吴茱萸的化学及药理毒理学研究进展
2021-01-06孟婉婷苏晓
孟婉婷,苏晓
(上海中医药大学附属市中医医院,上海 200071)
0 引言
吴茱萸为芸香科(Rutaceae)植物吴茱萸Euodiarutaecarpa (Juss) Benth. 或石虎 E. rutaecarpa (Juss) Benth. var. officinalis (Dode) Huang 或疏毛吴茱萸 E. rutaecarpaBenth. (Juss) var. bodinieri (Dode) Huang 的干燥近成熟果实[1]。吴茱萸是一种非常受欢迎的多用途草本植物,最早见于《神农本草经》中记载,其味苦,归肝、脾、胃、肾经,功能散寒止痛,降逆止呕,助阳止泻[2]。在传统医学中常用于治疗头痛、腹痛、产后出血、痢疾和闭经。吴茱萸商品药材主要来源于栽培,野生较少,以湖南产吴茱萸质量最好,为道地药材。经过多年实验和临床研究发现吴茱萸的主要成分为吴茱萸碱和吴茱萸次碱。越来越多的证据表明吴茱萸碱可通过抑制多种肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移,诱导多种肿瘤细胞的凋亡,在体外和体内都具有抗癌活性[3]。
1 吴茱萸的化学成分
梁彩霞等人[4]对吴茱萸全成分进行指纹图谱分析,该指纹图谱共指认 17个成分,包括 3 个酚酸,2 个黄酮,1 个柠檬苦素,11 个生物碱(6 个吲哚类及 5 个喹诺酮类),共 4 种化学结构类型,能够综合全面反映吴茱萸药材的质量。其具有高效、分离度好、信息丰富、特征性强等特点。可得出吴茱萸主要含有生物碱、苦味素、挥发油和黄酮等化学成分,其中生物碱是吴茱萸的主要化学成分。
1.1 生物碱
从吴茱萸中分离出吴茱萸碱(evodiamine) 、吴茱萸次碱(dihydrorutaecarpine) 、二氢吴茱萸次碱、甲酰二氢吴茱萸次碱、羧基吴茱萸碱(carboxyevodiamine) 、N,N -二甲基- 5 -甲氧基色胺、吴茱萸酰胺甲[Ⅰ]、吴茱萸酰胺乙[Ⅱ]、吴茱萸酰胺[Ⅲ]、吴茱萸酰胺[Ⅵ]、去甲吴茱萸 酰 胺[Ⅳ]、β-carboline、1,2,3,4 -tetrahydro- 1 - OXO -β-carboline[5],丙酮基吴茱萸碱(acetonylevodiamine)[6]、吴茱萸新碱(evodiaxinine)[7]。其中,吴茱萸碱、吴茱萸次碱和去氢吴茱萸碱是吴茱萸中的活性成分,也是研究相对比较深入的物质[8]。其中也含有多种喹诺酮类生物碱,包括:1 -methyl- 2 -nonyl-4 -(1H) -quinolone,吴茱萸卡品碱 (evocarpine) 、二氢吴茱萸卡品碱 (dihydroevocarpine) 、1 -甲基- 2 -十五烷基- 4(1H) 喹诺酮、 1 -甲基- 2 -[(Z) - 6 -十一烯基]- 4(1H) 喹诺酮、1 -甲基- 2 -[(Z) - 6 -十五烯基]- 4(1H) 喹诺酮、1 -甲基- 2 -[(Z) - 10 -十五烯基]- 4(1H) 喹诺酮、1 -甲基- 2 -[(6Z,9Z) - 6,9 -十五烷二烯基]- 4(1H) 喹酮、1 -甲基- 2 -[(4Z,7Z) - 4,7 -十三烷二烯基]- 4 (1H) 喹等[9]。
1.2 苦味素
目前为止,从吴茱萸中分离鉴定出来的苦味素大多数为柠檬苦素类,柠檬苦素类主要包括柠檬苦素、12 -α-羟基柠檬苦素、6 -α-乙酰氧基- 5 -表柠檬苦素、吴茱萸苦素、吴茱萸内酯醇、吴茱萸苦素乙酯、12 -α-吴茱萸内酯醇、6 -β-乙酰氧基- 5 -表柠檬苦素等,这类化合物也是吴茱萸的重要活性成分之一[10]。
1.3 挥发油
挥发油也是吴茱萸里的一类成分。王锐等[11]采用毛细管气相色谱仪从吴茱萸中检测到 84 种挥发油成分,并采用质谱鉴定了其中的 63 个挥发油成分。
2 吴茱萸药理作用
2.1 抗肿瘤作用
吴茱萸碱是从吴茱萸果实中分离得到的一种喹诺酮类生物碱,具有多种生物学活性,如抗炎、抗肥胖、血管扩张、体温调节和子宫紧张性作用[12]。关于吴茱萸碱对人结肠癌细胞和肝母细胞瘤细胞株的细胞毒作用和对人结肠癌细胞的抑制作用的研究表明,吴茱萸碱对人结肠癌细胞株和肝母细胞瘤细胞株的细胞毒作用最强,对人结肠癌细胞的迁移抑制作用最强[13]。研究表明吴茱萸碱通过激活caspase启动子(caspase-8和9)或效应子caspase(caspase-3),改变抗凋亡的Bcl-2和促凋亡的Bax蛋白表达的平衡,诱导多种肿瘤细胞的凋亡。Judah Folkman等[14]提出肿瘤生长依赖于血管生成,其“唤醒”血管内皮细胞,并加速分裂,促进肿瘤以每天1mm的速度生长。而 Ogasawara[15]在研究中发现当肿瘤细胞在含有吴茱萸碱的纤维素结合板上培养时,其扩散受到明显抑制。Shyu等[16]用含吴茱萸碱的培养基培养人脐静脉上皮细胞(HUVEC),发现吴茱萸碱能直接抑制 HUVEC 细胞微管的形成与侵袭,局部运用吴茱萸碱能抑制鸡绒膜尿囊血管生成,表明吴茱萸碱是一个潜在的血管生成抑制剂。
2.2 对中枢神经神经作用
张明发等[17-18]最早对吴茱萸水煎液的药理作了研究,发现对热刺激和醋酸所致的疼痛有抑制作用,且随剂量增大而延长。阴健等[19]指出其镇痛成分主要为吴茱萸碱、吴茱萸次碱、异吴茱萸碱及吴茱萸内酯(即柠檬苦素) 等。
2.3 扩张血管及降血压作用
研究发现[20]吴茱萸碱能减少人肾上腺球状带(ZG)细胞醛固酮的基础水平及血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导的醛固酮释放,并且降低3H-孕烯诺龙孵育的ZG细胞中3H-皮质酮和3H-醛固酮的放射活性。提示吴茱萸碱通过AngⅡ相关通路和降低醛固酮生成途径中11β-羟化酶(一种使脱氧皮质酮变成皮质酮的酶)的活性,而影响大鼠肾上腺ZG细胞中醛固酮的释放,从而对血压产生影响。吴茱萸碱部分内皮依赖性能发挥血管舒张作用,在不含Ca2+液中加入CaCl2后吴茱萸碱对肾上腺素所致收缩反应的抑制作用较加入K+去极化液时强。结果表明吴茱萸碱主要是通过受体门控性Ca2+通道减少血管平滑肌细胞(VSMC)Ca2+ 内流介导血管舒张作用[21]。
3 吴茱萸毒理学研究
3.1 急性毒性
吴茱萸碱及吴茱萸次碱作为吴茱萸中主要的药理活性成分,尽管在体外试验中显示一定的毒性,但急性毒性试验结果显示上述2种成分为实际无毒级[22]。
3.2 肝毒性
吴茱萸水提组分在1.1~32.5g/kg剂量范围内,在药后2h检测,可使血清ALT、AST值显著升高,呈现明显的剂量依赖性;吴茱萸水提组分各剂量组有升高肝脏指数的趋势,但只有剂量1组肝脏指数与水对照组比较呈显著性差异,其余无明显差异。小鼠单次灌服吴茱萸水提组分可造成小鼠一定的急性肝损伤,其对肝损伤程度呈现有一定的“量-时-毒”关系[23]。
黄伟等人[24]使用吴茱萸水提组分对大鼠给药35d造成的慢性毒性损伤部位以肝损伤为主,水提组分在按含生药量计算分别为2.0~8.0g/kg(相当于人用量的31.2~124.5倍)时,可产生明显的毒性损伤,经过20d恢复期观察,仍有部分病变不可逆。
尹利顺等[25]考察了吴茱萸挥发油对大鼠的长期毒性,为临床上应用吴茱萸可能的潜在毒性提出预警。吴茱萸挥发油对大鼠给药35天造成的慢性毒性损伤部位以肝损伤为主,挥发油在(按含生药量计算)分别为0.012~0.12mL·kg时,可产生明显的毒性损伤,经过20天恢复期观察,仍有部分病变不可逆。
3.3 遗传毒性
杨秀伟[26]实验证明在无论有无活化系统(S-9混合液)存在情况下,ERWE和EREE对 TA97,TA98,TA100和 TA1024种菌株各剂量组回复突变菌落数均接近自发突变,与阴性对照组相比无显著性差异,也无剂量反应关系。结果提示ERwE和 EREE在体外 Ames试验未发现致突变作用。在试验剂量范围内,未发现对试验小鼠骨髓嗜多染红细胞有致突变作用,也未发现对试验小鼠精子有损伤作用。吴茱萸中含单胺类物质,所以大剂量应用吴茱萸对中枢神经系统有兴奋作用,或可引起视力障碍等副作用。
4 结论
吴茱萸的化学成分主要为生物碱、苦味素、挥发油和黄酮等,其中生物碱是吴茱萸的主要化学成分。吴茱萸急性毒性试验结果表明,10g/kg吴茱萸水提物或70%乙醇提取物未对小鼠产生毒性作用或造成小鼠死亡,其急性毒性实际为无毒级。而其挥发油却经实验证实存在肝脏毒性,按照其无致毒剂量来计算人体的安全剂量为1.2g/d(人体平均体重为60kg)。体外、体内基因及染色体变异试验显示吴茱萸提取物无遗传毒性。
本文对吴茱萸化学成分以及其药理作用和其毒理学研究做了简单概述,但由于中药的生产地、生产批次不同,甚至农药污染,重金属污染等都会造成其实验结果的部分差异,况且目前只对其化学成分的几种进行验证,而其他成分有无毒性,甚至是不同成分之间的作用机制还需要长期的动物学实验进行验证。
日常生活中人们使用吴茱萸多以复方为主,还应注意其不同成分之间的相互作用,尽量安全用药,严格按照使用说明,将其毒副作用降至最低。