馬錢子藥理毒理作用及減毒機理研究進展

吳攀鋒 方居正

（1.河南中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，河南鄭州 450046；2.平頂山市中醫(yī)醫(yī)院，河南平頂山 467099）

馬錢子別名番木鱉，為馬錢科植物馬錢Strychnos nux-vomicaL.的干燥成熟種子，味苦性溫，有大毒，具有通絡(luò)止痛、散結(jié)消腫之功，多用于治療跌打骨折、咽喉腫痛、風(fēng)濕頑痹、麻木癱瘓等病癥[1]。《本草綱目》[2]載：“彼人言治一百二十種病，每證各有湯引。”《醫(yī)學(xué)衷中參西錄》[3]言：“其毒甚烈……開通經(jīng)絡(luò)，透達關(guān)節(jié)之力，實遠勝于它藥也。”藥理學(xué)方面，馬錢子已被驗證能對炎癥、微生物感染、神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼細胞、心血管系統(tǒng)、癌癥等產(chǎn)生作用。但因其對中樞神經(jīng)、肝臟、腎臟及心臟可造成毒性，臨床多通過炮制和配伍以達到減毒治病的效果。筆者從藥理、毒理及減毒機理三個方面對馬錢子的研究進展進行了分析和總結(jié)，介紹如下。

1 藥理作用機制

1.1 鎮(zhèn)痛抗炎 馬錢子堿是馬錢子的主要成分之一，具有明顯的鎮(zhèn)痛抗炎作用。馬錢子堿可通過減少鈉離子（Na+）通道的電流來減輕小鼠的神經(jīng)性疼痛，在急性疼痛模型中，馬錢子堿能顯著抑制小鼠痛覺性熱和機械刺激誘導(dǎo)的反應(yīng)，同時還可減輕慢性收縮損傷小鼠的熱過敏和機械異常痛[4]。李永豐等[5]使用機械縮足反應(yīng)閾值和熱縮足潛伏期來檢測大鼠的疼痛行為，結(jié)果馬錢子堿能通過鉀離子（K+）通道調(diào)節(jié)外周疼痛。馬錢子堿和馬錢子堿氮氧化物能通過抑制炎癥組織中前列腺素E2的釋放，降低血液中白細胞介素（IL）-1、IL-6、腫瘤壞死因子（TNF）-α以及5-羥色胺（5-HT）的含量，增加5-羥基吲哚-3-乙酸的含量從而發(fā)揮抗炎功能[6]。一種含有馬錢子堿的新型凝膠滲透材料可抑制大鼠輔助關(guān)節(jié)炎（CIA）模型中的CIA癥狀和滑膜細胞增殖，表明其對類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎具有療效；在小鼠耳腫脹試驗中顯著緩解了二甲苯誘導(dǎo)的耳水腫，在福爾馬林實驗中緩解了福爾馬林注射的疼痛，表現(xiàn)了其抗炎鎮(zhèn)痛的特性[7]。

馬錢子抗炎鎮(zhèn)痛的特性有助于治療許多疾病引起的疼痛，如CIA、腰肌勞損、神經(jīng)性疼痛和痛經(jīng)等。但目前關(guān)于其抗炎鎮(zhèn)痛的研究主要集中于馬錢子堿，其他成分研究不足，下一步應(yīng)加大對于馬錢子其他化合物的研究。

1.2 促進骨折愈合及軟骨損傷修復(fù) 實驗觀察發(fā)現(xiàn)，馬錢子粉能顯著提升骨折家兔血清中堿性磷酸酶和微量元素的濃度，并且給藥組表現(xiàn)出更快的骨折愈合速度和更好的愈合效果，這表明馬錢子粉具有促進骨折愈合的作用，這種作用可能是通過改善骨折處局部的血液供應(yīng)、增強鈣鹽沉積、加快骨痂形成而實現(xiàn)的[8]。修復(fù)受損的軟骨是治療骨關(guān)節(jié)炎（OA）的主要方法，一項關(guān)于馬錢子防治OA作用機制的實驗表明，馬錢子總堿可能是通過抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，增加超氧化物歧化酶（SOD）表達而促進自由基的清除，最終導(dǎo)致自由基減少而抑制軟骨細胞凋亡，起到保護和修復(fù)軟骨的作用[9]。中藥外治跌打損傷歷史悠久，效果顯著，馬錢子通絡(luò)止痛、消腫散結(jié)的功效使其成為肌肉骨骼系統(tǒng)疾病的常用外治用藥，尤其隨著現(xiàn)代外用制劑水平的發(fā)展，馬錢子在肌肉骨骼系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用將更加廣泛。

1.3 興奮神經(jīng) 馬錢子堿和士的寧是馬錢子中主要的生物堿，二者都能興奮神經(jīng)中樞。研究表明，士的寧可以提高脊髓的興奮性，刺激脊髓反射功能，改善大腦皮層感覺中樞功能，加快急性脊髓炎患者神經(jīng)功能的恢復(fù)；并能刺激延髓，提高血管運動中樞和呼吸中樞的興奮性；此外，還能刺激大腦皮層，喚醒處于抑制狀態(tài)的患者，改善患者的聽覺、視覺、味覺、觸覺等受體功能[10-11]。

馬錢子堿能通過血腦屏障進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并對中樞神經(jīng)產(chǎn)生作用，尤其是脊髓的前角細胞，導(dǎo)致反射興奮性顯著增加[12]。此外，馬錢子堿增強了乙酰膽堿（ACH）與毒蕈堿M1受體的結(jié)合，使其成為開發(fā)針對帕金森?。≒D）和阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病藥物的良好候選者[13]。已有報道指出，馬錢子堿對PD、肌肉強直、三叉神經(jīng)痛和癲癇具有潛在治療作用[14]。

鑒于馬錢子堿和士的寧等對神經(jīng)系統(tǒng)的作用，馬錢子可用于治療面癱、癲癇、PD、缺血性卒中、重癥肌無力等多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

1.4 保護心臟 LIU B等[15]通過檢測實驗?zāi)Ｐ痛笫笮募」Ｋ烂娣e、血清心臟標志酶、內(nèi)源性抗氧化劑、炎癥介質(zhì)和組織病理學(xué)分析等評估馬錢子堿的心臟保護特性，結(jié)果馬錢子堿通過增加內(nèi)源性抗氧化劑，降低脂質(zhì)過氧化標記酶的狀態(tài)，有效恢復(fù)梗死面積，改善組織病理學(xué)損傷，揭示馬錢子堿對心肌保護作用可能與TNF-α、IL-6信號分子的激活有關(guān)。

李明華等[16]考察了馬錢子堿對豚鼠心臟乳頭肌動作電位和收縮力的影響，結(jié)果表明馬錢子堿通過阻斷心肌鈣離子（Ca2+）通道，降低Ca2+含量，減少心肌的耗氧量，達到抗心律失常作用。馬錢子堿還可降低豚鼠心室肌細胞鈉電流和延遲整流鉀電流幅值，顯示出與Ⅰ類、Ⅲ類抗心律失常藥相同的作用機制[17]。由此可見，馬錢子抗心律失常的作用機制可能與其阻滯心室肌細胞Na+、K+、Ca2+通道電流有關(guān)。

臨床中，馬錢子常被當作活血化瘀藥使用，但目前關(guān)于馬錢子對心血管作用方面的實驗研究相對較少，相關(guān)藥理作用機制還有待完善。

1.5 抗腫瘤 馬錢子堿在各種類型癌癥中都具有強大的抗腫瘤活性，包括胃癌、結(jié)腸腺癌、肝細胞癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤和多發(fā)性骨髓瘤等，其抗腫瘤作用機制與誘導(dǎo)細胞凋亡、抑制血管生成、逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥以及抑制腫瘤細胞遷移和轉(zhuǎn)移有關(guān)[18-19]。

馬錢子堿可在體外抑制人肝癌HepG2細胞的增殖，機制可能是馬錢子堿首先作用于絲裂原活化蛋白激酶激酶7（MKK7）基因，MKK7激酶活化了c-Jun氨基末端激酶（JNK）基因，引起了脂肪酸合成酶（Fas）和Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白（FADD）基因變化的途徑以誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡[20]。結(jié)直腸癌的發(fā)病與Wnt信號通路聯(lián)系緊密，馬錢子堿參與Wnt/β-連環(huán)蛋白（β-catenin）信號通路的調(diào)節(jié)，通過調(diào)控Wnt/β-catenin分子AXIN1和p-β-catenin，在體內(nèi)外均可誘導(dǎo)結(jié)直腸癌細胞凋亡，抑制癌細胞的生長和遷移。索明珠等[21]發(fā)現(xiàn)馬錢子堿不僅可以抑制乳腺癌細胞系MDA-MB-231增殖，誘導(dǎo)其凋亡，還能抑制MDAMB-231細胞在體外形成的血管生成擬態(tài)結(jié)構(gòu)，其機制可能與馬錢子堿處理后血管生成擬態(tài)標志蛋白（VEGF/VE-cadherin/EphA2/MMP-9/MMP-2）的表達水平下調(diào)有關(guān)。梁虹等[22]研究表明，馬錢子堿通過抑制人慢性白血病細胞系K562/A02細胞多藥耐藥基因MDR1 mRNA及其編碼產(chǎn)物P-糖蛋白（P-gp）的表達，降低化療藥物自細胞內(nèi)溢出，從而部分逆轉(zhuǎn)K562/A02細胞的耐藥性。

目前，關(guān)于馬錢子抗腫瘤測試多在體外進行，較容易控制和操作，為了更準確地評估其抗腫瘤作用，還需要進行更多的體內(nèi)試驗。

1.6 抑制微生物生長和免疫調(diào)節(jié) 一種由馬錢子生物合成的馬錢子-ZnO復(fù)合材料，在10～12 nm范圍內(nèi)的濃度為100～200 μg/mL時，對多重耐藥性（MDR）-金黃色葡萄球菌、MDR-大腸桿菌、MDR-銅綠假單胞菌、MDR-鮑曼不動桿菌表現(xiàn)出顯著的殺菌能力[23]。

馬錢子堿可有效抑制T淋巴細胞增殖，減輕小鼠耳廓腫脹程度，提示馬錢子堿具有細胞免疫抑制作用[11]。鄒瑩等[24]研究發(fā)現(xiàn)，炙馬錢子能通過降低自身免疫性重癥肌無力大鼠ACh受體抗體（AChR-ab）含量，調(diào)節(jié)血清中轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1）水平，進而抑制T、B淋巴細胞的活化。上述研究證明，馬錢子在治療自身免疫性疾病中可能具有臨床價值。

1.7 其他 馬錢子堿對不同濃度的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶具有抑制作用，與二甲雙胍治療組相比，馬錢子以時間和劑量依賴性的方式降低鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠的血糖水平[25]。此外，馬錢子還具有改善酒精依賴、促進小腸運動、抗氧化等多種作用[26]。

2 毒理作用機制

2.1 腎臟毒性 連續(xù)管飼馬錢子提取溶液7 d后，實驗大鼠表現(xiàn)出不同程度的腎細胞間質(zhì)松弛和炎性細胞浸潤，近端和遠端小管表現(xiàn)萎縮擴張，腎盂有輕微擴張，從而揭示存在腎毒性，進一步研究發(fā)現(xiàn)馬錢子是通過影響苯丙氨酸和色氨酸（TRP）的生成及代謝來影響機體腎毒性的[27]。張美玉等[28]研究發(fā)現(xiàn)，馬錢子總生物堿是馬錢子致大鼠腎損傷的作用部位，能夠引起大鼠腎小管上皮濁腫、腎小球腫大水腫等病理變化。

2.2 肝臟毒性 趙霞等[29]為探討馬錢子的肝毒性機制，將斑馬魚幼魚暴露于不同濃度馬錢子溶液中，結(jié)果馬錢子導(dǎo)致了斑馬魚幼魚谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性增加，過氧化氫酶及SOD活性降低，丙二醛含量增加，說明肝損傷嚴重，且細胞受到氧化應(yīng)激損傷；實時聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）結(jié)果顯示抗氧化酶和解毒酶基因表達降低，視黃醇結(jié)合蛋白4（RBP4）基因和TGF-β1基因表達水平呈濃度相關(guān)性增加，而3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶（hmgcra）基因表達水平下降；由此認為，馬錢子的肝毒性與氧化應(yīng)激損傷和脂肪代謝失衡有關(guān)。另一項研究發(fā)現(xiàn)，馬錢子對嘌呤代謝、氨基酸和胺類代謝、脂肪酸和脂質(zhì)代謝、糖類和糖醇代謝均有顯著影響，其肝損傷機制與脂肪酸、氨基酸代謝的下調(diào)以及其他脂肪酸和嘌呤代謝的上調(diào)有關(guān)[30]。

2.3 心臟毒性 安全劑量下馬錢子具有保護心肌、抗心律失常等作用，但用量不當亦可誘發(fā)心臟毒性。吳小娟等[31]將馬錢子生物堿提取物制備成凝膠膏劑進行試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1.98 mg/cm2（以馬錢子堿計）連續(xù)皮膚給藥6 個月，家兔心臟出現(xiàn)微灶性炎癥和血管充血現(xiàn)象，且部分家兔在停藥4 周后仍未好轉(zhuǎn)，提示馬錢子生物堿可能會導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的心臟病理學(xué)變化。長-QT綜合征是心臟毒性的重要表現(xiàn)之一，有研究指出，士的寧在不改變心肌細胞形態(tài)、活力及鈣濃度的情況下，通過阻斷人eag相關(guān)基因（hERG）通道和延長QT間期來產(chǎn)生心臟毒性[32]。

2.4 神經(jīng)毒性 士的寧作為極強的中樞興奮劑，對脊髓有高度的興奮作用，高劑量的士的寧可誘發(fā)中樞或外周興奮性反應(yīng)，如感覺多動、呼吸困難、強直性抽搐等，最終因呼吸困難或脊髓麻痹或心臟驟停而死亡[33]。士的寧具有強大的甘氨酸受體拮抗功能，不僅可阻斷抑制性神經(jīng)遞質(zhì)甘氨酸的突觸后受體，還可抑制脊髓和運動神經(jīng)元中抑制性神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，由此造成神經(jīng)興奮性遞質(zhì)不受約束，出現(xiàn)視覺、聽覺、感覺器官異常興奮、運動障礙和肌張力增高等表現(xiàn)[34]。SUN L J等[35]通過檢測大鼠腦組織及血液中神經(jīng)遞質(zhì)的含量，發(fā)現(xiàn)馬錢子總生物堿可導(dǎo)致大鼠腦組織及血液中多巴胺及酪氨酸含量顯著降低，谷氨酸、5-HT及TRP水平顯著升高，提示馬錢子總生物堿造成的神經(jīng)興奮性損傷除了士的寧強大的甘氨酸拮抗功能外，還可能與機體內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)紊亂有關(guān)。

馬錢子毒性劇烈，除了對中樞神經(jīng)、肝臟、腎臟、心臟產(chǎn)生毒性外，對生殖胚胎、腦、皮膚等方面的毒性作用也需要我們在臨床使用中密切關(guān)注。

3 減毒機理

3.1 炮制減毒 炮制是降低中藥毒性的常見方法。馬錢子常用的炮制方法有油炸法、烘烤法、奶制法、醋炙法及砂燙法等。高溫條件下馬錢子堿和士的寧堿醚鍵發(fā)生斷裂，氧化分解為氮氧化物，而新生成的氮氧化物藥性更高、更持久，且毒性更低[36]。

盧軍等[37]對馬錢子生品、牛奶炮制品、砂燙炮制品中馬錢子堿和士的寧含量進行測定，結(jié)果砂燙炮制品和牛奶炮制品中馬錢子堿和士的寧含量均降低；通過小鼠急毒性試驗發(fā)現(xiàn)牛奶炮制品和砂燙炮制品按最大給藥劑量給藥，小鼠仍未出現(xiàn)死亡情況，可見炮制能有效降低馬錢子毒性。JIANG X等[38]研究發(fā)現(xiàn)，砂燙炮制后馬錢子堿、士的寧、番木鱉次堿均有顯著下降，同時在砂燙炮制后士的寧及馬錢子堿的氮氧化物含量顯著增加。馬恩耀等[39]考察了醋馬錢子炮制前、中、后高效液相色譜（HPLC）指紋圖譜的差異，結(jié)果馬錢子生品醋制后，2 種色譜峰含量明顯降低；繼續(xù)經(jīng)砂炒后新增2 個色譜峰，并消失1 個色譜峰，由此推測炮制導(dǎo)致馬錢子中某些生物堿成分下降，同時某些生物堿轉(zhuǎn)化成了其他物質(zhì)，這可能與炮制減毒的機理有關(guān)。

上述研究表明，炮制馬錢子可通過降低生物堿含量、轉(zhuǎn)變化學(xué)結(jié)構(gòu)、增加有效成分等機制達到減毒增效目的，但對炮制后有關(guān)化學(xué)成分的變化以及這些變化對毒效影響的研究還需深入。

3.2 配伍減毒 配伍是減輕中藥毒性的又一特色方法。馬錢子毒性猛，發(fā)作快，臨床可與甘草、白術(shù)、芍藥、蘇木、肉桂、桂枝等配伍以減輕毒性。

梁曉東[40]采用HPLC法對馬錢子與白術(shù)以1∶4比例配伍煎劑前后馬錢子堿和士的寧的含量進行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與馬錢子單煎劑比較，馬錢子堿和士的寧分別下降23.5%和8.5%；馬錢子與白術(shù)以1∶6比例配伍煎劑后，馬錢子堿和士的寧分別降低29.0%和16.6%。表明馬錢子與白術(shù)配伍可有效降低馬錢子毒性，且減毒最佳配伍比為1∶6。馬錢子中活性成分主要由CYP3A4酶代謝，與馬錢子相比，白術(shù)與藥物代謝酶結(jié)合的能力更強，且白術(shù)能部分誘導(dǎo)CYP3A4酶活性，使CYP3A4酶對白術(shù)的代謝增多，對馬錢子代謝減少，這可能是白術(shù)降低馬錢子毒性機制之一[41]。閆靜等[42]應(yīng)用電噴霧質(zhì)譜法對馬錢子與延胡索配伍后主要生物堿的變化進行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)延胡索等量配伍馬錢子后，與馬錢子生品單煎劑相比，士的寧和馬錢子堿的溶出率分別下降了46.27%和57.58%；并隨著延胡索用量的增加，士的寧和馬錢子堿的含量繼續(xù)下降。由此推測馬錢子與延胡索合煎后，延胡索中生物成分能減緩馬錢生物堿的溶出。胡亞[43]通過藥理實驗表明，馬錢子堿、士的寧的吸收受P-gp抑制劑維拉帕米的影響，芍藥苷、芍藥內(nèi)酯苷可抑制馬錢子堿、士的寧的吸收，使馬錢子堿和士的寧在細胞內(nèi)蓄積減少，進而起到減毒作用。

綜上，馬錢子配伍主要通過減少生物堿含量、影響相關(guān)代謝酶、抑制毒性成分溶出與吸收等機制達到減毒目的，但其配伍后的物質(zhì)基礎(chǔ)變化、內(nèi)在機制等仍不明確，應(yīng)為接下來的研究重點。

4 結(jié)語

馬錢子具有抗炎鎮(zhèn)痛、保護心臟、興奮神經(jīng)、抗腫瘤、促進骨折愈合、抑制微生物生長、調(diào)節(jié)免疫等多方面功效，但嚴重的生物毒性限制了其臨床應(yīng)用，因此在利用炮制、配伍手段減毒的同時，也應(yīng)加快對新劑型、新工藝等的研究來實現(xiàn)馬錢子的減毒增效。當前抗癌藥物需求迫切，馬錢子抗腫瘤效果顯著，在臨床上得到廣泛關(guān)注。因此，為全面了解馬錢子抗腫瘤作用以及其他潛在的藥理機制和作用靶點，未來可通過蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)等多種方法對馬錢子的有效成分、藥理活性、毒理作用進行全面、系統(tǒng)的研究，充分發(fā)揮馬錢子的藥用價值。