藁本內(nèi)酯的臨床前研究進(jìn)展

姚淞允，張開霞，2，馬 強(qiáng)，金永生*

(1.海軍軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院有機(jī)化學(xué)教研室，上海 200433；2.煙臺(tái)大學(xué)藥學(xué)院，山東煙臺(tái) 264005；3.上海中醫(yī)藥大學(xué)中藥現(xiàn)代制劑技術(shù)教育部工程研究中心，上海 201203)

藁本內(nèi)酯是苯酞類化合物的典型代表，多存在于中藥當(dāng)歸、川芎等傘形科植物中。以當(dāng)歸為例，通過甲醇水溶液提取的方式，發(fā)現(xiàn)順式蒿本內(nèi)酯占約30%，而反式蒿本內(nèi)酯不到1%[1]。近年來，關(guān)于藁本內(nèi)酯藥理作用的研究日益增多，推測(cè)其主要作用為治療心腦血管疾病，兼具抗腫瘤、抑制脂質(zhì)過氧化、改善微循環(huán)等作用，可作為進(jìn)一步開展人體試驗(yàn)的理論基礎(chǔ)。同時(shí)在藥動(dòng)學(xué)上，推斷出蒿本內(nèi)酯的理論最適劑量，其使用受藥物配伍作用的影響，存在相關(guān)代謝酶等結(jié)論，這為使用蒿本內(nèi)酯提供了理論參考。針對(duì)蒿本內(nèi)酯提取效率低的情況，本文也分析了高效的合成蒿本內(nèi)酯方法，可為蒿本內(nèi)酯的合成提供參考。

1 來源和理化性質(zhì)

藁本內(nèi)酯是由Mitsuhashi于1960年對(duì)傘形科藁本屬植物L(fēng)igusticumacutilobum進(jìn)行分離所得到的、具淡黃色帶香味的油狀液體，命名為ligustilide，沸點(diǎn)為168～169 ℃，可溶于乙醇、甲醇、乙醚、乙酸乙酯、石油醚等有機(jī)溶劑，分子式為C12H14O2，相對(duì)分子質(zhì)量為190.24。藁本內(nèi)酯存在于多種傘形科植物中，其中當(dāng)歸、川芎中的藁本內(nèi)酯含量較高。在世界范圍內(nèi)，與韓國(guó)、日本相比，中國(guó)產(chǎn)的當(dāng)歸、川芎含藁本內(nèi)酯較多，具有天然優(yōu)勢(shì)[2]。藁本內(nèi)酯容易發(fā)生脫氫、氧化、水解、降解等多種異構(gòu)化反應(yīng)，是因?yàn)槠渚哂胁伙柡偷谋教Y(jié)構(gòu)與丁烯基，這也是藁本內(nèi)酯穩(wěn)定性極差的原因。而藁本內(nèi)酯又因?yàn)槎∠┗嬖陧樂串悩?gòu)體，在中藥材中順式結(jié)構(gòu)的藁本內(nèi)酯比反式結(jié)構(gòu)含量多[3，4]，是因?yàn)轫樖浇Y(jié)構(gòu)為空間優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。

2 藥理作用

2.1 抗動(dòng)脈粥樣硬化作用 大量研究表明，藁本內(nèi)酯在動(dòng)脈粥樣硬化的治療方面有著積極作用。藁本內(nèi)酯可以通過多種機(jī)制對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的形成產(chǎn)生影響：如通過抑制核因子-κB(NF-κB)的激活，降低炎性因子導(dǎo)致的內(nèi)皮細(xì)胞損傷[5]，從而發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。對(duì)血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)誘導(dǎo)的A7r5細(xì)胞遷移產(chǎn)生抑制作用[6]，從而減少因血管平滑肌細(xì)胞的遷移和侵襲引起的動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。藁本內(nèi)酯單獨(dú)[7]或與丁烯酜內(nèi)酯聯(lián)用[8]的情況下，能夠抑制血管平滑肌細(xì)胞的異常增殖，而產(chǎn)生抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。

2.2 抗炎鎮(zhèn)痛作用 藁本內(nèi)酯具有鎮(zhèn)痛抗炎的功能。在具有抗炎活性的川芎當(dāng)中，存在著藁本內(nèi)酯等一系列化合物。將其分離并開展實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，藁本內(nèi)酯具有較好的抗炎活性[9]。 在熱板法和醋酸致小鼠扭體反應(yīng)的鎮(zhèn)痛實(shí)驗(yàn)，以及應(yīng)用醋酸致小鼠腹腔毛細(xì)血管通透性增高、二甲苯致小鼠耳廓腫脹、角叉菜膠致大鼠足跖腫脹，及大鼠棉球肉芽腫等抗炎實(shí)驗(yàn)中，藁本內(nèi)酯均表現(xiàn)出一定的鎮(zhèn)痛抗炎作用，表明藁本內(nèi)酯對(duì)急、慢性炎癥均有明顯抑制作用[10]。其相關(guān)機(jī)制可能為通過抑制NF-κB的活化來抑制脂多糖誘導(dǎo)的炎癥相關(guān)的細(xì)胞因子的表達(dá)[11]，以及抑制脂多糖誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[12]。楊晶等[13]的研究表明，藁本內(nèi)酯可以通過降低實(shí)驗(yàn)昆明小鼠和SD大鼠前列腺組織中神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF) mRNA的表達(dá)水平，來達(dá)到減輕非細(xì)菌性前列腺炎的癥狀，且呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系，但鎮(zhèn)痛效果均比鹽酸哌替啶弱(藁本內(nèi)酯給藥劑量：4、12、20 mg/d；鹽酸哌替啶給藥劑量：0.3 mg/d)；對(duì)前列腺組織NGF mRNA表達(dá)的影響，僅蒿本內(nèi)酯高劑量組(20 mg/d)與阿司匹林腸溶片(60 mg/d)效果接近，說明中、低劑量的藁本內(nèi)酯在鎮(zhèn)痛抗炎方面作用較弱。

2.3 抗老年癡呆作用 藁本內(nèi)酯對(duì)老年癡呆的治療作用較廣，表現(xiàn)在能改善學(xué)習(xí)記憶能力，通過抑制乙酰膽堿酯酶的活性，從而降低記憶缺失速度；具有抗神經(jīng)氧化損傷、抗神經(jīng)炎癥、保護(hù)腦缺血損傷、促進(jìn)腦神經(jīng)蛋白質(zhì)合成的作用，對(duì)腦細(xì)胞及線粒體凋亡產(chǎn)生影響[14]。在老年癡呆發(fā)病因素中，β淀粉樣蛋白(Aβ)是老年斑的主要成分，它的異常沉積是老年癡呆發(fā)病的重要危險(xiǎn)因素。有研究報(bào)道，藁本內(nèi)酯通過抑制Aβ25-35誘導(dǎo)的人神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH-SY5Y細(xì)胞毒性，從而減少Aβ引起的細(xì)胞凋亡[15]，這可能是藁本內(nèi)酯治療老年癡呆的主要機(jī)制之一。

2.4 治療腦缺血性相關(guān)疾病的作用 腦缺血性疾病是一種由多種原因?qū)е麓竽X、小腦或腦干局部或多部位供血不足，從而引起相應(yīng)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的疾病。該病病因復(fù)雜，發(fā)病機(jī)制多。已有研究證實(shí)，在缺血性腦損傷方面，藁本內(nèi)酯的作用為縮小腦缺血區(qū)的梗死面積，減輕腦水腫；抗氧化和抗凋亡作用；抗黏、抗凝、抗血栓形成；阻滯鈣通道；促進(jìn)紅細(xì)胞生成素的神經(jīng)保護(hù)作用[16]。在相關(guān)作用機(jī)制上，藁本內(nèi)酯可抑制大鼠小腦顆粒神經(jīng)元的低鉀性凋亡[17]；對(duì)谷氨酸誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡有保護(hù)作用[18]；抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞激活，以減少海馬區(qū)的損傷[19]，從而發(fā)揮對(duì)缺血性腦損傷的保護(hù)作用。

2.5 其他作用 藁本內(nèi)酯除具有以上藥理作用外，還具有其他一些藥理作用，并且能與其他藥物產(chǎn)生協(xié)同作用。在抗腫瘤方面，實(shí)驗(yàn)研究表明，藁本內(nèi)酯可抑制人肺癌A549細(xì)胞活力，抑制A549細(xì)胞培養(yǎng)上清液中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的表達(dá)，通過調(diào)控NF-κB蛋白表達(dá)及應(yīng)激活化蛋白激酶(JNK)蛋白磷酸化水平、降低Bcl-2/Bax比值而誘導(dǎo)A549細(xì)胞凋亡，發(fā)揮抗腫瘤作用[20]。研究發(fā)現(xiàn)，藁本內(nèi)酯還可通過抑制細(xì)胞的自噬作用，并增強(qiáng)他莫昔芬對(duì)DNA的破壞性，提高他莫昔芬對(duì)他莫昔芬耐藥的乳腺癌細(xì)胞的抑制作用[21]。脂質(zhì)過氧化物是生物膜和亞細(xì)胞膜中磷脂所含多元不飽和脂肪酸被自由基損傷、氧化形成的過氧化產(chǎn)物，它可引起膜損傷、 酶抑制、溶酶體釋放、蛋白質(zhì)交聯(lián)、DNA和RNA結(jié)構(gòu)破壞等生化毒性反應(yīng)，造成多種疾病。在抑制脂質(zhì)過氧化方面，對(duì)SD雄性大鼠的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，藁本內(nèi)酯能夠在5、20、80 mmol/L濃度下發(fā)揮抑制亞油酸的自發(fā)氧化、抑制維生素C/Fe2+和還原型輔酶Ⅱ(NADPH)誘導(dǎo)的線粒體氧化、抑制組織勻漿的自發(fā)氧化和H2O2誘導(dǎo)氧化，達(dá)到抑制脂質(zhì)過氧化作用[22]。研究報(bào)道，在使用高分子右旋糖酐構(gòu)建的急性兔球結(jié)膜微循環(huán)障礙模型中，發(fā)現(xiàn)藁本內(nèi)酯對(duì)改善微循環(huán)有積極作用，其分解產(chǎn)物雖也有一定的作用，但效果不及藁本內(nèi)酯本身[23]。

3 藥動(dòng)學(xué)

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，藁本內(nèi)酯在大鼠體內(nèi)的分布比較符合二室模型。在血液分布上，若通過將低劑量藁本內(nèi)酯灌胃給予大鼠，則無法在血液中檢測(cè)到，劑量達(dá)到1.884 mg/ml時(shí)才能在血液中檢測(cè)到，但最高濃度極低[24]。同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明其在兔體內(nèi)的藥時(shí)過程為線性動(dòng)力學(xué)過程，符合一級(jí)吸收二室模型[25]。其在小鼠的主要效應(yīng)器官中的分布前三為肺、心、腦，在主要消除器官中的分布前三為肝、脾、腎[26]，推測(cè)藁本內(nèi)酯在人體的分布與之類似。這為選擇合適的藁本內(nèi)酯給藥劑量提供了參考。藁本內(nèi)酯在體內(nèi)的吸收代謝特點(diǎn)為吸收迅速，消除緩慢。目前有研究通過靜脈注射，分別將純藁本內(nèi)酯和中藥提取得到的含藁本內(nèi)酯的揮發(fā)油(簡(jiǎn)稱揮發(fā)油)給予實(shí)驗(yàn)大鼠，發(fā)現(xiàn)純藁本內(nèi)酯在體內(nèi)代謝快，分布廣泛，清除率方面則是揮發(fā)油數(shù)值更高，提示揮發(fā)油的成分之間存在相互作用關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)在灌胃的情況下，藁本內(nèi)酯的生物利用度并不高[27]，這為藁本內(nèi)酯的進(jìn)一步劑型研究提供了參考。

在酶動(dòng)力學(xué)方面，錢敏等[28]進(jìn)行了藁本內(nèi)酯在大鼠肝微粒體中代謝的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，通過特異性抑制實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)酮康唑、甲氧芐啶、α-萘黃酮顯著抑制藁本內(nèi)酯的體外代謝，奧美拉唑、4-甲基吡唑、奎尼丁對(duì)其體外代謝影響不大，說明CYP3A4、CYP2C9、CYP1A2是參與藁本內(nèi)酯代謝的主要代謝酶，也說明CYP2C19、CYP2E1、CYP2D6沒有明顯參與催化其代謝。這為進(jìn)一步研究藁本內(nèi)酯代謝酶提供了參考。

在藥物相互作用方面，王嵐等[29]對(duì)心肌缺血大鼠舌下靜脈給予川芎揮發(fā)油、黃芪提取物-川芎揮發(fā)油，結(jié)果顯示，與川芎揮發(fā)油單用(4 mg/kg)相比，黃芪提取物(10 ml/kg，相當(dāng)于黃芪甲苷1 mg/kg)-川芎揮發(fā)油(4 mg/kg)合用后，藁本內(nèi)酯的AUC0-t顯著增加，MRT(0-t)延長(zhǎng)，兩藥配伍有利于提高藁本內(nèi)酯的血藥濃度及體內(nèi)滯留，進(jìn)而發(fā)揮其藥理作用。張慶等[30]在當(dāng)歸揮發(fā)油分子蒸餾餾分GC-MS分析及抗氧化研究中，使用了2,2-二苯基-1-苦基苯肼(DPPH)自由基清除能力評(píng)價(jià)各餾分的抗氧化能力。結(jié)果表明，藁本內(nèi)酯與其他化學(xué)成分協(xié)同作用能發(fā)揮較好的抗氧化作用，這里可能是油酸和(Z)-氧代環(huán)十七碳-8-烯-2酮在發(fā)揮主要作用。

4 化學(xué)合成

從天然植物中提取藁本內(nèi)酯要受到資源限制，同時(shí)由于藁本內(nèi)酯本身具有易代謝、不穩(wěn)定等特點(diǎn)，因此關(guān)于藁本內(nèi)酯的合成和結(jié)構(gòu)改造很受關(guān)注。文獻(xiàn)報(bào)道，以鄰苯二甲酸酐為原料，經(jīng)過4步反應(yīng)得到藁本內(nèi)酯，第1～4步的收率分別為91.2%、97.5%、74.3%、65.9%，收率較好(見圖1)[31]。

圖1 藁本內(nèi)酯二聚體的合成路線Figure 1 The synthesis route of ligustilide dipolymerTHF：無水四氫呋喃

綜上所述，藁本內(nèi)酯的藥理作用廣泛，在不同種類的疾病方面可能具有應(yīng)用前景，尤其在動(dòng)脈粥樣硬化方面值得深入研究。同時(shí)技術(shù)的進(jìn)步打破了藁本內(nèi)酯穩(wěn)定性差的研究瓶頸，繼而對(duì)其藥動(dòng)學(xué)方面有了深入的了解，為今后藁本內(nèi)酯的開發(fā)與利用提供參考。