巖黃連總堿藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及藥理作用機制研究進展

郭雅婷，孫秋爽，邱志霞，黃芳*

(1.中國藥科大學(xué)中藥學(xué)院，江蘇 南京 211100；2.中國藥科大學(xué)藥學(xué)院；江蘇 南京，211100)

巖黃連(CorydalissaxicolaBunting，CSB)為罌粟科多年生草本植物石生黃堇的干燥全草，主要產(chǎn)于廣西、云南、貴州等地區(qū)，是一味珍貴的民間中藥。其性涼、味苦；歸胃、大腸經(jīng)。《貴州民間藥物》記載：“清熱解毒，止痛止血。”因此，《貴州民間藥物》中巖黃連常與龍膽草、上梅片配伍用于治療朦皮火眼翳子，或與蒸酒配伍治療痔瘡出血及紅痢[1-2]。現(xiàn)代研究表明巖黃連對各種急慢性肝炎、肝纖維化、肝硬化、肝癌等肝臟疾病以及某些特定腫瘤的輔助治療具有顯著作用[3]。巖黃連總堿(CorydalissaxicolaBunting total alkaloids，CSBTA)是從巖黃連中提取的生物堿混合物，是巖黃連的主要活性成分。現(xiàn)代藥理研究表明CSBTA具有保肝、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤和抗菌等廣泛的藥理學(xué)作用[3]。本文通過查閱相關(guān)文獻，就巖黃連總堿的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)和藥理作用機制進行了系統(tǒng)整理，以期為其后續(xù)研究提供參考。

1 巖黃連總堿的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)

CSBTA中包含多種生物堿，可分為小檗堿型生物堿、原小檗堿型生物堿、苯并菲啶型生物堿和其他型生物堿，其中小檗堿型生物堿主要有脫氫卡維丁、脫氫阿樸卡維丁、脫氫異阿樸卡維丁、巴馬汀、小檗堿、去氫碎葉紫堇堿、藥根堿等；原小檗堿型生物堿主要包括卡維丁、四氫巴馬汀、斯氏紫堇堿、碎葉紫堇堿、氫化小檗堿等；苯并菲啶型生物堿主要有白屈菜紅堿、二氫白屈菜紅堿、血根堿、二氫血根堿等；其他型生物堿主要包括原阿片堿、深山黃堇堿、木蘭花堿等[3]。

在臨床上，以CSBTA為有效成分的中成藥——巖黃連注射液已被廣泛用于治療慢性乙型肝炎、急慢性病毒性肝炎、急性黃疸型肝炎、高膽紅素血癥以及肝癌、直腸癌等癌癥，這表明CSBTA具有保肝和抗腫瘤作用。然而并不是CSBTA中所有的化學(xué)成分都能發(fā)揮藥效，只有其中的活性成分才是CSBTA真正的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。值得關(guān)注的是，脫氫卡維丁、小檗堿和巴馬汀可作為巖黃連的質(zhì)控成分對中藥材巖黃連進行質(zhì)量控制[4]，這些化學(xué)成分極大可能是CSBTA的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。其中，脫氫卡維丁是CSBTA中主要的生物堿(約占0.38%)[5]，可通過抗乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)、抗肝纖維化和抗氧化而發(fā)揮保肝作用[6-9]。此外，脫氫卡維丁還具有良好的鎮(zhèn)痛、抗腫瘤、抗菌等活性[10]。同樣，小檗堿和巴馬汀也是CSBTA中主要的總堿成分，具有抗肝纖維化、抗腫瘤和抗菌等活性[7,11-13]。據(jù)報道脫氫阿樸卡維丁、脫氫異阿樸卡維丁、二氫白屈菜紅堿和去氫碎葉紫堇堿能夠通過抑制乙肝表面抗原(hepatitis B surface antigen，HBsAg)和乙肝e抗原(hepatitis B e antigen，HBeAg)的分泌從而抑制HBV，最終發(fā)揮保肝作用[6,14-15]，而去氫碎葉紫堇堿還可通過抑制HBV復(fù)制來產(chǎn)生保肝作用[15]。血根堿、白屈菜紅堿和深山黃堇堿可能通過調(diào)節(jié)丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase，ALT)活性、法呢醇X受體(farnesoid X receptor ，F(xiàn)XR)、環(huán)氧合酶2(cyclooxygenase 2，COX-2)和基質(zhì)金屬蛋白酶1(matrix metalloproteinase 1，MMP-1)靶點而改善肝纖維化[16]。深山黃堇堿和斯氏紫堇堿通過抑制DNA拓撲異構(gòu)酶Ⅰ可抑制多種腫瘤細胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡[17]。巖黃連總堿的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及其作用機制詳見附錄1。

表1 巖黃連總堿藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機制

表1(續(xù))

某一化學(xué)單體具有藥效并不能直接證明其為真正的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，只有那些被機體吸收的化學(xué)成分才是真正產(chǎn)生藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)。據(jù)報道，對用巖黃連灌胃給藥的大鼠的血漿、尿液、膽汁和糞便中的代謝產(chǎn)物進行分析，結(jié)果在上述樣本中均檢測到脫氫卡維丁、巴馬汀和小檗堿的原型以及羥基化、去甲基化、還原、與葡萄糖醛酸或硫酸結(jié)合等多個代謝產(chǎn)物[18]，這提示脫氫卡維丁、巴馬汀和小檗堿是CSBTA的主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 巖黃連總堿的藥理作用及機制

2.1 保肝作用 肝臟是機體內(nèi)主要的代謝器官，具有強大的解毒功能。而另一方面，肝臟亦可介導(dǎo)多種外源性及內(nèi)源性物質(zhì)的代謝，產(chǎn)生毒性中間體或者毒性代謝物，進而造成肝臟損傷。這種對肝臟造成損傷的物質(zhì)統(tǒng)稱為肝毒性物質(zhì)，主要包括病毒、真菌代謝產(chǎn)物、細菌代謝產(chǎn)物、礦物質(zhì)、環(huán)境污染物和化學(xué)治療劑等[9]。近年來，開發(fā)對肝臟損傷具有預(yù)防和治療作用的藥物一直如火如荼，而具有保肝作用的中草藥則成了許多科研人員的研究熱點。研究表明罌粟科植物巖黃連可通過抑制HBV、改善肝纖維化、抗氧化和調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝等發(fā)揮明顯的保肝作用。

2.1.1 抗乙型肝炎病毒 CSBTA的保肝作用機制可能與其對乙型肝炎病毒(HBV)的抑制和殺滅作用有關(guān)。HBV是一種肝毒性物質(zhì)，感染后對肝臟造成嚴(yán)重損傷，引發(fā)急慢性乙型肝炎，后期可能發(fā)展為肝硬化甚至肝癌。而CSBTA對HBV具有不同程度的抑制和殺滅作用，并能快速產(chǎn)生抗體，減輕肝組織受損程度[19]。Li等[6]研究發(fā)現(xiàn)CSBTA中的脫氫卡維丁、脫氫阿樸卡維丁和脫氫異阿樸卡維丁對HBsAg和HBeAg均有抑制作用，且在16.5～250 mg·mL-1的濃度范圍內(nèi)，以上3種化合物對HBV的抑制作用均呈劑量依賴性。Zeng等[15]在體外測定了從CSBTA中分離得到的季銨類生物堿去氫碎葉紫堇堿的抗HBV活性，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過6 d治療后，去氫碎葉紫堇堿不僅顯著抑制了HBsAg和HBeAg的分泌，而且降低了HBV的細胞外DNA、細胞內(nèi)DNA和共價閉合環(huán)狀DNA的水平。以上結(jié)果說明，CSBTA可能是通過抑制HBsAg和HBeAg分泌和HBV復(fù)制而發(fā)揮保肝作用的。

2.1.2 抗肝纖維化 CSBTA的保肝作用機制可能與其抗肝纖維化活性有關(guān)。肝纖維化是一種由于慢性肝損傷所致的慢性肝臟疾病，其主要特征是肝星狀細胞(hepatic stellate cells，HSC)衍生的成纖維細胞持續(xù)沉積細胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)成分[20]。肝纖維化可能進一步發(fā)展成肝硬化，甚至發(fā)展為肝癌。研究認為，肝纖維化具有可逆性[21]，因此，可通過抗纖維化藥物修復(fù)肝損傷從而達到保肝作用。眾多研究表明，CSBTA具有良好的抗肝纖維化活性[16,22]，其作用機制可能是：①通過調(diào)節(jié)丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)活性、法呢醇X受體(FXR)、環(huán)氧合酶2(COX-2)、基質(zhì)金屬蛋白酶1(MMP-1)和血管緊張素原[16]；②通過抑制肝星狀細胞(HSC-T6)增殖并誘導(dǎo)其凋亡和自噬[7,22]；③通過減少氧化應(yīng)激，調(diào)節(jié)纖維化相關(guān)基因[8]；④通過作用于O-乙酰糖蛋白信號通路[23]；⑤通過促進ECM降解，抑制膠原蛋白的合成[24]。

2.1.3 抗氧化 CSBTA的保肝作用機制可能與其抗氧化活性有關(guān)。早期研究表明，肝毒性物質(zhì)(如CCl4)在肝臟中與細胞色素P450酶系統(tǒng)反應(yīng)會生成高活性的自由基，這些自由基易與細胞蛋白共價結(jié)合，然后經(jīng)過一系列事件，引起肝細胞中的脂質(zhì)過氧化，導(dǎo)致肝細胞膜及線粒體等細胞器膜損傷，最終可造成肝細胞壞死[9]。基于這一理論，我們可能運用具有抗氧化活性的藥物，清除自由基，抑制肝臟脂質(zhì)過氧化，從而穩(wěn)定肝細胞中的生物膜、防止肝細胞壞死，最終達到保肝作用。周勁光等[25]研究發(fā)現(xiàn)CSBTA可以顯著降低CCl4誘導(dǎo)的肝損傷模型組小鼠血清中的丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase，AST)水平，表明CSBTA能夠?qū)笴Cl4引起的膜脂質(zhì)過氧化，改善肝細胞膜的功能，從而發(fā)揮保肝作用。另外，賈杰等[24]建立了CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝損傷模型，用CSBTA干預(yù)后發(fā)現(xiàn)其能顯著降低肝損傷小鼠肝臟中丙二醛(malondialdehyde，MDA)的含量，并且增強超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的活性，提示CSBTA的保肝作用機制可能與其抗氧化活性以及抗脂質(zhì)過氧化有關(guān)。

2.1.4 調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝 CSBTA的保肝作用機制可能與其調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝紊亂有關(guān)。據(jù)報道，CCl4引起的肝損傷可能導(dǎo)致氨基酸代謝、糖類代謝、脂質(zhì)代謝等多種代謝途徑發(fā)生一系列復(fù)雜變化，而巖黃連具有明顯的回調(diào)作用[23]。Liang等[21]基于血清代謝組學(xué)研究提出：巖黃連對CCl4誘導(dǎo)的急性肝損傷的治療機制可能是通過調(diào)節(jié)丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和甘油脂質(zhì)代謝功能障礙實現(xiàn)的。與此類似，應(yīng)用代謝組學(xué)研究，Wu等[26]發(fā)現(xiàn)CSBTA能夠糾正CCl4引起的2-酮戊二酸、檸檬酸、馬尿酸和牛磺酸水平的異常，表明CSBTA的肝保護作用可能涉及其對三羧酸循環(huán)、腸道菌群代謝和牛磺酸代謝功能障礙的調(diào)節(jié)。

2.1.5 其他作用機制 CSBTA還可能通過其抗炎活性及調(diào)節(jié)免疫功能而產(chǎn)生保肝作用。李麗[27]運用二甲苯致小鼠耳腫脹模型、毛細血管通透性實驗和棉球肉芽腫實驗研究了巖黃連的抗炎活性，結(jié)果顯示巖黃連對炎癥早期和晚期均有一定的抑制作用，證明CSBTA具有良好的抗炎活性。吳方等[28]研究了CSBTA對肝組織病理狀態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)CSBTA能夠改善肝組織中炎性細胞的浸潤情況，提示CSBTA可能通過改善肝組織中炎性細胞的浸潤來減輕肝細胞炎癥，從而防止肝細胞壞死，最終達到保肝作用。另外，畢明剛等[29-30]利用卡介苗/脂多糖誘導(dǎo)建立免疫性肝損傷模型并考察了CSBTA對輔助型T細胞1和2平衡(T helper cell 1/T helper cell 2，Th1/Th2)的影響，發(fā)現(xiàn)CSBTA可以通過明顯提高T淋巴細胞功能、調(diào)節(jié)體液免疫來減弱免疫系統(tǒng)紊亂造成的損傷，從而改善免疫源性的肝損傷。

2.2 鎮(zhèn)痛作用 巖黃連作為罌粟科代表植物，具有顯著的鎮(zhèn)痛作用。研究表明，CSBTA以100 mg·kg-1的劑量給藥會顯著抑制小鼠的扭體反應(yīng)，且能提高大鼠對熱刺激的痛閾值[31]。諸葛明麗等[32]通過小鼠扭體實驗證明了巖黃連栓劑對乙酸導(dǎo)致的小鼠腹痛扭體反應(yīng)具有顯著地抑制作用。早期研究提出CSBTA可能通過阻斷相關(guān)受體激活或抑制內(nèi)源性物質(zhì)刺激疼痛神經(jīng)末梢釋放相關(guān)物質(zhì)而產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用[10]。本課題組一直致力于CSBTA鎮(zhèn)痛作用的研究，此前通過腹腔注射順鉑建立了化療引起的周圍神經(jīng)病變(chemotherapy-induced peripheral neuropathy，CIPN)模型，并通過一系列實驗研究證實了CSBTA可以緩解順鉑引起的神經(jīng)性疼痛,其潛在的鎮(zhèn)痛機制可能是改善神經(jīng)元損傷和表皮內(nèi)神經(jīng)纖維的損失，另一方面抑制p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)磷酸化和瞬時感受器電位蛋白1(transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1)的活化[33]。此外，根據(jù)我們最新的研究，發(fā)現(xiàn)CSBTA可通過抑制大鼠RANKL誘導(dǎo)的NF-κB和c-Fos/NFATc1通路減輕Walker 256誘導(dǎo)的骨痛[34]，提示CSBTA可能是一種治療轉(zhuǎn)移性骨痛的有前景的候選藥物，這進一步證明了CSBTA具有高研究價值的鎮(zhèn)痛活性。

2.3 抗腫瘤作用 CSBTA能夠抑制多種腫瘤細胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡，從而發(fā)揮其抗腫瘤的作用。Cheng等[17]發(fā)現(xiàn)CSBTA對DNA拓撲異構(gòu)酶I具有很強的抑制活性，表明抑制DNA拓撲異構(gòu)酶I可能是CSBTA的抗腫瘤機制之一。已有研究證明，CSBTA對人舌鱗癌Tca8113細胞有抗腫瘤作用[35-36]，其可能的機制為：①與抑制Tca8113細胞增殖并誘導(dǎo)Tca8113細胞凋亡有關(guān)[35]；②與抑制Tca8113細胞中端粒酶的活性有關(guān)[36]。除此之外，CSBTA對人肺癌A549細胞也有明顯的抗腫瘤作用[37]，其可能的機制有：①抑制A549細胞增殖：CSBTA可以將進行DNA復(fù)制的A549細胞停滯在細胞周期中的G/S期[38]；②誘導(dǎo)A549細胞凋亡：CSBTA能夠上調(diào)半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)基因表達，并下調(diào)凋亡抑制蛋白Survivin的基因表達[38-39]；③抑制A549細胞的生長和侵襲：CSBTA對癌細胞轉(zhuǎn)移所需的關(guān)鍵蛋白Cdc42的基因和蛋白質(zhì)水平均有顯著的抑制作用[38]；④抑制A549細胞遷移：CSBTA可促進上皮型鈣黏蛋白(E-cadherin)的表達，同時抑制轉(zhuǎn)錄因子snail1的表達[38]。

2.4 抗菌作用 丘倩倩等[40]在體外培養(yǎng)了常見的革蘭陽性菌和革蘭陰性菌，并用CSBTA對其進行了抑菌試驗研究，結(jié)果顯示CSBTA可以抑制金黃色葡萄球菌、化膿性鏈球菌等革蘭陽性菌和大腸埃希菌、銅綠假單胞菌等革蘭陰性菌，表明CSTBA有很好的體外抗菌活性，具有開發(fā)為廣譜抗菌藥物的潛力和可能性。研究表明CSBTA的抗菌機制可能為：①抑制細菌的增殖：通過抑制拓撲異構(gòu)酶、抑制DNA合成或抑制細胞分裂蛋白FtsZ[12-13]；②誘導(dǎo)細菌凋亡：通過與細菌DNA結(jié)合從而造成DNA損傷，或抑制蛋白質(zhì)的生物合成[12-13]；③刺激機體快速產(chǎn)生抗體[10]。

2.5 其他藥理作用 CSBTA除了上述藥理作用外，還具有安定、改善學(xué)習(xí)和記憶障礙、改善腸道菌群失調(diào)等藥理作用。Liu等[41]研究證明了CSBTA可能通過調(diào)節(jié)支鏈氨基酸代謝，膽汁酸代謝，精氨酸和脯氨酸代謝以及嘌呤代謝來改善抗生素誘導(dǎo)的大鼠腸道菌群失調(diào)。吳春福等[42]研究了CSBTA對大鼠大腦中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)CSBTA能夠抑制大腦中多巴胺(dopamine，DA)的代謝，提示CSBTA可能通過抑制DA代謝而發(fā)揮安定作用。Fu等[43]首次發(fā)現(xiàn)了CSBTA中的脫氫卡維丁可以有效改善D-半乳糖誘導(dǎo)的大鼠學(xué)習(xí)和記憶障礙，并且提出其潛在的機制可能是通過增強突觸可塑性，減少氧化損傷和限制神經(jīng)炎癥。

3 小結(jié)與展望

本文綜述了《貴州民間藥物》記載的傳統(tǒng)民間中藥巖黃連中的生物堿類成分——巖黃連總堿(CSBTA)的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)、藥理作用及其可能的機制，發(fā)現(xiàn)CSBTA中發(fā)揮藥理作用的物質(zhì)基礎(chǔ)主要包括脫氫卡維丁、巴馬汀和小檗堿；CSBTA可通過多種作用機制發(fā)揮保肝、鎮(zhèn)痛、抗腫瘤、抗菌等藥理作用。目前，研究者們對CSBTA的保肝、抗腫瘤和抗菌作用及機制的研究較多，然而對其鎮(zhèn)痛等作用機制的研究較少，針對抗炎作用機制的研究甚至至今還未涉及。此外，關(guān)于CSBTA的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)尚待更深入的研究。根據(jù)前人對巖黃連的研究，發(fā)現(xiàn)CSBTA對肝臟脂質(zhì)過氧化和脂質(zhì)代謝均具有一定的調(diào)節(jié)作用，提示其可能對全球范圍內(nèi)高發(fā)病率的非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)具有一定療效，因此，未來可就CSBTA對NAFLD發(fā)生發(fā)展的可能作用及其作用機制進行研究，以期對CSBTA更廣泛的臨床應(yīng)用和針對新適應(yīng)證的藥物開發(fā)提供參考。