粉防己碱的药理作用研究进展

2018-01-18朱洪剑辛国松王聪然宋尚纯宋明昊

中医药学报 2018年4期

朱洪剑，辛国松,2，王聪然，宋尚纯，宋明昊

(1.哈尔滨商业大学生命科学与环境科学研究中心，黑龙江哈尔滨 150076；2.国家教育部抗肿瘤天然药物工程研究中心，黑龙江哈尔滨 150076)

粉防己碱是从防己科(Menispermaceae)千金藤属(Stephania)植物粉防己(StephaniatetrandraSMoore)根中提取出主要成分，是双苄基异喹啉类化合物之一，其大约占粉防己根的1%。经临床试验发现其具有调节压、抗风湿及镇痛等作用[1]。近年来，研究发现粉防己碱具有抗肿瘤、抗多药耐药、防治心血管系统疾病、抗菌、防治消化系统疾病、抗炎的作用以及治疗烫伤、眼科疾病等作用。本文通过查阅近年来与粉防己碱药理作用相关的国内外研究文献，对粉防己碱的药理作用进行了整理与综述，希望能为后续粉防己碱在新药研发以及临床应用等领域提供充足的理论依据。

1 抗肿瘤作用

有报道发现粉防己碱对人肝癌7402细胞、人乳腺癌MCF-7细胞、人宫颈癌HeLa细胞以及人胃癌BGC-823细胞等具有明显的抑制作用，且呈时间浓度依赖关系[2]。Shen等[1]研究表明，粉防己碱抑制相关NF-κB的DNA活性是通过对阿霉素诱导的MDR1-mRNA和相关蛋白的合成来使其失去活性。邓文英[3]通过四甲基偶氮唑蓝(MTT)比色法、集落形成实验观察粉防己碱对人肝癌7402细胞有增殖抑制作用。随着粉防己碱的剂量逐渐增加，其形成的集落也明显增强，与对照组相比差异均有显著性意义(P<0.01)，10%的抑制浓度(IC10)和50%的抑制浓度(IC50)分别为1.8 μg/mL和8 μg/mL。粉防己碱对人膀胱癌5637和T24细胞系具有明显的抑制作用，大量的粉防己碱可以促进 caspase-9，caspase-8，caspase-3的活化以及PARP裂解，使线粒体膜电位降低的同时从线粒体内向包浆释放细胞色素C。

抗多药耐药:黄圆等[4]的实验结果表明，Bads 200细胞在粉防己碱作用下有明显的增殖抑制作用，并且抑制作用随时间增加而增强。粉防已碱处理后的Bads 200细胞株主要被阻滞于G0/G1期，且凋亡率明显高于正常生长的细胞。粉防己碱对肿瘤细胞有多种抑制作用方式，如直接增殖抑制作用、影响细胞信号传导通路、抗肿瘤血管生成等，为抗肿瘤药物的研发提供了有效依据。

2 防治心血管系统疾病作用

2.1 抗心肌损伤作用

在心肌损伤过程中有三个要素，即自由基损伤、炎症反应和细胞凋亡。粉防己碱可以分别从这三个方面来减轻心肌损伤，从而保护心肌细胞。张萌等[5]为了研究粉防己碱对心肌细胞的保护作用，通过使用异丙肾上腺素(ISO)建立大鼠心肌损伤模型来进行研究。研究发现，粉防己碱给药组可明显降低小鼠的死亡率，能明显改变受损细胞的状态，这说明粉防己碱具有保护心肌的功能。同时发现粉防己碱能清除大鼠体内自由基，增强大鼠抗氧化能力，从而减轻机体的氧化应激损伤。

2.2 抗脂质过氧化

脂质过氧化作用是在缺血-再灌注时自由基生成增多的同时产生的，此时脂质过氧化作用会增强，改变膜受体、膜蛋白酶，以及离子通道的微环境。陈俊等[6]研究粉防己碱(Tet)对过氧化氢(H2O2)致新西兰白兔阴茎海绵体平滑肌细胞损伤的保护作用，体外培养新西兰白兔阴茎海绵体平滑肌细胞，随机分为3组，对照组、H2O2组和粉防己碱+H2O2组。通过四甲基偶氮唑盐还原实验来观察兔阴茎海绵体平滑肌细胞的存活率，将粉防己碱作用于H2O2诱导损伤的细胞；再应用化学比色法观察乳酸脱氢酶 (LDH)的释放、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。其结果显示：培养细胞4 h后，细胞存活率降低，LDH释放增加，MDA 含量增加，SOD活性降低。粉防己碱治疗效果与治疗量成正比关系，高浓度可以显著提高细胞的生存率，由此可以看出粉防己碱对H2O2诱导损伤的新西兰白兔阴茎海绵体平滑肌细胞的损伤有保护作用，可能与其增强抗氧化功能、减少脂质过氧化所造成的细胞损伤有关。

2.3 抗心率失常

慢性心律失常是心肌肥厚、心肌衰竭、心肌梗死、心肌缺血等患者的最终死因之一。细胞电生理研究表明，粉防己碱对心肌动作电位O相上升幅度(APA)及速率(Vmax)无明显影响，但可以延长动作电位时程(APD)和有效不应期(EPR)，这说明粉防己碱对Na+通道无影响，可能通过延长K+外流的时间使3相复极减慢所致动作电位时程(APD)延长有效不应期(EPR)，而对Na+内流的抑制作用主要是抑制细胞膜上钠离子通道。粉防己碱能有效抑制心室细胞的T型和L型钙通道，从而发挥抗心律失常作用。有学者选用家兔为实验对象[7]，记录家兔的右心室内膜单向动作电位(MAP)，观察粉防己碱对室性心律失常的作用。研究表明实验组和对照组均可诱发早期后除极EAD，但与对照组的EAD幅度相比实验组更大，表明粉防己碱可能通过阻滞Ca2+慢通道、减少内向电流从而发挥抗心律失常作用。

2.4 对血管平滑肌的作用

血管平滑肌细胞(VSMC)主要有收缩功能和合成与分泌细胞外基质的功能，是血管壁的主要细胞组成部分，在血管内膜的增生和血管的重塑中起着重要作用。成熟的VSMC是一种高度特异性的细胞，其功能以收缩舒张为主，会产生细胞外基质，但速度很慢。因此，在正常血管壁外侧基质的成分含量和成分指标会相对保持一个恒定状态。如果机体处于高血压状态，VSMC的功能就会发生改变，由最初的收缩表型变成合成表型，会增强其收缩和合成功能，最终使细胞外基质含量增加，成分发生改变，VSMC的异常增殖迁移和表型改变是糖尿病(diabetes melitus，DM)动脉粥样硬化的重要环节。刘明华等[8]通过培养和建立糖尿病大鼠血管平滑肌细胞，观察粉防己碱对糖尿病大鼠的VSMC增殖情况和NF-κB核运转的影响。通过细胞计数盒(CCK-8)测定粉防己碱对糖尿病及正常VSMC的抑制作用，利用免疫荧光-激光共聚焦显微镜检测粉防己碱对糖尿病VSMC中的NF-κB核的转运情况的影响。结果显示，粉防己碱可以不同程度的抑制糖尿病及正常VSMC的增殖，其IC50分别为(11.35±1.24)和(28.01±4.35)μmol/L；不同浓度的粉防己碱作用于糖尿病VSMC 24 h后会显著抑制NF-κB的激活，从而减少核运转。粉防己碱还可以部分逆转肾血管性高血压所导致的大鼠左心室肥厚，使得其心肌胶原蛋白含量降低，导致肌球蛋白ATP酶的活性升高。近年来的报道发现[9]，粉防己碱可以显著降低血管紧张素Ⅱ诱导的心肌细胞体积，提高蛋白合成速率，使心脏血流动力学发生明显的改善，较突出的是心舒张功能，使钙通道的受体密度降低，血管的异常反应性改变，抑制血管平滑肌细胞增殖。

2.5 调节高血压作用

对电压依赖性Ca2+离子通道中L型离子通道的阻滞是粉防己碱舒张血管、减缓高血压症状的主要机制。还有其它的机制是由于其和血管平滑肌细胞膜上的α-肾上腺素产生了拮抗作用。由于L型钙离子通道的细胞变少，粉防己碱就通过其他方式抑制钙离子的进入。在心肌细胞方面，粉防己碱抑制了L型离子通道和T型离子通道。还有研究表明[10]，粉防己碱对肾性高血压也有一定作用，(内皮素-1)ET-1是目前收缩血管作用最强的一种物质。机体中的ET-1和NO相互制约，二者之间的动态平衡对维持血压稳定、调节血管张力和血管平滑肌的功能起着重要的作用。朱祖成[11]采用两肾一夹(2K1C)法建立大鼠肾血管性高血压病模型，用随机分组法将50只手术2 h后的尾动脉血压升高超过130 mm Hg的大鼠随机分为3组，每组10只，分别为空白对照组、高血压模型组、粉防己碱高剂量治疗组、粉防己碱低剂量治疗组及氯沙坦组。结果显示，在给药治疗后的第4周，粉防己碱组的高、低剂量治疗组都能显著降低肾血管性高血压大鼠的尾动脉血压。

2.6 抗心肌肥大

大部分心血管疾病可造成心肌细胞的肥大(cardiomyocyte hypertrophy)。心肌细胞再进一步肥大，使心室的适应性降低，心肌就会达到进一步的缺血缺氧状态，导致心肌细胞间的相互传递和生产受到阻碍，最终会引起一些心血管疾病。Shen DF[12]采用超声心动技术，观察粉防己碱对心肌肥大细胞的作用并阐述其机制。采用灌胃法每天给药3次，50 mg/(kg·d)。给药1周后分别测量心脏重量和体质量的比值，肺重量和体质量的比值，心脏扩张指数和心肌肥大的细胞标记，最终实验表明，粉防己碱可以抑制炎性反应和心肌纤维化的产生，其机制是阻止活性氧的产生以及激活ERK1/2-依赖的NF-κB和T细胞核转录因子。由此可以得出结论，本实验说明粉防己碱是通过抑制ERK1/2通路来对抗心肌肥大从而改善心脏功能，ERK1/2通路是活性氧依赖性通路。

3 抗菌作用

3.1 对白色念球菌的作用

白色念球菌作为人体最常见，也是人体最主要的致病菌常寄居在人的皮肤、口腔等黏膜，会引起皮肤黏膜念球菌疾病。这种病在免疫力低下的人身上发病率最高,而且易出现多药耐药。近年，对如何防治这种疾病做了大量研究，发现哇类抗真菌药可以有效治疗此类疾病，粉防己碱可以抑制这种多药耐药。王凯丽[13]构建小鼠念球菌阴道炎模型，将造模后的小鼠随机分为10个组，分为汉防己甲素和氟康哇的高、低剂量组，同时设置空白给药组作为对照组，接种后第2、6、11天分别取小鼠阴道组织进行病理学检查。参照CLSI推荐的M27-A抗真菌药物敏感性实验方案，测定粉防己碱对白色念球菌酵母相的最大非细胞毒性剂量，把这个作为其联合酮康唑时的剂量，比较对照组与粉防己碱联用组对白色念球酵母相的MIC。接种11天后，发现粉防己碱联用组载菌量明显减少。进一步证实了粉防己碱对酮康唑的抗白色念球菌活性有增效作用。结论表明粉防己碱具有抗白色念球菌的作用。石建萍等使用雌性小鼠随机分为对照组和感染组，对照组的条件是给予生理盐水，感染组条件是在尾静脉注射白色念球菌悬液使其感染病毒，注射3 h后经腹腔注射粉防己碱，分别观察小鼠生存的时间、肾脏的载菌量和肾脏组织病理学检查评估抗真菌的治疗效果。在45 mg/L剂量以下，经粉防己碱注射的给药组与生理盐水注射的对照组相比，存活时间、肾脏载菌量、真菌因子无明显差异(P>0.05)。

3.2 对铜绿假单胞菌的作用

现在世界上各大医院的临床治疗中，铜绿假单胞菌(PAE)或者由PAE所引起的感染疾病是非常难治疗的一种疾病。国内外学者对铜绿假单胞菌耐药机制的研究，尤其是对喹诺酮类的耐药机制研究最多，耐药作用最为明显的应属主动外排系统[14]。黄勋等通过M-H 琼脂稀释法把经过临床分离的铜绿假单胞菌筛选出来，同时测定铜绿假单胞菌经过不同浓度的粉防己碱作用不同时间后对氧氟沙星的最低抑菌浓度(MIC)的改变。通过这种方法来测定粉防己碱能否影响铜绿假单胞菌对氧氟沙星的敏感性。结果显示，经过100 μg/mL、50 μg/mL、25 μg/mL、12.5 μg/mL、6.25 μg/mL等5个不同浓度的粉防己碱对铜绿假单胞耐药菌分别作用60 min和180 min后，不同的细菌可将氧氟沙星的MIC降低为原来的23～27倍，结果显示粉防己碱可以作为对铜绿假单胞菌抑制的一种药物。

3.3 对金黄色葡萄球菌的作用

金黄色葡萄球菌是人体内常见的致病菌[15]，主要存在于人体的皮肤或者与外界相通的腔道中[16]，可通过食物等方式感染人体，可导致很多常见的疾病[17-18]，在自然界中也广泛存在[19]。使用粉防己碱(抑菌浓度是250 μg/kg)和去污剂(EDTA，Tris，TX)联用可以使菌株膜的渗透性增强，通过24 h的孵育，会使金黄色葡萄球菌的菌活性和OD的值降低96%。经研究粉防己碱主要作用于细胞壁上的肽多糖，肽多糖是细胞壁上的主要成分之一，这可能与β-内酰胺酶的协同作用有关系，粉防己碱使细胞壁部分组织失去作用，造成细胞壁功能缺失从而达到对金黄色葡萄球菌的作用[20]。有学者从粉防己碱具有耐药性的17种耐甲氧西林金黄色葡萄球菌菌株中选择了3种进行实验，发现经粉防己碱作用后，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌菌株的生长受到了明显的抑制。随后又分为两个实验组，多数耐药的流出泵酶作用物溴化乙锭和粉防己碱+溴化乙锭共同作用组，实验结果显示，粉防己碱与溴化乙锭共同作用组可以更有效的抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的生长[21]。

4 防治消化系统疾病作用

4.1 抗肝纤维化作用

肝纤维化是由很多种慢性肝病发展而成的肝类疾病，最终会演变成为肝硬化等严重的肝类疾病[22-25]。这些引起疾病的因素包括酒精、药物、毒物、寄生虫等，现发现粉防己碱对肝纤维化的发生有抑制作用[26-27]。吴国栋[28]认为，粉防己碱具有抗肝纤维化作用的原因是其可以使纤维母细胞发生改变。粉防己碱还能降低肝纤维化模型组动物的Ⅰ型胶原含量，而无法改变Ⅲ型胶原含量，这说明粉防己碱可以减慢肝纤维化的发展。张欣[29]使用牛血清蛋白对小鼠致肝纤维化，并将90只SD大鼠随机分为6个实验组，每组15只。即正常组、模型组、秋水仙碱阳性对照组(0.1 mg/kg)、粉防己碱高剂量组(8 mg/kg)、粉防己碱中剂量组(4 mg/kg)和粉防己碱低剂量组(2 mg/kg)。对小鼠灌胃给药粉防己碱，连续给药80 d，随后主动脉采血并取肾脏活体。检测大鼠血清学指标并观察其肝脏病理组织学变化情况。从实验结果看，粉防己碱高剂量组、中剂量组，低剂量组大鼠的血清指标优于模型组，坏死程度轻。所以粉防己碱对肝纤维化具有抑制作用。

4.2 对肺的保护

矽肺是一种职业病，矽肺产生的原因是因为长期吸入生产性粉尘所引起的，肺部纤维化或者肺部的炎症等疾病会由于粉尘长期滞留在肺部[30]。但现在还缺少有效的根治方法，近年来发现粉防己碱可以较好缓解病情[31]。郑艳艳等[32]取健康大鼠90只，并采用随机分组的方法分为：粉防己碱组；阳性对照组(同期肺部吸入染尘)；阴性对照组(同期没吸入染尘)3组，每组30只。并且在染尘后4天开始给药，粉防己碱组给予粉防己碱灌胃，阳性对照组和阴性对照组给予纯水灌胃。在治疗期结束后，将大鼠处死，并且进行大鼠病理学检查，对大鼠整个肺部的干重和湿重进行称量，对羟脯氨酸进行含量测定。结果显示，各组大鼠体质量都有增长(P<0.05)，但每组的变化趋势不相同。粉防己碱组的体质量比阳性对照组(同期肺部吸入染尘)的体质量大(P<0.05)；并且粉防己碱组肺的干重和湿重也都比阳性对照组(同期肺部吸入染尘)低(P<0.05)。经过染尘后的50天，粉防己碱组的羟脯氨酸含量与阴性对照组的含量相比没有差异(P>0.05)。从粉防己碱病理学角度来说，粉防己碱组肺部病变的程度比阳性对照组低。陈林等[33]挑选矽肺病例46例并进行治疗，将其分为治疗组和对照组(对照组使用常规的治疗方法)，观察肺的病变情况和肺的通气功能等因素。结果显示：通气情况的差异性并没有显著变化，但对治疗者的气短、气急、咳嗽、胸闷等症状有很大的改善。马冬梅[34]选择36例住院的男性矽肺病患者，随机分为对照组和试验组2组，每组18例。两组分别给予同等方法的基础治疗，治疗加用粉防己碱治疗，对照组仅用基础治疗。治疗时间为1年。观察两组患者治疗前后的肺功能变化、X病变、免疫球蛋白含量(IgG、IgA、IgM)。结果显示，治疗组比对照组的肺功能改变明显，差异有统计学意义(P<0.05)；X病变效果两组无明显变化，差异有统计学意义(P<0.05)；体液免疫指标与治疗前比较，治疗组免疫球蛋白、补体明显升高[35]。由此可见，粉防己碱可通过调节机体免疫对肺功能进行改善，减轻矽肺症状。

4.3 降低门静脉高压

门静脉高压可由各种原因引起，最后会演变为肝硬化,继而可能出现消化道出血[36]。王忠义等[37]通过CCL4造成大鼠肝硬化门静脉高压性胃病，并随机分为2组。随后采用粉防己碱给药，剂量分别为15 mg/kg和30 mg/kg，连续给药14 d。并且对丙氨酸转氨酸(ALT)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、NO、前列环素代谢产物(6-keto-PGF1α)的含量进行测量。最后测定胃黏膜下血管的面积并进行分析和观察。结果显示：粉防己碱可以降低丙氨酸转氨酸(ALT)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、NO、前列环素代谢产物(6-keto-PGF1α)的含量，使胃黏膜下血管的面积减少。30 mg/kg粉防己碱组治疗效果最为明显。粉防己碱对门静脉高压有明显改善。

5 抗炎作用

近年来，在抗炎药物的研究方面，天然药物具有多作用靶点的特点[38]，吸引了很多国内外研究者进行研究，但学者们发现这些药物的作用机制大不相同[39-40]。罗福玲等[41]采用脂多糖(LPS)RAW264.7细胞，随后建立炎症细胞模型。然后使用四甲基偶氮唑盐(MTT)法比较不同浓度的粉防己碱对RAW264.7细胞的增殖或抑制情况。随后用激光共聚焦扫描显微镜观察粉防己碱对细胞核因子-κB(NF-κB)核转运的影响，再通过酶联免疫吸附实验(ELISA0)检测细胞上清中白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-10(IL-10)含量的变化。结果可以看出，当粉防己碱浓度小于1 μmol/L时，单独培养或者与1 μmol/L的脂多糖(LPS)共同培养对RAW264.7细胞基本无作用；当粉防己碱浓度大于10 μmol/L时，RAW264.7细胞的生长都呈现增殖抑制效果；粉防己碱可抑制IL-6、TNF-α的释放，对IL-10的表达有促进效果。通过激光共聚焦扫描显微镜观察显示，大剂量组的细胞核红染的阳性细胞显著减少，以阴性细胞为主。粉防己碱可以抑制细胞的炎症反应，其抗炎机制可能与抑制细胞核因子NF-κB、减少炎症因子白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)，促进抗炎细胞因子IL-10的表达有关。张乐之[42]向大鼠胸腔内注射角叉菜胶(10 mg/kg)导致胸膜炎，并且在致炎症前30 min向大鼠胸腔注射粉防己碱，使用常规方法测量胸腔的渗出量，使用试管稀释法计算细胞液中渗出的白细胞量，再测定胞质内游离Ca2+浓度。发现粉防己碱可以拮抗Ca2+通道，使炎症白细胞胞质内的Ca2+浓度降低。使得磷酸二酯酶(PDE)活性受到抑制，cAMP的降解量减少，从而发挥抗炎作用。

6 治疗烫伤

孟德胜[43]研究发现，烫伤后的炎症反应是造成组织破坏的重要原因，粉防己碱在皮肤外使用可治疗烫伤，使血管通透性降低，减小伤口愈合后的伤疤。此外粉防己碱可通过影响烫伤后皮肤中白细胞介素1、肿瘤坏死因子(TNF)组织胺的产生来治疗烫伤。

7 治疗眼科疾病

粉防己碱可明显抑制实验性葡萄膜炎和角膜炎[44]；粉防己碱能明显抑制晶状体后囊膜混浊和人工晶状体前膜的形成[45]，粉防己碱可修复眼部局部损伤[46-47]，体外研究显示其对兔皮肤纤维细胞及纤维瘤细胞生长有显著抑制作用[48]。目前发现粉防己碱作为一种Ca2+阻断剂，在治疗一类眼科疾病上有着很大的发展前景。张晓斌等[49]建立SD大鼠角膜碱烧伤模型，给药后，观察各个大鼠新生的角膜生长情况，并用免疫组织化学法测定MMP-2表达。结果显示：正常的对照组生长的角膜呈透明状，会分泌较少的MMP-2；生成新血管最多的是碱烧伤对照组；在各个时间点粉防己碱治疗组角膜新生的血管均比烧伤对照组少，治疗组的MMP-2表达与烧伤对照组相比也明显降低。三组各时间段MMP-2的表达均有统计学意义。粉防己碱可能通过抑制MMP-2的表达来抑制新生血管的生成，从而治疗眼部疾病。