农吉利甲素及其衍生物抗癌效果研究进展

许晓红浙江中医药大学第二临床医学院，浙江杭州　310053

农吉利甲素及其衍生物抗癌效果研究进展

许晓红
浙江中医药大学第二临床医学院，浙江杭州310053

农吉利甲素是中草药农吉利的有效成分，具有明显的抗癌作用，有关农吉利甲素及其衍生物抗癌效果的实验研究已经取得了很大的进展，该文基于农吉利的药理活性，对农吉利甲素的作用机制及其衍生物的研究情况进行综述，以期增进对药物成分的了解。

农吉利；有效成分；甲素；衍生物；抗癌

［Abstract］Monocrotaline is the active components of Chinese herbal medicine Crotalaria sessiliflora L，which has significant anti-cancer effect，Monocrotaline and its derivatives anticancer effect of experimental studies have been made great progress.In this paper，the pharmacological activities of Monocrotaline，the element's mechanism of action and its derivatives are reviewed.According to the above research，in order to enhance the understanding of the pharmaceutical ingredients.

［Key words］Monocrotaline；Mechanism of action；Derivatives；Anticancer

近年来，有关抗癌药物临床应用情况的报道较多，其中多数是通过干扰瘤细胞核酸生物合成不同部位来起到抗癌作用，大量实验研究证实，农吉利甲素与干扰瘤细胞核酸代谢存在一定的关联，对多种实验性肿瘤有抑制作用，临床主要用于治疗皮肤磷状细胞癌和基底细胞癌，疗效比较好，对急性白血病、子宫颈癌也有一定疗效。该文主要综述国内外关于农吉利甲素的化学成分、药理活性及其衍生物抗癌的相关研究情况，为更深入的开展关于农吉利甲素研究提供参考。

1　农吉利成分、机制

1.1农吉利的药理活性及有效成分

农吉利是豆科植物农吉利 （Crotalaria sessiliflora L）的全草，又名有野百合、佛指甲等，主要分布于东北、华北、华南以及西南各地［1］。农吉利的全草均可入药，具有清火、除湿、解毒等多种功效，以往多用于治疗痢疾、喘咳等疾病。在现代药理学实验中，农吉利的化学成分主要是生物碱（alkaloids）和黄酮类（flavonoids），其中有效成分为碱性部分，可分离出农吉利碱Ⅰ和农吉利碱Ⅱ，动物实验证实，农吉利碱Ⅰ抗肿瘤活性明显，将该有效成分称为农吉利甲素（monocrotaline，也称野百合碱）［2］。农吉利全草中，种子提取的农吉利甲素含量最高，其余成分为毛束草碱和全缘千里光碱。从农吉利的有效成分来看，牡荆素和全缘千里光碱可对心脏产生影响，前者可对心肌组织产生保护作用，后者具有较好的降血压效果［3-4］。农吉利甲素和全缘千里光碱均具有抗肿瘤作用，其中农吉利甲素的抗肿瘤作用更为明显，其在体外实验中，对皮肤癌、宫颈癌的疗效均得到证实，周敏敏和刘会等人［5-6］用农吉利甲素为主要成分的药物制成凝胶外敷可有明显的抗皮肤癌效果。因其同时可引起肺动脉高压和右心室肥大等副作用，在医学研究中还可以用来建立肺动脉高压模型。农吉利甲素除了具有抗肿瘤作用外，还可促进平滑肌收缩，暂时轻度抑制呼吸频率和深度，对呼吸产生一定的影响［7］。

2　农吉利甲素抗癌的作用机制及其衍生物

2.1作用机制

相关研究显示，农吉利制成的各种试剂治疗恶性肿瘤，总有效率接近70%［8］。农吉利甲素对多种实验性肿瘤具有良好的治疗作用，临床主要用于治疗皮肤磷状细胞癌和基底细胞癌，相关实验研究表明，农吉利甲素对急性白血病、子宫颈癌和阴茎癌也有很好的治疗效果［9］。体外某些实验表明，农吉利甲素对人肝癌细胞株BEL740有比较显著的细胞毒作用［10-12］。体内某些试验表明，农吉利甲素对S180等多种瘤株的抑制作用也比较显著：同时还可以较好的抑制淋巴肉瘤腹水型L1、S37、淋巴细胞白血病L1210、艾氏腹水癌、黑色素瘤B16、地鼠浆细胞瘤和腺癌755等［13］。

农吉利本身具有一定的毒性，药理学研究证实，农吉利甲素可致肝毒性，引发肺动脉高压，这也是其目前在临床上推广受到限制的主要原因，如何在保证抗肿瘤活动的同时，还能够降低毒性，成为该领域研究的一项重要课题。从双稠吡咯啶类化合物的结构来看，抗肿瘤的活性部位为伯羟基酯化的烯丙酯基团和双稠吡咯啶环1、2位的双键，该双键既是发挥抗癌作用的活性基团，也是导致肝脏毒性的原因所在，若单纯针对这一双键结构作出调整，欲降低肝脏毒性，那么抗癌活性也会相应消失［14-15］。研究发现，农吉利甲素单体并不会对肺组织造成实质性损害，能够产生肺毒性的化学物质为农吉利甲素的代谢物。Yijia Xiang［16］等人认为其毒性机制为：作为农吉利甲素代谢物的运载体，红细胞将其运送到其他器官，即构成致肺毒性的一个重要因素。至于农吉利甲素引发肺动脉高压的研究，Jing Huang等人［17］一致认为与一氧化氮的低生物利用度有关，氧化应激可以明显导致肺动脉高压。

Homma［18］等研究者认为农吉利甲素发挥抗癌作用的机制是其在肝内代谢为具有很强烷化能力的双稠吡咯啶衍生物导致的，该衍生物可选择性地烷化细胞DNA分子上的特定区，进而阻止细胞DNA的合成，并阻止其进入有丝分裂区，从而引起染色体畸变或断裂，进而达到抑制DNA复制与转录、干扰细胞蛋白质合成的目的。

2.2衍生物

农吉利甲素有较好的抗癌效果，但其在肝内转化成吡咯衍生物会导致肝毒性，因而限制了其在临床上的运用。探寻一种新的衍生物，降低其肝脏毒性的同时保留或增加抗癌效果，将是一项十分有意义的研究。近年来，国内外有关农吉利甲素衍生物合成与提取的研究越来越多，在农吉利甲素的衍生物中，以分子中羟基的衍生物和分子中氮的衍生物最为常见，以二氢农吉利甲素为例，该衍生物为双键饱和，但仍可保留抗癌作用。农吉利的毒性作用较为明显，国内已不再使用，目前研究的重点集中在农吉利抗癌有效成分的分离、相关衍生物的合成以及提取方法的选择上。对于农吉利甲素的提取，实验基本过程为：取适量农吉利种子（多为干粉），经石油醚脱脂后，加入到60%乙醇与0.5%醋酸混合液中，渗滤，减压浓缩后过滤；经盐酸酸化，以氯仿提取，水洗后与滤液合并，再经铵碱化，以氯仿提取，减压浓缩后，至干、析出，获得结晶。农吉利甲素衍生物的合成涉及的内容有甲基硫磺酸酯（C17H26NO8S）、碳酸酯（C17H21NO7S）、甲烷季铵盐（C20H30NO7Br）、澳乙酞麟季铵盐（C18H2-8NO7Br）、氯代甲酸乙醋季铵盐（C19H28NO8Cl）以及I氮氧化合物。农吉利甲素的提取可采用甲醇超声提取法、响应面法、乙醇-硫酸铵双水相体系、微波辐射溶剂法、C18色谱柱等［19］。近年来，指纹图谱的研究取得了很大的进展，采用C18色谱柱，以常用溶液（甲醇-0.5%乙酸溶液/0.04%氨水溶液）作为流动相梯度洗脱，以DAD检测，农吉利甲素作为生物碱的参照峰，能够获得农吉利中生物碱有效成分的色谱分离条件［20］。农吉利在我国分布较为广泛，不同产地的农吉利药材存在一定的差异，可通过相关指纹图谱的鉴定，对药材质量进行评价。朱丹、王李平等人［21-22］的衍生物研究也有一定成效，他将农吉利甲素催化氢化，合成了二氢农吉利甲素，该衍生物的双键饱和，但是仍然具有抗肿瘤的疗效。随后他又制备了其他几种农吉利甲素的衍生物，因一部分衍生物未见报道，具体药理效应情况不太清楚。Culvenor等研究者［15］曾制得1，2-二氢lα，2α-环氧农吉利碱和3'-O-三氟乙酰农吉利碱三氟乙酸盐，具体制备的方法是先将1，2-二氢吡咯里西啶氧化，再经多步的脱氢作用，烷化后得到的衍生物是6，7-二氢-5H-吡咯里西啶，但因该衍生物在临床试用时仍有较大副作用，因此未能推广投入使用。黄量［23］等研究者也曾制备了农吉利甲素的衍生物，大体可以分为两类：其中一类是分子中羟基的衍生物，另一类为分子中氮的衍生物。他的研究中表明一共有3种衍生物保留了抗癌活性，但因为它们毒性较大未能投入临床使用。樊轻亚等人［25］也对农吉利甲素的衍生物进行了研究，发现农吉吡咯衍生物在发挥抗癌作用的同时，对肝的毒性伤害不大于常用抗肿瘤药物更生霉素和环磷酚胺的毒性作用。

3　讨论与展望

综上所述，农吉利甲素的抗肿瘤作用较为明显，其抗癌作用通过干扰抗癌细胞核酸生物合成来实现，作用机制为抑制癌细胞RNA生物合成，其具体作用点还有待进一步研究。但是农吉利甲素衍生物的副作用也不容忽视，目前在临床上已限制使用，随着相关实验研究的日益深入，正在逐步从有效成分分析、质量控制研究逐步延伸到药理药效，农吉利甲素及其衍生物的合成和提取成为研究的重点。综合来看，农吉利甲素的开发利用价值仍备受看好，对农吉利甲素衍生物的研究，可对相关药物研发提供一定的帮助，意义重大。

［1］樊轻亚.农吉利中有效成分的提取分析研究［D］.广东：广东药学院，2009.

［2］李莹，孙敬勇，姚庆强.农吉利的研究进展［J］.食品与药品，2015（2）：147-151.

［3］李晟.牡荆素对大鼠在体心肌缺血再灌注损伤的保护作用及机制研究［D］.安徽：安徽医科大学，2013.

［4］郑杭生，黄绳武，徐莲英.全缘千里光碱脂质体及其凝胶剂的体外释药比较研究［J］.中成药，2013（9）：2027-2030.

［5］周敏敏，赵丹丹，章德军，等.农吉利碱凝胶剂体外透皮与初步药效学研究［J］.中国现代应用药学，2014（8）：968-973

［6］刘会，章德军，黄绳武，等.农吉利碱凝胶剂的质量评价及初步稳定性研究［J］.山西中医学院学报，2014（1）：23-25.

［7］林美玲，唐寅，张明等.重组HSVII病毒疫苗的微载体悬浮培养生产工艺研究［J］.中国生物工程杂志，2014（3）：68-78.

［8］陈璟园，施丹晔，余晨.左卡尼汀对维持性血液透析患者炎性因子、营养不良及贫血的影响双中心研究［J］.海南医学院学报，2014（10）：65-67.

［9］王宏韬，付婷，周三，等.青岛崂山抗癌药用植物资源调查［J］.青岛大学医学院学报，2014（1）：68-71，74.

［10］林俊，李萍，陈靠山.近5年多糖抗肿瘤活性研究进展［J］.中国中药杂志，2013（8）：1116-1125.

［11］易洁，杨绍迁.自体DC-CIK细胞联合TACE术治疗中晚期原发性肝癌的疗效观察［J］.长江大学学报，2016 （8）：8-11.

［12］高俊霞，吕强.大黄素对人肝癌HepG2细胞迁移侵袭能力及E-钙黏蛋白、Slug蛋白表达的影响［J］.中国中医药信息杂志，2016（6）：64-67.

［13］陈钱，陈长军，侯爽，等.黄酮类化合物体外诱导肿瘤细胞凋亡及其机制研究进展 ［J］.吉林医药学院学报，2016（6）：228-232.

［14］沈杰，刘涛，张丹.树突细胞联合细胞因子诱导杀伤细胞治疗晚期恶性肿瘤患者近期临床疗效观察［J］.华西医学，2015（1）：97-99.

［15］Culvenor C C J，Edgar J A，Smith L W，et al.Dihydropyrrolizines III preparation and reations of derivatives related to pyrrolizidine alkaloids［J］.Aust J Chem，1970（23）：1853-1967.

［16］Yijia Xiang，Ning Zhu，Junchong Chen，et al.Icariin Attenuates Monocrotaline-induced Pulmonary Arterial Hypertension via inhibition of TGF-β1/Smad2/3 Signaling pathway in Rats［A］.浙江省医学会心电生理与起搏分会，2015年浙江省心电生理与起搏学术年会论文汇编［C］.浙江省医学会心电生理与起搏分会，2015：1.

［17］Jing Huang，John H Wolk，Michael H Gewitz，et al.Enhanced caveolin-1 expression in smooth muscle cells：Possible prelude to neointima formation［J］.World Journal of Cardiology，2015（10）：671-684.

［18］Homma N，Morio Y，Takahashih，et al.Genistein，a phytoestrogen，attenuates monocrotaline induced pulmonary hypertension［J］.Respiration，1980（1）：105-112

［19］王李平，刘小琴，范华均，等.响应面法优化-微波辅助萃取-高效液相色谱法测定农吉利中牡荆素和异牡荆素［J］.理化检验化学分册，2013，10（2）：129-133.

［20］樊轻亚，游国叶.聚焦微波辅助提取-酸性染料分光光度法测定农吉利中总生物碱［J］.理化检验：化学分册，2015，10（3）：289-292.

［21］朱丹，何世玲，范华均，等.聚焦微波辅助双水相萃取/高效液相色谱法测定农吉利中牡荆素与异牡荆素［J］.分析测试学报，2013（9）：1075-1080.

［22］王李平，刘小琴，范华均，等.响应面法优化-微波辅助萃取-高效液相色谱法测定农吉利中牡荆素和异牡荆素［J］.理化检验：化学分册，2013（2）：129-133.

［23］黄量，吴克美，薛智，等.农吉利抗癌有效成分的分离及其衍生物的合成［J］.中国药学杂志，1980（5）：45.

［24］朱丹.微波辅助—多相溶剂体系萃取分离农吉利中有效成分的研究［D］.广东：广东药学院，2014.

［25］樊轻亚，许卫军，王万好.液相色谱-串联质谱法测定农吉利中的黄酮类化合物［J］.理化检验：化学分册，2015 （7）：1023-1027.

Research Progress on Monocrotaline and Its Derivatives Anticancer Mechanism

XU Xiao-hong
The second clinical medical college of Zhejiang Chinese Medical University，Hangzhou，Zhejiang Perovince，310053 China

R284

A

2096-1782（2016）08-0166-03

10.19368/j.cnki.2096-1782.2016.08.166

许晓红（1995.2-），女，湖北荆州人，本科，研究方向：临床医学。

2016-05-05）