金釵石斛生物堿的研究進展

潘斯斯，梁貴友

(遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院 心血管外科,貴州 遵義 563099)

金釵石斛是我國傳統(tǒng)的名貴中草藥，為蘭科石斛屬植物，喜溫暖、濕潤、陰涼的環(huán)境，主要分布于貴州、四川、云南、廣西、湖南、湖北、福建等長江以南的亞熱帶地區(qū)。早在《神農本草經》中就描述了石斛具有滋陰清熱、生津益胃、潤肺止咳、明目強身等功效，現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)金釵石斛在抗腫瘤、抗衰老、改善記憶和提高免疫力等方面具有應用價值[1]。隨著國內外石斛研究者運用現(xiàn)代科學技術手段，從石斛中分離出生物堿類、多糖類、黃酮類、酚類、倍半萜類、香豆素類及甾體糖苷類等多種生物活性成分，其中生物堿屬其特征性成分。雖然近年來對金釵石斛生物堿(Dendrobium nobile lindl akaloid，DNLA)的藥效學研究報道較多，但目前尚無其藥動學研究被報道，本文主要對DNLA的化學成分及藥理作用研究進展作一綜述。

1 金釵石斛生物堿

生物堿屬含有氮雜環(huán)的天然有機化合物，其遍及植物體中。日本人鈴木秀干在1932年首次從金釵石斛中分離出石斛堿，隨后我國的科學家Chen等在1935年從金釵石斛中再次提取到該化合物[2]。石斛品種繁多，國內石斛植物有70余種，而具有栽培藥用石斛約30多種，其中主要以金釵石斛、霍山石斛、鐵皮石斛、美花石斛、束花石斛等為主。金蓉鸞[3]通過對比11種不同石斛的生物堿含量，發(fā)現(xiàn)不同的石斛屬植物中生物堿的含量差異很大，且金釵石斛所含生物堿要遠高于其它品種，其含量達0.41%～0.64%。研究發(fā)現(xiàn)[4]，不同生長期金釵石斛生物堿的含量也具有差別，其中1年生長期金釵石斛中生物堿的含量最高為0.55%。隨著金釵石斛生物堿類化學成分進行大量的深入研究，現(xiàn)已鑒定的生物堿類主要有石斛堿、金石斛堿、石斛副堿、石斛星、石斛酮堿、6-羥基石斛堿、石斛醚堿、石斛次堿、N-甲基石斛季銨堿、N-異戊烯基石斛季銨堿等24種，其中運用催化等方式合成的有10種和季銨生物堿5種[5]。

2 金釵石斛生物堿的藥理作用

近年來，隨著對DNLA的藥理作用深入研究，發(fā)現(xiàn)DNLA在改善胰島素抵抗、改善大腦記憶和認知功能障礙、保護急性腦缺血損傷、抗腫瘤、抗白內障等方面有明顯治療作用。

2.1 改善胰島素抵抗 早期研究報道石斛合劑可調整糖尿病模型大鼠糖脂代謝作用，但未具體闡述是哪一類活性成分[6]。生物堿作為金釵石斛其主要藥用成分，黃琦等[7]研究發(fā)現(xiàn)DNLA可降低糖尿病大鼠模型降低血糖及減輕肝臟脂肪變性，并認為其機制可能與改善胰島素抵抗有關[8]。進一步實驗研究發(fā)現(xiàn)，DNLA在改善糖尿病大鼠胰島素抵抗方面，其機制可能與影響肝臟組織中胰島素受體底物-2(IRS-2)、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)mRNA的表達以及脂肪、骨骼肌組織中葡萄糖轉運體4(Glut-4)mRNA的表達和轉位有關[9-10]。另外徐云燕等[11]研究顯示DNLA通過對肝臟糖脂代謝紊亂的調節(jié)達到減輕肝臟脂肪變性的目的，其機制可能與激活肝臟沉默信息調節(jié)因子1(Silent information regulator 1，Sirt1)及Sirt1調控的糖脂代謝基因，如糖代謝基因 (Glut2、FoxO1、PGC1α)和脂代謝基因(Acox1、Cpt1a、Srebp1、Pnpla2/ATGL)有關。近研究認為Sirt1與改善胰島素抵抗有密切聯(lián)系，有望成為藥理上治療胰島素抵抗和2型糖尿病的新靶點[12]。Glut2和Glut4屬葡萄糖轉運體家族中的不同的亞型，其主要生物學功能是介導細胞對葡萄糖的攝取和利用，被認為是胰島素信號傳導通路的終靶點[13]。以上研究可為DNLA在改善胰島素抵抗方面提供了有力證據(jù)，同時還需要進一步闡明所影響的具體信號途徑。目前DNLA在改善胰島素抵抗方面的研究對象主要為肝臟、骨骼肌以及脂肪組織，對心肌是否具有改善作用尚未見文獻報道，也值得研究。

2.2 保護急性腦組織缺血再灌注損失 王茜等[14]使用原代培養(yǎng)的大鼠皮質神經元，再以減輕缺氧缺糖復氧復糖方法模擬再灌注損傷，發(fā)現(xiàn)DNLA能夠對缺氧缺糖復氧復糖致原代培養(yǎng)大鼠皮質神經元的損傷顯著減弱，其機制可能與阻截細胞內Ca2+超載、糾正能量代謝紊亂以及抑制凋亡特異性蛋白酶等多種途徑有關[15]。在此基礎上劉俊等[16]研究發(fā)現(xiàn)DNLA預防性給藥對大腦中動脈栓塞引起的急性腦缺血的大鼠有保護作用，與假手術組比，在DNLA 80mg/kg組中大鼠神經功能癥狀評分明顯下降，腦組織缺血損傷減輕最明顯，DNLA 40mg/kg組和80mg/kg組腦梗死體積顯著減小，并且MDA、NO的含量減少，NOS的活性降低，SOD的活性增高以及caspase-3、caspase-8 mRNA在大鼠腦組織中的表達下降，由此證明DNLA可能是通過防止細胞內Ca2+超載、糾正能量代謝紊亂、減輕氧化應激、清除氧自由基等達到改善急性缺血再灌腦組織注損傷的目的。

2.3 改善大腦記憶和認知功能障礙 阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)是一種導致中老年記憶和認知功能障礙的神經系統(tǒng)退行性疾病，俗稱為老年癡呆癥。其主要病理變化是腦內老年斑、血管淀粉樣變和神經元丟失等，其病理學特點是細胞外β淀粉樣蛋白(β-amyloid，Aβ)沉淀，細胞內tau蛋白的過度磷酸化等，研究認為大腦細胞內β淀粉樣蛋白與炎癥免疫相互激發(fā)產生的神經毒性作用可誘導神經元凋亡，是導致AD發(fā)生的重要機制[17]。目前臨床缺乏防治AD的有效治療方法和藥物，多采用長期服用大劑量的非甾體類抗炎藥和膽堿酯酶抑制劑，但這些藥物的療效有限、不良反應多，不能從根本上治愈。由于DNLA具有類似于非甾體類抗炎藥抗炎、調節(jié)免疫、抗凝血等藥理作用，并且安全劑量范圍大、不良反應小的特點。因此研究者對DNLA在改善大腦記憶功能障礙方面進行了深入的研究。Yang等[18]研究發(fā)現(xiàn)DNLA可減弱LPS引起的大鼠海馬tau蛋白過度磷酸化，防止大鼠腦內LPS誘導的細胞凋亡。張明輝[19]采用Aβ25-35誘導AD大鼠模型，觀察DNLA對AD模型大鼠的空間學習的作用及腦中Aβ的表達量的影響，結果顯示模型組大鼠空間學習能力明顯低于假手術組，40、80 mg/kg DNLA組可明顯改善學習記憶減退癥狀，其機制可能與減少海馬組織中Aβ1-42、β淀粉樣前體蛋白(APP)和β淀粉樣前體蛋白裂解酶1(BACE1)的含量有關。以上兩項研究已可為DNLA在AD防治上提供基礎藥理學依據(jù)，但由于AD機制的復雜性，我們還需要從多個角度深入研究DNLA對AD防治的藥理機制。如：Li等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在脂多糖(LPS)誘導大鼠記憶障礙的AD模型中，40、80、160mg/kg DNLA組通過阻止腫瘤壞死因子受體1(TNFR1)mRNA和蛋白水平升高可明顯改善大鼠神經行為功能，其機制可能為通過抑制p-p38MAPK和下游NF-κB信號通路來阻止TNFR1的過多表達有關。另外Nie等[21]研究認為，在Aβ25-35誘導的AD模型中，DNLA可防止神經細胞凋亡和突觸丟失，改作用至少部分是通過可增加海馬和皮層中睫狀神經營養(yǎng)因子(CNTF)、神經營養(yǎng)因子(GDNF)和腦衍生神經營養(yǎng)因子(BDNF)的表達來介導。還有最新研究認為DNLA 通過誘導自噬阻止Aβ25-35誘導的軸索變性，可能成為對阿爾茨海默病治療一種新靶點[22]。雖然 DNLA對AD防治在不斷的深入研究，但投入臨床應用還有更長的路要走。

2.4 抗腫瘤 目前DNLA抗腫瘤作用的研究較少，其主要作用機制是通過激活凋亡基因蛋白和線粒體凋亡途徑有關。安欣等[23]研究發(fā)現(xiàn)通過MTT法檢測乳腺癌細胞的生長活性，運用Annexin V-FITC/PI染色流式細胞術檢測細胞凋亡率，熒光共聚焦顯微鏡觀察細胞線粒體跨膜電位變化，熒光免疫印跡法(Wenstern Blot)測定細胞半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspase-3)凋亡基因蛋白的表達量，實驗結果顯示DNLA能抑制mcf-7細胞的分裂，最終能使mcf-7細胞通過線粒體途徑發(fā)生細胞凋亡，并且釋放細胞色素C，激活procaspase-3啟動了細胞凋亡程序。和磊等[24]研究發(fā)現(xiàn)DNLA可抑制人結腸癌HT-29細胞生長并誘導細胞凋亡，其機制也是與線粒體凋亡途徑的激活有關。這兩組試驗為DNLA在抗腫瘤方面的藥理研究提供一定的基礎。

2.5 抗白內障 白內障是一種常見的致盲眼科病，其機制是由多種因素共同作用導致的結果，氧化損傷屬于其發(fā)病機制之一。前期已有研究證實金釵石斛水煎劑可對大鼠半乳糖性白內障有防治作用。龍艷等[25]采用溶劑提取法提取出金釵石斛生物堿和粗多糖，DMEM低糖培養(yǎng)基體外培養(yǎng)Wistar大鼠晶狀體制作白內障模型，并分別把金釵石斛生物堿和多糖提取物加入模型組中，且在不同的時間段觀察各組晶狀體混濁度并檢測各組晶狀體水溶性蛋白、谷胱甘肽(GSH)的含量及總超氧化物歧化酶(T-SOD)和丙二醛(MDA)的活性，最后實驗結果顯示金釵石斛生物堿組和粗多糖組晶狀體水溶性蛋白、GSH含量及T-SOD活性均升高,同時MDA的活性降低，且生物堿組晶狀體水溶性蛋白含量高于粗多糖組。隨后運用蛋白組學對DNLA抗糖性白內障的作用機制進一步研究[26]，發(fā)現(xiàn)金釵石斛生物堿有不錯的抗糖性白內障作用,除了能明顯上調晶狀體水溶性蛋白、GSH含量及T-SOD活性，并降低MDA的活性外，還能逆轉白內障晶狀體中表達上調或下調的蛋白質，但更詳細作用機制有待進一步的研究。此外魏小勇還報道[27]了DNLA對糖性白內障大鼠誘導型一氧化氮合酶基因的調控作用，發(fā)現(xiàn)DNLA可通過下調iNOS基因的表達，抑制NOS的活性，導致NO的產生減少，從而減輕晶狀體的氧化損傷，最后達到抗白內障作用。

2.6 其他 有研究發(fā)現(xiàn)DNLA可以通過刺激胃粘膜上的G細胞分泌大量胃泌素，促進胃酸分泌，同時增加胃腸道的蠕動，進而有助于改善便秘的癥狀。另外陸遠富等[28]研究發(fā)現(xiàn)，金釵石斛生物總堿對小鼠肝臟病理及肝功能無影響，但對CYP4A10、CYP4A14、CYP2B10、CYP7A1 有顯著性影響，對于臨床用藥的有一定的指導性意義。

3 展望

金釵石斛作為我國珍貴中草藥，已記載在《中國藥典》中，生物堿作為其主要特征性成分，具有廣泛的藥用價值，其將會對許多疾病的防治有潛在的應用前景。我國每年需要接受心臟手術治療患者在逐年增多，心肌缺血再灌注損傷(Myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)是體外循環(huán)(Cardiopulmonary bypass，CPB)下心臟直視手術術后的主要并發(fā)癥,可導致嚴重的心力衰竭甚至死亡。我們前期研究發(fā)現(xiàn)心肌胰島素抵抗(Insulin resistance，IR)是MIRI的重要發(fā)生機制，其引起的脂質異常堆積和葡萄糖攝取及利用障礙，可進一步加重再灌注后心肌的損傷，減輕心肌IR可能成為MIRI防治的新方向[29-30]。盡管文獻報道DNLA對肝臟、脂肪和骨骼肌的IR有改善作用，但是否對心肌IR有作用目前未見報道，值得研究。如DNLA的藥理作用在心臟缺血再灌注損傷方面獲得進展，將為研制和開發(fā)預防體外循環(huán)心肌缺血再灌注損傷的新藥開辟新途徑。

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