香豆素抗炎活性的研究進展*

葉稱連 綜述，陳進聰，吳龍火，劉稱福 審校

(1.贛南醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，江西 贛州 341000；2.贛南醫(yī)學院藥學院，江西 贛州 341000)

香豆素又叫香豆精，也稱為苯并吡酮，是一類具有苯并-α-原吡喃酮結(jié)構(gòu)的化合物的總稱。香豆素在自然界中廣泛存在于各類植物中，也存在少數(shù)的真菌及細菌中，是植物次級代謝產(chǎn)物。香豆素類藥物在臨床上是作為一類口服抗凝藥物，其基本結(jié)構(gòu)是4-羥基香豆素，代表藥物包括新抗凝藥物醋硝香豆素和華法林。有研究表明，香豆素類化合物具有廣泛的藥理活性，如抗炎、抗氧化、抗病毒、抗腫瘤、抗凝血、抗菌、增強免疫功能等作用[1-2]。本文主要對香豆素類化合物的來源、分類及其抗炎活性進行了綜述。

1 香豆素的來源

VAUQUELIN在1812年從植物Daphnealpina中首次分離出香豆素，為香豆素類化合物瑞香苷。從1960年開始，香豆素類化合物因其分子量較小、生物利用度較高，其抗炎、抗腫瘤療效就引起了研究者的關(guān)注，已成為國內(nèi)外藥學專家的研究重點。1996年，至少有1 300種以上的香豆素類化合物被確認[3]，目前從自然界已分離出2 000多種天然香豆素類化合物[4]。香豆素類化合物存在于自然界中不同植物的各個部位，如根、種子、堅果、花和果實，是植物的次級代謝產(chǎn)物,特別是在傘形科、豆科、菊科、蕓香科、木犀科和茄科植物中較多，如蛇床子、秦皮、茵陳、補骨脂、獨活、白芷、前胡、續(xù)隨子等[5]。

2 香豆素結(jié)構(gòu)及其分類

香豆素是順式鄰位羥基肉桂酸的內(nèi)酯，其基本骨架為苯并吡喃酮。根據(jù)苯并吡喃酮環(huán)上取代基及位置的不同可簡單分為4類：簡單香豆素類、呋喃香豆素類、吡喃香豆素類及其他香素。(1)簡單香豆素類：是一類在香豆素苯環(huán)一側(cè)有取代基的衍生物，取代位置一般在C-6、C-7及C-8，C-7一般為含氧取代基，代表性化合物有蛇床子素、秦皮素、濱蒿內(nèi)酯、瑞香素、東莨菪素及七葉亭等。(2)呋喃香豆素類：由香豆素母核上的異戊烯基與鄰位酚羥基(C7-OH)環(huán)合成呋喃環(huán)的一類結(jié)構(gòu)特殊的香豆素衍生物，以補骨脂素及異補骨脂素為代表。(3)吡喃香豆素類：C7位羥基與C6位或C8位異戊烯基縮合形成吡喃環(huán)，分為線型和角型，線型以花椒內(nèi)酯為代表，邪蒿內(nèi)酯為角型代表。(4)其他香豆素：將部分化合物的結(jié)構(gòu)不歸屬于上述3類的統(tǒng)歸于這類，C3、C4上通常有羥基、苯基及異戊烯基等取代，代表為甘草香豆素、黃檀內(nèi)酯及華法林等。

苯并吡喃酮是香豆類化合物的母核，香豆素類化合物廣泛的藥理活性與其結(jié)構(gòu)密不可分。研究表明，帶有羥基結(jié)構(gòu)的香豆素類化合物的抗氧化活性最高，如秦皮素(Fraxetin)有很強的超氧化負離子自由基和烷基超氧自由基的有效清除劑及脂質(zhì)過氧化物抑制劑[6]。香豆素類化合物抗氧化活性和羥基的數(shù)目有關(guān)，其中帶有兩個羥基的化合物的抗氧化活性最高，如七葉亭(Esculetine)、濱蒿內(nèi)酯(Scoparone)等[7]。另外,從Prangos tschimgnica地面部分的甲醇分離的33個呋喃香豆素中發(fā)現(xiàn)，獨活素、栓翅芹烯醇、石當歸素、補骨脂素和佛手內(nèi)酯均具有抗人類免疫缺陷病毒活性。此外，有研究從北美植物Zanthoxylum americannum中分離出4種吡喃香豆素和2種木脂素，其中3種香豆素對人HL-60細胞有明顯的增殖抑制作用[5]。

3 香豆素類化合物抗炎性

炎癥是機體對于炎癥介質(zhì)刺激的一種防御反應(yīng)，表現(xiàn)為紅、熱、腫、痛和功能障礙等。炎癥可以簡單分為感染性炎癥和非感染性炎癥，一般炎癥是有益的，是機體啟動的防御反應(yīng)。但若是自身免疫或產(chǎn)生在透明組織的炎癥等情況，炎癥是有害的[8]。炎性反應(yīng)是某些疾病的發(fā)病來源，嚴重的超敏反應(yīng)引起的炎癥會威脅患者生命。某些特殊部位或器官所發(fā)生的炎癥，可產(chǎn)生嚴重后果。如嚴重的心肌炎會影響心臟功能，腦部炎癥可壓迫中樞神經(jīng)，聲帶炎癥阻塞喉部導(dǎo)致窒息。此時，應(yīng)用抗炎癥藥抑制炎性反應(yīng)就十分必要。香豆素類化合物因具有化學合成簡單、化合物分子量較小、生物利用度較高、不良反應(yīng)少及藥理作用廣泛等特性，受到越來越多的科學家關(guān)注[9]。

3.1香豆素類化合物抗炎活性 關(guān)于香豆素類化合物抗炎活性的基礎(chǔ)研究較多，王春梅等[10]研究發(fā)現(xiàn)，白芷香豆素能顯著抑制巴豆油誘導(dǎo)的小鼠耳朵腫脹、角叉菜膠誘導(dǎo)的小鼠足部腫脹及冰醋酸所致的小鼠腹腔毛細血管通透性增強的炎癥癥狀，提示白芷香豆素具有明顯的抗炎作用。7-羥基香豆素具有解熱、抗炎、鎮(zhèn)痛的作用。有研究發(fā)現(xiàn)，7-羥基香豆素能有效控制角叉菜膠誘導(dǎo)的慢性炎癥性疼痛及脂多糖誘導(dǎo)的發(fā)熱物質(zhì)[2]。宮毓靜等[11]發(fā)現(xiàn)，青蒿總香豆素可顯著降低家兔體溫，抑制肝臟、腓腸肌組織鈉泵的活性，降低發(fā)熱家兔血液和腦脊液的促炎細胞因子前列腺素E2，具有良好的抗炎效果，其分子機制可能與抑制磷脂酶A2/環(huán)氧合酶-2信號通路的表達有關(guān)[12]。

本課題組早期從九里香中提取出6種香豆素類化合物，分別通過小鼠扭體鎮(zhèn)痛實驗及小鼠二甲苯致耳朵腫脹實驗探討6種香豆素類化合物的抗炎、鎮(zhèn)痛活性，研究結(jié)果表明，6種香豆素類化合物皆具有抗炎、鎮(zhèn)痛療效，其中Murracarpin的抗炎、鎮(zhèn)痛活性最佳，其原因可能與其C-7位上的甲氧基、C-8位上的一個短的支鏈含有雙鍵及醇羥基等結(jié)構(gòu)有關(guān)[13-14]。有研究通過采用AutoDock 4.2分子對接軟件，將九里香中香豆素類的成分與骨橋蛋白進行分子對接，結(jié)果發(fā)現(xiàn)九里香中36個香豆素類化合物，其中有2種成分具有抗骨關(guān)節(jié)炎的作用[11]。有研究表明，蛇床子總香豆素能作用于丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng)，并通過調(diào)節(jié)環(huán)磷酸腺苷/環(huán)磷酸鳥苷及Th1/Th2比值，減少炎癥因子γ-干擾素(IFN-γ)及白細胞介素(IL)-4的產(chǎn)生，有效抵御抗支氣管哮喘氣道變應(yīng)性炎癥[15-17]。WITAICENIS等[18]比較了6種香豆素類化合物的抗氧化能力，結(jié)果顯示，香豆素類化合物的腸道抗炎活性與其抗氧化能力有關(guān)，特別是海參素、東莨菪酮、瑞香素等。上述研究表明，食用香豆素或富含香豆素類化合物的食物可預(yù)防腸道炎癥疾病。

3.2香豆素類化合物抗炎分子機制 香豆素類化合物能有效抵抗腫、熱、痛等炎性反應(yīng)，其抑制肝炎、腎炎、關(guān)節(jié)炎、支氣管炎及腸胃炎的研究均有報道。

3.2.1香豆素衍生物對花生四烯酸代謝的影響 花生四烯酸是炎癥介質(zhì)的主要來源。研究發(fā)現(xiàn)，香豆類化合物可通過抑制脂氧合酶和環(huán)氧合酶影響花生四烯酸的代謝途徑，從而發(fā)揮抗炎作用[1]。鄧時貴等[19]研究表明，七葉亭能夠通過抑制脂氧合酶和環(huán)氧合酶的水平，降低花生四烯酸在腸道炎癥大鼠結(jié)腸中的表達水平。瑞香素、蛇床子素、歐前胡素也有類似的結(jié)果。因炎性反應(yīng)時巨噬細胞產(chǎn)生大量的自由基，所以炎癥反應(yīng)和抗氧化作用關(guān)系密切[20]。另有研究顯示，由活性氧族涉及環(huán)氧合酶和脂氧合酶介導(dǎo)的花生四烯酸可向促炎性反應(yīng)介質(zhì)轉(zhuǎn)化[1]。因此，天然的或合成的香豆素類抗氧化劑一般都具有抗炎作用。

3.2.2香豆素類化合物抑制氧化應(yīng)激相關(guān)炎癥活性 在炎癥過程中，活性氧和活性氮的產(chǎn)生是機體的一種迅速的防御反應(yīng)，可以殺死幾種入侵病原體及通過促炎調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)趨化誘導(dǎo)進入炎癥過程的部位，并調(diào)節(jié)免疫細胞類型的相互作用[21]。然而，當自由基的產(chǎn)生與內(nèi)源性抗氧化反應(yīng)之間發(fā)生不平衡時，活性氧/活性氮隨宿主的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸生產(chǎn)的氧化應(yīng)激引發(fā)組織損傷、纖維化等，這些氧化應(yīng)激反應(yīng)與多種慢性疾病的起源和發(fā)展有關(guān)，包括炎癥性腸病等疾病[22]。香豆素類化合物具有抗炎抗氧化活性，能有效中和活性氧/活性氮，減少機體谷胱甘肽的消耗，抑制髓過氧化物酶(MPO)的活性，有利于維持機體的穩(wěn)態(tài)，從而達到抗炎效果。研究表明，口服七葉亭及4-甲基七葉亭可有效保護三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的大鼠腸道炎癥，可抵消機體谷胱甘肽的消耗，但對MPO的活性無影響[23]。濱篙內(nèi)酯可能通過清除氧自由基而抑制哮喘性氣管的炎癥[24]。

3.2.3香豆素類化合物對炎性相關(guān)的疼痛靶點影響 徐方飚等[25]通過網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)分析白芷香豆素類化合物抗炎、鎮(zhèn)痛作用，以分子對接受體的理論為研究基礎(chǔ)，通過計算機虛擬模擬評價藥物活性成分與靶點結(jié)合能力，同時利用AutoDock軟件進行分子對接模擬，PyMol軟件對模擬數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析。結(jié)果顯示，若對接能量大于或等于4，則可認為靶點與配體之間有結(jié)合活性；若對接能量大于或等于5，則可認為結(jié)合活性較佳；若對接能量大于或等于7，則表明二者有強烈的分子對接活性。

該研究通過軟件的模擬與分析得出人體代謝中關(guān)于疼痛、炎癥的某些靶點與白芷香豆素類化合物的9種成分有良好的對接活性，所有的對接能量皆在6以上，有的甚至可以達到14，有極強的對接能量。白芷香豆素類化合物9種成分配體能與靶點相互作用，發(fā)揮良好的鎮(zhèn)痛活性，其中甘油醛-3-磷酸脫氫酶、絲裂原激活的蛋白激酶9、蛋白C-ets-1、凝血因子ⅩⅢ A鏈、乙酰膽堿酯酶(ACHE)、L-乳酸脫氫酶A鏈、6-磷酸葡萄糖脫氫酶(G6PDH)、轉(zhuǎn)醛縮酶、磷酸三糖異構(gòu)酶及6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶10個疼痛位點得到證明。該研究還運用對靶點基因進行KEGG通路富集分析和GO數(shù)據(jù)庫生物功能富集分析，結(jié)果顯示，白芷香豆素類化合物主要參與藥物分解代謝、核苷-磷酸生物合成及氧化還原輔酶代謝等生物學過程，還參與生物膜、液泡腔等合成過程，原酶活性、氧化還過氧化物酶活性、泛素蛋白連接酶及裂解酶活性結(jié)合多種分子過程。通路分析主要集中在碳代謝、氨基酸的生物合成、缺氧誘導(dǎo)因子-1信號通路及腫瘤。

白芷香豆素類化合物通過調(diào)節(jié)ACHE發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用是有效的。ACHE是疼痛神經(jīng)傳導(dǎo)重要的一環(huán)，其水解出的膽堿是神經(jīng)遞質(zhì)的重要組成部分。因此，白芷香豆素類可通過調(diào)節(jié)ACHE發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。另外，白芷香豆素類化合物能通過作用凝血因子ⅩⅢ有效解決機體的凝血引起的炎癥。研究表明，當機體凝血因子缺乏時，可引起局部出血，壓迫關(guān)節(jié)肌肉局部腫脹導(dǎo)致致痛，其產(chǎn)生的炎性因子如IL-5、IFN-γ可促進環(huán)氧合酶-2的表達，可導(dǎo)致前列腺素類物質(zhì)的增加，最終發(fā)生疼痛、水腫、發(fā)熱等炎性反應(yīng)[26]。白芷香豆素類化合物可通過作用于凝血因子ⅩⅢ，抑制凝血因子缺乏所致炎癥的產(chǎn)生。G6PDH缺乏更容易導(dǎo)致炎性因子增多，且其缺乏與溶血性貧血相關(guān)[27]。

4 小 結(jié)

香豆素是植物的次級代謝產(chǎn)物，香豆素類化合物具有化學合成簡單、化合物分子量較小、生物利用度較高、不良反應(yīng)少及藥理作用廣泛等特性，能有效抵抗腫、熱、痛等炎性反應(yīng)。本文闡述了香豆素類化合物來源、分類及抗炎活性，希望能為香豆素類化合物針對機體的抗炎作用提供一些理論指導(dǎo)，為臨床的藥物開發(fā)和使用提供依據(jù)。