血根碱的安全性、功能和应用概述

欧淑琦，夏嗣廷，胡睿智，廖波，蔡懿鑫，贺建华

（湖南农业大学动物科学技术学院，长沙 410128）

19世纪初发现的生物碱，是一类天然饲用添加剂，生物碱具有无污染、低残留、低毒等植物药源性优点。存在于罂粟科、蓝堇科及芸香科等植物中的血根碱（C20H15O5N），是一种苯菲喹啉类生物碱，在2011年被国家批准为二类新兽药，目前因其抗菌、杀虫、抗肿瘤、消炎镇痛等功能性作用被应用于人医、兽医临床中[1]。本文就血根碱的安全性及生理功能和在鸡生产中的应用作以综述，为血根碱在畜牧生产中的应用提供理论依据。

1 血根碱的安全性

血根碱可以开发作为一种新型的兽药应用于生产，研究血根碱的安全性能为血根碱在临床上剂量的确定作出数据支持。给大鼠灌胃血根碱12、10.5、2.1 mg·kg-1·d-1，连续30 d，发现高剂量组的谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）水平升高并在停药14 d后恢复正常，高剂量血根碱引起的骨骼、肝脏和心肌的损伤能够在停药后恢复[2]。

此外，李志等研究表明，给小鼠腹腔注射和灌服的血根碱最大耐受性分别为15和2 000 mg·kg-1，LD50分别为9.4和1 029.7 mg·kg-1，灌胃的LD50较大可能是由于胃肠道对血根碱的破坏或者肝脏对血根碱的消除[2]。林海研究表明，血根碱对猪肾上皮细胞和猪睾丸细胞体外增殖的显著抑制浓度分别为 0.5、0.25 μmol·L-1，体外试验表明，血根碱有细胞毒性作用，雄性生殖毒性试验结果显示小鼠重量、睾丸和附睾结构、精子数、睾丸和附睾指数、睾丸组织匀浆中谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）、超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）均无显著变化，体外胚胎毒性试验结果表明血根碱降低胚囊质量并抑制Oct-4转录因子的表达，但无显著差异，初步表明血根碱对小鼠没有显著生殖毒性作用[3]。还有研究表明，血根碱制备成血根碱纳米粉剂后会增加急性和毒性，但血根碱及其纳米粉剂的低毒级属性在临床推荐剂量范围内使用安全；分别以血根碱粉剂24.71、49.42、247.1 mg·kg-1对小鼠做亚急性毒性试验，研究发现低剂量和中剂量的血根碱粉剂对小鼠的生化指标影响不显著，高剂量血根碱粉剂造成ALT和乳酸脱氢酶（LDH）显著提高（P＜0.05），由此表明高剂量血根碱粉剂可能对小鼠肝脏有轻微损伤，但是各脏器没有明显病理变化[4]。伍勇等研究表明，灌服高剂量（21 mg·kg-1·d-1）血根碱的小鼠脾脏和肾脏出现组织病理学变化，灌服低剂量（2.1 mg·kg-1·d-1）血根碱的小鼠除了脾脏指数降低外，其他脏器指数没有变化，另外各脏器没有出现病理变化[5]。尽管血根碱临床使用历史悠久，但相互矛盾的试验结果却阻止了血根碱的致癌潜能的确定。血根碱具有与已知的多环芳烃致癌物类似的分子结构，并且是DNA嵌入剂。血根碱也产生氧化和内质网应激，导致未折叠的蛋白质应答和8-羟基鸟嘌呤基因损伤的形成。血根碱在体外和体内的基因毒性和小鼠癌变试验中的结果相互矛盾，这些结果推迟了其致癌分类[6]。血根碱在临床推荐范围内使用是安全的，可以作为饲料添加剂用于畜牧业并部分替代抗生素。

2 血根碱的作用

2.1 杀菌与抑菌作用

大量的药理学方面研究表明，血根碱具有很好的杀菌、抑菌效果，对真菌、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和一些原生动物等有很强的抵抗力[7]。血根碱可以作为新型的药物解决畜牧养殖业抗生素滥用的问题。

李静等研究表明，博落回提取物血根碱制成血根碱酊剂有抗皮癣真菌的效果，且优于博落回总生物碱，可用于治疗脚癣[8]。另外发现血根碱及其衍生物对苹果腐烂病菌、烟草赤星病菌、马铃薯干腐病菌、番茄早疫病原菌、玉米弯孢叶斑病菌、白菜黑斑病原菌、水稻稻瘟病原菌、南瓜枯萎病原菌、棉花枯萎病菌、苹果炭疽病原菌和西瓜枯萎病原菌等植物病原菌及兔痒螨有抑制作用[9]。水霉病是水生鱼类的真菌病之一，引起这种病的最常见的病原体是水霉和绵霉，水霉菌会在鱼类受伤体表和局部坏死皮肤上生长大量棉絮状菌丝，给鱼虾在水中的游动和食欲造成影响，研究表明，血根碱有潜力成为抗水霉菌药物，对水霉孢子的最低抑菌浓度MIC80为 200 μg·mL-1，对菌丝的MIC为 256 μg·mL-1[10]。王静慧等研究发现血根碱0.32 g·L-1的抑菌作用强于盐酸金霉素，且效果明显；血根碱0.16 g·L-1能够对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门氏菌形成的生物被膜有很好的清除作用，大量抗生素的使用造成畜禽肠道内的细菌产生生物被膜，导致细菌产生耐药性[11]。

2.2 杀虫作用

血根碱是博落回生物碱中的主要生物活性成分，可以作为植物源农药，对螨虫，梨木虱，钉螺等具有毒杀作用，而且低毒低残留无环境污染。

李春梅等研究表明，Pieris rapae L.3龄菜青虫幼虫经血根碱处理后的酸性磷酸酯酶（ACP）、碱性磷酸酯酶（AKP）、羧酸酯酶（CarE）和细胞色素P450被显著激活，而乙酰胆碱酯酶可能由于血根碱的毒杀性被抑制[12]。还有研究表明，血根碱对谷胱甘肽S-转移酶有先抑制后激活再抑制的趋势，能明显抑制菜青虫3龄幼虫的生长发育[13]。

钉螺是血吸虫病的唯一中间宿主。血根碱能够有效杀螺，对鱼类毒性小，且有益鱼类生长繁殖。杨双等用浓度梯度法测定出血根碱浸杀钉螺的半数致死浓度为7.5 mg·L-1，血根碱导致钉螺肝脏基因表达发生改变[14]。孙文霞等用血根碱浸泡钉螺，分离肝脏后测定相关指标，研究表明，血根碱明显降低钉螺肝脏糖原含量，对MDA含量影响不显著，血根碱显著升高ALT、ACP、AST、SOD、AKP的活性，而过氧化物酶（POD）活性无显著变化，这些酶活性变化可能导致代谢紊乱，使肝脏功能严重损伤，引起钉螺死亡[15]。

2.3 血根碱对肿瘤细胞的影响

有广泛药理作用的血根碱存在于多种植物中，数个世纪以来使用在北美和我国传统医学中。作为天然植物源药物的血根碱，对肿瘤细胞具有诱导凋亡的作用，经常应用于癌症、肿瘤疾病的治疗中。

研究表明，血根碱（2、3 μmol·L-1）可对口腔表皮样细胞（KB细胞）发挥毒性作用和诱导KB癌细胞凋亡，同时，血根碱显著抑制KB癌细胞的集落形成和细胞生长[16]。Ahsan等研究表明，血根碱对人胰腺癌细胞系（AsPC-1、BxPC-3）的集落形成和生长有明显抑制作用，血根碱诱导胰腺癌细胞凋亡是通过上调促凋亡基因Bax、Bid和Bak的表达和下调抗凋亡蛋白Bcl-2和Bel-Xl的表达来作用的，且呈现剂量依赖性，血根碱可一定程度的治疗胰腺癌[17]。Holy等发现血根碱可通过裂解细胞周期蛋白的核质运输途径来抑制乳腺癌的发生[18]。杜先华等研究表明，博落回提取物血根碱对结肠癌Caco-2细胞和肺A549癌细胞的增殖有抑制作用，对肿瘤细胞的凋亡有促进作用[19]。通过建立小鼠S180皮下移植瘤模型发现血根碱对肿瘤血管的生成有抑制作用，这是由于血根碱下调了S180移植瘤组织中微血管密度（MVD）、血管内皮生长因子（VEGF）的表达[20]。武文娇构建并用小分子RNA 16模拟物验证miR-16报告基因，用荧光比率反应miR-16的表达量，发现血根碱使荧光比率下降；实时定量聚合酶链式反应（Real time PCR）试验中血根碱试验组和对照组相比miR-16表达水平降低，表明血根碱下调了miR-16的表达，血根碱通过靶向miR-16促进细胞凋亡，同时进行了裸鼠肿瘤治疗试验，表明血根碱有抗癌作用[21]。

李贞彩等分别用MTT法、流式细胞仪和Western blot研究血根碱对宫颈癌细胞的增殖、凋亡和宫颈癌细胞中黏附蛋白β-catenin、MMP2、E-Cadherin、PTEN的表达水平的影响，检测结果表明，血根碱减弱了β-catenin和MMP2的表达量，增加了E-Cadherin和PTEN的表达量，表明血根碱抑制宫颈癌细胞的增殖并促进其凋亡，机理可能与这些黏附蛋白相关[22]。王琰研究表明，血根碱作用于头颈癌细胞可以提高双色荧光比值，并做了western blot试验以及血根碱对头颈癌细胞的CCK-8细胞增殖试验和流式细胞术试验，发现血根碱对治疗头颈癌有潜在效果[23]。姜程今等分别用MTT法（噻唑蓝）和流式细胞仪双染发检测血根碱对舌癌细胞增殖抑制和凋亡的影响，结果表明，血根碱对舌癌细胞Tca8113和Tscca的增殖有明显的抑制作用，且促进其凋亡，作用机制可能与核因子-κB（NF-κB）的表达有关[24]。周菊华等利用B16F10黑素瘤小鼠模型研究表明，血根碱能增加B细胞和CD8T淋巴细胞的水平并促进免疫细胞运输至肺部组织，血根碱在降低B16F10黑素瘤荷瘤小鼠百分率的同时大幅减少肺部黑素瘤的肿瘤[25]。

2.4 血根碱对动物平滑肌的影响

大量试验表明，血根碱能抑制肠平滑肌细胞的收缩，降低肠平滑肌细胞活性且高浓度血根碱能诱导平滑肌细胞凋亡。

王慧采用Western blot技术、荧光标记和实时荧光定量PCR技术，研究了调控胃肠平滑肌兴奋-收缩偶联的17 kDa的I型磷酸酶抑制蛋白信号传导通路，针对血根碱抑制大鼠肠平滑肌细胞的作用机制进行阐明；结果表明，血根碱可以通过调控平滑肌细胞内钙离子浓度、M受体和PKC-CPI-17信号传导通路抑制大鼠肠平滑肌细胞收缩[26]。在上述基础上，王慧等利用酶消化法对大鼠平滑肌细胞进行原代培养，并对大鼠平滑肌细胞收缩情况进行倒置相差显微镜测定，结果表明，血根碱对肠平滑肌细胞收缩的抑制率为32.22%，血根碱可有效抑制KCl、乙酰胆碱和组胺诱导的肠平滑肌细胞的收缩，血根碱可影响细胞膜上离子通道、M受体、H1受体来抑制大鼠平滑肌细胞收缩[27]。

此外，王慧等通过BL-420E生物机能试验系统进行研究，结果表明，兔离体肠平滑肌自发性收缩的振幅和频率在血根碱作用下呈现浓度依赖性抑制[28]。血根碱可能通过直接抑制肠兴奋性、与酚妥拉明竞争，兴奋α受体和与乙酰胆碱竞争，阻断M受体的方式来作用于小肠平滑肌舒张的结论。针对血根碱对大鼠离体子宫平滑肌活动的影响进行研究，结果表明，血根碱除通过抑制H1受体实现抑制大鼠平滑肌活力外，还可通过H2受体，但与M、β受体无关[29]。漆俊以成功分离培养大鼠平滑肌细胞进行体外研究，对血根碱诱导大鼠平滑肌细胞凋亡及其机制进行探讨；结果表明，高浓度的血根碱可以对大鼠平滑肌细胞生长起到抑制作用，并使细胞活性降低；同时血根碱诱导大鼠平滑肌细胞产生氧化损伤产物（ROS、MDA等），进而引起大鼠平滑肌细胞氧化损伤；同时，高浓度血根碱可诱导大鼠平滑肌细胞凋亡率增加[30]。

3 血根碱在动物生产中的应用

血根碱用作饲料添加剂应用于畜禽生产中，能够促进动物生长，提高动物肉品质和增强免疫。

3.1 促生长

血根碱能够一定程度提高畜禽生长性能，增加饲料报酬。谢堃在黄羽鸡日粮中分别添加博落回血根碱提取物0、15、50、150 mg·kg-1，发现血根碱提高黄羽肉鸡平均日采食量及平均日增重，高剂量血根碱效果显著，血根碱提高黄羽肉鸡的生产性能[31]。还有研究表明，血根碱20和50 mg·kg-1能够显著提高肉鸡日增重和饲料报酬[32]。另外，戴波在饲粮中分别添加血根碱0.25、0.5和1 mg·kg-1，发现低剂量血根碱对断奶前7 d的仔猪有预防腹泻作用且对断奶仔猪饲料报酬的提高效果最好[33]。

3.2 抗氧化

血根碱一定范围内能够提高机体抗氧化能力。云龙研究表明，日粮中适宜的血根碱添加量为50 mg·kg-1，添加血根碱15、50 mg·kg-1能提高黄羽肉鸡血清中CAT、SOD和GSH-Px的活性，降低MDA、8-OHdG和PHO的含量，添加水平达到150 mg·kg-1时MDA、8-OHdG和PHO反而有所升高，会对机体造成氧化损伤[34]。谢堃发现黄羽鸡血清中CAT和SOD的含量在添加血根碱时显著增多且随着血根碱剂量的增大而降低，血根碱显著提高肝脏T-AOC、GSH-PX活性及GSH水平，血根碱增强了黄羽肉鸡的抗氧化功能[31]。也有研究表明，血根碱降低肉鸡总胆固醇水平和腿肌丙二醛含量[32]。另外，研究表明，血根碱可清除DPPH自由基且清除率随着浓度的提高而上升，血根碱能够保护Cu2+/H2O2和AAPH体系诱导的BSA氧化损伤及羰基化损伤，也能显著抑制FeSO4诱导的脂质过氧化及AAPH诱导的DNA氧化损伤[35-36]。

3.3 改善肠道和增强免疫

一定浓度的血根碱能够增强机体免疫力。研究表明，黄羽肉鸡日粮中添加血根碱15、50 mg·kg-1能够提高回肠绒毛高度降低空肠肠壁厚度，改善肠道形态结构发育；添加血根碱15、50 mg·kg-1也能够提高黄羽肉鸡体内免疫蛋白IgA、IgM和IgG含量，提高免疫力[34]。另外血根碱15和50 mg·kg-1显著提高了IgA、IgM、IgG含量，显著提高了回肠绒毛高度，降低了空肠肠壁厚度以及提高绒线值，表明血根碱能够增强黄羽肉鸡的免疫，改善肠道功能[31]。还有研究表明，血根碱20 mg·kg-1能够增加肉鸡盲肠乳酸菌数，而生长促进剂卑霉素不能改变肉鸡肠道菌群[32]。

另外，林谦等研究表明饲粮低蛋白条件下添加血根碱40 mg·kg-1有增加猪血清色氨酸含量的趋势，且低蛋白条件下血根碱替代色氨酸在一定程度上能够降低粪臭素含量和回肠内容物中色氨酸脱羧酶活性[37]。还有研究表明，用血根碱0.5、1和2 mg·kg-1的饲喂自然发病的腹泻仔猪，发现血根碱1 mg·kg-1的治疗效果相当于肌肉注射硫酸庆大霉素100 mg·kg-1[33]。

4 小 结

抗生素自被发现以来被大量应用在畜禽生产中，极大的促进了养殖业的发展，同时带来了许多负面影响，血根碱作为一种天然植物提取的抗生素替代物之一，解决了畜禽耐药性的产生，药物残留，环境污染等问题[38-42]。大量研究表明，血根碱有多种功能特性，在生产实践中也被用作饲料添加剂来达到提高生产性能、增强免疫力和抗氧化能力的目的[43-44]。但是血根碱在动物饲粮中的适宜添加量、作用机制和在反刍动物中的应用及其机理等还有待深入研究。