中藥中多炔類化學(xué)成分藥理研究進(jìn)展*

徐念智，李 兵

（廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，廣西 南寧 530200）

多炔類化合物具有不飽和三鍵和烯的結(jié)構(gòu)[1]，廣泛存在于自然界的陸生和海洋生物中，具有植物分類學(xué)意義[2-3]。按照官能團(tuán)位置可將中藥多炔類化學(xué)成分分為聚乙炔類、多炔苷類、炔醇類[4]、1，3-二炔類[5]和4，6-二炔類[6]。其化學(xué)性質(zhì)、構(gòu)型、來源和生物活性都相當(dāng)豐富。研究表明中藥中多炔類化合物具有抗腫瘤、抗抑郁、抗炎、調(diào)節(jié)血脂、營養(yǎng)等多方面藥理作用[7-9]。此類化合物主要來源于五加科、菊科、傘形科、桔?？频瓤茖?，是中藥產(chǎn)生藥理作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，可作為基原鑒定的依據(jù)，是開發(fā)新藥的來源。筆者總結(jié)了中藥中多炔類化合物的藥理作用研究進(jìn)展，旨在為本類化合物的作用機(jī)制、構(gòu)效、臨床應(yīng)用和相關(guān)藥材質(zhì)量控制提供參考。

1 藥理作用

中藥多炔類化學(xué)成分藥理作用廣泛。如人參炔醇類具有抗腫瘤、神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)、調(diào)節(jié)血脂、改善痤瘡、負(fù)性肌力的作用；胡蘿卜中的炔醇具有抗腫瘤、抗炎作用；柴胡炔醇具有抗抑郁、保肝和神經(jīng)毒性作用；黨參炔苷能增加雌二醇分泌和抗尿酸；此外，一些成分在體外表現(xiàn)出抗炎、細(xì)胞毒性、調(diào)節(jié)血脂的作用。

1.1 抗腫瘤中藥多炔類化學(xué)成分對乳腺癌、胰腺癌、肺癌、肝癌和腸癌等多種腫瘤細(xì)胞均有抑制效果，具有多機(jī)制、多靶點(diǎn)、劑量依賴和協(xié)同作用的特點(diǎn)。近年來，關(guān)于中藥多炔類化學(xué)成分抗腫瘤研究主要針對人參和胡蘿卜中的相關(guān)化學(xué)成分。

1.1.1 人參炔醇類化學(xué)成分的抗腫瘤作用 五加科人參Panax ginseng C.A.Mey.中的炔醇類一直是研究熱點(diǎn)，具有多機(jī)制、多靶點(diǎn)、劑量依賴和協(xié)同作用的抗腫瘤特點(diǎn)，其中人參環(huán)氧炔醇抗癌作用最強(qiáng)，與其環(huán)氧結(jié)構(gòu)有關(guān)[10]。其抗腫瘤機(jī)制包括周期阻滯、促進(jìn)凋亡、抑制轉(zhuǎn)移等，人參炔醇（panaxynol，PNN）、人參環(huán)氧炔醇（panaxydol，PND）和人參炔三醇（panaxytriol，PXT）的結(jié)構(gòu)和名稱見圖1。人參炔醇能誘導(dǎo)M2型巨噬細(xì)胞向M1型轉(zhuǎn)化，重塑巨噬細(xì)胞表型和功能，從而抑制4T1乳腺癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲，減弱腫瘤細(xì)胞趨化[11]。人參炔醇和吉西他濱聯(lián)用能抑制胰腺癌PANC-1細(xì)胞Ki-67和Bcl-2蛋白表達(dá)，降低腫瘤細(xì)胞干性、抑制其增殖，促進(jìn)其凋亡[12]。人參炔醇通過與熱休克蛋白90（heat shock protei，Hsp90）N端和C端ATP結(jié)合的方式，致其客戶蛋白（client proteins）不穩(wěn)定，從而清除腫瘤干細(xì)胞（cancer stem-like cells，CSCs）和非CSCs，進(jìn)而消除非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）[13]。人參環(huán)氧炔醇能通過調(diào)節(jié)G1介導(dǎo)的蛋白表達(dá)，增強(qiáng)G1期NSCLC細(xì)胞內(nèi)的游離鈣離子[Ca2+]i水平，減弱NSCLC周期進(jìn)程[14]。高濃度人參炔三醇（80 μmol/L）能通過組成性雄烷受體（constitutive androstane receptor，CAR）調(diào)控人肝癌HepG2細(xì)胞色素P3A4（cytochrome P3A4，CYP3A4）表達(dá)，作用中的CAR和孕烷X受體（pregnane X receptor，PXR）存在交互對話作用，調(diào)控后CAR能抑制PXR-CYP3A4通路[15-16]。人參炔三醇能通過核受體PXR介導(dǎo)人肝癌HepG2細(xì)胞中CYP3A4上調(diào)，干預(yù)24h后能上調(diào)PXR和CYP3A4的mRNA和蛋白表達(dá)[17-18]。

圖1 人參炔醇、人參環(huán)氧炔醇和人參炔三醇結(jié)構(gòu)和名稱

1.1.2 鐮葉芹醇和鐮葉芹二醇的抗腫瘤作用 傘形科植物胡蘿卜Daucus carota L.var.sativa Hoffm首載于《紹興本草》，既是中藥，也是常見蔬菜[19]。其含有的鐮葉芹醇（falcarinol，F(xiàn)aOH）即人參炔醇，還含有鐮葉芹二醇（falcarindiol，F(xiàn)aDOH），鐮葉芹二醇的結(jié)構(gòu)和名稱見圖2。鐮葉芹醇和鐮葉芹二醇聯(lián)用對防治腸癌有積極作用，機(jī)制與調(diào)節(jié)菌群和改變炎癥介質(zhì)分泌有關(guān)。將鐮葉芹醇和鐮葉芹二醇添加進(jìn)飼料中，可以使偶氮甲烷（azoxymethane，AOM）誘導(dǎo)的腸癌模型大鼠在18周后，小的異常隱窩病灶（aberrant crypt foci，ACF）減少34%，大的異常隱窩病灶減少57%，3 mm以上的腫瘤數(shù)量減少83%[20]。作用機(jī)制包括使腸癌模型大鼠腸道菌群，尤其是低含量類群的組成發(fā)生顯著變化，下調(diào)NF-κB及其下游炎癥標(biāo)志物TNFα、IL-6，尤其是COX-2的量[21-22]。

圖2 鐮葉芹二醇結(jié)構(gòu)和名稱

1.2 神經(jīng)保護(hù)作用神經(jīng)保護(hù)作用包括柴胡炔醇類化學(xué)成分的抗抑郁作用和人參炔醇類化學(xué)成分的神經(jīng)保護(hù)作用。柴胡為傘形科北柴胡Bupleurum chinense DC或狹葉柴胡Bupleurum scorzonerifolium Willd的根。柴胡炔醇類集中于柴胡乙醇提取物的石油醚部位，是該部位的主要活性成分。

1.2.1 柴胡炔醇類的抗抑郁和神經(jīng)毒性 柴胡的甲醇和水的提取物均有抗抑郁作用[23-25]。研究表明，逍遙散的20個(gè)入血成分中有9個(gè)來源于柴胡的化合物，經(jīng)過篩選確認(rèn)柴胡炔醇類為抗抑郁活性成分[26]。柴胡炔醇類化合物RB-5、RB-6、RB-7和RB-8在體外抑制去甲腎上腺素（noradrenaline，NE）再攝取作用與陽性藥地西帕明相當(dāng)，其中RB-6和RB-8為新化合物，結(jié)構(gòu)和名稱見圖3[8]。張中曉[27]從分子水平和轉(zhuǎn)錄水平等揭示了柴胡石油醚部位可能存在的多種抗抑郁機(jī)制[27]。柴胡石油醚部位可能通過降低參與晝夜節(jié)律的生物鐘基因Npas2和Rorc過度表達(dá)，從而抑制由促腎上腺皮質(zhì)激素（adrenocorticotropic hormone，ACTH）和皮質(zhì)酮（corticosterone，CORT）過度分泌引起的情緒紊亂；并可能回調(diào)參與膽汁分泌與升高合成的基因Cyp7b1、Nceh1和Kcnn2而發(fā)揮作用；還能降低神經(jīng)活性配體-受體相互作用中的蛋白質(zhì)編碼基因Prlr表達(dá)，通過多途徑協(xié)同作用于慢性溫和不可預(yù)知應(yīng)激抑郁（chronic unpredictable mild stress，CUMS）模型大鼠發(fā)揮抗抑郁作用，柴胡毒素能抑制GABA受體，導(dǎo)致海馬體內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞因過度放電死亡，繼而引起TH1/TH2免疫失衡、炎癥反應(yīng)和色氨酸代謝紊亂，半數(shù)致死量為3 mg/kg[27]。

圖3 化合物RB-5、RB-6、RB-7和RB-8的結(jié)構(gòu)和名稱

1.2.2 人參炔醇類的神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用 人參有促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞生長，抑制乙酰膽堿酯酶活性的作用，或可運(yùn)用于治療人神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。人參環(huán)氧炔醇能通過cAMP-Epac1-Rap1-MEK-ERK-CREB途徑，模擬神經(jīng)生長因子（nerve growth factor，NGF）作用，促進(jìn)PC12細(xì)胞軸突生長，是一種天然的Epac1受體激動劑[28]。研究表明屬于人參炔醇類的2-1、2-2、2-3和2-4能競爭性抑制乙酰膽堿酯酶（acetyl cholinesterase，AchE）活性，其IC50分別為273、500、132和160 μmol/L，化合物結(jié)構(gòu)和名稱見圖4[29]。

圖4 化合物2-1、2-2、2-3、2-4的結(jié)構(gòu)和名稱

1.3 抗炎作用體外篩選表明中藥多炔類化學(xué)成分具有抗炎活性，但尚未進(jìn)行機(jī)制研究。蒼術(shù)Atractylodes Lancea(Thunb.)DC.中化合物3-1在10 μmol/L濃度對脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞BV2產(chǎn)生一氧化氮（NO）有弱抑制作用[30]。葫蘆科波棱瓜Herpetospermum caudigerum中herpecaudenes B（3-2）能顯著抑制LPS誘導(dǎo)RAW264.7細(xì)胞產(chǎn)生NO的水平，IC50為（7.05±1.59）μmol/L[31]。鹽蒿Artemisia halodendron Turcz.ex Bess.中新化合物3-3能抑制LPS誘導(dǎo)RAW264.7細(xì)胞NO、腫瘤壞死因子-α（tumornecrosis factor-α，TNF-α）和白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）水平，IC50分別為29.48、44.89、46.61 μmol/L[32]?；衔?-1、3-2、3-3結(jié)構(gòu)及名稱見圖5。日常攝入水平的鐮葉芹醇（5 mg/kg，2次/d）能通過Nrf2/Ho-1通路降低腸道刺激性基因IL-6、TNF-α/TNF-αr、INFγ、STAT3和IL-10/IL-10r的mRNA表達(dá)水平，對LPS誘導(dǎo)的CB57BL/6小鼠腸道炎癥有保護(hù)作用[33]。

圖5 化合物3-1、3-2、3-3結(jié)構(gòu)及名稱

1.4 調(diào)節(jié)血脂人參炔醇和興安獨(dú)活中新發(fā)現(xiàn)的3個(gè)聚乙炔糖苷類化合物有調(diào)節(jié)血脂活性。興安獨(dú)活Heracleum dissectum Ledeb.中化合物4-1、4-2和4-3為新發(fā)現(xiàn)的聚乙炔糖苷，在體外3T3-L1脂肪細(xì)胞中表現(xiàn)出較強(qiáng)的甘油三酯（triglycerides，TG）積累活性，結(jié)構(gòu)及名稱見圖6[34]。人參炔醇能抑制活性氧（reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生，以非過氧化物酶體增殖物激活受體-γ（peroxisome proliferator-activated receptor-γ，PPARγ）的方式恢復(fù)叉頭框O1（forkhead box O1，F(xiàn)oxO1）蛋白的表達(dá)，從而增強(qiáng)FoxO1-C/EBPα轉(zhuǎn)錄復(fù)合物轉(zhuǎn)錄，逆轉(zhuǎn)受損的3T3-L1細(xì)胞高脂蛋白脂聯(lián)素（high-molecular weight，HMW）分泌[35]。

圖6 化合物4-1、4-2、4-3結(jié)構(gòu)及名稱

1.5 其他作用中藥多炔類化學(xué)成分還表現(xiàn)出抗氧化、抗疲勞、治療痤瘡、促進(jìn)雌二醇（E2）分泌、保肝、抗尿酸和細(xì)胞毒性等作用。白術(shù)中化合物5-1在100 μmol/L時(shí)，能使HepG2細(xì)胞中抗氧化反應(yīng)元件（antioxidant response element，ARE）的活性增強(qiáng)32.9倍[36]。腹腔注射人參環(huán)氧炔醇（0.10、0.25 mg/kg），能增加疲勞模型大鼠強(qiáng)迫游泳靜止時(shí)間，降低血清乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）水平[37]。以人參炔醇和人參環(huán)氧炔醇為有效成分的紅參提取物能有效抑制痤瘡丙桿菌，用其制成的乳膏可降低受試者氧化皮脂含量和皮膚紅腫程度，明顯改善痤瘡早期至中期癥狀[38]。人參中的人參炔醇和人參環(huán)氧炔醇提取物（純度＞80%）對3T3-L1前脂肪細(xì)胞抗增殖的IC50分別為（13.52±3.05）g/mL和（3.69±1.09）g/mL[39]。

黨參炔苷（lobetyolin，LBT）可通過cAMP和p38MAPK信號通路來促進(jìn)卵巢顆粒細(xì)胞（granulosa cells of ovary，GCS）合成和分泌雌二醇（estradiol，E2），且不影響細(xì)胞增殖和正常分化[40]。人參炔醇對離體大鼠心臟有負(fù)性肌力作用，可能與降低心肌鈣敏感度和降低心肌內(nèi)鈣濃度有關(guān)[41]。柴胡石油醚部位在1～25 g/kg范圍內(nèi)能降低血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）和血清谷草轉(zhuǎn)氨酶（glutamic oxaloacetic transaminase，AST）水平，表現(xiàn)出肝臟保護(hù)作用[8]。50 mg/kg劑量的黨參炔苷能顯著增強(qiáng)大鼠肝內(nèi)黃嘌呤氧化酶（xanthine oxidase，XO）活性，抑制尿酸生成[42]。五加科屏邊三七Panax stipuleanatus中新發(fā)現(xiàn)的化合物5-2對人表皮癌（KB）細(xì)胞IC50為10.05 μg/mL，結(jié)構(gòu)及名稱見圖7[43]。

圖7 化合物5-1、5-2名稱與結(jié)構(gòu)

2 藥物代謝研究

多炔類化合物在人體內(nèi)代謝性能良好，與血清蛋白結(jié)合的淬滅機(jī)制主要是靜態(tài)淬滅。人參炔醇在大鼠體內(nèi)血藥經(jīng)-時(shí)過程符合二室模型，呈線性動力學(xué)過程，代謝性能良好[44]。柴胡多炔RB-2和RB-4的代謝途徑為氧化反應(yīng)、葡萄糖醛酸結(jié)合反應(yīng)等，介導(dǎo)柴胡多炔Ⅰ相代謝的主要酶是CYP2C9和CYP2E1酶，代謝性能良好[45]。鐮葉芹醇、鐮葉芹二醇和人參環(huán)氧炔醇可能在ⅢA域的Ⅱ位點(diǎn)單獨(dú)結(jié)合人血清白蛋白（human serum albumin，HSA），體系猝滅是一個(gè)靜態(tài)過程[46]。LBT主要以靜電力與牛血清蛋白（bovine serum albumin，BSA）的ⅡA區(qū)位點(diǎn)Ⅰ結(jié)合，LBT-BSA體系以靜態(tài)淬滅為主，相互作用力為靜電作用力[47]。

3 成分含量研究

中藥中多炔類化學(xué)成分種類豐富，含量稀少，不同基原和產(chǎn)地的藥材中含量具有差異性，部分中藥中多炔類化合物的含量見表1。柴胡中炔醇類有二十余種，其成分含量與藥材基原、產(chǎn)地等均有關(guān)，采取優(yōu)化提取條件、更新技術(shù)手段和人工合成的方法都能提高多炔類化合物產(chǎn)量[39,51-53]。五加科的三七[54]、北沙參[55]和刺人參[50]，桔?？频狞h參、半邊蓮[49]、川黨參[56]、輪鐘花[57]和蘭花參[58]，菊科的白術(shù)和蒼術(shù)[59]，傘形科的大葉柴胡、防風(fēng)[60]，以及番荔枝科山椒子[61]中均有發(fā)現(xiàn)多炔類化學(xué)成分。

表1 黨參、半邊蓮、東北刺人參中多炔類化合物的含量

4 結(jié)語與展望

中藥多炔類化學(xué)成分具有抗腫瘤、抗炎、神經(jīng)保護(hù)、調(diào)節(jié)血脂、抗氧化、抗疲勞、治療痤瘡、促進(jìn)雌二醇分泌、保肝、抗尿酸等多種藥理活性。研究較為深入的主要是人參炔醇和柴胡炔醇等，及其具有的抗腫瘤、抗抑郁和神經(jīng)保護(hù)作用。相關(guān)研究為闡明人參、柴胡等傳統(tǒng)藥物的有效成分及作用機(jī)制有重要意義，可為其質(zhì)量控制研究提供參考。在人口老齡化加劇、抑郁癥發(fā)病率逐漸增高的時(shí)代背景下，以上研究可為研發(fā)治療腫瘤、抑郁和神經(jīng)退行性疾病的藥物提供先導(dǎo)化合物，有希望為治療相關(guān)疾病開發(fā)出使用安全、作用良好的新藥。

但就總體而言，中藥中多炔類化合物的藥理研究較少，研究結(jié)果缺少體內(nèi)外的相互驗(yàn)證，許多藥物的作用機(jī)制還不明確，應(yīng)該加強(qiáng)相關(guān)研究。多炔類化合物在藥材中分布廣，但是含量較少，也是限制其研究的原因。使用更先進(jìn)的分離設(shè)備，或者開發(fā)人工合成途徑等方法，可獲得滿足實(shí)驗(yàn)用量的藥物。現(xiàn)代藥學(xué)研究者們從中藥中提取、改進(jìn)有效成分，已經(jīng)開發(fā)出許多安全有效的新藥。隨著時(shí)間推移，關(guān)于中藥中多炔類化合物一定會有更多研究成果。