朱頂紅中石蒜堿藥理作用的研究

李先明，季宇彬, 3，辛國(guó)松, 3，于 淼, 3，王永祥，曹明哲，孫艷婷

(1. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，哈爾濱 150076; 2. 國(guó)家教育部抗腫瘤天然藥物工程研究中心; 3. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 藥物研究所博士后科研流動(dòng)站)

石蒜堿是存在于石蒜科(Amaryllidaceae)植物朱頂紅鱗莖內(nèi)的一種活性異喹啉類生物堿，石蒜堿相對(duì)分子質(zhì)量為287.30，分子式為C18H17NO4[1].石蒜堿具有抗腫瘤、抗炎鎮(zhèn)痛、抗菌抗病毒、保護(hù)心血管、殺蟲(chóng)等作用[2-6].因?yàn)槭鈮A的藥用價(jià)值重大，所以本文將近年來(lái)報(bào)道的石蒜堿的藥理作用進(jìn)行了綜述.

1 抗腫瘤作用

石蒜堿是石蒜科植物中主要抗腫瘤類活性成分.目前已知的抗腫瘤作用機(jī)制認(rèn)為，石蒜堿對(duì)小鼠肉瘤細(xì)胞系(Meth-A)和肺癌細(xì)胞系(LLC)具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒作用[7].研究發(fā)現(xiàn)，石蒜堿具有廣譜的抗白血病作用.其抗腫瘤機(jī)制主要是影響細(xì)胞周期，通過(guò)線粒體和死亡受體途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡.石蒜堿通過(guò)將KM3細(xì)胞阻滯在G0/G1期，激活線粒體通路和膜死亡受體通路從而誘導(dǎo)KM3細(xì)胞的凋亡，達(dá)到抑制KM3細(xì)胞增殖的目的[8].有研究表明，石蒜堿能抑制K562細(xì)胞的增殖.組蛋白去乙?；?HDAC)活性的分析表明，石蒜堿能降低K562細(xì)胞中的HDAC酶活性，且成劑量依賴性關(guān)系.HDAC酶活性的抑制與細(xì)胞周期阻滯和生長(zhǎng)抑制有關(guān).經(jīng)石蒜堿處理，細(xì)胞周期蛋白D1和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4表達(dá)受到抑制，視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白磷酸化水平降低.石蒜堿處理也顯著上調(diào)p53和其靶基因產(chǎn)物p21的表達(dá)[9-12].

2 抗菌、抗病毒作用

有研究表明，石蒜堿分別在質(zhì)量濃度為100 μg/mL與500 μg/mL時(shí)，針對(duì)24種致病真菌表現(xiàn)出顯著的抗真菌活性[13].有研究表明，石蒜中提取的生物堿混合物對(duì)蘿卜、黃瓜、番茄和油菜種子的萌發(fā)及幼苗的生長(zhǎng)均具有較強(qiáng)的抑制作用[14].由文獻(xiàn)可知，石蒜堿能抑制三羧酸循環(huán)中的脫氫酶活性，尤其是那些需要DPN或TPN的酶[15].石蒜雖為理想的燃料酒精原料，但研究發(fā)現(xiàn)制約其用于酒精發(fā)酵的主要因素卻是其鱗莖中的生物堿.這都充分表明，石蒜中的生物堿對(duì)菌體生長(zhǎng)和酶活性方面存在抑制作用[16].通過(guò)研究石蒜堿對(duì)裂殖酵母的生長(zhǎng)抑制發(fā)現(xiàn)，石蒜堿能夠顯著抑制972h-菌株的增殖，呈劑量和時(shí)間依賴性關(guān)系.石蒜堿是通過(guò)影響對(duì)972h-菌株的正常細(xì)胞周期和細(xì)胞分裂，從而引起G2/M期阻滯.研究發(fā)現(xiàn)石蒜堿對(duì)裂殖酵母生長(zhǎng)具有抑制作用，主要是因?yàn)榱阎辰湍概c哺乳動(dòng)物細(xì)胞具有高度相似的細(xì)胞周期與分裂方式[17].

石蒜堿對(duì)多種RNA和DNA病毒具有抑制作用，有研究發(fā)現(xiàn)，石蒜堿對(duì)日本腦炎病毒、黃熱病病毒、登革熱病毒等多種病毒顯示出體外抑制作用.石蒜堿對(duì)脊髓灰質(zhì)炎病毒、皰疹病毒、柯薩奇病毒B2也有抑制作用[18].有研究表明，石蒜堿是通過(guò)阻止病毒復(fù)制，來(lái)抑制對(duì)橫紋肌肉瘤細(xì)胞病毒繁殖.分析石蒜堿對(duì)病毒蛋白合成的這種抑制效應(yīng)表明，石蒜堿阻礙了病毒蛋白在翻譯過(guò)程中的斷裂伸長(zhǎng)率.石蒜堿治療病毒性疾病主要是通過(guò)抑制病毒的復(fù)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的.當(dāng)小鼠被感染了中等劑量的腸病毒71型，石蒜堿治療能夠保護(hù)他們免受癱瘓麻痹的痛苦[19].

3 中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用

石蒜堿對(duì)小鼠和家兔有明顯的鎮(zhèn)靜作用，能夠使巴比妥類藥物導(dǎo)致的睡眠時(shí)間得到延長(zhǎng)，還能加強(qiáng)嗎啡和延胡索乙素的鎮(zhèn)靜作用.石蒜堿皮下注射或靜脈注射，對(duì)人工致熱家兔與氨基比林有協(xié)同作用，有明顯的解熱作用，30 min后體溫開(kāi)始下降，90 min后達(dá)最低[20].石蒜堿的鎮(zhèn)痛作用是通過(guò)由冰醋酸誘導(dǎo)的小鼠的扭體反應(yīng)和甩尾反應(yīng)來(lái)進(jìn)行評(píng)估的.當(dāng)給藥劑量為1.0 mg/kg時(shí)，石蒜堿比阿司匹林在扭體反應(yīng)中起到的鎮(zhèn)痛作用要強(qiáng)；給藥劑量為1.0 mg/kg時(shí)，在甩尾實(shí)驗(yàn)中，石蒜堿也顯示鎮(zhèn)痛活性.當(dāng)給藥劑量為0.5 mg/kg時(shí)，石蒜堿的抗炎活性還不是很顯著.然而，與吲哚美辛對(duì)照組相比，對(duì)于大鼠爪部由角叉菜膠誘導(dǎo)的水腫1.0 mg/kg和1.5 mg/kg給藥組腹腔注射治療效果不是很好.石蒜堿的ED50為0.514 mg/kg[21].

抑制乙酰膽堿酯酶的活性是治療老年癡呆癥的一條重要途徑.通過(guò)對(duì)大地百合鱗莖部位的乙醇提取物及其總生物堿進(jìn)行富集餾分，然后篩選，發(fā)現(xiàn)其中具有抑制乙酰膽堿酯酶的成分，乙醇提取物顯著抑制乙酰膽堿酯酶，IC50為(14.3±0.502)μg/mL.基本的乙酸乙酯和正丁醇的粗提物是最活躍的抗乙酰膽堿酯酶的部分，IC50值分別為(43.1±1.22)和(0.05±0.02)μg/mL[22].石蒜堿能夠抑制RAW264.7細(xì)胞中脂多糖誘導(dǎo)的促炎癥介質(zhì)，如一氧化氮、前列腺素E2、腫瘤壞死因子α、白介素-6等的產(chǎn)生，抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶、環(huán)氧化酶2蛋白的表達(dá)，能提高脂多糖給藥小鼠的存活率，其作用強(qiáng)于地塞米松.其機(jī)制可能是抑制了脂多糖誘導(dǎo)的P38，STATs途徑的激活，但并不影響環(huán)氧化酶2基因的表達(dá)[23].

4 對(duì)平滑肌的作用

石蒜堿對(duì)豚鼠、兔、貓、犬在體或離體子宮有明顯的興奮作用，大劑量時(shí)還能使離體子宮受到刺激出現(xiàn)強(qiáng)直性收縮，此作用不能被苯海拉明對(duì)抗[24].也有報(bào)道，石蒜堿對(duì)大鼠離體子宮，小劑量興奮，大劑量抑制.通過(guò)給兔靜脈注射石蒜堿，發(fā)生異常劇烈的腸蠕動(dòng)的現(xiàn)象[20].

5 抗寄生蟲(chóng)、抗瘧疾作用

陰道毛滴蟲(chóng)是一種寄生蟲(chóng)，感染人體泌尿生殖系統(tǒng)，引起滴蟲(chóng)，最普遍的傳播非病毒性的疾病.因?yàn)猷堰屎塑账崾怯杉?xì)胞生理和壓力條件下產(chǎn)生，該研究的目的是評(píng)估石蒜堿對(duì)陰道毛滴蟲(chóng)的NTPDase和外生-5'-核苷酸酶活動(dòng)的影響.當(dāng)在反應(yīng)混合物中直接加入生物堿時(shí)，觀察到對(duì)ATP，ADP或AMP的水解無(wú)影響.寄生蟲(chóng)的NTPDase和外生-5'-核苷酸酶的活性經(jīng)24 h石蒜堿處理后被顯著抑制，而培養(yǎng)基中沒(méi)有生物堿，這種抑制的情況也會(huì)消失.NTPDase A或B的轉(zhuǎn)錄水平不是由生物堿改變.考慮到藥物的細(xì)胞毒性和ATP的致炎作用，石蒜堿的存在可以調(diào)節(jié)胞外核苷酸水平，以此來(lái)增加易感性陰道毛滴蟲(chóng)宿主的免疫反應(yīng)[25].

有研究發(fā)現(xiàn)，相比起氯喹敏感型瘧原蟲(chóng)，石蒜堿對(duì)氯喹耐藥型瘧原蟲(chóng)的療效更好，通過(guò)與其它具有抗瘧疾活性的石蒜科生物堿進(jìn)行結(jié)構(gòu)比較，推測(cè)石蒜堿的抗瘧疾活性可能與分子中的亞甲二氧基苯和未與甲基相連的叔胺有關(guān)[26-29].

我國(guó)石蒜科植物分布廣泛，資源豐富，石蒜堿作為其主要活性成分，藥理作用眾多，但如何研究開(kāi)發(fā)并高效利用石蒜堿，使其在醫(yī)療、科研領(lǐng)域充分的發(fā)揮作用，是科研人員亟需解決的一個(gè)重要問(wèn)題.隨著石蒜堿的研究不斷深入，作用機(jī)理逐步闡明，一定會(huì)有更多藥效更強(qiáng)、毒性更低的石蒜堿類新藥問(wèn)世.

參考文獻(xiàn)：

[1] ROS N J, GOTTFRIES J, MURESAN S,etal. Novel Chemical Space Exploration via Natural Products[J].Journal of Medicinal Chemistry,2009, 52(7): 1952-1962.

[2] ERTL P, SCHUFFENHAUER A. Cheminformatics ahalysis of natural products:1essons from nature inspiring the design of new drugs[J]. Prog Drug Res, 2008, 66: 217, 219-235.

[3] HOHMANN J, FORGO P, MOLNAR J,etal. Antiproliferative amaryllidaceae alkaloids isolated from the bulbs of Sprekelia form osissimaand Hymenocallis xfestalis[J]. Planta Med, 2002, 68(5): 454-457.

[4] 吳志平, 陳 雨, 馮 旭, 等. 石蒜科藥用植物生物堿的藥理學(xué)研究[J]. 中國(guó)野生植物資源, 2008, 27(5): 26-31.

[5] 宋德芳, 石子琪, 辛貴忠, 等. 石蒜科生物堿的藥理作用研究進(jìn)展[J].中國(guó)新藥雜志, 2013, 22(13): 1519-1524.

[6] KIM Y H, PARK E J, PARK M H,etal. Crinamine from Crinum asiaticum var. japonicum Inhibits Hypoxia Inducible Factor-I Activity But Not Activity of Hypoxia Inducible Factor-2[J].Biological & Pharmaceutical Bulletin, 2006, 29(10): 2140-2142.

[7] OLOYEDE K G, OKE M J, Y RAIL,etal. Antioxidant and Anticonvulsant Alkaloids in Crinum ornatum Bulb Extract [J]. World Journal of Chemistry, 2010, 5(1): 26-31.

[8] 常鎧麟, 陳鷹翔, 趙思偉, 等. 異喹啉類生物堿抗腫瘤作用機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 科技論壇,2013, 53-5.

[9] LI L, DAI H J, YE M,etal. Lycorine induces cell-cycle arrest in the G0/G1phase in K562 cells via HDAC inhibition [J]. Cancer Cell Int, 2012, 12(1): 49.

[10] LIU R F, CAO Z F, Tu J,etal. Lycorine hydrochloride inhibits metastatic melanoma cell-dominant vasculogenic mimicry[J]. Pigment Cell & Melanoma Research,2012, 9, 25(5): 630-638.

[11] CAO Z F, YU D, FU S L,etal. Lycorine hydrochloride selectively inhibits human ovarian cancer cell proliferation and tumor neovascularization with very low toxicity[J]. Toxicology Letters,2013, 4, 218, 2(12): 174-185.

[12] 石壁煒. 石蒜堿對(duì)人乳腺癌細(xì)胞MCF-7存活率及線粒體膜電位的影響[J].醫(yī)學(xué)綜述, 2010,16(16): 2524-2525.

[13] SHEN J W, RUAN Y, REN W,etal. Lycorine: A Potential Broad-Spectrum Agent against Crop Pathogenic Fungi[J]. Journal of Microbiology and Biotechnology, 2014, 3, 24(3): 359-362.

[14] 蔣紅云, 張燕寧, 馮平章, 等. 石蒜對(duì)蘿卜、黃瓜、番茄和油菜幼苗的化感效應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2006, 17(9): 1655-1659.

[15] 中藥大辭典[M]. 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1977: 1210-1212.

[16] 楊 馨, 張 梁, 丁重陽(yáng), 等. 石蒜總生物堿的提取及其對(duì)酒精發(fā)酵過(guò)程的抑制機(jī)理[J].食品科學(xué),2011, 32(12): 83-87.

[17] 汪 洋, 王 哲, 沈 妍, 等. 石蒜堿對(duì)裂殖酵母生長(zhǎng)的抑制作用[J].復(fù)旦學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版,2010, 37(6): 642-646.

[18] 秦昆明, 李 笑, 徐 昭, 等. 石蒜堿及其衍生物的藥理作用研究概況[J]. 北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2009, 23 (75): 6-10.

[19] LIU J N, YANG Y J, XU Y F,etal. Lycorine reduces mortality of human enterovirus 71-infected mice by inhibiting virus replication[J].Virology Journal, 2011, 8: 483.

[20] 賈獻(xiàn)惠, 周同水, 鄭 穎, 等. 石蒜科植物生物堿成分的藥理研究[J].中醫(yī)藥學(xué)刊, 2001, 19(6): 573-573.

[22] ELISHA I L, ELORASHI E E, HUSSEIN A A,etal. Acetylcholinesterase inhibitory effects of the bulb of Ammocharis coranica (Amaryllidaceae) and its active constituent lycorine [J]. South African Journal of Botany,2013, 3, 85: 44-47.

[23] KANG J J, ZHANG Y S, CAO X,etal. Lycorine inhibits lipopolysaccharide-induced iNOS and COX-2 up-regulation in RAW264.7 cells through suppressing P38 and STATs activation and increases the survival rate of mice after LPS challenge [J]. Int Immunopharmacol, 2012, 12(1): 249-256.

[24] 蒙其淼, 梁 潔, 吳桂凡, 等. 生物堿類化合物藥理作用研究進(jìn)展[J]. 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥, 2003, 14(11): 700-702.

[25] GIORDANI R B, WEIZENMANN M, ROSERMBERG D B,etal. Trichomonas vaginalis nucleoside triphosphate diphosphohydrolase and ecto-5′-nucleotidase activities are inhibited by lycorine and candimine [J]. Parasitol Int, 2010, 59(2): 226-231.

[26] SENER B, ORHAN I, SATAYAVIVAD J. Antimalarial activity screening of some alkaloids and the plant extracts from amaryllidaceae [J]. Phytother Res, 2003, 17(10): 1220-1223.

[27] KRETZING S, ABRAHAM G, EIWERT B,etal. Dose-dependent emetic effects of the Amaryllidaceous alkaloid lycorine in beagle dogs [J]. Toxicon, 2011, 57(1): 117-124.

[28] ZAHIDA I, HABIB N, SYUNTARO H,etal. Plant growth inhibitory activity of Lycoris radiate Herb and the possible involvement of lycorine as an allelochemical [J]. Weed Biology and Management, 2006, 6(4): 221-227.

[29] 于 淼，于 洋，劉林濤.石蒜堿對(duì)人白血病細(xì)胞K562凋亡作用的研究[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，30(2)：157-160.