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中药全蝎的研究进展

2014-03-06张盼盼马明珠王集会

药学研究 2014年7期
关键词:全蝎多肽提取物

张盼盼,马明珠,王集会

(1.山东中医药大学药学院,山东济南250355;2.山东中医药大学实验中心,山东济南250355)

中药全蝎的研究进展

张盼盼1,马明珠1,王集会2

(1.山东中医药大学药学院,山东济南250355;2.山东中医药大学实验中心,山东济南250355)

随着生物技术的发展对中药全蝎有效成分的提取由传统的水提、醇提过渡到半仿生及仿生提取,且随着分子生物学的发展对其药理研究多集中于小分子蛋白。本文将根据近年来国内外公开发表的有关文献,从中药全蝎的提取工艺、化学成分及其药理研究等方面进行综述。

中药全蝎;综述;提取工艺;化学成分;药理研究

全蝎为节肢动物门蛛形纲钳蝎科东亚钳蝎的干燥全体,主要产于山东、河南、河北等地,是我国传统中药材,具有通络止痛、攻毒散结等功效,中医应用已有上千年的历史。传统用药一般入丸剂、散剂,其次入煎剂,加工方式主要有盐蝎、冻干粉、低温冷冻致死风干等,现代对于全蝎的提取主要有传统的水提、醇提及当前较为热门的仿生提取和匀浆提取。现代研究表明鲜全蝎含有蝎毒、牛磺酸、棕榈酸、三甲胺、甜菜碱、卵磷脂、软硬脂酸等蛋白质及非蛋白质成分[1]。全蝎的药效部位主要是蝎毒,而蝎毒的主要有效成分为蛋白质类[2],随着国内外分子生物学的发展已从全蝎及其制品中分离得到数十种单体,包括蝎毒蛋白、多肽、寡肽,也可能含有核苷、糖肽及其低聚物,并具有广泛的药理活性,在临床上用于多种疾病的治疗。现对中药全蝎的提取工艺、化学成分及其药理研究等方面进行综述。

1 取工艺研究

孟琳等[3]以可溶性蛋白得率和总提取物得率为指标,比较水回流法、醇回流法、匀浆法、酶解法4种不同的提取方法,并选择最佳工艺,结果显示,12倍量水,高速,匀浆提取2次的提取工艺最佳。张永清等[4]以出干率、蛋白质含量、氨基酸含量、各种元素含量等,并结合水与乙醇提取液紫外吸收成分差异比较为指标,对比清水煮烘、盐水煮烘、直接烘干、烫死烘干4种全蝎加工方法,结果说明沸水烫死后风干最佳。王集会等[5]以含水量、含盐量及可溶性蛋白为指标,对比研究沸盐水煮、冰箱快速冷冻常温风干两种产地加工方法,结果显示冰箱快速冷冻常温风干的方法加工全蝎较好。侯林等[6]以水溶性蛋白含量和抗肿瘤活性为指标,对比研究冻干全蝎和传统全蝎加工方法,结果显示冻干全蝎醇浸出物得率明显高于传统清水煮制全蝎,但低于盐水煮制全蝎;水溶性蛋白的量及抗癌活性均显著高于传统炮制全蝎,主要因冻干加工可有效避免传统炮制加热对有效蛋白的破坏及水的溶解。

谭银合等[7]以蝎毒蛋白的含量为指标,利用紫外-分光光度法测定蛋白含量,用正交试验筛选全蝎水煎煮和乙醇回流两种提取方法的最佳提取工艺,结果显示每次4倍量50%乙醇回流提取30 min反复3次最佳。林超等[8]以丙氨酸含量为指标,以时间、温度、酶底比为考察因素,利用正交试验选取胃蛋白酶、胰蛋白酶酶解全蝎的最佳工艺,结果显示先用40℃人工胃液加入2.5%胃蛋白酶酶解4 h,残渣转入53℃人工肠液,加入5.0%胰蛋白酶酶解4 h的工艺最佳,并用凯氏定氮法测得此条件下蛋白质水解率达80.7%,抗肿瘤药效显示全蝎酶解液对肝癌H22具有明显抑制作用,药效强于全蝎原粉。

2 成分及其药理研究

研究表明,鲜全蝎含有蝎毒、牛磺酸、软硬脂酸、棕榈酸、胆甾醇、卵磷脂等成分[1],以及蝎酸钠盐。蝎毒主要有蛋白成分和非蛋白成分,蛋白成分分为毒性蛋白和酶[1],酶部分主要有乙酰胆碱酯酶、透明质酸酶、磷脂酸酶等,非蛋白成分含有脂类、组织胺、有机酸和游离氨基酸等[9]。

2.1 抗肿瘤化学成分及药理研究 随着分子生物学的发展,近几年国内外学者对蝎毒抗肿瘤成分分离及其药理作用的研究由大分子量蛋白质(主要集中在7 000分子量以上的成分)不断向小分子量多肽靠近,给药途径由注射给药向口服给药发展,作用机理不断明确。

董伟华等[10]从东亚钳蝎蝎毒中分离得到APBMV,药理研究表明APBMV能高效杀伤多种肿瘤细胞,减轻化疗骨髓抑制,对癌细胞有明显杀伤作用,并能提高正常组织细胞的免疫活性。韩雪飞等[11]的研究进一步证明APBMV不是单体,HPLC显示有4个峰,并通过分子筛色谱-粒子交换技术从APBMV中分离得到AP-III,AP-III能有效抑制H22的生长,在较高浓度时抑瘤率能到46.69%。氯毒素能特定的与rBmK CTa细胞表面,为氯通道的阻断剂[12]。分子量为8 293 Da的HS-1为全蝎多缩氨酸中钾渠道阻断家族之一[13]。沈东海等[14]从东亚全蝎中提取、分离、筛选出了抗肿瘤的有效成分APBMV(分子量小于3 500),通过观察纯化的APBMV灌胃对昆明小鼠肝癌H22移植瘤的抑制作用证实其具有较高的抗癌活性,且有显著性量效关系,同时证明口服蝎毒同样可以抑制肿瘤生长,说明蝎毒抗癌有效成分主要集中在分子量小于3 500的成分中,也说明蝎毒抗癌成分是从APBMV中分离得到的纯化度更高抑制肿瘤作用更强的有效成分,为今后分离纯化更高抑制肿瘤作用更强的成分和蝎毒药物剂型的研制奠定了基础。

侯毅等[15]研究蝎毒多肽提取物(PESV)对人膀胱癌T24细胞增殖的抑制作用及机制时发现,PESV对肿瘤癌T24细胞增殖具有明显抑制作用,其诱导T24细胞凋亡的作用可能与上调BXA和下调Bel-2的表达有关。徐林等[16]研究发现,蝎毒多肽提取物(PESV)能抑制小鼠Lewis肺癌的生长与转移,其机制可能与抑制OPN和MMP-29的表达有关。杨文华等[17]研究蝎毒多肽提取物对白血病小鼠Bcl-2、SDF-1α与TGF-β1表达的影响,结果表明其可以有效地降低白血病小鼠血清及骨髓中Bel-2、SDF-1α的表达,提高TGF-β1的表达,从而较好的阻抑白血病细胞增殖和浸润。郑安红等[18]研究发现蝎毒多肽提取物PESV联合5-氟尿嘧啶可抑制小鼠H22肝癌移植瘤血管生成拟态形成,并且其作用机制可能与抑制肿瘤微环境中HIF-1α和MMP-2有关。孙晓佳等[19]研究发现,蝎毒多肽提取物(PESV)可能通过抑制肿瘤微环境中DII4 Notch1的表达抑制肿瘤新生微血管发挥功能,从而发挥抗肿瘤功效的。王兆朋等[20]研究化疗期间再增值肿瘤细胞中H22肿瘤细胞HIF-α和SDF-1/CXCR4表达的变化及PESV对其表达的影响,认为在化疗期间肿瘤组织产生HIF-α,HIF-1α诱导间质组织分泌SDF-1,HIF-1α促进VEGF的表达上调,从而诱发新生血管的生成。PESV有效抑制HIF-1α和SDF-1的表达,从而发挥了抗肿瘤作用。陈晓敏等[21]观察东亚钳蝎毒素ITX对C57BL/6小鼠Lewis肺癌(LLC)组织生长的影响,观察肿瘤和肺脏的炎性细胞浸润情况,认为ITX能够通过加强肿瘤微环境中以炎症为代表的非特异性免疫促进C57BL/6小鼠LLC的生长。邢百倩等[22]通过亲和层析法提取蝎毒促增值肽在SD大鼠BMSCs中的靶蛋白探究促增值肽的作用机制。实验结果表明Bmkpp(一种含66个氨基酸的小分子多肽)在BMSCs上有独特的靶标,且Bmkpp可通过膜而与胞内的靶点相作用,也证明了Bmkpp的作用靶点可因不同细胞而有别,也可作用于同一细胞的不同靶点。王晶娟等[23]研究全蝎蛋白药效组分对Bel7402肿瘤细胞凋亡的影响时发现当浓度在37 g·L-1以上时全蝎蛋白药效组分具有明显的抑杀作用且效果与剂量呈线性正相关。全蝎蛋白药效组分在体外有稳定抑杀癌细胞的特点。实验表明全蝎蛋白药效组分具有促进Bel7402细胞凋亡、抑制增值的作用,其生物效应指标为9.25~175 g·L-1。肿瘤的免疫细胞治疗是通过恢复与增强肿瘤患者自身的免疫检测和杀菌能力来治疗的。白洁等[24]从东亚全蝎蝎尾中提取到的小分子多肽BmK IA作用于人T淋巴细胞系Jurkat E6-1,发现在一定范围内,可显著促进T细胞的增殖。

2.2 抗凝化学成分及药理研究 许文博等[25]通过对全蝎胃蛋白酶酶解液经凝胶过滤层析后所得混合多肽的体外抗凝成分及其组分分析进行研究,推测全蝎胃蛋白酶抗凝组分主要为分子量3 000以下的寡胎类,且抗凝作用显著。易小民等[26]通过观察全蝎纯化液对凝血酶诱导血管内皮细胞释放血管性血友病因子(vWF)和6-酮-前列腺素F1α的影响,探讨全蝎抗凝作用的研究机制。结果表明全蝎纯化液能抑制凝血酶诱导HUVEC释放vWF,并能够对抗凝血酶对HUVEC释放6-keo-PGF1α的抑制作用,提示全蝎纯化液对凝血酶诱导VEC损伤具有保护作用。石雕等[27]将SD大鼠随机分为空白对照组、模型组、全蝎纯化液组观察其对血栓重量、TXB2、6-keo-PGF1α的影响。结果显示与模型组相比全蝎纯化液组TXB2和6-keo-PGF1α相对更为平衡,从而对血管内皮组织具有保护和修复作用,恢复前列环素酶合成功能,有效地预防了血栓的形成。王巧云等[28]对蝎毒纤溶活性肽对缺氧血管内皮细胞抗凝和纤溶功能的影响进行研究,实验分为正常对照组、缺氧模型组、药物干预组3组,通过观察细胞形态及培养上清液中的漂浮细胞情况来判断影响。结果表明人脐静脉EC缺氧损伤模型与正常对照组对比,模型组PAI活性显著增高,t-PA活性显著下降,6-keto-PGF1α和NO的量显著下降;表明在人脐静脉EC缺氧损伤那个模型中,由于内皮细胞受损其分泌功能失调减弱了内皮细胞的抗凝和纤溶功能。蝎毒纤溶活性肽可显著降低漂浮细胞数,显著提高6-keto-PGF1α和NO的水平,调节PAI和t-PAI的活性,提示蝎毒纤溶活性肽对EC在缺氧环境的生长具有保护作用,改善EC分泌失调,增强了其抗凝与纤溶功能,可能是蝎毒有效成分治疗缺血性心脑血管疾病的机制之一。

2.3 其他成分 黄迎春等[29]研究东亚全蝎的提取物对抗戊四氮所致的癫痫作用及对致癫痫小鼠大脑皮质N-甲基-D天冬氨酸受体的调节作用。结果发现适量的提取物能够有效治疗戊四氮引起的癫痫,显著延长癫痫小鼠的发作潜伏期,作用机制可能与抑制NMDAR结合活性以及激活GABAAR的结合活性有关。陈国光等[30]研究全蝎酶制剂对小鼠H22肝癌、S180肉瘤移植瘤的生长影响。将试验组小鼠分两批分别接种S180肉瘤腹水、H22小鼠腹水与对照组比较,结果显示全蝎生物酶制剂对H22肝癌、S180肉瘤生长有一定抑制作用。

3 结语

近年来对于全蝎的提取工艺不断发展,有传统的水提、醇提到现代的半仿生提取,但对于全蝎的发酵尚未见报道。有关研究表明通过发酵可以提高中药材的有效成分提出率,而研究表明全蝎的有效成分多集中于分子量较小的蛋白,可以通过微生物对于全蝎的发酵作用获得小分子量的蛋白,或者利用发酵和仿生提取相结合的方法提取,利用超滤和纳滤对不同分子量的蛋白进行分类,并通过药理实验进一步确定有效部位。对于全蝎抗肿瘤成分的研究多集中于蝎毒蛋白,但有关研究表明抗肿瘤有效成分可能不止是蝎毒蛋白还有可能是寡肽、核苷酸、糖肽、三者低聚物等,抗肿瘤研究也应按蛋白分子量区分开多肽和寡肽、糖肽、核酸-蛋白低聚物分别进行细胞药理和动物药理实验。

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Research progress on Buthusmartensi Karsch

ZHANG Pan-pan1,MAMing-zhu1,WANG Ji-hui2
(1.College of Pharmacy,Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Jinan 250355,China;2.Experimental Center,Shandong University of Traditional Chinese Medicine,Jinan 250355,China)

With the development of biotechnology for scorpion active ingredients of Buthusmartensi Karsch by the transition of the traditional water extraction,alcohol extraction to the semi bionics and bionic extraction,and with the development ofmolecular biology for its pharmacological research focused on the smallmolecular protein.This article summarized Buthusmartensi Karsch extraction process,chemical composition and pharmacological research and so onaccording to the published literatures at home and abroad in recent years.

Buthusmartensi Karsch;Review;Extraction process;Chemical composition;Pharmacological

R284

:A

2095-5375(2014)07-0411-004

张盼盼,女,研究方向:制药工程,E-mail:lanfengxinzi91@126.com

王集会,男,副教授,研究方向:中药学,Tel:15853143465,E-mail:wangjihui10@126.com

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