益母草水苏碱药理作用的研究进展*

毛益申 石家齐 朱明宇 综述 吕 嵘 孙 宁,#审校

益母草水苏碱药理作用的研究进展*

毛益申1石家齐1朱明宇1综述 吕 嵘2,#孙 宁1,#审校

应用益母草治疗妇科与产科相关疾病，是我国传统医学的常用且重要的方法。益母草水苏碱作为益母草的水溶性生物碱，除治疗妇产科疾病外，对心血管系统有一定的治疗作用，可增加冠脉血流、减少左心室压力、延长PQ间期、抑制心肌细胞肥大、减轻血管内皮细胞的生长停滞与衰老、保护内皮细胞及影响心电生理等，还具有抑制细胞凋亡、抗肿瘤、止咳平喘、抑制部分细菌和寄生虫生长、调节免疫反应等功效。

益母草；益母草水苏碱；药理作用；心血管系统

中药益母草，为唇形科植物益母草(Leonurus Japonicus Houtt)的新鲜或干燥地上部分，用于治疗月经不规律、痛经、闭经、异常子宫出血等妇科疾病[1]。近来的研究发现，益母草对人体其它系统疾病，特别是其生物碱(水苏碱)对心血管系统有一定治疗和保护作用，因而受到较广泛地关注[2]。益母草水苏碱(Stachydrine)在益母草药理作用中最为重要[3]，水苏碱含量被作为益母草药材质量控制的检测指标；其对女性生殖系统，心血管系统及其它系统的作用也因此受到了较多的关注和研究[4]。本文主要综述益母草水苏碱对心血管系统的药理作用和机制以及对女性生殖系统疾病和其它病变的药理作用，为益母草的临床应用提供依据。

1 概述

益母草水苏碱(分子式C7H13NO2)化学名(2S)-1,1-二甲基吡咯烷-2-甲酸，1959年被发现，是我国传统中药材益母草中的主要成分之一，同时也被认为是参与益母草药理作用的主要有效成分[4]。

《中华人民共和国药典》规定，药用益母草干燥品含盐酸水苏碱(C7H13NO2·HCl)不得少于0.50%[5](高效液相色谱法测定)。有关调查显示我国市售益母草药材，样品盐酸水苏碱含量均高于0.50%，最高为0.58%[6]，符合药典规定。除益母草外，益母草水苏碱还可以从狮耳花(Leonotis Leonurus)、茺蔚子(Semen Leonuri)、续随子(Capparis Spinosa)、紫花苜蓿(Medicago sativa)等植物中提取，能发挥相同的药理作用[7, 8]。

益母草水苏碱的药代动力学研究报道较少，只有Li等[9]报道 Wistar 大鼠口服益母草水苏碱0.75h后，大鼠体内水苏碱平均血药浓度达到峰值，药物平均半衰期约1.64h；对于益母草水苏碱在人体内的药物代谢动力学，尚未见相关报道。

2 益母草水苏碱对心血管系统的作用和可能机制

2.1 干预作用

益母草的水溶性提取物以及提纯后的益母草水苏碱对于心血管系统的作用及作用机制，是近来研究热点。益母草地上部分的水溶性提取物已被用于治疗急性心律失常[10]。有研究[11]还发现其对缺血性心脏病、心室重构等有保护作用。Malte等[10]采用索氏萃取法获得益母草的水相萃取物，经高效液相色谱指纹分析法分离出6种主要溶质，并采用定量磁共振波谱法(qNMR)提纯和定量测定水苏碱含量，制成了水苏碱纯度为99%的益母草精炼提取物；随后将不同浓度该提取物应用Langendorff法灌洗离体家兔心脏冠状动脉，观察心功能变化。心电图结果显示，采用水苏碱浓度1.0mg/ml和2.0mg/ml灌洗 ，可使左心室压力显著减小(P<0.01)，冠脉血流显著增加(P<0.05)，PQ间期延长。Zhang等[11]分离1日龄Wistar大鼠心室肌细胞后，置其于DMEM/F12 培养液中培养时进行分组处理：空白组培养液中不添加其它药物，对照组培养液中添加1 μmol/L去甲肾上腺素，干预组培养液中添加去甲肾上腺1μmol/L+10μmol/L益母草水苏碱，均培养72h。结果发现，对照组心肌细胞表面积较空白组显著增加(1606.29 ± 107.91 μm2vs 744.74 ±35.30 μm2，P<0.05)，而干预组心肌细胞表面积未见明显变化(720.35 ±40.31 μm2，P<0.05)。说明益母草水苏碱可抑制去甲肾上腺素诱导的离体心肌细胞肥大。Luigi等[12]选择CCL-209种系牛肺动脉内皮细胞(CPAE)进行分组实验：高糖组采用高糖培养液(30mM D-Gluc)，干预组在高糖处理前6h添加0.1mM益母草水苏碱，空白组采用正常糖浓度(5.5mM D-Gluc)，均于37℃培养48h。结果显示，高糖环境可显著影响细胞增殖，即高糖组G0/G1细胞比例较空白组显著升高(P<0.05)；而0.1mM益母草水苏碱预处理可明显减轻高糖诱导的CPAE生长停滞与衰老，即干预组G0/G1期细胞比例显著低于高糖组(P<0.01)，且与空白组相当(P>0.05)。Danny等[13]比较了39例早期扩张型心肌病患者的心肌细胞胞质代谢产物，并与31例健康对照组人群比较，发现在前者细胞质代谢物中的益母草水苏碱浓度显著高于对照组，并据此推测益母草水苏碱可能对扩张型心肌病早期病变起到保护作用。

2.2 可能机制

对于益母草水苏碱对心血管系统保护作用的机制研究虽取得了一定的进展，但仍不明确。Zhang等[11]发现的益母草水苏碱抑制心肌细胞肥大的作用可能与其能减少β-心肌肌球蛋白重链(β-MHC)基因表达，降低β/αMHC比例有关，同时，发现水苏碱阻止去甲肾上腺导致的PLN(Phospholamban)第16位丝氨酸磷酸化结果提示益母草水苏碱的药理作用可能与cAMP/PKA信号通路有关。单晓莉等[14]也观察到益母草水苏碱可减少去甲肾上腺素诱导的大鼠心肌细胞α-HMC和β-MHC基因的表达。Hu等[15,16]发现益母草水苏碱能显著减少脂多糖处理猪的血管内皮细胞，NO、IL-10和TXB2的合成与分泌(P<0.05)，并提示益母草水苏碱对内皮细胞损伤的保护作用可能与阻止炎性介质的释放相关。Luigi等[12]则通过Western-blot和共聚焦显微镜等技术显示的益母草水苏碱对高糖诱导的内皮细胞损伤的保护作用可能与阻断高糖诱导内皮细胞p16INK4A上调和沉默调节因子1(SIRT1)表达下调有关。Malte等[10]用电压钳技术分别观察前文所述的益母草精炼提取物对新生大鼠心室肌细胞的钠电流(INa) 、L-型钙电流(ICa-L)、成年豚鼠窦房结细胞的动作电位时程以及HERG基因转染的人类胚胎肾脏细胞-293(HEK293)细胞的IK-r等参数的影响。发现益母草精炼提取物可通过阻滞Ica-L起到钙离子拮抗剂的作用，并能减小IK-r的复极化电流，延长动作电位时程。表明水苏碱对在体与离体细胞均有作用，并可作用于多个电生理靶点。

此外，我国学者还对益母草水苏碱干预心肌细胞肥厚的药理作用进行了研究，并取得了一定成果。

赵培等[17]与郭炜等[18]先后观察到益母草水苏碱对体外培养的去甲肾上腺素与血管紧张素II诱导的大鼠心肌细胞肥厚具有抑制作用。郭炜等[19]进一步研究发现，益母草水苏碱通过影响细胞内活性氧信号而对抗心肌细胞肥厚，其机制可能为益母草水苏碱通过抑制NF-κB信号途径对抗心肌细胞肥大。同时，孙祝美等[20]发现益母草水苏碱能提高去甲肾上腺素诱导的心肌肥大细胞的肌浆网钙摄取功能和肌质网型钙离子ATP酶(SERCA)活性，且有剂量-反应梯度效应，这可能是益母草水苏碱干预心肌细胞肥大的另一种机制。

3 益母草水苏碱治疗女性生殖系统疾病

应用益母草治疗妇产科相关疾病是我国传统医学常用且重要的方法。益母草常称“血家之圣药”，主治胎漏难产、胎衣不下、血晕、血风、血痛、崩中漏下等[21]，可活血化瘀，加强子宫收缩、促进子宫复旧，以及辅助治疗部分女性生殖内分泌疾病。

3.1 收缩子宫作用

益母草在产科临床多用于治疗子宫收缩乏力引起的产后出血。有临床研究证实，顺产或剖宫产产妇产后肌肉注射益母草注射液联合缩宫素相较于单独注射缩宫素，能明显减少产后出血及晚期产后出血总量[22, 23]。动物实验中观察到益母草对子宫平滑肌有较强的兴奋作用，能明显增加大鼠或家兔子宫平滑肌的收缩幅度、张力以及频率[24, 25]。但对于益母草中何种成分促进子宫收缩及其分子机制研究迄今很少见，如马永明等[26]进行的体外电生理实验提示，益母草不仅能加快平滑肌细胞动作电位的发放，而且可加强慢波起步细胞的活动，并认为上述作用是通过子宫H1受体所介导，但并未明确是益母草中何种成分的作用。只有Li等[27]的实验确认益母草水苏碱对BALB/c小鼠模型有减少米非司酮(RU486)诱导流产后子宫出血的作用。该实验观察到该小鼠Th1/Th2/Th17/Treg水平变化与子宫出血量存在相关性；应用益母草水苏碱后，小鼠Th1和Th17细胞增加、Th2和Treg细胞减少，明显提高了Th1与Th2和Th17与Treg比值；因而认为益母草水苏碱减少RU486诱导的流产后子宫出血，可能通过调节免疫细胞水平实现。但这一结果尚需大样本进一步验证。

3.2 治疗生殖内分泌疾病

益母草尚用于辅助治疗部分女性生殖内分泌疾病，如原发性痛经、异常子宫出血等。匡丽君等[28]对原发性痛经患者应用以益母草为主要成分的方剂，治疗组缓解率明显优于对照组，且观察到其作用可能与益母草降低月经期子宫内膜前列腺素F2α水平有关。此外，李万等[3]与冀红等[29]分别观察到益母草中的生物碱成分能明显拮抗缩宫素所致的大鼠子宫剧烈收缩，可能是其治疗原发性痛经的药理机制。这与前述益母草促进子宫收缩效应完全相反，但益母草为何表现出两种截然相反的作用及其分子机制并不清楚，有待进一步研究。

4 益母草水苏碱的其它作用

4.1 抑制细胞凋亡和抗肿瘤作用

有学者在尿路梗阻大鼠模型中观察到，益母草水苏碱具有减少肾小管上皮细胞凋亡、减轻甚至抑制肾间质纤维化等作用，其机制可能是益母草水苏碱通过降低细胞内Caspase-12、Caspase-3、RNA激活蛋白激酶样内质网激酶(PERK)、CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)的表达，对抗肾小管上皮细胞中由内质网应激及通过Caspase途径介导的细胞凋亡，从而避免肾小管上皮细胞凋亡，并阻止进一步病理生理变化的发生[30, 31]。

Rathee等[32]发现，益母草水苏碱在体外对人前列腺癌细胞系具有一定的细胞毒作用。更值得注意的是，该课题组观察到益母草水苏碱能显著地减少肿瘤细胞表面趋化因子受体CXCR3和CXCR4的表达，虽然具体的分子机制尚不明确，但作者认为益母草水苏碱可能具有抑制恶性肿瘤转移的作用，或成为潜在的有效抗肿瘤药物。

4.2 止咳平喘作用

在呼吸系统方面，Shi等[33]在研究陈皮(Pericarpium Citri Reticulatae)作用过程中发现，从陈皮中提取的水苏碱结构与益母草水苏碱相同，其在联合脱氧肾上腺素能明显减轻由柠檬酸诱导的咳嗽模型动物的咳嗽、气喘等症状，且效果优于单用水苏碱或脱氧肾上腺素，提示水苏碱和脱氧肾上腺素可能存在协同药理作用，并可能成为临床上用于辅助治疗哮喘等疾病的药物。

4.3 抑菌和抗寄生虫作用

尼日利亚民族医学常用的一种草药(Ritchiea capparoides var. Longipedicellata)的叶中提取出碱类物质在结构上为益母草水苏碱的左旋异构体，体外实验表明该草药对大肠埃希菌以及金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为5mg/ml，而0.667 mg/ml浓度即能使100%的疟原虫死亡[34]。

4.4 消炎止痛

续随子在临床上用于治疗类风湿性关节炎，其有效成分中有一种碱性甲醇化合物，能缓解疼痛小鼠模型的疼痛，并减轻局部炎症反应的[8]。对此益母草水苏碱的化学结构和性质，Khatib等[35]最近利用磁共振波谱方法论证了续随子的碱性成分中确实含存在益母草水苏碱，因而认为以上结果中缓解疼痛、减轻局部炎症反应等作用，很可能是益母草水苏碱所为。

5 结语

益母草治疗女性生殖系统相关疾病是我国传统医学常用方法，但其相关机制研究有待加强。益母草水苏碱更广泛的药理作用，主要包括对心肌细胞与血管内皮细胞的保护作用，减轻肾间质纤维化，抑制肿瘤细胞的增殖与迁徙，抑制部分细菌与寄生虫的生长，调节局部免疫反应等，均为目前和今后研究的方向。

益母草水苏碱对心血管系统的作用倍受关注，或成为研究的热点。本综述结果显示，益母草水苏碱可增加冠脉血流，减小左心室压力，延长PQ间期，阻止心肌细胞肥厚，治疗早期扩张型心肌病以及缓解血管内皮细胞的生长停滞和衰老，使其成为潜在的可以用于治疗心血管相关疾病的药物之一。对于益母草水苏碱上述作用的机制，已分别从调节细胞内多种信号通路、阻止相关炎性介质释放、抑制相关基因表达、调控钙离子浓度等进行了探讨。然而，这些研究的方向较为分散，缺乏系统性，而且均采用小鼠或大鼠模型，缺少对人类心血管的研究。所以需要进一步系统性地针对人类心血管开展机制研究，为其临床治疗心血管系统及其它系统疾病提供理论依据。

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本文第一作者简介：

毛益申(1992-)，男，汉族，博士研究生，研究方向为天然产物小分子对心血管疾病的治疗

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Advances in the Study of Pharmacological Action of Stachydrine

MAO Yi-shen1，SHI Jia-qi1，ZHU Ming-yu1，LU Rong2,#，SUN Ning1,#

1Department of Physiology and Pathophysiology, State Key Laboratory of Medical Neurobiology, School of Basic Medical Sciences, and Shanghai Key Laboratory of Clinical Geriatric Medicine, Fudan University, Shanghai 200032, China;2School of Basic Medical Sciences, Shanghai University of Chinese Traditional Medicine，Shanghai 201203, China；#

Applying Leonorus Japonicus Houtt to treat obstetric and gynaecological diseases is a regular and important approach in traditional Chinese medicine. Stachydrine, a major soluble alkaloid extracted from Leonorus, has extra therapeutic effects on cardiovascular system apart from its effects on gynaecological diseases. The cardiovascular therapeutic effects for stachydrine include increasing coronary blood flow, reducing left ventricular pressure, prolonging PQ interval, inhibiting cardiomyocytes hypertrophy, reducing growth arrest and senescence of endothelial cells, protecting endothelial cells, and affecting cardiac electrophysiology, etc. In addition, strachydrine also has therapeutic effects such as inhibiting cellular apoptosis, relieving cough and asthma, inhibiting the growth of certain bacteria and parasites, regulating immune response, etc.

Leonorus Japonicus; Stachydrine; Pharmacological effects; Cardiovascular system

国家自然科学基金(81322003；31571527)；上海市老年医学临床重点实验室、复旦大学老年医学研究中心基金(13dz2260700)

1复旦大学基础医学院生理与病理生理学系；复旦大学老年医学临床重点实验室；复旦大学医学神经生物学国家重点实验室，上海 200032；2上海中医药大学基础医学院，上海 201203；#

，E-mail:lurong@shutcm.edu.cn(吕嵘)；sunning@fudan.edu.cn(孙宁)

本文2016-10-18收到，2016-12-05修回

R282.71.05

A

1005-1740(2017)01-0065-05