岩黄连总碱药效物质基础及药理作用机制研究进展

郭雅婷，孙秋爽，邱志霞，黄芳*

(1.中国药科大学中药学院，江苏 南京 211100；2.中国药科大学药学院；江苏 南京，211100)

岩黄连(CorydalissaxicolaBunting，CSB)为罂粟科多年生草本植物石生黄堇的干燥全草，主要产于广西、云南、贵州等地区，是一味珍贵的民间中药。其性凉、味苦；归胃、大肠经。《贵州民间药物》记载：“清热解毒，止痛止血。”因此，《贵州民间药物》中岩黄连常与龙胆草、上梅片配伍用于治疗朦皮火眼翳子，或与蒸酒配伍治疗痔疮出血及红痢[1-2]。现代研究表明岩黄连对各种急慢性肝炎、肝纤维化、肝硬化、肝癌等肝脏疾病以及某些特定肿瘤的辅助治疗具有显著作用[3]。岩黄连总碱(CorydalissaxicolaBunting total alkaloids，CSBTA)是从岩黄连中提取的生物碱混合物，是岩黄连的主要活性成分。现代药理研究表明CSBTA具有保肝、镇痛、抗肿瘤和抗菌等广泛的药理学作用[3]。本文通过查阅相关文献，就岩黄连总碱的药效物质基础和药理作用机制进行了系统整理，以期为其后续研究提供参考。

1 岩黄连总碱的药效物质基础

CSBTA中包含多种生物碱，可分为小檗碱型生物碱、原小檗碱型生物碱、苯并菲啶型生物碱和其他型生物碱，其中小檗碱型生物碱主要有脱氢卡维丁、脱氢阿朴卡维丁、脱氢异阿朴卡维丁、巴马汀、小檗碱、去氢碎叶紫堇碱、药根碱等；原小檗碱型生物碱主要包括卡维丁、四氢巴马汀、斯氏紫堇碱、碎叶紫堇碱、氢化小檗碱等；苯并菲啶型生物碱主要有白屈菜红碱、二氢白屈菜红碱、血根碱、二氢血根碱等；其他型生物碱主要包括原阿片碱、深山黄堇碱、木兰花碱等[3]。

在临床上，以CSBTA为有效成分的中成药——岩黄连注射液已被广泛用于治疗慢性乙型肝炎、急慢性病毒性肝炎、急性黄疸型肝炎、高胆红素血症以及肝癌、直肠癌等癌症，这表明CSBTA具有保肝和抗肿瘤作用。然而并不是CSBTA中所有的化学成分都能发挥药效，只有其中的活性成分才是CSBTA真正的药效物质基础。值得关注的是，脱氢卡维丁、小檗碱和巴马汀可作为岩黄连的质控成分对中药材岩黄连进行质量控制[4]，这些化学成分极大可能是CSBTA的药效物质基础。其中，脱氢卡维丁是CSBTA中主要的生物碱(约占0.38%)[5]，可通过抗乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)、抗肝纤维化和抗氧化而发挥保肝作用[6-9]。此外，脱氢卡维丁还具有良好的镇痛、抗肿瘤、抗菌等活性[10]。同样，小檗碱和巴马汀也是CSBTA中主要的总碱成分，具有抗肝纤维化、抗肿瘤和抗菌等活性[7,11-13]。据报道脱氢阿朴卡维丁、脱氢异阿朴卡维丁、二氢白屈菜红碱和去氢碎叶紫堇碱能够通过抑制乙肝表面抗原(hepatitis B surface antigen，HBsAg)和乙肝e抗原(hepatitis B e antigen，HBeAg)的分泌从而抑制HBV，最终发挥保肝作用[6,14-15]，而去氢碎叶紫堇碱还可通过抑制HBV复制来产生保肝作用[15]。血根碱、白屈菜红碱和深山黄堇碱可能通过调节丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase，ALT)活性、法呢醇X受体(farnesoid X receptor ，FXR)、环氧合酶2(cyclooxygenase 2，COX-2)和基质金属蛋白酶1(matrix metalloproteinase 1，MMP-1)靶点而改善肝纤维化[16]。深山黄堇碱和斯氏紫堇碱通过抑制DNA拓扑异构酶Ⅰ可抑制多种肿瘤细胞增殖并诱导其凋亡[17]。岩黄连总碱的药效物质基础及其作用机制详见附录1。

表1 岩黄连总碱药效物质基础及作用机制

表1(续)

某一化学单体具有药效并不能直接证明其为真正的药效物质基础，只有那些被机体吸收的化学成分才是真正产生药效的物质基础。据报道，对用岩黄连灌胃给药的大鼠的血浆、尿液、胆汁和粪便中的代谢产物进行分析，结果在上述样本中均检测到脱氢卡维丁、巴马汀和小檗碱的原型以及羟基化、去甲基化、还原、与葡萄糖醛酸或硫酸结合等多个代谢产物[18]，这提示脱氢卡维丁、巴马汀和小檗碱是CSBTA的主要药效物质基础。

2 岩黄连总碱的药理作用及机制

2.1 保肝作用 肝脏是机体内主要的代谢器官，具有强大的解毒功能。而另一方面，肝脏亦可介导多种外源性及内源性物质的代谢，产生毒性中间体或者毒性代谢物，进而造成肝脏损伤。这种对肝脏造成损伤的物质统称为肝毒性物质，主要包括病毒、真菌代谢产物、细菌代谢产物、矿物质、环境污染物和化学治疗剂等[9]。近年来，开发对肝脏损伤具有预防和治疗作用的药物一直如火如荼，而具有保肝作用的中草药则成了许多科研人员的研究热点。研究表明罂粟科植物岩黄连可通过抑制HBV、改善肝纤维化、抗氧化和调节体内代谢等发挥明显的保肝作用。

2.1.1 抗乙型肝炎病毒 CSBTA的保肝作用机制可能与其对乙型肝炎病毒(HBV)的抑制和杀灭作用有关。HBV是一种肝毒性物质，感染后对肝脏造成严重损伤，引发急慢性乙型肝炎，后期可能发展为肝硬化甚至肝癌。而CSBTA对HBV具有不同程度的抑制和杀灭作用，并能快速产生抗体，减轻肝组织受损程度[19]。Li等[6]研究发现CSBTA中的脱氢卡维丁、脱氢阿朴卡维丁和脱氢异阿朴卡维丁对HBsAg和HBeAg均有抑制作用，且在16.5～250 mg·mL-1的浓度范围内，以上3种化合物对HBV的抑制作用均呈剂量依赖性。Zeng等[15]在体外测定了从CSBTA中分离得到的季铵类生物碱去氢碎叶紫堇碱的抗HBV活性，研究发现经过6 d治疗后，去氢碎叶紫堇碱不仅显著抑制了HBsAg和HBeAg的分泌，而且降低了HBV的细胞外DNA、细胞内DNA和共价闭合环状DNA的水平。以上结果说明，CSBTA可能是通过抑制HBsAg和HBeAg分泌和HBV复制而发挥保肝作用的。

2.1.2 抗肝纤维化 CSBTA的保肝作用机制可能与其抗肝纤维化活性有关。肝纤维化是一种由于慢性肝损伤所致的慢性肝脏疾病，其主要特征是肝星状细胞(hepatic stellate cells，HSC)衍生的成纤维细胞持续沉积细胞外基质(extracellular matrix，ECM)成分[20]。肝纤维化可能进一步发展成肝硬化，甚至发展为肝癌。研究认为，肝纤维化具有可逆性[21]，因此，可通过抗纤维化药物修复肝损伤从而达到保肝作用。众多研究表明，CSBTA具有良好的抗肝纤维化活性[16,22]，其作用机制可能是：①通过调节丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性、法呢醇X受体(FXR)、环氧合酶2(COX-2)、基质金属蛋白酶1(MMP-1)和血管紧张素原[16]；②通过抑制肝星状细胞(HSC-T6)增殖并诱导其凋亡和自噬[7,22]；③通过减少氧化应激，调节纤维化相关基因[8]；④通过作用于O-乙酰糖蛋白信号通路[23]；⑤通过促进ECM降解，抑制胶原蛋白的合成[24]。

2.1.3 抗氧化 CSBTA的保肝作用机制可能与其抗氧化活性有关。早期研究表明，肝毒性物质(如CCl4)在肝脏中与细胞色素P450酶系统反应会生成高活性的自由基，这些自由基易与细胞蛋白共价结合，然后经过一系列事件，引起肝细胞中的脂质过氧化，导致肝细胞膜及线粒体等细胞器膜损伤，最终可造成肝细胞坏死[9]。基于这一理论，我们可能运用具有抗氧化活性的药物，清除自由基，抑制肝脏脂质过氧化，从而稳定肝细胞中的生物膜、防止肝细胞坏死，最终达到保肝作用。周劲光等[25]研究发现CSBTA可以显著降低CCl4诱导的肝损伤模型组小鼠血清中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase，AST)水平，表明CSBTA能够对抗CCl4引起的膜脂质过氧化，改善肝细胞膜的功能，从而发挥保肝作用。另外，贾杰等[24]建立了CCl4诱导的大鼠肝损伤模型，用CSBTA干预后发现其能显著降低肝损伤小鼠肝脏中丙二醛(malondialdehyde，MDA)的含量，并且增强超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的活性，提示CSBTA的保肝作用机制可能与其抗氧化活性以及抗脂质过氧化有关。

2.1.4 调节体内代谢 CSBTA的保肝作用机制可能与其调节体内代谢紊乱有关。据报道，CCl4引起的肝损伤可能导致氨基酸代谢、糖类代谢、脂质代谢等多种代谢途径发生一系列复杂变化，而岩黄连具有明显的回调作用[23]。Liang等[21]基于血清代谢组学研究提出：岩黄连对CCl4诱导的急性肝损伤的治疗机制可能是通过调节丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和甘油脂质代谢功能障碍实现的。与此类似，应用代谢组学研究，Wu等[26]发现CSBTA能够纠正CCl4引起的2-酮戊二酸、柠檬酸、马尿酸和牛磺酸水平的异常，表明CSBTA的肝保护作用可能涉及其对三羧酸循环、肠道菌群代谢和牛磺酸代谢功能障碍的调节。

2.1.5 其他作用机制 CSBTA还可能通过其抗炎活性及调节免疫功能而产生保肝作用。李丽[27]运用二甲苯致小鼠耳肿胀模型、毛细血管通透性实验和棉球肉芽肿实验研究了岩黄连的抗炎活性，结果显示岩黄连对炎症早期和晚期均有一定的抑制作用，证明CSBTA具有良好的抗炎活性。吴方等[28]研究了CSBTA对肝组织病理状态的影响，发现CSBTA能够改善肝组织中炎性细胞的浸润情况，提示CSBTA可能通过改善肝组织中炎性细胞的浸润来减轻肝细胞炎症，从而防止肝细胞坏死，最终达到保肝作用。另外，毕明刚等[29-30]利用卡介苗/脂多糖诱导建立免疫性肝损伤模型并考察了CSBTA对辅助型T细胞1和2平衡(T helper cell 1/T helper cell 2，Th1/Th2)的影响，发现CSBTA可以通过明显提高T淋巴细胞功能、调节体液免疫来减弱免疫系统紊乱造成的损伤，从而改善免疫源性的肝损伤。

2.2 镇痛作用 岩黄连作为罂粟科代表植物，具有显著的镇痛作用。研究表明，CSBTA以100 mg·kg-1的剂量给药会显著抑制小鼠的扭体反应，且能提高大鼠对热刺激的痛阈值[31]。诸葛明丽等[32]通过小鼠扭体实验证明了岩黄连栓剂对乙酸导致的小鼠腹痛扭体反应具有显著地抑制作用。早期研究提出CSBTA可能通过阻断相关受体激活或抑制内源性物质刺激疼痛神经末梢释放相关物质而产生镇痛作用[10]。本课题组一直致力于CSBTA镇痛作用的研究，此前通过腹腔注射顺铂建立了化疗引起的周围神经病变(chemotherapy-induced peripheral neuropathy，CIPN)模型，并通过一系列实验研究证实了CSBTA可以缓解顺铂引起的神经性疼痛,其潜在的镇痛机制可能是改善神经元损伤和表皮内神经纤维的损失，另一方面抑制p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)磷酸化和瞬时感受器电位蛋白1(transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1)的活化[33]。此外，根据我们最新的研究，发现CSBTA可通过抑制大鼠RANKL诱导的NF-κB和c-Fos/NFATc1通路减轻Walker 256诱导的骨痛[34]，提示CSBTA可能是一种治疗转移性骨痛的有前景的候选药物，这进一步证明了CSBTA具有高研究价值的镇痛活性。

2.3 抗肿瘤作用 CSBTA能够抑制多种肿瘤细胞增殖并诱导其凋亡，从而发挥其抗肿瘤的作用。Cheng等[17]发现CSBTA对DNA拓扑异构酶I具有很强的抑制活性，表明抑制DNA拓扑异构酶I可能是CSBTA的抗肿瘤机制之一。已有研究证明，CSBTA对人舌鳞癌Tca8113细胞有抗肿瘤作用[35-36]，其可能的机制为：①与抑制Tca8113细胞增殖并诱导Tca8113细胞凋亡有关[35]；②与抑制Tca8113细胞中端粒酶的活性有关[36]。除此之外，CSBTA对人肺癌A549细胞也有明显的抗肿瘤作用[37]，其可能的机制有：①抑制A549细胞增殖：CSBTA可以将进行DNA复制的A549细胞停滞在细胞周期中的G/S期[38]；②诱导A549细胞凋亡：CSBTA能够上调半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)基因表达，并下调凋亡抑制蛋白Survivin的基因表达[38-39]；③抑制A549细胞的生长和侵袭：CSBTA对癌细胞转移所需的关键蛋白Cdc42的基因和蛋白质水平均有显著的抑制作用[38]；④抑制A549细胞迁移：CSBTA可促进上皮型钙黏蛋白(E-cadherin)的表达，同时抑制转录因子snail1的表达[38]。

2.4 抗菌作用 丘倩倩等[40]在体外培养了常见的革兰阳性菌和革兰阴性菌，并用CSBTA对其进行了抑菌试验研究，结果显示CSBTA可以抑制金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌等革兰阳性菌和大肠埃希菌、铜绿假单胞菌等革兰阴性菌，表明CSTBA有很好的体外抗菌活性，具有开发为广谱抗菌药物的潜力和可能性。研究表明CSBTA的抗菌机制可能为：①抑制细菌的增殖：通过抑制拓扑异构酶、抑制DNA合成或抑制细胞分裂蛋白FtsZ[12-13]；②诱导细菌凋亡：通过与细菌DNA结合从而造成DNA损伤，或抑制蛋白质的生物合成[12-13]；③刺激机体快速产生抗体[10]。

2.5 其他药理作用 CSBTA除了上述药理作用外，还具有安定、改善学习和记忆障碍、改善肠道菌群失调等药理作用。Liu等[41]研究证明了CSBTA可能通过调节支链氨基酸代谢，胆汁酸代谢，精氨酸和脯氨酸代谢以及嘌呤代谢来改善抗生素诱导的大鼠肠道菌群失调。吴春福等[42]研究了CSBTA对大鼠大脑中单胺类神经递质的影响，发现CSBTA能够抑制大脑中多巴胺(dopamine，DA)的代谢，提示CSBTA可能通过抑制DA代谢而发挥安定作用。Fu等[43]首次发现了CSBTA中的脱氢卡维丁可以有效改善D-半乳糖诱导的大鼠学习和记忆障碍，并且提出其潜在的机制可能是通过增强突触可塑性，减少氧化损伤和限制神经炎症。

3 小结与展望

本文综述了《贵州民间药物》记载的传统民间中药岩黄连中的生物碱类成分——岩黄连总碱(CSBTA)的药效物质基础、药理作用及其可能的机制，发现CSBTA中发挥药理作用的物质基础主要包括脱氢卡维丁、巴马汀和小檗碱；CSBTA可通过多种作用机制发挥保肝、镇痛、抗肿瘤、抗菌等药理作用。目前，研究者们对CSBTA的保肝、抗肿瘤和抗菌作用及机制的研究较多，然而对其镇痛等作用机制的研究较少，针对抗炎作用机制的研究甚至至今还未涉及。此外，关于CSBTA的药效物质基础尚待更深入的研究。根据前人对岩黄连的研究，发现CSBTA对肝脏脂质过氧化和脂质代谢均具有一定的调节作用，提示其可能对全球范围内高发病率的非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)具有一定疗效，因此，未来可就CSBTA对NAFLD发生发展的可能作用及其作用机制进行研究，以期对CSBTA更广泛的临床应用和针对新适应证的药物开发提供参考。