香豆素抗炎活性的研究进展*

2022-02-14叶称连综述陈进聪吴龙火刘称福审校

现代医药卫生 2022年23期

叶称连综述，陈进聪，吴龙火，刘称福审校

(1.赣南医学院第一附属医院妇产科，江西赣州 341000；2.赣南医学院药学院，江西赣州 341000)

香豆素又叫香豆精，也称为苯并吡酮，是一类具有苯并-α-原吡喃酮结构的化合物的总称。香豆素在自然界中广泛存在于各类植物中，也存在少数的真菌及细菌中，是植物次级代谢产物。香豆素类药物在临床上是作为一类口服抗凝药物，其基本结构是4-羟基香豆素，代表药物包括新抗凝药物醋硝香豆素和华法林。有研究表明，香豆素类化合物具有广泛的药理活性，如抗炎、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤、抗凝血、抗菌、增强免疫功能等作用[1-2]。本文主要对香豆素类化合物的来源、分类及其抗炎活性进行了综述。

1 香豆素的来源

VAUQUELIN在1812年从植物Daphnealpina中首次分离出香豆素，为香豆素类化合物瑞香苷。从1960年开始，香豆素类化合物因其分子量较小、生物利用度较高，其抗炎、抗肿瘤疗效就引起了研究者的关注，已成为国内外药学专家的研究重点。1996年，至少有1 300种以上的香豆素类化合物被确认[3]，目前从自然界已分离出2 000多种天然香豆素类化合物[4]。香豆素类化合物存在于自然界中不同植物的各个部位，如根、种子、坚果、花和果实，是植物的次级代谢产物,特别是在伞形科、豆科、菊科、芸香科、木犀科和茄科植物中较多，如蛇床子、秦皮、茵陈、补骨脂、独活、白芷、前胡、续随子等[5]。

2 香豆素结构及其分类

香豆素是顺式邻位羟基肉桂酸的内酯，其基本骨架为苯并吡喃酮。根据苯并吡喃酮环上取代基及位置的不同可简单分为4类：简单香豆素类、呋喃香豆素类、吡喃香豆素类及其他香素。(1)简单香豆素类：是一类在香豆素苯环一侧有取代基的衍生物，取代位置一般在C-6、C-7及C-8，C-7一般为含氧取代基，代表性化合物有蛇床子素、秦皮素、滨蒿内酯、瑞香素、东莨菪素及七叶亭等。(2)呋喃香豆素类：由香豆素母核上的异戊烯基与邻位酚羟基(C7-OH)环合成呋喃环的一类结构特殊的香豆素衍生物，以补骨脂素及异补骨脂素为代表。(3)吡喃香豆素类：C7位羟基与C6位或C8位异戊烯基缩合形成吡喃环，分为线型和角型，线型以花椒内酯为代表，邪蒿内酯为角型代表。(4)其他香豆素：将部分化合物的结构不归属于上述3类的统归于这类，C3、C4上通常有羟基、苯基及异戊烯基等取代，代表为甘草香豆素、黄檀内酯及华法林等。

苯并吡喃酮是香豆类化合物的母核，香豆素类化合物广泛的药理活性与其结构密不可分。研究表明，带有羟基结构的香豆素类化合物的抗氧化活性最高，如秦皮素(Fraxetin)有很强的超氧化负离子自由基和烷基超氧自由基的有效清除剂及脂质过氧化物抑制剂[6]。香豆素类化合物抗氧化活性和羟基的数目有关，其中带有两个羟基的化合物的抗氧化活性最高，如七叶亭(Esculetine)、滨蒿内酯(Scoparone)等[7]。另外,从Prangos tschimgnica地面部分的甲醇分离的33个呋喃香豆素中发现，独活素、栓翅芹烯醇、石当归素、补骨脂素和佛手内酯均具有抗人类免疫缺陷病毒活性。此外，有研究从北美植物Zanthoxylum americannum中分离出4种吡喃香豆素和2种木脂素，其中3种香豆素对人HL-60细胞有明显的增殖抑制作用[5]。

3 香豆素类化合物抗炎性

炎症是机体对于炎症介质刺激的一种防御反应，表现为红、热、肿、痛和功能障碍等。炎症可以简单分为感染性炎症和非感染性炎症，一般炎症是有益的，是机体启动的防御反应。但若是自身免疫或产生在透明组织的炎症等情况，炎症是有害的[8]。炎性反应是某些疾病的发病来源，严重的超敏反应引起的炎症会威胁患者生命。某些特殊部位或器官所发生的炎症，可产生严重后果。如严重的心肌炎会影响心脏功能，脑部炎症可压迫中枢神经，声带炎症阻塞喉部导致窒息。此时，应用抗炎症药抑制炎性反应就十分必要。香豆素类化合物因具有化学合成简单、化合物分子量较小、生物利用度较高、不良反应少及药理作用广泛等特性，受到越来越多的科学家关注[9]。

3.1香豆素类化合物抗炎活性关于香豆素类化合物抗炎活性的基础研究较多，王春梅等[10]研究发现，白芷香豆素能显著抑制巴豆油诱导的小鼠耳朵肿胀、角叉菜胶诱导的小鼠足部肿胀及冰醋酸所致的小鼠腹腔毛细血管通透性增强的炎症症状，提示白芷香豆素具有明显的抗炎作用。7-羟基香豆素具有解热、抗炎、镇痛的作用。有研究发现，7-羟基香豆素能有效控制角叉菜胶诱导的慢性炎症性疼痛及脂多糖诱导的发热物质[2]。宫毓静等[11]发现，青蒿总香豆素可显著降低家兔体温，抑制肝脏、腓肠肌组织钠泵的活性，降低发热家兔血液和脑脊液的促炎细胞因子前列腺素E2，具有良好的抗炎效果，其分子机制可能与抑制磷脂酶A2/环氧合酶-2信号通路的表达有关[12]。

本课题组早期从九里香中提取出6种香豆素类化合物，分别通过小鼠扭体镇痛实验及小鼠二甲苯致耳朵肿胀实验探讨6种香豆素类化合物的抗炎、镇痛活性，研究结果表明，6种香豆素类化合物皆具有抗炎、镇痛疗效，其中Murracarpin的抗炎、镇痛活性最佳，其原因可能与其C-7位上的甲氧基、C-8位上的一个短的支链含有双键及醇羟基等结构有关[13-14]。有研究通过采用AutoDock 4.2分子对接软件，将九里香中香豆素类的成分与骨桥蛋白进行分子对接，结果发现九里香中36个香豆素类化合物，其中有2种成分具有抗骨关节炎的作用[11]。有研究表明，蛇床子总香豆素能作用于丘脑-垂体-肾上腺皮质系统，并通过调节环磷酸腺苷/环磷酸鸟苷及Th1/Th2比值，减少炎症因子γ-干扰素(IFN-γ)及白细胞介素(IL)-4的产生，有效抵御抗支气管哮喘气道变应性炎症[15-17]。WITAICENIS等[18]比较了6种香豆素类化合物的抗氧化能力，结果显示，香豆素类化合物的肠道抗炎活性与其抗氧化能力有关，特别是海参素、东莨菪酮、瑞香素等。上述研究表明，食用香豆素或富含香豆素类化合物的食物可预防肠道炎症疾病。

3.2香豆素类化合物抗炎分子机制香豆素类化合物能有效抵抗肿、热、痛等炎性反应，其抑制肝炎、肾炎、关节炎、支气管炎及肠胃炎的研究均有报道。

3.2.1香豆素衍生物对花生四烯酸代谢的影响花生四烯酸是炎症介质的主要来源。研究发现，香豆类化合物可通过抑制脂氧合酶和环氧合酶影响花生四烯酸的代谢途径，从而发挥抗炎作用[1]。邓时贵等[19]研究表明，七叶亭能够通过抑制脂氧合酶和环氧合酶的水平，降低花生四烯酸在肠道炎症大鼠结肠中的表达水平。瑞香素、蛇床子素、欧前胡素也有类似的结果。因炎性反应时巨噬细胞产生大量的自由基，所以炎症反应和抗氧化作用关系密切[20]。另有研究显示，由活性氧族涉及环氧合酶和脂氧合酶介导的花生四烯酸可向促炎性反应介质转化[1]。因此，天然的或合成的香豆素类抗氧化剂一般都具有抗炎作用。

3.2.2香豆素类化合物抑制氧化应激相关炎症活性在炎症过程中，活性氧和活性氮的产生是机体的一种迅速的防御反应，可以杀死几种入侵病原体及通过促炎调节免疫反应趋化诱导进入炎症过程的部位，并调节免疫细胞类型的相互作用[21]。然而，当自由基的产生与内源性抗氧化反应之间发生不平衡时，活性氧/活性氮随宿主的脂质、蛋白质和核酸生产的氧化应激引发组织损伤、纤维化等，这些氧化应激反应与多种慢性疾病的起源和发展有关，包括炎症性肠病等疾病[22]。香豆素类化合物具有抗炎抗氧化活性，能有效中和活性氧/活性氮，减少机体谷胱甘肽的消耗，抑制髓过氧化物酶(MPO)的活性，有利于维持机体的稳态，从而达到抗炎效果。研究表明，口服七叶亭及4-甲基七叶亭可有效保护三硝基苯磺酸诱导的大鼠肠道炎症，可抵消机体谷胱甘肽的消耗，但对MPO的活性无影响[23]。滨篙内酯可能通过清除氧自由基而抑制哮喘性气管的炎症[24]。

3.2.3香豆素类化合物对炎性相关的疼痛靶点影响徐方飚等[25]通过网络大数据分析白芷香豆素类化合物抗炎、镇痛作用，以分子对接受体的理论为研究基础，通过计算机虚拟模拟评价药物活性成分与靶点结合能力，同时利用AutoDock软件进行分子对接模拟，PyMol软件对模拟数据结果进行分析。结果显示，若对接能量大于或等于4，则可认为靶点与配体之间有结合活性；若对接能量大于或等于5，则可认为结合活性较佳；若对接能量大于或等于7，则表明二者有强烈的分子对接活性。

该研究通过软件的模拟与分析得出人体代谢中关于疼痛、炎症的某些靶点与白芷香豆素类化合物的9种成分有良好的对接活性，所有的对接能量皆在6以上，有的甚至可以达到14，有极强的对接能量。白芷香豆素类化合物9种成分配体能与靶点相互作用，发挥良好的镇痛活性，其中甘油醛-3-磷酸脱氢酶、丝裂原激活的蛋白激酶9、蛋白C-ets-1、凝血因子ⅩⅢ A链、乙酰胆碱酯酶(ACHE)、L-乳酸脱氢酶A链、6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)、转醛缩酶、磷酸三糖异构酶及6-磷酸葡萄糖异构酶10个疼痛位点得到证明。该研究还运用对靶点基因进行KEGG通路富集分析和GO数据库生物功能富集分析，结果显示，白芷香豆素类化合物主要参与药物分解代谢、核苷-磷酸生物合成及氧化还原辅酶代谢等生物学过程，还参与生物膜、液泡腔等合成过程，原酶活性、氧化还过氧化物酶活性、泛素蛋白连接酶及裂解酶活性结合多种分子过程。通路分析主要集中在碳代谢、氨基酸的生物合成、缺氧诱导因子-1信号通路及肿瘤。

白芷香豆素类化合物通过调节ACHE发挥镇痛作用是有效的。ACHE是疼痛神经传导重要的一环，其水解出的胆碱是神经递质的重要组成部分。因此，白芷香豆素类可通过调节ACHE发挥镇痛作用。另外，白芷香豆素类化合物能通过作用凝血因子ⅩⅢ有效解决机体的凝血引起的炎症。研究表明，当机体凝血因子缺乏时，可引起局部出血，压迫关节肌肉局部肿胀导致致痛，其产生的炎性因子如IL-5、IFN-γ可促进环氧合酶-2的表达，可导致前列腺素类物质的增加，最终发生疼痛、水肿、发热等炎性反应[26]。白芷香豆素类化合物可通过作用于凝血因子ⅩⅢ，抑制凝血因子缺乏所致炎症的产生。G6PDH缺乏更容易导致炎性因子增多，且其缺乏与溶血性贫血相关[27]。