过山枫活性成分扁蒴藤素药理作用研究进展

白殊同，佟 丽，王 琴，邓 颖，吴 斌

(1.重庆市中医院中医药防治自身免疫疾病重庆市重点实验室，重庆 400021；2. 南方医科大学中医药学院，广东 广州 510515；3. 重庆市中医院中医妇科，重庆 400021)

扁蒴藤素(pristimerin，PM)是抗类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)中药过山枫的主要药效物质之一，属醌甲基三萜类化合物，橙橘黄色针状结晶，密度1.16 g/cm3，熔点(214～217) ℃，沸点607.7 ℃，折射率1.582，分子量464.64，分子式C30H42O4(Fig 1)，可溶解于甲醇、乙醇、二甲基亚砜等有机溶剂[1]。研究显示，PM具有广谱抗肿瘤、抗炎免疫调节等多种药理活性，但其潜在的药物作用分子机制仍然没有得到清晰的阐述。为了深入了解PM的药理作用特点和作用分子机制，本文对已知的PM药理活性和药物作用机制进行综述，以期为深入理解PM药物作用特点提供借鉴与参考。

1 抗肿瘤活性

癌症是全球范围的重大难治性疾病，已成为危害人类健康的第一杀手。研究证实，PM可通过细胞毒作用、调节细胞周期、诱导凋亡等多种途径，实现对多种恶性肿瘤的治疗作用。

1.1抗前列腺癌作用前列腺癌是一种恶性程度高、治疗难度大的男性特有疾病。Yang等[2]报道，PM对前列腺癌细胞的泛素-蛋白酶体系统具有调节作用，其分子结构的C6位与细胞26S蛋白酶体的β-5亚基具有亲和活性，可抑制该蛋白酶体的活性，进而影响并上调Bax、p27和IκB-α蛋白的表达，促进caspase-3和多聚ADP核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase，PARP)的剪切与活化，诱导肿瘤细胞凋亡。PM具有促进活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)生成作用，ROS含量的增加能够影响泛素-蛋白酶体系统，促进线粒体凋亡通路激活，使抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL降解，线粒体膜的通透性增强，位于线粒体内的细胞色素C向细胞质位移，并诱导caspase-3、caspese-9和底物PARP的剪切活化，诱导细胞进入程序性死亡。PM通过影响泛素-蛋白酶体系统调节的另一重要功能靶点是生存素。生存素是细胞有丝分裂G2/M期表达的、具有抗凋亡和促进细胞有丝分裂作用的关键蛋白，PM通过泛素-蛋白酶体降解途径，抑制生存素的合成及功能，影响前列腺癌细胞有丝分裂过程，并诱导细胞凋亡[3]。PM能够抑制前列腺癌细胞的端粒酶活性，干预端粒酶逆转录酶的转录和翻译功能，影响入核因子SP1、c-Myc 和STAT3的表达和活性，调节细胞的增殖与凋亡过程[4]。肿瘤组织内部的低氧环境对癌细胞的增殖、血管新生和转移能力具有促进作用。缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α)是肿瘤细胞响应低氧环境而表达的一种重要信号蛋白，具有调节细胞增殖、血管新生、抗凋亡等广泛的活性。PM通过阻断人鞘氨醇激酶1(sphingosine kinase 1，SPHK-1)信号通路，抑制HIF-1α对Akt/GSK-3β通路的激活作用，将PC细胞周期阻滞在G0/G1期，实现抑制PC-3细胞增殖和分泌血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的作用[5]。HIF-1α具有增强PC-3细胞骨转移和上皮间质转化能力，同时对前列腺癌细胞保持肿瘤干细胞特征具有重要作用。PM通过干预VEGFR-2/Akt/eNOS信号通路，降低N-cadherin、纤连蛋白、Vimentin、ZEB1、CD44、KLF4、OCT4和AGO2蛋白的表达，抑制HIF-α诱导的PC-3细胞侵袭作用增强和上皮间质转化能力，并干预PC-3细胞的肿瘤干细胞特征[6]。在动物体内成瘤实验中，PM对PC-3细胞在NOD-SCID小鼠骨质间的成瘤过程具有明显的抑制作用，能够明显降低肿瘤体积，并抑制新生血管的形成过程[7]。

Fig 1 Chemical structure of pristimerin

1.2抗乳腺癌作用乳腺癌是威胁女性健康的第一杀手。Wu等[8]报道，PM能够影响乳腺癌细胞内源性凋亡通路，使细胞线粒体中细胞色素C快速释放到细胞质中，改变线粒体膜的通透性，引起乳腺癌细胞形态变化、DNA片段化和caspase-3、caspase-8、caspase-9的剪切等一系列凋亡反应，诱导MCF和MDA-MB-231乳腺癌细胞株凋亡，并且上述作用的实现并不依赖于促ROS生成作用，而是直接作用于线粒体膜。PM对HER2阳性细胞株SKBR3具有相似的抑制增殖和诱导凋亡作用，可通过下调Akt/ERK/p38/JNK信号通路，调节HER2和脂肪酸合酶的表达，抑制癌细胞的增殖；PM对mTOR/p70S6K/4EBP1信号通路也具有干预作用，可促进caspase-3、caspase-8、caspase-9和PARP的剪切活化，诱导细胞凋亡[9]。PM可通过调节20S蛋白酶体活性，上调G蛋白表达，抑制体外培养的乳腺癌细胞的侵袭和转移能力。同时，在体实验研究表明，PM可明显抑制乳腺癌细胞在裸鼠体内的成瘤过程，明显抑制实体瘤的增殖[10]。化疗药物耐药是乳腺癌治疗亟待解决的难题，PM对多药耐药的MCF-7和阿霉素耐药MCF-7细胞具有明显的杀伤作用，其作用机制与抑制Akt/Bad通路激活相关，进而影响耐药肿瘤细胞的增殖过程，同时下调抗凋亡蛋白Bcl-xL的表达，并诱导细胞凋亡[11]。肿瘤干细胞通过自我更新和无限增殖，维持着肿瘤细胞群的生命力，对肿瘤的存活、增殖、转移和复发具有关键作用，PM通过细胞毒和诱导凋亡等途径，实现杀伤乳腺癌肿瘤干细胞的作用[12]。

1.3抗结肠直肠癌作用Yousef等[13]报道，PM可通过细胞毒作用、干预细胞周期和诱导凋亡途径，抑制体外培养的HCT-116、COLO-205和SW-620结肠直肠癌细胞株的增殖过程。PM抑制结直肠癌细胞增殖的主要药理机制与拮抗表皮生长因子受体和HER2的磷酸化过程有关，进而下调下游ERK1/2、Akt、NF-κB和mTOR通路活性，影响细胞周期蛋白D1、细胞周期素依赖性激酶(cyclin-dependent kinases，CDK)4和6的表达，同时上调p21蛋白表达量，将细胞阻滞在G1期。PM具有上调Bax蛋白和下调Bcl-2、Bcl-xL蛋白表达的作用，从而影响细胞的内源性凋亡通路，使线粒体膜电位去极化，促进caspase-3、caspase-8和PARP-1的剪切与活化，诱导结肠直肠癌细胞凋亡。PM对PI3K/Akt/mTOR和NF-κB等多条信号通路的抑制作用是其抗结肠直肠癌作用的主要分子机制，PM通过调节上述信号通路，影响HCT-116细胞的增殖、迁移和侵袭能力，并抑制其在裸鼠体内成瘤[14]。PM在实验研究中表现出对结肠炎相关型结肠癌的潜在治疗效果，可明显抑制氧化偶氮甲烷诱发的BALB/c小鼠结肠炎症反应，降低结肠组织中炎性因子的含量，该药理作用的实现与下调Akt/FOXO3a信号通路活性有关，从而抑制细胞炎症反应，影响细胞周期和增殖，并诱导细胞凋亡[15]。

1.4抗胰腺癌作用PM的多信号通路抑制作用是其抗胰腺癌的主要机制。PM对胰腺癌肿瘤细胞中Akt、mTOR和NF-κB通路均具有抑制作用，能下调转录因子Sp1、c-Myc和p65入核的活性，以及影响端粒酶逆转录酶活性，降低细胞周期蛋白D1、E、CDK-2、CDK-4和CDK-6的表达，并上调p21和p27的表达，使细胞周期阻滞在G1期，从而实现抑制癌细胞增殖过程和增强胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性。PM对胰腺癌细胞的诱导凋亡作用是PM药理作用的另一关键途径，PM通过促进Bcl-2和Bcl-xL的降解，激活线粒体凋亡通路，使caspase-3、caspase-8和caspase-9剪切并活化，诱导细胞凋亡。

1.5抗其他恶性肿瘤作用PM具有促ROS生成作用，使JNK蛋白的表达量和磷酸化水平增高，促进凋亡诱导因子入核，进而调节人神经胶质瘤细胞的增殖过程。同时，PM具有上调Bax/Bcl-2和Bcl-xl/Bax蛋白比例作用，增高粒体膜通透性，促进细胞色素C释放，剪切caspase-9、caspase-3和 PARP，诱导神经胶质瘤细胞凋亡[16]。PM通过抑制Akt/NF-κB/mTOR信号通路激活，影响Bcl-2、Bcl-xL、c-IAP1和survivin表达，实现对卵巢癌细胞的增殖抑制和诱导凋亡作用[17]。PM对肝癌细胞HepG2具有相似的诱导凋亡作用，通过促进ROS的生成，使HepG2细胞线粒体凋亡通路激活，使线粒体膜电位去极化，促进细胞色素C释放，激活caspase-3的剪切活化，诱导肝癌细胞凋亡[18]。PM能够影响HSP90与CDC37间的相互作用，影响Raf/MEK/ERK和PI3K/Akt/mTOR信号通路，抑制肝癌细胞增殖和体内成瘤进程[19]。此外，PM可通过诱导凋亡和抑制细胞增殖作用，实现抗葡萄膜黑色素瘤、慢性粒细胞白血病和人早幼粒细胞白血病作用。

2 抗炎免疫调节作用

RA是一种以慢性滑膜组织炎症和骨质侵袭为主要病理特征的自身免疫系统疾病[20]。PM对佐剂性关节炎(adjuvant arthritis，AA)大鼠滑膜组织炎性反应具有明显的抑制作用，可减轻滑膜组织炎性细胞浸润、血管翳形成和软骨侵蚀[21]。同时，PM可调节AA模型大鼠外周血Th17/Treg细胞比例，并减少促炎性细胞因子白细胞介素(interleukin，IL)-6、IL-17、IL-18和 IL-23的分泌量，上调抑炎因子IL-10和INF-γ的表达量，抑制RA滑膜炎症；PM对AA大鼠外周血中RANKL/OPG细胞比例具有调节作用，纠正成骨和破骨质代谢异常，抑制关节骨质损伤[21]。PM具有明显的抑制血管新生作用，其药理作用机制是通过抑制VEGF与VEGFR-2受体结合活性，降低下游PI3K、Akt、mTOR、ERK1/2、JNK信号传导活性，干预血管内皮细胞的增殖、迁移和管腔形成过程，抑制新生微血管在滑膜组织中的形成过程，实现抗血管翳形成[22]。

PM的抗炎免疫调节作用还体现在对巴豆油诱发的小鼠急性耳肿胀、角叉菜胶引起的小鼠足肿和腹腔注射醋酸引起的小鼠毛细血管通透性增高的抑制作用。PM通过提高超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性，抑制过氧化反应的主要毒性产物丙二醛的生成，抑制急性炎症反应。PM对异物诱发的呼吸道炎症具有保护作用，能够减轻卵清蛋白刺激诱发的BALB/c小鼠呼吸道炎症，降低模型小鼠气管组织中炎性因子IL-4、IL-5和IL-13的含量，其药理作用机制与抑制MAPKs和NF-κB信号通路相关[23]。PM具有抑制脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)诱发的小鼠急性肺损作用，能调节模型小鼠肺部干湿比，抑制肺部蛋白渗出和肺部水肿，减轻气管组织病理损伤，其作用机制是通过抗氧化、抗凋亡、抗炎等多种途径共同实现[24]。一氧化氮(nitric oxide，NO)合酶系统在急性炎症反应过程中发挥重要作用，PM对LPS诱发的RAW264.7巨噬细胞细胞炎症反应具有抑制作用，其作用机制是通过减少亚硝酸盐的累积和降低诱导型NO合酶系统活性，抑制NF-κB信号通路激活实现[25]。

3 其他药理作用

PM及其衍生物具有抗菌、抗病毒和抑制病原微生物作用，对表皮葡萄球菌、人巨细胞病毒、锥虫科利什曼原虫、恰氏利什曼原虫、克氏锥虫等多种病原微生物具有杀灭作用。

4 展望

综上所述，PM在实验研究中表现出对多种疾病的潜在治疗作用，可通过干预蛋白酶体系统和调节信号通路等多种作用机制，影响病变细胞的增殖、诱导细胞凋亡和抗血管新生过程，具有抗肿瘤和抗RA临床应用潜质和新药开发应用前景。针对PM进行深入的化学结构、药理和毒理研究，将有助于我国新型抗癌和抗类风湿药物的开发，更好地服务于广大患者。