吳茱萸堿作為多靶點(diǎn)化合物的藥理學(xué)研究進(jìn)展

馮長(zhǎng)梅(綜述)，王占黎，周立社(審校)

(包頭醫(yī)學(xué)院研究生院，內(nèi)蒙古 包頭 014030)

吳茱萸堿作為多靶點(diǎn)化合物的藥理學(xué)研究進(jìn)展

馮長(zhǎng)梅△(綜述)，王占黎，周立社※(審校)

(包頭醫(yī)學(xué)院研究生院，內(nèi)蒙古 包頭 014030)

摘要：吳茱萸堿是一種天然存在的吲哚生物堿，也是中藥吳茱萸的主要生物學(xué)活性成分。當(dāng)提及吳茱萸堿的藥理學(xué)活性時(shí)人們往往關(guān)注其在腫瘤、肥胖、疼痛、炎癥、心血管疾病、阿爾茨海默病、感染性疾病等方面的功效。如今吳茱萸堿已被發(fā)現(xiàn)對(duì)多種蛋白有較好的結(jié)合能力，因此可作為多靶點(diǎn)化合物發(fā)揮多種生物學(xué)活性。該文主要對(duì)吳茱萸堿生物學(xué)活性的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，同時(shí)也對(duì)吳茱萸堿藥動(dòng)學(xué)及其與靶點(diǎn)相互作用方面進(jìn)行討論，以期對(duì)未來(lái)多靶點(diǎn)藥物設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：吳茱萸堿；生物學(xué)活性；受體相互作用

在過(guò)去的藥品研發(fā)中，人們往往只關(guān)注作用于單個(gè)靶點(diǎn)的藥物，然而針對(duì)多個(gè)靶點(diǎn)同時(shí)發(fā)揮作用的小分子藥物比作用于單個(gè)靶點(diǎn)的藥物更易起效。近年來(lái)從廣受關(guān)注的中草藥中提取的天然產(chǎn)物活性成分即是通過(guò)多個(gè)不同靶點(diǎn)來(lái)發(fā)揮作用的，因此成為多靶點(diǎn)藥物先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的重要研究方向。吳茱萸在中醫(yī)中用途廣泛,有證據(jù)表明，吳茱萸堿是一種具有多種生物學(xué)活性的化合物[1]?，F(xiàn)對(duì)吳茱萸堿生物學(xué)活性及其機(jī)制的最新研究動(dòng)態(tài)進(jìn)行綜述。

1吳茱萸堿生物活性

1.1抗炎活性關(guān)于吳茱萸堿抗炎活性和可能的機(jī)制報(bào)道屢見(jiàn)不鮮。NO是由精氨酸在一氧化氮合酶作用下產(chǎn)生的高活性分子。過(guò)度產(chǎn)生NO是多種炎癥性疾病產(chǎn)生的原因。Ko等[2]發(fā)現(xiàn)，吳茱萸堿的抗炎活性可能是由于其抑制炎性細(xì)胞中NO的產(chǎn)生。此外，吳茱萸堿還抑制核因子κB和環(huán)加氧酶2的轉(zhuǎn)錄。Liu等[3]最近發(fā)現(xiàn)，吳茱萸堿可抑制環(huán)加氧酶2的表達(dá)和經(jīng)由絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶或p70S6K去磷酸化造成的缺氧誘導(dǎo)因子1α的堆積，為吳茱萸堿抗炎機(jī)制提供新的證據(jù)。另外，在炎性反應(yīng)中，吳茱萸堿對(duì)主要的炎性因子前列腺素E2有很強(qiáng)的抑制作用。以上這些研究結(jié)果為中藥吳茱萸用于抗炎癥提供了理論依據(jù)。

1.2抗腫瘤活性吳茱萸堿可抑制多種腫瘤細(xì)胞的增殖，包括對(duì)宮頸癌、結(jié)腸癌、肺癌、黑色素瘤、T淋巴細(xì)胞樣白血病、前列腺癌和乳腺癌等多種腫瘤細(xì)胞增殖的抑制。比較明確的抑制增殖途徑是通過(guò)Cdc2/cyclin B的作用使細(xì)胞周期停滯在G2/M期。Takada等[4]發(fā)現(xiàn)，吳茱萸堿通過(guò)抑制核因子κB所調(diào)控的相關(guān)基因的表達(dá)，如CycD1、凋亡抑制蛋白、Bcl-2、Bcl-xL來(lái)促進(jìn)凋亡。另外，吳茱萸堿可增加促凋亡因子Bax的表達(dá)和降低抑凋亡因子Bcl-2的表達(dá)，并通過(guò)天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶途徑誘導(dǎo)凋亡。同時(shí)，在吳茱萸堿誘導(dǎo)的凋亡過(guò)程中，活性氧類(lèi)和NO對(duì)p53、p21、蛋白酪氨酸激酶及其他的信號(hào)蛋白均有調(diào)節(jié)作用。磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶信號(hào)通路在吳茱萸堿誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡中也發(fā)揮重要作用。除了抗增殖和抑凋亡的作用外，吳茱萸堿還可抑制腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移[5-6]。

1.3抗肥胖活性Kobayashi等[7]發(fā)現(xiàn)吳茱萸堿表現(xiàn)出良好的減肥作用，其減肥功效主要為吳茱萸堿通過(guò)增加棕脂肪組織中β3腎上腺素的分泌來(lái)增強(qiáng)解偶聯(lián)蛋白1的產(chǎn)熱作用。Shi等[8]報(bào)道，通過(guò)灌胃給藥，吳茱萸堿可抑制下丘腦弓狀核內(nèi)神經(jīng)肽Y mRNA和多肽的水平，這是吳茱萸堿發(fā)揮其減肥作用的又一可能機(jī)制。Wang和Yamashita[9]的研究顯示，吳茱萸堿可通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶/絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路中脂肪細(xì)胞特殊轉(zhuǎn)錄因子和蛋白激酶B信號(hào)通路來(lái)抑制脂肪形成，同時(shí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，吳茱萸堿可改變機(jī)體瘦素抵抗和胰島素敏感性。另外，一定血藥濃度的吳茱萸堿還可抑制胃的排空，從而增加膽囊收縮素的血漿濃度，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)消化和食欲的功效[10]。

1.4抗心血管系統(tǒng)疾病的作用吳茱萸堿對(duì)心血管疾病有良好的效果。Chiou等[11]發(fā)現(xiàn),吳茱萸堿對(duì)離體的鼠類(lèi)腸系膜動(dòng)脈有血管擴(kuò)張作用，并且這種作用具有內(nèi)皮依賴(lài)性。吳茱萸堿還可抑制醛固酮的釋放，調(diào)節(jié)血容量，從而發(fā)揮利尿劑的作用[12]。也有資料顯示，吳茱萸堿可通過(guò)活化辣椒素受體來(lái)促進(jìn)降鈣素基因相關(guān)蛋白的釋放，進(jìn)而保護(hù)小鼠的心肌缺血/再灌注損傷[13]。此外，吳茱萸堿還抑制趨化因子受體1、趨化因子受體2、細(xì)胞內(nèi)黏附因子1的產(chǎn)生，通過(guò)降低活性氧類(lèi)和NADPH氧化酶的活性發(fā)揮對(duì)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶和p38絲裂原活化蛋白激酶的去磷酸化作用[14]。

1.5抗老年癡呆的作用阿爾茨海默病(Alzheimer disease，AD)也稱(chēng)為老年性癡呆癥，是一種漸進(jìn)的、不可逆性腦部疾病，主要由神經(jīng)突觸的退行性病變和神經(jīng)細(xì)胞的死亡引起，導(dǎo)致患者認(rèn)知、記憶和行為的損傷。進(jìn)一步的研究顯示，吳茱萸堿可增加腦部組織對(duì)葡萄糖的攝取，抑制炎性細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素1β、白細(xì)胞介素6、腫瘤壞死因子α和環(huán)加氧酶2在鼠AD模型的表達(dá)，但對(duì)淀粉樣β蛋白沉積沒(méi)有作用[15]。因此，吳茱萸堿對(duì)改善AD鼠模型行為的作用被認(rèn)為是通過(guò)抑制炎癥作用發(fā)揮的。研究結(jié)果顯示，去氫吳茱萸堿作為吳茱萸堿的同型物，表現(xiàn)出對(duì)AD更加有效的生物學(xué)作用，去氫吳茱萸堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)已被用于臨床研發(fā)新的膽堿酯酶抑制劑[16]。

1.6抗微生物活性近年來(lái)逐漸增多的耐藥菌刺激了科學(xué)家對(duì)發(fā)展新型抗菌藥物的研究。從中藥吳茱萸中分離出的一些化合物被證實(shí)具有良好的抗感染作用。最近，Chiou等[17]發(fā)現(xiàn)吳茱萸對(duì)H1N1誘導(dǎo)的趨化因子的產(chǎn)生和趨化因子引起的白細(xì)胞募集都有抑制作用，提示吳茱萸對(duì)流感病毒引起的感染有潛在的抑制作用。

1.7其他活性眾所周知，辣椒素受體1(transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1)在疼痛的調(diào)節(jié)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。吳茱萸堿的鎮(zhèn)痛作用主要是由于其作用于抗辣椒素受體來(lái)介導(dǎo)的。吳茱萸堿還具有其他生物學(xué)活性，如調(diào)節(jié)體溫、抗缺氧、皮膚病學(xué)應(yīng)用、支氣管收縮和激素分泌調(diào)節(jié)等。

2蛋白質(zhì)-配體間相互作用

吳茱萸堿分子靶點(diǎn)的確定對(duì)于現(xiàn)代藥物學(xué)無(wú)疑是一個(gè)契機(jī)。到目前為止，比較明確的吳茱萸堿作用靶點(diǎn)主要有3個(gè)：TRPV1、芳烴受體(aromatic hydrocarbon receptor，AhR)、拓?fù)洚悩?gòu)酶。這些蛋白是炎癥、癌癥等疾病過(guò)程中重要的藥物作用靶點(diǎn)。吳茱萸堿與其靶點(diǎn)相互作用的復(fù)合物結(jié)構(gòu)逐漸被闡明，為多靶點(diǎn)藥物的研究提供思路。

2.1TRPV1TRPV1可被多種因素活化，包括質(zhì)子、高溫、內(nèi)源性物質(zhì)和天然產(chǎn)物(辣椒素、樹(shù)膠脂毒素、吳茱萸堿)等。TRPV1參與機(jī)體多種生理和病理過(guò)程，提示對(duì)該受體的活性調(diào)節(jié)具有潛在的治療用途。TRPV1與炎癥、癌癥、心血管疾病、肥胖、皮膚疾病和神經(jīng)疼痛等多種疾病的發(fā)生密切相關(guān)[18-20]。TRPV1配體由于可阻斷與該受體相關(guān)的病理過(guò)程，作為潛在的藥物先導(dǎo)結(jié)構(gòu)已得到廣泛關(guān)注。吳茱萸堿是TRPV1激動(dòng)劑，有望作為骨架結(jié)構(gòu)來(lái)研發(fā)新型鎮(zhèn)痛劑。最近，課題組采用同源模擬、分子對(duì)接、分子動(dòng)力學(xué)、藥效團(tuán)模型方法研究吳茱萸堿與TRPV1之間的相互作用[21]。結(jié)果顯示，吳茱萸堿的環(huán)1與TRPV1活性位點(diǎn)中的氨基酸Tyr511發(fā)生疏水性相互作用；吳茱萸堿的環(huán)5與Tyr555形成π-π相互作用。此外，吳茱萸堿與Tyr511的羰基氧和氨基間形成兩個(gè)氫鍵，吳茱萸堿吲哚氮與Ile569也形成兩個(gè)氫鍵。藥效團(tuán)模型進(jìn)一步證明了上述對(duì)接結(jié)果的可靠性。該研究闡明了吳茱萸堿與TRPV1發(fā)生相互作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征，為新型TRPV1配體的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

2.2DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(1和2)是復(fù)合酶，可調(diào)控DNA雙鏈的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，參與多種細(xì)胞內(nèi)DNA相關(guān)的生理病理過(guò)程，如復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組和染色體凝縮。由于其結(jié)構(gòu)與功能逐漸明確，拓?fù)洚悩?gòu)酶可作為藥物設(shè)計(jì)的重要靶點(diǎn)。目前已明確，DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑具有明顯的抗腫瘤活性，也具有潛在的抗菌活性。Dong等[22]報(bào)道了吳茱萸堿在人類(lèi)拓?fù)洚悩?gòu)酶1結(jié)合口袋中的結(jié)合模式，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)、合成了一系列吳茱萸堿衍生物，并探討了構(gòu)效關(guān)系。采用不同化學(xué)基團(tuán)替代吳茱萸堿的吲哚氮原子，發(fā)現(xiàn)引入苯甲酰基團(tuán)后，表現(xiàn)出更好的抗腫瘤的活性。

2.3AhRAhR家族是螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄因子家族中的一員。正常情況下，AhR與分子伴侶結(jié)合，以穩(wěn)定的蛋白復(fù)合體結(jié)構(gòu)存在于細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)配體結(jié)合AhR后，構(gòu)象發(fā)生改變，分子伴侶被釋放，進(jìn)而AhR進(jìn)入細(xì)胞核，并與AhR細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白形成復(fù)合物，從而調(diào)控基因表達(dá)。AhR在生理學(xué)及毒理學(xué)方面具有重要的功能，尤其是在細(xì)胞的增殖和分化、適應(yīng)性反應(yīng)、毒理反應(yīng)、激素調(diào)節(jié)、免疫調(diào)控等方面扮演重要角色。最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，AhR的激活在癌癥和炎癥中也同樣重要，是潛在的炎癥和癌癥治療靶點(diǎn)[23]。

3藥動(dòng)學(xué)

吳茱萸堿溶解度很低，研究人員通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)增加其生物利用度。Tan等[24]設(shè)計(jì)了一種新型的吳茱萸堿-磷脂復(fù)合體，顯示出比吳茱萸堿有更高的生物利用度。以大鼠為研究對(duì)象，研究吳茱萸堿的藥動(dòng)學(xué)，結(jié)果表明在口服吳茱萸堿1 h后血漿藥物濃度達(dá)到最高水平，24 h后19%的大鼠尿液中檢測(cè)到吳茱萸堿成分。此外，Jeng等[25]發(fā)明了一個(gè)高敏感性和高選擇性液相色譜-光譜法，通過(guò)測(cè)定兔血漿的吳茱萸堿含量來(lái)進(jìn)行藥動(dòng)學(xué)研究。

4結(jié)語(yǔ)

疾病的過(guò)程紛繁復(fù)雜，以單個(gè)靶點(diǎn)為目標(biāo)的藥物設(shè)計(jì)理念下合成的藥物，雖然藥效更有針對(duì)性但往往因其極大的不良反應(yīng)和極低的有效血藥濃度而使其應(yīng)用受到限制；而以多個(gè)靶點(diǎn)為目標(biāo)的藥物研究相較與單個(gè)靶點(diǎn)的藥物設(shè)計(jì)而言表現(xiàn)出更強(qiáng)的藥理學(xué)活性及更小的不良反應(yīng)，是未來(lái)藥物設(shè)計(jì)理念的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。吳茱萸堿來(lái)自于天然產(chǎn)物，在抗炎、抗腫瘤、抗肥胖和抗微生物等方面表現(xiàn)的活性已被廣泛認(rèn)可，而對(duì)其辣椒素受體、芳香烴受體和拓?fù)洚悩?gòu)酶重要靶點(diǎn)的研究無(wú)疑為多靶點(diǎn)藥物設(shè)計(jì)理念提供重要例證。

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Research Progress in Evodiamine on Pharmacological Activity as Multi-target Drugs

FENGChang-mei,WANGZhang-li,ZHOULi-she.

(GraduateSchoolofBaotouMedicalCollege,Baotou014030,China)

Abstract:Evodiamine is a natural indole alkaloid and it is one of the main bioactive ingredients of evodiae fructus.More attention has been paid to its beneficial effects in cancer,obesity,pain,inflammation,cardiovascular diseases,Alzheimer disease,and infectious diseases.It′s discovered that evodiamine has a superior ability to bind with various proteins,therefore can be used as multi-target drugs.Here is to make a review of the recent advances in the biological activity and pharmacokinetics studies of evodiamine,so as to provide a direction for further multi-target drug design.

Key words:Evodiamine; Bioactivity; Receptors interaction

收稿日期：2013-09-10修回日期：2014-06-27編輯：伊姍

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金(2012MS1159)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.04.046

中圖分類(lèi)號(hào):R979.14

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-2084(2015)04-0695-03