丹皮酚藥理學(xué)研究進(jìn)展*

劉陽欣，趙 鋒，康秉濤，郭 蒙，張 潔，韓 文，李 暢，田 歡，王文軍，曹慧玲,△

1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院(咸陽 712046)；2.西安市中醫(yī)醫(yī)院(西安710021) 3.西安醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究所(陜西省缺血性心血管疾病重點(diǎn)實(shí)驗室)(西安 710021)

牡丹皮始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，為毛茛科植物牡丹Paeonia suffruticosa Andr.的干燥根皮，具有清熱涼血，活血化瘀，清虛熱的功效，常用于溫?zé)岵崛胙株幪摴钦舫睙幔b腫瘡毒，風(fēng)濕熱痹，經(jīng)閉痛經(jīng)等[1]。徐長卿為蘿藦科植物徐長卿Cynanchum paniculatum的干燥根和根莖，具有祛風(fēng)止痛，化濕，止癢的功效，常用于風(fēng)濕痹痛，風(fēng)疹濕疹，胃痛，牙痛，腰痛，跌打損傷等[1]。丹皮酚 (Paeonol,Pae)，又稱牡丹酚，是從中藥牡丹根皮或徐長卿干燥根中提取的一種活性單體成分，具有解熱、抗炎、抗菌、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜催眠等多種藥理作用，在心腦血管保護(hù)，抗腫瘤，抗肝損傷和肝纖維化方面具有較好活性[2]。本文介紹了Pae的提取與合成方法，重點(diǎn)介紹了Pae在心腦血管方面的治療作用，如降脂與抗動脈粥樣硬化、舒血管與降壓、抗心律失常、抗腦缺血再灌注損傷與神經(jīng)保護(hù)作用等，以及抗肝損傷與肝纖維化、抗炎等作用。最后，介紹了Pae通過衍生化提高水溶性、抗菌活性、抗炎活性、抗氧化活性與抗腫瘤活性的研究進(jìn)展，以期為Pae的新藥研發(fā)與臨床應(yīng)用提供參考。

1 丹皮酚的提取與合成

1.1 丹皮酚的理化性質(zhì) 丹皮酚在常溫下為白色或微黃色有光澤的針狀晶體，極微溶于水，可溶于乙醇、氯仿、丙酮等有機(jī)溶劑中，可隨水蒸氣蒸餾。化學(xué)名稱為2-羥基-4-甲氧基苯乙酮，分子式為C9H10O3，相對分子質(zhì)量為166.18[3]。

1.2 丹皮酚的提取 丹皮酚的傳統(tǒng)提取工藝主要包括乙醇回流法,乙醇溫浸法，水蒸氣蒸餾法等。狄留慶等[4]對丹皮酚提取的三種傳統(tǒng)提取乙醇回流法,乙醇溫浸法，水蒸氣蒸餾法等進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，水蒸氣蒸餾法得率最高，且易結(jié)晶純化獲得丹皮酚。因此，水蒸氣蒸餾法為傳統(tǒng)工藝提取丹皮酚的首選方法。

由于傳統(tǒng)工藝提取的丹皮酚得率較低，隨后研究人員開發(fā)了新的提取方法如超聲輔助水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2萃取法、組織破碎法等來提高丹皮酚的提取效率。孟喜成[5]采用超聲法輔助水蒸氣蒸餾法從牡丹皮中提取丹皮酚，得出用超聲輔助水蒸氣蒸餾的方法從牡丹皮中提取丹皮酚的最優(yōu)工藝條件：10倍蒸餾水用量，超聲時間20 min。邵作敏等[6]研究表明，超臨界 CO2萃取法的提取率 (1.95%)高于水蒸氣蒸餾法(1.45%)。且獲得超臨界CO2萃取法的最佳工藝條件：溫度50 ℃，壓力為 23 MPa，CO2流量為 16 L/h’分離溫度為 40 ℃。王玥等[7]采用組織破碎法提取丹皮酚，發(fā)現(xiàn)采用超聲法提取液中丹皮酚轉(zhuǎn)移率為70%，而采用組織破碎法提取液丹皮酚的轉(zhuǎn)移率為88%，說明組織破碎法提取效果優(yōu)于超聲法。

綜上所述，丹皮酚的傳統(tǒng)提取工藝包括乙醇回流法，乙醇溫浸法，水蒸氣蒸餾法，優(yōu)化提取工藝包括超聲輔助水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2萃取法和組織破碎提取法等，這些提取工藝各有千秋。醇提法的提取工藝比較簡單，且有效成分提取較多，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中回收乙醇時會導(dǎo)致部分丹皮酚損失；超臨界CO2萃取法與組織破碎提取法雖然提取率較高，但成本過高且不易操作。因此，目前多采用超聲輔助水蒸氣蒸餾法提取丹皮酚。

1.3 丹皮酚的合成 從植物中提取丹皮酚受資源有限、提取效率低、成本高等因素限制，人們嘗試采用人工合成方法獲取丹皮酚。

方渡[8]以間苯二酚為原料，ZnCl2為催化劑，140℃～159℃，冰醋酸條件下進(jìn)行單乙?；?，再以碘甲烷和碳酸鉀在相轉(zhuǎn)移催化劑三乙基芐基溴化銨 (Tetraethyl ammonium bromide,TEBA)催化下，30℃～35℃選擇性單甲基化后合成丹皮酚。水蒸汽蒸餾法純化，重結(jié)晶后，即可獲得較純的丹皮酚結(jié)晶，所得丹皮酚總產(chǎn)率可達(dá) 26.5%～31.0%。高鑫等[9]以間苯二酚為原料，在乙酸條件下以ZnCl2為催化劑進(jìn)行單乙?；?，再與硫酸二甲酯進(jìn)行甲基化后合成丹皮酚。采用水蒸汽蒸餾純化，丹皮酚總收率可達(dá)51.5%。盡管人們對丹皮酚的合成工藝進(jìn)行了有益探索，但目前人工合成丹皮酚仍比較困難，難以大規(guī)模推廣應(yīng)用，仍需進(jìn)一步探索與研究。

2 丹皮酚的藥理作用

丹皮酚具有多種藥理作用，如解熱、鎮(zhèn)痛、抗炎、抗菌、抗過敏、增強(qiáng)免疫力、鎮(zhèn)靜催眠等，可保護(hù)心血管系統(tǒng)、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、治療肝硬化與肝損傷等[1]。

2.1 丹皮酚對心腦血管疾病的作用 全球人類心腦血管疾病的發(fā)病率與死亡率均居于首位，嚴(yán)重威脅人類健康與生命，給社會與家庭帶來沉重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，心腦血管疾病防治是急需解決的重大醫(yī)學(xué)難題。研究表明，丹皮酚對心腦血管疾病具有一定保護(hù)作用，本文將詳細(xì)介紹丹皮酚對多種心腦血管疾病的預(yù)防與治療作用，如高脂血癥、動脈粥樣硬化、高血壓、心律失常、腦缺血再灌注損傷、神經(jīng)元損傷等，以期為心腦血管疾病相關(guān)預(yù)防與治療研究提供參考。

2.1.1 降脂與抗動脈粥樣硬化：動脈粥樣硬化 (Atherosclerosis,AS)是冠心病、中風(fēng)、腦梗死等多種心腦血管疾病的主要病理基礎(chǔ)，其分子致病機(jī)理復(fù)雜，涉及脂質(zhì)代謝異常、內(nèi)膜損傷、炎癥反應(yīng)、免疫功能障礙等方面。泡沫細(xì)胞的形成是AS早期病變的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，泡沫細(xì)胞形成的主要機(jī)制為巨噬細(xì)胞攝取氧化型低密度脂蛋白 (Oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)大量膽固醇酯積聚[10]。徐道華等[11]研究表明丹皮酚即抑制RAW264.7巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞形成，其作用機(jī)制與丹皮酚下調(diào)清道夫受體A (Scavenger Receptor-A,SR-A)基因表達(dá)而導(dǎo)致巨噬細(xì)胞攝取ox-LDL下降有關(guān)。也有研究表明，丹皮酚可通過調(diào)節(jié)高脂模型大鼠的血脂[12]，降低大鼠血清中的TC、TG、LDL-C水平，下調(diào)LDL-C/HDL-C發(fā)揮抗AS作用[13]，其作用機(jī)理與降低MDA含量，下調(diào)NF-κB表達(dá)，下調(diào)炎癥相關(guān)因子CRP、ICAM-1、VCAM-1、MCP-1表達(dá)等密切相關(guān)[14]。

2.1.2 舒張血管與降血壓：高血壓 (Hypertension)是指以體循環(huán)動脈血壓 (收縮壓和/或舒張壓)增高為主要特征，同時可伴有心、腦、腎等器官功能或器質(zhì)性損害的臨床綜合征。高血壓是最常見心血管事件的獨(dú)立危險因素，可引發(fā)冠心病、糖尿病、心力衰竭、腎病等并發(fā)癥。高血壓的發(fā)病機(jī)制涉及巨噬細(xì)胞極化、基因調(diào)控、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)和交感神經(jīng)系統(tǒng)激活、中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能失調(diào)、腎臟損傷等[15]。

研究表明，丹皮酚具有一定的舒張血管作用[16]，或可為降壓治療提供潛在的先導(dǎo)化合物。其舒血管作用，涉及抑制血管平滑肌電壓依賴型鈣離子通道，受體介導(dǎo)的外鈣內(nèi)流和內(nèi)鈣釋放[17]。丹皮酚可通過降低血清ET-1含量，促進(jìn)NO分泌量，發(fā)揮保護(hù)血管內(nèi)皮作用[18]。

2.1.3 抗心律失常作用：心律失常 (Arrhythmia)是一種以心臟搏動頻率和 (或)節(jié)律異常為表現(xiàn)的心臟疾病，電生理學(xué)表現(xiàn)為心肌內(nèi)電活動的起源部位、傳導(dǎo)速度或激動次序發(fā)生改變。心律失常發(fā)病機(jī)制包括自發(fā)性除極異常、電觸發(fā)異常和折返等三個方面，其發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制尚不明確[19]。

多項研究表明[20-22]，丹皮酚具有抗心律失常作用，其機(jī)制與抗氧自由基[20]，阻斷心肌細(xì)胞鈣離子通道，抑制瞬時外向鉀電流，選擇性阻滯快鈉通道，降低0期除極幅度，縮短心室肌動作電位時程[21]，降低心肌細(xì)胞自律性[22]等密切相關(guān)。

2.1.4 抗腦缺血再灌注損傷：腦缺血再灌注損傷 (Cerebral ischemia reperfusion injury,CI/R)是指腦缺血后腦細(xì)胞損傷，在恢復(fù)血液再灌注后，組織器官功能不僅沒有改善，反而致使其缺血性損傷進(jìn)一步加重的現(xiàn)象[23]。

研究表明[24]，丹皮酚對腦缺血再灌注損傷具有改善作用，其作用機(jī)制涉及自由基對腦組織的損傷、神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載、興奮性氨基酸毒性、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)、血腦屏障破壞、NO濃度下降等。

2.2 丹皮酚的其他藥理作用

2.2.1 抗肝損傷和肝纖維化:① 抗肝損傷：多項研究表明[25-26]，丹皮酚具有肝損傷保護(hù)作用，可有效改善肝功能，其肝損傷保護(hù)作用與促進(jìn)自噬、抗氧化有關(guān)。②抗肝纖維化：肝纖維化 (Hepatic fibrosis,HF)是由于各種慢性肝損傷后組織自我修復(fù)的一種創(chuàng)傷愈合反應(yīng)，肝纖維化進(jìn)一步發(fā)展可轉(zhuǎn)變?yōu)楦斡不?。目前認(rèn)為肝星狀細(xì)胞(Hepatic stellate cell，HSC)的活化增殖在肝纖維化進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。研究表明[27]，丹皮酚可抑制肝星狀細(xì)胞增殖，促進(jìn)其凋亡，其抑制活性與抑制肝星狀細(xì)胞膠原合成有關(guān)蛋白基質(zhì)金屬蛋白酶1 (Matrix metalloproteinases1,MMP-1)與MMP-9表達(dá)有關(guān)。

2.2.2 抗炎作用：研究表明丹皮酚可使IL-1β誘導(dǎo)的兔軟骨細(xì)胞中炎癥減輕，可拮抗細(xì)胞基質(zhì)降解，下調(diào)炎癥因子、基質(zhì)分解酶表達(dá)，發(fā)揮抗炎作用[28]。

3 丹皮酚的衍生化

丹皮酚具有多種藥理作用，但因水溶性差、活性低等問題較難直接滿足治療需求，因此人們對丹皮酚進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，以期獲得性能優(yōu)良的丹皮酚衍生物，為臨床治療提供新選擇。

3.1 水溶性改造 丹皮酚的水溶性較差，因此人們嘗試對其進(jìn)行磺酸化制成丹皮酚磺酸鹽以增強(qiáng)其水溶性，以期更好滿足臨床需求。胡桂[29]以間苯二酚為原料，采用ZnCl2為催化劑，在堿性水溶液中甲基化，經(jīng)過縮合、甲基化、磺化等反應(yīng)制得丹皮酚磺酸鈉，收率可達(dá)40%。

3.2 具有改善活性的丹皮酚衍生物

3.2.1 改善抗菌活性：由于腙類化合物對于多種細(xì)菌均具有較好抑制作用，龐富華等[30]將活性基團(tuán)腙引入到丹皮酚獲得9種丹皮酚腙類化合物。且這些化合物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌表現(xiàn)出較好的抑菌活性，活性最好的衍生物3i對金黃色葡萄球菌抑制作用優(yōu)于環(huán)丙沙星。

3.2.2 改善抗炎活性：有學(xué)者嘗試以丹皮酚為原料合成新衍生物，增強(qiáng)丹皮酚的抗炎活性。姜玉才等[31]以5種不同丹皮酚結(jié)構(gòu)類似物為原料，與布洛芬反應(yīng)合成丹皮酚衍生物，增強(qiáng)了其抗炎活性。結(jié)果表明，合成丹皮酚衍生物的抗炎活性均強(qiáng)于模型組和陽性藥物布洛芬組，提示丹皮酚衍生化后，抗炎活性增強(qiáng)。

3.2.3 改善抗氧化活性：康健軍等[32]利用丹皮酚分別與水合肼、乙二胺、1,3-丙二胺等進(jìn)行反應(yīng)，合成3種丹皮酚縮雙胺席夫堿，經(jīng)活性測定后，發(fā)現(xiàn)丹皮酚與其雙胺希夫堿縮合物均具有抗氧化活性，且呈濃度依賴性。丹皮酚衍生物中，1,3-丙二胺縮合物的抗氧化活性最優(yōu)。

4 結(jié)語與展望

丹皮酚作為一種具有多種藥理活性的中藥單體，主要從牡丹根皮和徐長卿干燥根中提取獲得，市場需求很大。丹皮酚的傳統(tǒng)提取工藝與優(yōu)化提取工藝多樣，各有千秋，目前多采用超聲輔助水蒸氣蒸餾法提取丹皮酚。但僅靠從中草藥中提取的丹皮酚，遠(yuǎn)不能滿足市場需求。人們對丹皮酚的合成工藝進(jìn)行了有益探索，已可通過化學(xué)合成獲得丹皮酚，但目前人工合成丹皮酚仍比較困難，難以大規(guī)模推廣應(yīng)用，仍需進(jìn)一步探索與研究。本文詳細(xì)介紹了丹皮酚在心腦血管方面的治療作用，如降脂與抗動脈粥樣硬化、舒血管與降壓、抗心律失常、抗腦缺血再灌注損傷與神經(jīng)保護(hù)作用等，以及抗肝損傷與肝纖維化、抗炎等作用，以期為基于丹皮酚的新藥研發(fā)與臨床應(yīng)用提供重要參考。

雖然丹皮酚具有多種藥理作用，但因水溶性差、活性低等問題較難直接滿足臨床治療需求，因此人們對丹皮酚進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，以期獲得性能優(yōu)良的丹皮酚衍生物，為臨床治療提供新選擇。在丹皮酚的衍生化方面，還存在大量課題值得深入研究，性能優(yōu)良的丹皮酚衍生物未來具有較好的成藥性與市場應(yīng)用前景。