底細胞癌，療效比較好，對急性白血病、子宮頸癌也有一定療效。該文主要綜述國內外關于農吉利甲素的化學成分、藥理活性及其衍生物抗癌的相關研究情況，為更深入的開展關于農吉利甲素研究提供參考。

1　農吉利成分、機制

1.1農吉利的藥理活性及有效成分

農吉利是豆科植物農吉利 （Crotalaria sessiliflora L）的全草，又名有野百合、佛指甲等，主要分布于東北、華北、華南以及西南各地［1］。農吉利的全草均可入藥，具有清火、除濕、解毒等多種功效，以往多用于治療痢疾、喘咳等疾病。在現代藥理學實驗中，農吉利的化學成分主要是生物堿（alkaloids）和黃酮類（flavonoids），其中有效成分為堿性部分，可分離出農吉利堿Ⅰ和農吉利堿Ⅱ，動物實驗證實，農吉利堿Ⅰ抗腫瘤活性明顯，將該有效成分稱為農吉利甲素（monocrotaline，也稱野百合堿）［2］。農吉利全草中，種子提取的農吉利甲素含量最高，其余成分為毛束草堿和全緣千里光堿。從農吉利的有效成分來看，牡荊素和全緣千里光堿可對心臟產生影響，前者可對心肌組織產生保護作用，后者具有較好的降血壓效果［3-4］。農吉利甲素和全緣千里光堿均具有抗腫瘤作用，其中農吉利甲素的抗腫瘤作用更為明顯，其在體外實驗中，對皮膚癌、宮頸癌的療效均得到證實，周敏敏和劉會等人［5-6］用農吉利甲素為主要成分的藥物制成凝膠外敷可有明顯的抗皮膚癌效果。因其同時可引起肺動脈高壓和右心室肥大等副作用，在醫學研究中還可以用來建立肺動脈高壓模型。農吉利甲素除了具有抗腫瘤作用外，還可促進平滑肌收縮，暫時輕度抑制呼吸頻率和深度，對呼吸產生一定的影響［7］。

2　農吉利甲素抗癌的作用機制及其衍生物

2.1作用機制

相關研究顯示，農吉利制成的各種試劑治療惡性腫瘤，總有效率接近70%［8］。農吉利甲素對多種實驗性腫瘤具有良好的治療作用，臨床主要用于治療皮膚磷狀細胞癌和基底細胞癌，相關實驗研究表明，農吉利甲素對急性白血病、子宮頸癌和陰莖癌也有很好的治療效果［9］。體外某些實驗表明，農吉利甲素對人肝癌細胞株BEL740有比較顯著的細胞毒作用［10-12］。體內某些試驗表明，農吉利甲素對S180等多種瘤株的抑制作用也比較顯著：同時還可以較好的抑制淋巴肉瘤腹水型L1、S37、淋巴細胞白血病L1210、艾氏腹水癌、黑色素瘤B16、地鼠漿細胞瘤和腺癌755等［13］。

農吉利本身具有一定的毒性，藥理學研究證實，農吉利甲素可致肝毒性，引發肺動脈高壓，這也是其目前在臨床上推廣受到限制的主要原因，如何在保證抗腫瘤活動的同時，還能夠降低毒性，成為該領域研究的一項重要課題。從雙稠吡咯啶類化合物的結構來看，抗腫瘤的活性部位為伯羥基酯化的烯丙酯基團和雙稠吡咯啶環1、2位的雙鍵，該雙鍵既是發揮抗癌作用的活性基團，也是導致肝臟毒性的原因所在，若單純針對這一雙鍵結構作出調整，欲降低肝臟毒性，那么抗癌活性也會相應消失［14-15］。研究發現，農吉利甲素單體并不會對肺組織造成實質性損害，能夠產生肺毒性的化學物質為農吉利甲素的代謝物。Yijia Xiang［16］等人認為其毒性機制為：作為農吉利甲素代謝物的運載體，紅細胞將其運送到其他器官，即構成致肺毒性的一個重要因素。至于農吉利甲素引發肺動脈高壓的研究，Jing Huang等人［17］一致認為與一氧化氮的低生物利用度有關，氧化應激可以明顯導致肺動脈高壓。

Homma［18］等研究者認為農吉利甲素發揮抗癌作用的機制是其在肝內代謝為具有很強烷化能力的雙稠吡咯啶衍生物導致的，該衍生物可選擇性地烷化細胞DNA分子上的特定區，進而阻止細胞DNA的合成，并阻止其進入有絲分裂區，從而引起染色體畸變或斷裂，進而達到抑制DNA復制與轉錄、干擾細胞蛋白質合成的目的。

2.2衍生物

農吉利甲素有較好的抗癌效果，但其在肝內轉化成吡咯衍生物會導致肝毒性，因而限制了其在臨床上的運用。探尋一種新的衍生物，降低其肝臟毒性的同時保留或增加抗癌效果，將是一項十分有意義的研究。近年來，國內外有關農吉利甲素衍生物合成與提取的研究越來越多，在農吉利甲素的衍生物中，以分子中羥基的衍生物和分子中氮的衍生物最為常見，以二氫農吉利甲素為例，該衍生物為雙鍵飽和，但仍可保留抗癌作用。農吉利的毒性作用較為明顯，國內已不再使用，目前研究的重點集中在農吉利抗癌有效成分的分離、相關衍生物的合成以及提取方法的選擇上。對于農吉利甲素的提取，實驗基本過程為：取適量農吉利種子（多為干粉），經石油醚脫脂后，加入到60%乙醇與0.5%醋酸混合液中，滲濾，減壓濃縮后過濾；經鹽酸酸化，以氯仿提取，水洗后與濾液合并，再經銨堿化，以氯仿提取，減壓濃縮后，至干、析出，獲得結晶。農吉利甲素衍生物的合成涉及的內容有甲基硫磺酸酯（C17H26NO8S）、碳酸酯（C17H21NO7S）、甲烷季銨鹽（C20H30NO7Br）、澳乙酞麟季銨鹽（C18H2-8NO7Br）、氯代甲酸乙醋季銨鹽（C19H28NO8Cl）以及I氮氧化合物。農吉利甲素的提取可采用甲醇超聲提取法、響應面法、乙醇-硫酸銨雙水相體系、微波輻射溶劑法、C18色譜柱等［19］。近年來，指紋圖譜的研究取得了很大的進展，采用C18色譜柱，以常用溶液（甲醇-0.5%乙酸溶液/0.04%氨水溶液）作為流動相梯度洗脫，以DAD檢測，農吉利甲素作為生物堿的參照峰，能夠獲得農吉利中生物堿有效成分的色譜分離條件［20］。農吉利在我國分布較為廣泛，不同產地的農吉利藥材存在一定的差異，可通過相關指紋圖譜的鑒定，對藥材質量進行評價。朱丹、王李平等人［21-22］的衍生物研究也有一定成效，他將農吉利甲素催化氫化，合成了二氫農吉利甲素，該衍生物的雙鍵飽和，但是仍然具有抗腫瘤的療效。隨后他又制備了其他幾種農吉利甲素的衍生物，因一部分衍生物未見報道，具體藥理效應情況不太清楚。Culvenor等研究者［15］曾制得1，2-二氫lα，2α-環氧農吉利堿和3'-O-三氟乙酰農吉利堿三氟乙酸鹽，具體制備的方法是先將1，2-二氫吡咯里西啶氧化，再經多步的脫氫作用，烷化后得到的衍生物是6，7-二氫-5H-吡咯里西啶，但因該衍生物在臨床試用時仍有較大副作用，因此未能推廣投入使用。黃量［23］等研究者也曾制備了農吉利甲素的衍生物，大體可以分為兩類：其中一類是分子中羥基的衍生物，另一類為分子中氮的衍生物。他的研究中表明一共有3種衍生物保留了抗癌活性，但因為它們毒性較大未能投入臨床使用。樊輕亞等人［25］也對農吉利甲素的衍生物進行了研究，發現農吉吡咯衍生物在發揮抗癌作用的同時，對肝的毒性傷害不大于常用抗腫瘤藥物更生霉素和環磷酚胺的毒性作用。

3　討論與展望

綜上所述，農吉利甲素的抗腫瘤作用較為明顯，其抗癌作用通過干擾抗癌細胞核酸生物合成來實現，作用機制為抑制癌細胞RNA生物合成，其具體作用點還有待進一步研究。但是農吉利甲素衍生物的副作用也不容忽視，目前在臨床上已限制使用，隨著相關實驗研究的日益深入，正在逐步從有效成分分析、質量控制研究逐步延伸到藥理藥效，農吉利甲素及其衍生物的合成和提取成為研究的重點。綜合來看，農吉利甲素的開發利用價值仍備受看好，對農吉利甲素衍生物的研究，可對相關藥物研發提供一定的幫助，意義重大。

［1］樊輕亞.農吉利中有效成分的提取分析研究［D］.廣東：廣東藥學院，2009.

［2］李瑩，孫敬勇，姚慶強.農吉利的研究進展［J］.食品與藥品，2015（2）：147-151.

［3］李晟.牡荊素對大鼠在體心肌缺血再灌注損傷的保護作用及機制研究［D］.安徽：安徽醫科大學，2013.

［4］鄭杭生，黃繩武，徐蓮英.全緣千里光堿脂質體及其凝膠劑的體外釋藥比較研究［J］.中成藥，2013（9）：2027-2030.

［5］周敏敏，趙丹丹，章德軍，等.農吉利堿凝膠劑體外透皮與初步藥效學研究［J］.中國現代應用藥學，2014（8）：968-973

［6］劉會，章德軍，黃繩武，等.農吉利堿凝膠劑的質量評價及初步穩定性研究［J］.山西中醫學院學報，2014（1）：23-25.

［7］林美玲，唐寅，張明等.重組HSVII病毒疫苗的微載體懸浮培養生產工藝研究［J］.中國生物工程雜志，2014（3）：68-78.

［8］陳璟園，施丹曄，余晨.左卡尼汀對維持性血液透析患者炎性因子、營養不良及貧血的影響雙中心研究［J］.海南醫學院學報，2014（10）：65-67.

［9］王宏韜，付婷，周三，等.青島嶗山抗癌藥用植物資源調查［J］.青島大學醫學院學報，2014（1）：68-71，74.

［10］林俊，李萍，陳靠山.近5年多糖抗腫瘤活性研究進展［J］.中國中藥雜志，2013（8）：1116-1125.

［11］易潔，楊紹遷.自體DC-CIK細胞聯合TACE術治療中晚期原發性肝癌的療效觀察［J］.長江大學學報，2016 （8）：8-11.

［12］高俊霞，呂強.大黃素對人肝癌HepG2細胞遷移侵襲能力及E-鈣黏蛋白、Slug蛋白表達的影響［J］.中國中醫藥信息雜志，2016（6）：64-67.

［13］陳錢，陳長軍，侯爽，等.黃酮類化合物體外誘導腫瘤細胞凋亡及其機制研究進展 ［J］.吉林醫藥學院學報，2016（6）：228-232.

［14］沈杰，劉濤，張丹.樹突細胞聯合細胞因子誘導殺傷細胞治療晚期惡性腫瘤患者近期臨床療效觀察［J］.華西醫學，2015（1）：97-99.

［15］Culvenor C C J，Edgar J A，Smith L W，et al.Dihydropyrrolizines III preparation and reations of derivatives related to pyrrolizidine alkaloids［J］.Aust J Chem，1970（23）：1853-1967.

［16］Yijia Xiang，Ning Zhu，Junchong Chen，et al.Icariin Attenuates Monocrotaline-induced Pulmonary Arterial Hypertension via inhibition of TGF-β1/Smad2/3 Signaling pathway in Rats［A］.浙江省醫學會心電生理與起搏分會，2015年浙江省心電生理與起搏學術年會論文匯編［C］.浙江省醫學會心電生理與起搏分會，2015：1.

［17］Jing Huang，John H Wolk，Michael H Gewitz，et al.Enhanced caveolin-1 expression in smooth muscle cells：Possible prelude to neointima formation［J］.World Journal of Cardiology，2015（10）：671-684.

［18］Homma N，Morio Y，Takahashih，et al.Genistein，a phytoestrogen，attenuates monocrotaline induced pulmonary hypertension［J］.Respiration，1980（1）：105-112

［19］王李平，劉小琴，范華均，等.響應面法優化-微波輔助萃取-高效液相色譜法測定農吉利中牡荊素和異牡荊素［J］.理化檢驗化學分冊，2013，10（2）：129-133.

［20］樊輕亞，游國葉.聚焦微波輔助提取-酸性染料分光光度法測定農吉利中總生物堿［J］.理化檢驗：化學分冊，2015，10（3）：289-292.

［21］朱丹，何世玲，范華均，等.聚焦微波輔助雙水相萃取/高效液相色譜法測定農吉利中牡荊素與異牡荊素［J］.分析測試學報，2013（9）：1075-1080.

［22］王李平，劉小琴，范華均，等.響應面法優化-微波輔助萃取-高效液相色譜法測定農吉利中牡荊素和異牡荊素［J］.理化檢驗：化學分冊，2013（2）：129-133.

［23］黃量，吳克美，薛智，等.農吉利抗癌有效成分的分離及其衍生物的合成［J］.中國藥學雜志，1980（5）：45.

［24］朱丹.微波輔助—多相溶劑體系萃取分離農吉利中有效成分的研究［D］.廣東：廣東藥學院，2014.

［25］樊輕亞，許衛軍，王萬好.液相色譜-串聯質譜法測定農吉利中的黃酮類化合物［J］.理化檢驗：化學分冊，2015 （7）：1023-1027.

Research Progress on Monocrotaline and Its Derivatives Anticancer Mechanism

XU Xiao-hong
The second clinical medical college of Zhejiang Chinese Medical University，Hangzhou，Zhejiang Perovince，310053 China

R284

A

2096-1782（2016）08-0166-03

10.19368/j.cnki.2096-1782.2016.08.166

許曉紅（1995.2-），女，湖北荊州人，本科，研究方向：臨床醫學。

2016-05-05）