大黃素-8-O-β-D-葡萄糖苷藥理作用研究進(jìn)展

摘要:大黃素-8-O-β-D-葡萄糖苷(EG)的藥理作用研究在國(guó)內(nèi)外取得明顯的研究進(jìn)展。EG對(duì)谷氨酸誘導(dǎo)產(chǎn)生的神經(jīng)損傷和缺血再灌注造成的神經(jīng)損傷等均具有保護(hù)作用，可以逆轉(zhuǎn)β淀粉樣蛋白對(duì)神經(jīng)細(xì)胞功能的影響，通過(guò)可逆性抑制膽堿酯酶的活性起促智作用，具有促成骨細(xì)胞增殖和分化及抑制骨溶解作用，并能明顯延長(zhǎng)小鼠睡眠時(shí)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(shí)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(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，其代謝符合單室模型一級(jí)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，在大鼠心、肝、腦和腎中分布較多，大約有45%的原形藥物經(jīng)尿和糞便排出體外。

文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A

文章編號(hào): 1000-3002(2015)03-0493-05

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

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81473418);國(guó)家林業(yè)局野生動(dòng)植物保護(hù)項(xiàng)目(2012-2014)

作者簡(jiǎn)介:李登科，男，碩士研究生，主要從事中藥分子細(xì)胞藥理學(xué)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(fā)現(xiàn)，EG具有神經(jīng)保護(hù)、促智、改善睡眠、促成骨細(xì)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(kāi)發(fā)價(jià)值。但是，EG在植物中含量普遍較低，且在提取過(guò)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(guān)該化合物的研究較少報(bào)道。

1　神經(jīng)保護(hù)作用

導(dǎo)致神經(jīng)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(jī)制多靶點(diǎn)和低毒性的特點(diǎn)，已被廣泛用于神經(jīng)保護(hù)藥物的研究與開(kāi)發(fā) ［6］。體外和體內(nèi)對(duì)EG神經(jīng)保護(hù)作用的研究發(fā)現(xiàn)，EG對(duì)谷氨酸誘導(dǎo)產(chǎn)生的神經(jīng)損傷和缺血再灌注造成的神經(jīng)損傷均具有保護(hù)作用 ［7］。從矮大黃中分離得到的EG作用于無(wú)葡萄糖培養(yǎng)基培養(yǎng)的小鼠胚胎大腦皮質(zhì)細(xì)胞，通過(guò)檢測(cè)乳酸脫氫酶的釋放速率，發(fā)現(xiàn)EG能在高濃度下對(duì)神經(jīng)細(xì)胞具有顯著的保護(hù)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(jīng)系統(tǒng)疾病，主要表現(xiàn)為學(xué)習(xí)記憶能力衰退等。隨著中國(guó)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(gè)氨基酸組成，是大腦皮質(zhì)老年斑的主要成分，其可溶性二聚體可削弱突觸結(jié)構(gòu)和功能，是最小的突觸毒性物質(zhì)，是引起AD的重要物質(zhì)。Xiao等 ［10］發(fā)現(xiàn)，β淀粉樣蛋白不僅可以使神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH-SY5Y細(xì)胞中α7和α3乙酰膽堿受體表達(dá)減少，還可以使突觸小泡糖蛋白表達(dá)減少，而EG可以顯著地逆轉(zhuǎn)β淀粉樣蛋白的上述作用，并呈現(xiàn)濃度依賴性，這有可能是EG發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的作用機(jī)制。因此，EG可能是潛在的治療AD的候選藥物。

陳萬(wàn)生等 ［11］研究發(fā)現(xiàn)，來(lái)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(xué)習(xí)記憶障礙小鼠ig給予EG后，通過(guò)跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)和膽堿酯酶活性測(cè)定，發(fā)現(xiàn)2組小鼠的跳臺(tái)錯(cuò)誤次數(shù)顯著減少，小鼠的膽堿酯酶活性顯著降低。離體實(shí)驗(yàn)和整體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，EG 0～20 mg·kg －1對(duì)膽堿酯酶活性具有可逆性抑制作用，呈現(xiàn)良好的量效正相關(guān)，表明EG能提高正常小鼠學(xué)習(xí)記憶能力，并且對(duì)東莨菪堿所致的學(xué)習(xí)記憶障礙有防護(hù)作用，提示EG對(duì)膽堿酯酶可逆性的抑制作用可能是其促智活性的作用機(jī)制之一。

3　促成骨細(xì)胞增殖和分化及抑制骨溶解作用

成骨細(xì)胞MC3T3-E1是體外研究骨生成常用的細(xì)胞系，被廣泛使用 ［12］。成骨細(xì)胞的分化在骨折的愈合中起到關(guān)鍵作用，堿性磷酸酶作為成骨細(xì)胞分化的生物標(biāo)志物被用于成骨細(xì)胞分化的研究，其在細(xì)胞中含量的增加表明細(xì)胞分化程度增強(qiáng) ［13］。另有研究表明，前列腺素E2可以促進(jìn)骨骼代謝致骨質(zhì)溶解 ［14］。研究中華抱莖蓼中分離提取的EG對(duì)成骨細(xì)胞MC3T3-E1的作用，發(fā)現(xiàn)EG通過(guò)提高M(jìn)C3T3-E1細(xì)胞S期比例，顯著促進(jìn)MC3T3-E1細(xì)胞增殖;同時(shí)EG可顯著增加MC3T3-E1中堿性磷酸酶表達(dá)，表明其可促進(jìn)MC3T3-E1分化。另外，EG通過(guò)抑制成骨細(xì)胞中前列腺素E2的表達(dá)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(fēng)濕疾病的作用。

4　改善睡眠作用

失眠是臨床常見(jiàn)病癥之一，臨床表現(xiàn)為入睡困難、睡眠深度或頻度過(guò)短、早醒及睡眠時(shí)間不足或質(zhì)量差等，失眠往往會(huì)給患者帶來(lái)極大的痛苦和心理負(fù)擔(dān)。汲廣全等 ［16］研究夜交藤改善睡眠的活性成分過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)硅膠柱層析和Sephadex LH-20柱層析分離得到EG，對(duì)小鼠進(jìn)行戊巴比妥鈉閾下催眠劑量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)EG能有效延長(zhǎng)小鼠睡眠時(shí)間，且與陽(yáng)性藥棗仁安神制劑和褪黑素組無(wú)差異，說(shuō)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(dǎo)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(zhuǎn)移酶活性提高24%。體外實(shí)驗(yàn)結(jié)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(dǎo)大鼠模型ig給予EG，利用硫代巴比妥酸方法測(cè)量脂質(zhì)過(guò)氧化程度，發(fā)現(xiàn)EG能顯著降低血漿的脂質(zhì)過(guò)氧化水平，可能是通過(guò)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(lái)發(fā)揮降血脂和抗氧化活性作用。

6　抗菌抗病毒作用

在對(duì)毛脈蓼化學(xué)成分及抑菌活性進(jìn)行研究時(shí)，對(duì)分離到的EG進(jìn)行了10種18株菌株的抑菌活性篩選，結(jié)果EG對(duì)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(xué)成分時(shí)，發(fā)現(xiàn)EG在無(wú)細(xì)胞毒濃度下對(duì)HIV感染引起的病變C8166淋巴細(xì)胞具有較強(qiáng)抑制作用 ［18］。

7　抗腫瘤作用

近年來(lái)本課題組實(shí)驗(yàn)研究表明，何首烏來(lái)源的EG可抑制多種腫瘤細(xì)胞的存活，對(duì)人肝癌HepG2、結(jié)直腸癌HT29和神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH-SY5Y細(xì)胞等均有較顯著的細(xì)胞毒活性。初步研究發(fā)現(xiàn)，其主要機(jī)制是誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡，而同樣濃度下對(duì)正常二倍體細(xì)胞的細(xì)胞毒作用不明顯 ［19－20］。另外，有研究發(fā)現(xiàn)，從何首烏中提取分離得到的EG能顯著抑制法尼基蛋白轉(zhuǎn)移酶(farnesyltransferase，F(xiàn)Tase)活性 ［21］。已知FTase在癌基因蛋白R(shí)as家族成員的成熟過(guò)程中至關(guān)重要，當(dāng)FTase活性被阻斷時(shí)，其轉(zhuǎn)化致癌活性會(huì)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(guò)程中扮演重要角色。研究臺(tái)灣當(dāng)?shù)厮幉膶?duì)代謝綜合征作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，EG對(duì)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(duì)EG急性毒性進(jìn)行了初步研究，發(fā)現(xiàn)小鼠ig給予EG 0．1～4．0 g·kg －1，各劑量組均未出現(xiàn)死亡，解剖病理檢查未見(jiàn)異常變化，實(shí)驗(yàn)前后體質(zhì)量無(wú)顯著差異。最大耐受量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小鼠ig給予EG 4．0 g·kg －1后，連續(xù)觀察14 d，小鼠無(wú)死亡，解剖病理檢查未見(jiàn)異常變化，實(shí)驗(yàn)前及實(shí)驗(yàn)期間體質(zhì)量與正常對(duì)照組無(wú)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(nèi)代謝分布發(fā)現(xiàn)，大鼠單劑量口服α型和β型EG混懸液后，將體內(nèi)血藥濃度-時(shí)間數(shù)據(jù)及藥物時(shí)間曲線下面積、平均滯留時(shí)間以及一級(jí)消除動(dòng)力學(xué)消除速率常數(shù)k e等參數(shù)進(jìn)行比較，認(rèn)為2種晶型的體內(nèi)特征基本一致，均符合單室模型一級(jí)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，且在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)均未出現(xiàn)明顯的非線性過(guò)程。β型EG的平均滯留時(shí)間較大，相同劑量下β型EG生物利用度優(yōu)于α型EG。對(duì)2種晶型的EG體內(nèi)分布的研究發(fā)現(xiàn)，心、肝、腦和腎4個(gè)器官中分布較多，均在240 min左右達(dá)到峰值，2種晶型之間沒(méi)有顯著差異。對(duì)EG腸吸收研究發(fā)現(xiàn)，在十二指腸、空腸、回腸和結(jié)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(duì)排泄物研究發(fā)現(xiàn)，大約有45%的原形藥物經(jīng)尿和糞便排出體外。

11　結(jié)語(yǔ)

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

蓼科植物蒽醌類成分的抗腫瘤作用近年來(lái)被廣泛關(guān)注，蒽醌類化合物抗腫瘤研究也有報(bào)道 ［25－26］。關(guān)于大黃素母核的研究發(fā)現(xiàn)，大黃素中的6位羥基提高了母核的細(xì)胞毒性，是藥效基團(tuán)之一 ［27］。EG含有大黃素母核，因而其細(xì)胞毒作用可能與此有關(guān)。與大黃素對(duì)人正常肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞也有明顯的細(xì)胞毒作用不同 ［28］，EG對(duì)正常二倍體細(xì)胞的毒性作用普遍較小 ［20］，作為抗腫瘤藥物前藥更具優(yōu)勢(shì)。本課題組通過(guò)EG與FTase的分子對(duì)接研究發(fā)現(xiàn)，EG比大黃素等游離蒽醌與酶的結(jié)合力更強(qiáng) ［29］。已有研究表明，F(xiàn)Tase抑制劑對(duì)腫瘤細(xì)胞和正常二倍體細(xì)胞的作用不同 ［30］，EG對(duì)腫瘤細(xì)胞和正常二倍體細(xì)胞作用的區(qū)別是否與抑制FTase活性有關(guān)，需要進(jìn)一步研究。

另外，EG的藥理作用與目前發(fā)現(xiàn)的中藥何首烏的藥理作用有諸多相同之處 ［31］，說(shuō)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(fā)揮藥效作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)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(duì)該化合物的藥理作用機(jī)制的研究可為進(jìn)一步闡明相關(guān)中藥的作用機(jī)制提供參考。