赤芍药化学成分及抗肿瘤活性研究进展※

王凤红 王 丽 侯慧卿 王亚珍

(河北省血液中心供血科，河北 石家庄 050071)

赤芍药为毛茛科植物芍药Paeonia lactifloraPall.或川赤芍P.veitchiiLynch的干燥根。多年生草本，主要分布于四川、云南、贵州、山西、西藏、甘肃等地。以其干燥根入药，味苦，微寒，归肝、脾经。具有清热凉血、散瘀止痛、敛阴止汗的功效。不同炮制方法药性有所不同。炒赤芍药性缓和，可用于瘀滞疼痛;酒赤芍药则活血散瘀力强。赤芍药很早已有药用记载，临床用于温毒发斑、吐血衄血、目赤肿痛、肝郁胁痛、经闭痛经、癥瘕腹痛、跌仆损伤及痈肿疮疡等［1］。

已有文献对赤芍药化学成分的研究主要有两部分:赤芍总苷(TPG)和赤芍 801(propyl gallate)。TPG系赤芍药的主要活性部位，主要有效成分包括芍药苷(3.1% ～7.0%)、芍药内酯苷(0.1%)、羟基芍药苷(0.06%)、苯甲酰芍药苷(0.01%)等单萜苷类化合物［2］。传统的制备方法为赤芍药饮片用一定浓度的醇水回流提取即可得到。TPG药理活性众多，如抗凝血、抗血栓、改善微循环、对心脑肾缺血性损伤的保护作用、对肝损伤的保护、抗抑郁及抗肿瘤等［3］。赤芍 801是由赤芍药的活性成分没食子酸经酯化反应合成的没食子酸丙酯，其分子结构中含有多个酚羟基，具有较强的抗氧化作用，赤芍801的注射剂(通用名注射用棓丙酯)已在临床上用于预防和治疗脑梗死、冠心病及血栓性静脉炎等疾病。研究表明，赤芍801除具有强抗氧化作用外，尚有抗自由基、抗炎、阻断脂氧酶活性、抗血小板聚集、刺激血小板颗粒释放及改变血小板膜组成等多种药理活性［4］。

现代药理学研究表明，赤芍药有保肝、抗血栓形成、抗血小板聚集、降血糖、抗动脉粥样硬化及抗肿瘤等多种药理作用［5］。其化学成分主要有单萜苷类、三萜类、鞣质类、芳香酸类及儿茶素类等。赤芍药化学成分多样，但明确的活性成分报道较少，抗肿瘤作用的研究也未见系统报道。现将近年来赤芍药化学成分及抗肿瘤活性研究进展综述如下。

1 赤芍药的化学成分

芍药中主要化学成分以单萜及单萜苷类化合物为主，结构骨架为具有笼状蒎烷结构或内酯结构的单萜及单萜苷类。芍药属植物大都含芍药苷，也是其代表性成分，根中含量1.8% ～7.3%，主要集中在根皮部分;叶中含量1% ～1.1%。1963年Shibata等从芍药中首次分离得到芍药苷［6］，其高度氧化的笼状蒎烷骨架及独特的桥头氧－β－葡萄糖结构引起了人们极大兴趣，后陆续从芍药及同属植物中得到多个芍药苷类化合物，如羟基芍药苷［7］、4－ 乙基－ 芍药苷［8－9］、芍药 内 酯 苷［10－11］、苯 甲 酰 芍 药苷［12］、没食子酰芍药苷［10，13］、没食子酰氧化芍药苷［12］，Alessandra B 等［14］报道了异芍药苷、异苯甲酰芍药苷［12］。芍药新苷与常见的芍药苷类不同，蒎烷结构高度氧化变形［15］。此外，还有单萜及单萜苷类如:京尼平苷［16］，芍药内酯 A、B、C，lactinolide，6－O－β－D－glucopyranosyllactinolide［8］等。

三萜类及甾类报道的种类较多，甾类如胡萝卜甾醇［10］、β－ 谷甾醇［8］;三萜类包括四环三萜palbinone［10］，木栓烷型三萜木栓酮、表木栓醇［11］，齐墩果烷型三萜 11α，12α－ epoxy－3β，23－dihydroxyolean－ 28，13β－ olide［17］、hederagenin［10］、齐 墩 果酸［18］，羽扇豆烷型三萜白桦酯酸［17］等。

已分离得到的黄酮及其苷类包括d－儿茶素［7］、(2R，3R)－4－methoxyl－ distylin［7］、Kaempferol－3－O－ β－D－glucose［17］，花青素类如芍药花苷［10］等，酚酸类［10］如没食子酸、丹皮酚、丹皮酚苷等，Pedunculagin［10］及 Eugeniin 均为苯丙素的多聚体。

此外，从赤芍药中分离得到的还有环烯醚萜类、鞣质、酸类、酯类、酮类、挥发油、糖、氨基酸、蛋白质、脂肪油、树脂、黏液质、生物碱、色素及微量元素等。

2 抗肿瘤活性

2.1 抗肿瘤作用 TPG的抗肿瘤作用先后已有不少报道。陈志伟等［19］实验发现TPG对S180肉瘤小鼠的抑瘤率为40%;肿瘤细胞和核膜出现皱缩、断裂，线粒体出现肿胀和空泡样改变，显示TPG对肿瘤细胞有直接杀伤作用。四甲基偶氮唑盐(MTT)法测定TPG对S180及K562肿瘤组织的抑瘤作用，结果显示TPG对 K562作用最好，浓度为50 μg/mL时起作用，抑制率达45.9%［20］。潘正刚［21］研究赤芍药对骨肿瘤作用时发现，赤芍药对小鼠S180移植肿瘤亦具有明显抑制作用。吴杨峥［2］对芍药苷、4－氧－甲基芍药苷单体进行了体外抗肿瘤活性筛查，用芍药苷干预人口腔表皮样癌KB细胞和人肺癌 A549细胞的增殖，发现在1～100 μmol/L范围内能有效抑制KB细胞增殖。

2.2 诱导肿瘤细胞凋亡 细胞凋亡是一种特殊的细胞死亡方式，是胞内发生的多步骤的主动自杀过程。细胞凋亡信号传导的大致过程是细胞整合各种胞内外凋亡信号，通过细胞凋亡信号与其受体形成的复合物经细胞质信号转导蛋白传递至一组细胞凋亡的执行者 caspase，再由激活的caspase对其特异性底物进行降解，最终导致细胞凋亡［22］。

TPG促肿瘤细胞凋亡相关基因研究主要集中在Bcl－2家族、c－myc及少数抑癌因子。Bcl－2家族是一组与美丽线虫抗凋亡基因CED－9同源的蛋白，哺乳动物中Bcl－2家族目前已发现了十几个成员。Bcl－2可与Bcl－2 家族的 Bcl－Xl、Bcl－Xs、Bax、Bcl－2、Bad 和 Mcl－l形成同源或异源的蛋白二聚体，而特定的蛋白二聚体则可作为在细胞死亡信号通路上的分子开关，在细胞凋亡过程中起双重调节作用［23－24］。P16、P21、P27、P53 作为抑癌基因，是细胞周期重要调控因子［25］。原癌基因 c－myc属慢反应即刻早期应答基因，参与细胞增殖和凋亡调控［26］。

已有研究表明TPG在多剂量下均明显抑制HepA肝癌小鼠肿瘤的生长，抑制肿瘤细胞G0/G1期比例，向S期细胞转化，凋亡率增高;下调肿瘤细胞中Bcl－2蛋白的表达，明显提高肿瘤细胞中Bax蛋白的表达。表明TPG可以通过影响Bcl－2和Bax的表达来促进肿瘤细胞凋亡［27］。另外，对荷瘤小鼠给予TPG后，测定Bcl－2、P16及 c－myc mRNA表达，结果显示实验组与模型组 Bcl－2、c－myc阳性表达差异显著，提示 TPG作用机制与c－myc表达有关，进而调节Bcl－2，促进 P16 的表达［26］。

王亚珍等［28］在TPG抑制人黑色素瘤A375细胞增殖方面做了系列研究，多个浓度对黑色素瘤细胞均具有明显的增殖抑制作用。100 mg/L TPG作用黑色素瘤细胞48 h，增殖细胞核抗原(PCNA)mRNA及其蛋白表达水平较对照组显著下降，而 P21、P27、P53的mRNA及其蛋白表达水平较对照组显著上升。TPG联合卡铂作用于黑色素瘤细胞后，PCNA和cyclin D1 mRNA及蛋白水平较卡铂单独作用组下降更为明显;P21 mRNA及蛋白水平较卡铂单独作用组升高更加显著。因此，TPG和卡铂联合用药效果更优，可进一步提高药物对肿瘤细胞的生长抑制［29］。Cyclin D也是细胞周期调节因子之一，其过度表达是多种人类原发性肿瘤特征。

2.3 免疫调节效应 机体的免疫功能与肿瘤的发生、发展存在密切关系。植物抗肿瘤有效成分能提高机体免疫监视系统，包括巨噬细胞 (MΦ)、杀伤性T细胞(CTL)、T细胞、自然杀伤细胞(NK)、淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)、白细胞介素 (IL)和其他细胞因子的活性来达到杀伤肿瘤细胞的目的。

CD4+T细胞分为Th1细胞和Th2细胞。Th1细胞主要分泌IL－2、肿瘤坏死因子 β(TNF－β)、干扰素－ γ(IFN－ γ)，参与CTL介导的细胞免疫，在抗肿瘤和抗胞内感染中发挥作用;Th2细胞主要分泌 IL－4、IL－5、IL－6、IL－10，可刺激 B 细胞增殖，促进抗体产生，参与体液免疫，在抗细胞外感染及致敏原引起的免疫应答中起主要作用。Th1和Th2细胞彼此交叉调节，相互抑制，以维持机体在生理上的平衡［30］。机体的抗肿瘤作用是以Th1介导的细胞免疫为主，而大多数肿瘤患者体内常表现为Th2型细胞因子占优势，发生 Th1/Th2漂移。CD8 T细胞是另一类重要的淋巴细胞，在抗病毒和抗肿瘤中起重要作用。CD8+T细胞通过Ca2+/穿孔素依赖性机制介导细胞毒作用;CD8+T细胞活化可刺激IFN－γ、淋巴毒素(LT)的产生，促进MФ活化，同时使细胞膜上的FcR(免疫球蛋白Fc部分c末端的受体)表达增加，从而使抗体依赖性巨噬细胞的细胞毒作用增加，发挥抗肿瘤效应。实验表明，荷瘤组CD8+分子与正常组比较显著降低，CD4+/CD8+增加，使机体处于免疫紊乱状态。

对S180肉瘤小鼠及S180移植骨肿瘤小鼠实施TPG干预后，实验组脾脏均明显增大，提示TPG抑制荷瘤生长与机体的免疫功能有关［19］。TPG 对荷瘤鼠免疫功能调控的实验显示，TPG使荷瘤鼠的胸腺指数和脾指数都增加，能降低IL－10和TGF－β1分泌，增加 IL－12 分泌［31］。TPG还能提高FIN－γ的分泌，维持Th1的优势状态，从而发挥抗肿瘤效应。增强CDs分子的表达，纠正CD4+/CDs+比值失衡，恢复机体正常免疫功能［32］。实验中Th1型和Th2型细胞免疫反应都有所增强，提示细胞免疫应答和体液免疫应答均可能参与了对肿瘤损伤过程［33］。于晓红等［25］也观察了TPG对荷瘤小鼠免疫功能的调节及对肿瘤细胞凋亡的调控作用，得到了类似结果。此外，TPG能明显促进P16上调，抑制肿瘤的发生。环磷酰胺联用TPG能逆转肿瘤抗原和环磷酰胺引起的T淋巴细胞免疫抑制和免疫紊乱。

2.4 抑制血管内皮细胞 丁罡等［10］从肿瘤血管的角度探讨了赤芍药与肿瘤转移的关系，Walk－er256癌脾内移植肝转移大鼠模型经中药灌胃后，检测血管内皮细胞生长因子 (VEGF)的变化和肿瘤微血管密度的变化，结果表明，大鼠血清VEGF浓度在予中药灌胃后明显升高，肿瘤组织微血管密度及VEGF表达均高于对照组。该结果提示:赤芍药能增强实验大鼠VEGF的表达及肿瘤血管的形成，并可促进肿瘤侵袭和转移的发生，有别于上述结论。Deng H 等［34］报道了 TPG(12.5、62.5、312.5 μg/mL)对血管内皮细胞增殖呈现明显抑制作用，且呈剂量依赖性。TPG作用黑色素瘤细胞后，VEGF和促血管生成素－2(Ang－2)的mRNA及蛋白水平均明显下降，表明TPG可通过抑制VEGF和Ang－2的表达发挥抗肿瘤作用［35］。

2.5 其他效应 MMP－2和MMP－9是MMPs家族(为一类高度保守的锌离子依赖内肽酶家族)中最主要的酶，在肿瘤的血管化、肿瘤细胞的侵袭和转移灶形成过程中起重要作用，在多种恶性肿瘤中均有高表达，且与临床分期、病理分级及淋巴结转移有关。基质金属蛋白酶组织抑制因子(TIMP－2)、多耐药基因1(MDR1)、凋亡抑制因子(Survivin)、TOP2A(Topoisomerase Ⅱalpha，编码 DNA拓扑异构酶Ⅱα)、多药耐药相关蛋白 1(MRP1)等是与多药耐药相关的因子或蛋白。王亚珍等［36］在研究TPG抑制黑色素瘤A375细胞的迁移和侵袭中发现，与对照组比较，TPG组细胞 MMP－2、MMP－9 mRNA和蛋白表达明显下降，TIMP－2 mRNA和蛋白表达显著上升。王亚珍等［37］考察TPG对多药耐药因子影响时发现，TPG 处理组 MDR1、Survivin、TOP2A、MRP1的 mRNA及蛋白表达均显著降低 (P＜0.01)。TPG可能通过下调多药耐药因子MDR1、Survivin、TOP2A、MRP1 mRNA及蛋白表达，逆转黑色素瘤的多药耐药，提高化疗敏感性。

线粒体膜电位反映线粒体的功能状态，线粒体膜通道开放可导致线粒体通透性的改变。胞内Ca2+升高参与了凋亡早期信号传导和凋亡的执行阶段，Ca2+稳态的破坏可直接引起线粒体释放细胞色素C和一些促细胞凋亡因子，从而激活 caspases家族启动细胞凋亡程序。许惠玉等［38］报道在TPG诱导K562凋亡的过程中，不同浓度检测的细胞内Ca2+出现不同程度的升高。推测可能是细胞内钙稳态失衡，胞浆内Ca2+作为第二信使启动多条信号转导途径，诱导K562细胞凋亡。

黄孔威等［39］对赤芍药的抗肿瘤作用进行了系列研究，赤芍药水提物、70%乙醇提取物、正丁醇萃取物 (赤芍药70%乙醇提取物减压浓缩，正丁醇萃取，减压抽干得6%不定形粉末)显示了不同程度的抑制肿瘤增殖的活性，均能提高癌细胞内或癌组织中cAMP的水平，提示赤芍药的抗癌作用可能与其影响肿瘤细胞内环磷酸腺苷(cAMP)的含量有关。

3 小结

赤芍药或其组方用于痈肿疮疡的治疗已有几千年的历史，现已发现赤芍药中含多种成分，其中TPG被公认是赤芍药的活性部位，其体内、体外抗肿瘤作用明确，已引起众多学者的关注。TPG中代表成分为具有蒎烷结构的芍药苷类，很有可能成为潜在的抗肿瘤先导化合物。但还存在很多问题，如抗肿瘤作用机制缺乏系统研究，已报道的抗细胞增殖的活性大多为TPG的作用，究竟是其中的哪些单体活性较强，或者具有哪些独特作用机制还未可知。此外，TPG促肿瘤细胞凋亡相关基因研究主要集中在Bcl－2家族、c－myc、少数抑癌因子P，其他一些蛋白酶和激酶在细胞凋亡的调控中也起着重要作用，还有待于进一步深入研究。

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