馬錢苷藥理學(xué)作用及機(jī)制研究進(jìn)展?

胡家銘，陳 權(quán)，肖魯偉，童培建，杜偉斌，吳承亮，阮紅峰,2,5△

(1. 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院，杭州 310006； 2. 浙江中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，杭州 310006；3. 浙江中醫(yī)藥大學(xué)，杭州 310053； 4. 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬江南醫(yī)院，杭州 300201；5. 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院，上海 200032)

山茱萸性酸澀、微溫，歸肝腎經(jīng)，具有補(bǔ)益肝腎、收澀固脫之功效，臨床用于治療肝腎虧虛、眩暈耳鳴、腰膝酸痛、陽痿、遺精滑精、遺尿尿頻、月經(jīng)過多、崩漏帶下、大汗虛脫、內(nèi)熱消渴等證[1]。馬錢苷是山茱萸中含量最高的環(huán)烯醚萜苷類，是山茱萸的主要活性成分之一。《中國藥典》將馬錢苷作為山茱萸的質(zhì)量控制指標(biāo)之一，馬錢苷和莫諾苷的含量都不能少于1.2%。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)馬錢苷研究的深入，相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道日益增多，而現(xiàn)有綜述主要聚焦于山茱萸混合組分[2-4]，不能全面反映馬錢苷藥理作用的最新研究進(jìn)展。為此，本文綜述近年馬錢苷在神經(jīng)系統(tǒng)、糖尿病綜合癥、心血管系統(tǒng)、腫瘤等疾病中的藥理學(xué)作用及具體機(jī)制，以期進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)馬錢苷，并為開發(fā)其在更多疾病中的應(yīng)用價(jià)值提供依據(jù)。

1 馬錢苷對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的作用

1.1 馬錢苷對(duì)阿爾茨海默病的作用

阿爾茨海默病(alzheimer’s disease，AD)是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性病變，臨床主要表現(xiàn)為不可逆性、進(jìn)行性的記憶力衰退，其病理特征之一是腦內(nèi)β淀粉樣蛋白(amyloid-beta protein，Aβ)沉積。Aβ引發(fā)相應(yīng)的神經(jīng)毒性造成神經(jīng)元死亡，從而導(dǎo)致AD的發(fā)生發(fā)展[5]。神經(jīng)細(xì)胞損傷研究中發(fā)現(xiàn)，馬錢苷可抑制PC12細(xì)胞活性氧簇的產(chǎn)生，抑制Aβ誘導(dǎo)Caspase-3的活性，減少細(xì)胞凋亡。同時(shí)降低細(xì)胞內(nèi)核因子κB(nuclear factor κB，NF-κB)信號(hào)通路的活性和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)的磷酸化水平[6]。在小鼠記憶研究中，馬錢苷表現(xiàn)出抗遺忘作用，其機(jī)制可能與抑制海馬體和額葉皮質(zhì)乙酰膽堿酯酶活性有關(guān)[7]。突觸長時(shí)程增強(qiáng)(long-term potentiation，LTP)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)可塑性的典型表現(xiàn)，是海馬依賴性學(xué)習(xí)的重要神經(jīng)生理學(xué)過程[8]。馬錢苷可有效緩解膽堿能毒蕈堿受體阻斷所導(dǎo)致LTP惡化以及記憶相關(guān)的行為學(xué)表現(xiàn)[9]。另外，炎癥反應(yīng)在AD的病理改變中起關(guān)鍵性作用，而馬錢苷干預(yù)能抑制Aβ所致BV-2神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，降低TNF-α、IL-6、巨噬細(xì)胞趨化蛋白-1(macrophage chemotactic protein-1，MCP-1)和前列腺素E2等炎癥因子的表達(dá)，同時(shí)上調(diào)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和環(huán)氧化酶-2的表達(dá)[10]。上述研究表明，馬錢苷有抗AD的作用，主要表現(xiàn)在抑制Aβ對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的損傷、記憶損害及炎癥反應(yīng)3個(gè)方面。

1.2 馬錢苷對(duì)帕金森病的作用

帕金森病(parkinson’s disease，PD)是僅次于AD的第二大神經(jīng)退行性疾病。PD的主要病理特征是多巴胺能神經(jīng)元大量變性丟失。在1-甲基-4-苯基-1，2，3，6四氫吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine，MPTP)誘導(dǎo)PD小鼠模型中，馬錢苷可減弱PD小鼠紋狀體內(nèi)多巴胺和酪氨酸羥化酶表達(dá)下降和多巴胺能神經(jīng)元丟失，抑制膠質(zhì)細(xì)胞聚集和炎癥因子表達(dá)，進(jìn)而改善神經(jīng)行為學(xué)表現(xiàn)，發(fā)揮保護(hù)神經(jīng)作用[11]。與此相似，馬錢苷也能延緩MPTP對(duì)斑馬魚的神經(jīng)毒性作用[12]。機(jī)制研究表明，馬錢苷主要通過增加PC12細(xì)胞內(nèi)溶酶體對(duì)自噬體的消化作用，降低MPTP誘導(dǎo)自噬體水平，從而起到抗PD作用[13]。

1.3 馬錢苷對(duì)脊髓性肌萎縮癥的作用

脊髓性肌萎縮癥疾病(spinal muscular atrophy，SMA)是常染色體隱性遺傳病，主要由于編碼運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存活基因(survival motor neuron，SMN)的缺失或突變，引起全長SMN蛋白表達(dá)不足，最終導(dǎo)致肌無力、肌萎縮甚至累及延髓和呼吸肌的致死性疾病[14]。馬錢苷能提高SMA小鼠模型SMN蛋白的含量、肌肉力量和體質(zhì)量，其機(jī)制與馬錢苷上調(diào)胰島素樣生長因子-1受體的表達(dá)有關(guān)[15]。

1.4 馬錢苷對(duì)神經(jīng)細(xì)胞衰老、損傷、增殖作用

在H2O2誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞衰老的研究中，馬錢苷能調(diào)控神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系SH-SY5Y細(xì)胞MAPK信號(hào)通路，改變Bcl-2/Bax比值，抑制H2O2誘導(dǎo)SH-SY5Y凋亡的發(fā)生[16]。在D-半乳糖導(dǎo)致大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞衰老的模型中，馬錢苷能促進(jìn)星形膠質(zhì)細(xì)胞的增殖能力，延緩星形膠質(zhì)細(xì)胞衰老[17]。雪旺細(xì)胞在創(chuàng)傷神經(jīng)修復(fù)中起著重要作用，而神經(jīng)損傷過程中產(chǎn)生的TNF-α可抑制雪旺細(xì)胞活性，從而延緩周圍神經(jīng)的修復(fù)。馬錢苷能阻斷TNF-α誘導(dǎo)雪旺細(xì)胞Smad2的活化，促進(jìn)創(chuàng)傷神經(jīng)的修復(fù)[18]。在神經(jīng)干細(xì)胞增殖研究中，馬錢苷可激活Notch信號(hào)通路，以劑量依賴性方式促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞增殖[19]。

1.5 馬錢苷對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用

馬錢苷有較好的抗抑郁、鎮(zhèn)靜催眠的藥理作用。大鼠腦電實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，馬錢苷可明顯縮短大鼠睡眠潛伏期，增加大鼠睡眠總時(shí)間，并通過延長大鼠非快動(dòng)眼睡眠的時(shí)間和比例，調(diào)節(jié)大鼠睡眠質(zhì)量，但對(duì)快動(dòng)眼睡眠時(shí)間并沒有顯著影響[20]。同時(shí)，馬錢苷可抑制其自主活動(dòng)次數(shù)，起效快且作用持久。

2 馬錢苷對(duì)糖尿病的作用

2.1 馬錢苷對(duì)糖尿病腎病的作用

糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)是糖尿病的微血管并發(fā)癥，是最嚴(yán)重的并發(fā)癥之一。馬錢苷可通過多種機(jī)制緩解DN的發(fā)生進(jìn)程。首先，DN患者體內(nèi)糖代謝紊亂的始發(fā)因素是血糖升高，而高血糖使活性氧多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶的數(shù)量增加，抑制甘油醛脫氫酶在糖酵解途徑中的作用，致使細(xì)胞發(fā)生損傷，而馬錢苷干預(yù)可降低糖尿病小鼠的血糖水平[21-22]；其次，高血糖將激活多元醇通路，使葡萄糖大量轉(zhuǎn)化為山梨醇，造成山梨醇堆積，從而使腎小管及腎小球細(xì)胞的結(jié)構(gòu)及功能發(fā)生異常[21]。醛糖還原酶(aldose reductase，AR)是多元醇途徑中最重要的限速酶，馬錢苷可抑制AR活性，進(jìn)而緩解DN的發(fā)生[23]；第三，在高血糖環(huán)境下，體內(nèi)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)或核酸等大分子物質(zhì)的游離氨基經(jīng)非酶促反應(yīng)與還原糖的醛基發(fā)生一系列反應(yīng)，生成糖基化的終末產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGEs)，進(jìn)而導(dǎo)致DN發(fā)生[24]。馬錢苷不僅降低糖尿病小鼠血清和腎臟內(nèi)AGEs含量，同時(shí)降低腎臟AGEs受體mRNA和蛋白的表達(dá)水平[22]。

在AGEs損傷腎小球系膜細(xì)胞(renal mesangial cell，MCs)和足細(xì)胞的DN細(xì)胞模型研究中，馬錢苷還能抑制AGEs所致氧化反應(yīng)，阻斷其對(duì)MCs的促增殖作用，改善內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，以減輕炎癥反應(yīng)和細(xì)胞器損傷[25-26]。同時(shí)，馬錢苷可明顯降低AGEs誘導(dǎo)足細(xì)胞凋亡率[27]。

2.2 馬錢苷對(duì)糖尿病模型神經(jīng)系統(tǒng)的作用

糖尿病周圍神經(jīng)病變是糖尿病目前最常見的并發(fā)癥[28]。研究表明，炎癥因子參與糖尿病患者焦慮和抑郁等異常情緒的產(chǎn)生[29]。馬錢苷干預(yù)使糖尿病模型大鼠血液中的IL-6和TNF-α含量顯著降低，大鼠的焦慮和抑郁行為也得到減輕[30]，而快速的馬錢苷干預(yù)還可改善糖尿病大鼠的空間記憶能力[31]。此外，馬錢苷能上調(diào)雪旺細(xì)胞神經(jīng)生長因子、胰島素樣生長因子的表達(dá)，減弱高糖環(huán)境對(duì)雪旺細(xì)胞的增殖抑制作用，保護(hù)和改善周圍神經(jīng)的形態(tài)和功能[32]。

2.3 馬錢苷對(duì)糖尿病小鼠心血管的作用

在高糖誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷模型中，馬錢苷可通過促進(jìn)心肌細(xì)胞增殖，抑制心肌細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)心肌細(xì)胞的抗氧化能力，進(jìn)而保護(hù)心肌細(xì)胞的損傷[33-34]。該保護(hù)作用在相應(yīng)動(dòng)物模型上進(jìn)一步得到驗(yàn)證[35]。馬錢苷還能通過調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞分泌功能，抑制氧化應(yīng)激、炎癥因子釋放和抗細(xì)胞黏連等方式，對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)揮保護(hù)作用[36]。

2.4 馬錢苷對(duì)糖尿病胰島素信號(hào)的作用

蛋白酪氨酸激酶1B(protein tyrosine phosphatase 1B，PTP-1B)是一種胰島素信號(hào)的負(fù)性調(diào)節(jié)因子。研究表明，馬錢苷可抑制PTP-1B水平[37]，改善肝癌細(xì)胞對(duì)于胰島素的抵抗[38]。上述研究表明，馬錢苷還可改善糖尿病患者的胰島素抵抗。

3 馬錢苷對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的作用

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是一種與血脂異常及血管壁成分改變有關(guān)的動(dòng)脈疾病。在高脂血癥小鼠模型中，馬錢苷干預(yù)降低模型小鼠血清中總膽固醇和總甘油三酯的含量，并減少脂滴的生成[39]。AS細(xì)胞模型研究發(fā)現(xiàn)，馬錢苷可抑制NF-κB信號(hào)通路的活化，降低炎癥因子TNF-α、MCP-1、IL-6的異常表達(dá)，從而抑制AS的炎癥反應(yīng)[39]。馬錢苷可降低大鼠前脂肪細(xì)胞內(nèi)cAMP的含量，拮抗因腎上腺素誘發(fā)大鼠前脂肪細(xì)胞cAMP水平的升高，促進(jìn)大鼠前脂肪細(xì)胞的增殖，并抑制其分化[40-41]。

4 馬錢苷的其他藥理學(xué)作用

腫瘤研究發(fā)現(xiàn)，馬錢苷有一定的抗腫瘤作用，可抑制結(jié)腸癌細(xì)胞SW480的增殖，并誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡[42]。馬錢苷干預(yù)人惡性黑色素瘤細(xì)胞A375后，其能以時(shí)間和計(jì)量依賴性方式抑制A375細(xì)胞的增殖能力，同時(shí)誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡[43]。對(duì)急性胰腺炎(acute pancreatitis，AP)小鼠模型的研究表明，提前給予馬錢苷可減輕AP小鼠模型的胰腺損傷和肺損傷，并緩解AP的嚴(yán)重程度[44]。低劑量馬錢苷還可促進(jìn)小鼠T、B淋巴細(xì)胞的增殖，從而對(duì)免疫系統(tǒng)也發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[45]。此外，在黑素瘤細(xì)胞與角質(zhì)形成細(xì)胞共培養(yǎng)模型中，馬錢苷可減少黑素的合成，對(duì)黃褐斑有一定的治療作用[46]。

5 總結(jié)和展望

山茱萸是中醫(yī)常用的傳統(tǒng)中藥，藥用資源豐富。近年來，學(xué)者們將中藥研究與現(xiàn)代藥理學(xué)緊密結(jié)合，利用先進(jìn)的技術(shù)手段，在闡釋山茱萸活性成分馬錢苷的藥理作用及機(jī)制方面，獲得了可喜的成果，其在阿爾茨海默病、帕金森病、脊髓性肌萎縮癥、糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化、腫瘤等疾病治療中展現(xiàn)出良好的效果，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景，但要應(yīng)用于臨床仍需要進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和大量臨床研究。另外，目前馬錢苷藥理作用的研究成果主要集中在神經(jīng)系統(tǒng)疾病和糖尿病領(lǐng)域，而在其他領(lǐng)域的研究還相對(duì)較少，且馬錢苷的藥理作用機(jī)制仍未完全清楚。作為著名中藥方劑“六味地黃丸”的組成成分，山茱萸有很長的中醫(yī)臨床應(yīng)用史。本課題最新研究也表明，馬錢苷可抑制NF-κB信號(hào)通路和關(guān)節(jié)軟骨退變及骨性關(guān)節(jié)炎的病理發(fā)生進(jìn)程[47]。因此，為明確其有效成分的藥理學(xué)作用及具體作用機(jī)制，仍需要進(jìn)一步的研究。