洋川芎内酯类化合物药理作用研究进展

徐兰兰，车仙花,2，李 宁，李雪征,2*

（1. 延边大学 药学院，吉林 延吉 133000；2. 延边大学附属医院，吉林 延吉 133000；3. 沈阳药科大学 中药学院，辽宁 沈阳 110016）

当归、川芎药用历史悠久，是我国常用的传统中药材，洋川芎内酯（Senkyunolide）是从中提取的主要代谢成分及活性物质[1-2]。洋川芎内酯属于苯酞类化合物，但由于其结构母核是γ 内酯环和苯环双环结合而成，因此也称内酯类化合物。苯酞类化合物母核结构简单，但其苯环和侧链各个位置均易发生取代或转化，导致此类化合物种类繁多[3]。洋川芎内酯类化合物按其结构类型可以分为两大类：一类是仅含一个苯酞母核的单苯酞类，另一类是含两个苯酞母核的二聚体苯酞类，化合物结构见图1。

图1 洋川芎内酯类化合物结构Fig. 1 Structure of senkyunolide

有研究称藁本内酯的体内代谢产物为SEI、SEH及丁烯基苯酞，但由于肝脏及胃肠道的首过效应，藁本内酯口服生物利用度极低，所以很可能是其代谢产物洋川芎内酯类化合物发挥药理作用[4-5]。现代药理学研究表明，洋川芎内酯类化合物药理作用涉及抗炎、抗氧化、抗凝血、抗动脉粥样硬化等方面，具有广阔的开发前景。目前关于洋川芎内酯类化合物的研究较多，但缺乏系统归纳，通过全面查阅并梳理文献资料，对洋川芎内酯类化合物的药理作用及药代动力学特征进行综述，同时对其作用机制进行探讨，以期为洋川芎内酯类化合物的深度开发与临床应用提供理论依据。

1 药理作用

1.1 抗氧化损伤作用

氧化损伤是指机体氧化系统与抗氧化系统的失衡，体内大量的氧化物若不及时清除会导致机体组织受损。王敏等[6]建立了人神经母细胞瘤细胞系（SHSY5Y）氧糖剥夺-复氧复糖（OGD-R）细胞模型，并应用该模型检测了川芎的有效成分SEH、SEI、SEA 及LIG 对细胞存活率的影响。结果显示SEI 浓度为50 μm/L 预处理后模型组细胞活性明显提高，乳酸脱氢酶（LDH）释放量及细胞内活性氧（ROS）含量有所下降，其中SEI 对LDH 抑制作用最显著且呈剂量依赖性。LUO Y Y 等[7]首次探讨了SEH 对1-甲基-4-苯丙胺（MPP+）诱导的PC12 细胞的神经损伤作用及可能机制，发现SEH 预处理通过影响凋亡相关因子Bax 和Bcl-2 表达，减少ROS 生成，增加抗氧化酶（SOD、CAT、GSH-Px）活性，发挥神经保护作用，SEH 这一神经保护作用被临床用于治疗帕金森综合征。也有文献报道[8]，SEI 对肝I/R 损伤小鼠模型具有保护作用，可以减轻小鼠血清组织中TNF-α、IL-1β 和IL-6 表达，抑制NF-κB 和MAPK激酶（p38、ERK、JNK）的磷酸化；减少ROS 和MDA 的含量，增强SOD 和GSH-Px 活性；抑制Bax同时上调Bcl-2 表达。总之，SEI 通过抗炎、抗氧化、抗凋亡途径减轻小鼠肝I/R 损伤。这与ZHU Y L 等[9]的研究结果基本一致。洋川芎内酯类化合物中SEI、SEH、SEA 是主要的抗氧化损伤活性成分，其作用的发挥主要通过抑制ROS 的生成及细胞凋亡实现。

1.2 抗炎作用

炎症是机体在组织损伤及异物入侵时防御系统产生的应激反应，该反应涉及多个系统，且过程复杂[10]。核因子-κB（NF-κB）被认为是介导炎症反应的主要介质，在机体大多数炎症性疾病中高表达[11]。YANG D S 等[12]前期研究发现SEH 对去卵巢小鼠具有抑制破骨细胞形成的治疗作用，为了进一步阐明其作用机制，进行了体外验证实验。发现SEH 通过介导NFκB、JNK 和ERK 通路减弱破骨细胞的分化，但不影响p38 MAPK 信号通路。HU Y Y 等[13]采用OGD/R模型模拟脑卒中，探究SEI 对微胶质细胞（BV-2）炎症反应的作用，OGD 3 h 后加氧12 h，发现BV-2细胞中炎性因子的表达明显增强，而SEI 预处理浓度依赖性地减弱了模型组TLR4 的上调、IKKα/β 和p65 的磷酸化以及IκBα 的降解，进而诱导Hsp70 的表达。提示SEI 对脑卒中导致的神经炎症较好的抑制作用是通过依赖HSF-1 上调Hsp70，抑制TLR4/NF-κB 通路实现的，但MAPK 通路并不参与此反应。闫孟琳等[14]采用UPLC/Q-TOF 技术结合NF-κB 双荧光素酶报告基因谱效筛选方法，对当归药材中具有NF-κB 抑制作用的成分进行了筛选、鉴定与评价，确认绿原酸、SEI、Z-LIG 为当归发挥抗炎作用的关键活性成分。马宁宁等[15]研究了川芎不同提取物与抗炎药效之间的谱效关系，发现川芎95%的乙醇提取物抗炎效果最为显著，发挥抗炎功效的有效成分为其所含有的SEA 及LIG 等，这些有效成分通过EKR2、COX-2、JAK2、IKKβ、PKC、TNF-α 有效抑制炎性信号的传递，进而干预其下游蛋白的表达，发挥抗炎的功效。洋川芎内酯类化合物通过抑制NF-κB 通路发挥抗炎活性，是临床治疗骨质疏松及慢性盆腔炎的有效活性成分[16]。

1.3 抗偏头痛作用

偏头痛是临床常见的神经系统疾病，发病机制主要涉及三叉神经血管反射学说、皮质扩布性抑制学说和血管源学说[17]。陈玲等[18]结合川芎各提取部位药效学实验研究发现川芎各提取层不同程度上对硝酸甘油所致偏头痛有所缓解，其中，乙酸乙酯层效果最佳，乙酸乙酯层HPLC 指纹图谱发现SEI、SEH、SEA 是其缓解偏头痛的主要成分。王敏等[19]对芎附滴丸（XFDP）中的抗偏头痛成分进行药效学分析，结果发现XFDP 的主要成分SEI、SEH、SEA 通过降低偏头痛大鼠脑内5-羟色胺（5-HT）、β-内啡肽（β-EP）含量，升高降钙素基因相关肽（CGRP）、内皮素-1（ET-1）、基质金属蛋白酶-9（MMP-9）、核因子κB（(NF-κB)）、一氧化氮合酶（NOS）含量，降低Calca、c-fos mRNA 的表达，从而发挥治疗偏头痛的作用。SHA W 等[20]研究了川芎、香附治疗偏头痛大鼠的作用及机制。采用UPLC-MS/MS 法同时测定了川芎、香附主要成分在硝酸甘油所致偏头痛模型大鼠脑组织的表达情况。结果显示其药效的发挥主要通过增加脑血流量、降低CGRP、c-Fos mRNA 表达、调节血清和脑干中ET-1、GABA、NOS、5-HT、5-HIAA、CGRP 和 β-EP 实现的。这与常露露等[21]的调查结果基本一致。总之，SEA、SEH、SEI 的抗偏头痛作用是通过调节偏头痛大鼠血浆和脑组织中单胺类神经递质及NO 作用实现的。

1.4 抗脑缺血再灌注损伤作用

炎性细胞因子和趋化因子是引起脑缺血再灌注损伤的重要因子，也是评价脑缺血严重程度的标志物[22]。HU Y Y 等[23]采用SEI 静脉注射15 min 后，对大鼠脑中动脉闭塞2 h，然后再灌注，24 h 后发现SEI 显著改善了大鼠脑神经缺陷，减少了脑梗死体积和脑水肿指数。同时证明SEI 发挥抗脑缺血再灌注损伤的作用是通过上调核因子E2 相关因子2/血红素加氧 酶-1（Nrf2/HO-1）、p-Erk1/2 和 抑 制Caspase-3实现的。刘珊珊等[24]采用OGD/R 诱导MDCKMDR1 细胞建立体外脑缺血再灌注损伤模型，探讨苯酞类成分SEI、SEA 对损伤的作用及机制。发现SEA 及SEI 预处理能明显提高细胞的存活率、抑制LDH 的释放量，同时SEH、SEI 都能提高紧密连接蛋白ZO-1 及occiudin 蛋白表达，从而对OGD/R 诱导的细胞损伤发挥保护作用。张洁[25]采用网络药理学的方法对SEH 治疗缺血性脑卒中的关键靶点进行富集。结果显示，SEH 治疗缺血性脑卒中的机制主要涉及PI3K/AKT 信号通路、ErbB 信号通路、FOXO信号通路和神经营养信号通路。这与JIANG Y Y 等[26]的研究结果基本一致。有研究发现SEA、SEI 及LIG可通过减少血脑屏障上P-糖蛋白（P-gp）的表达及松散血脑屏障紧密连接蛋白而明显增强药物在大脑吸收，广泛用于脑部疾病治疗[27]。

1.5 抗凝血作用

基于川芎“活血化瘀”的功效[28]。姚艺新[29]以抗血小板聚集为指标，建立定量测定川芎抗血小板聚集活性的方法，结果表明，川芎水提物中化学成分（FA、SEI、SEH、SEA 等）与抗血小板聚集活性的相关性相近，且药效的发挥是多成分共同作用的结果。张倩[30]基于凝血酶在凝血过程中的关键作用，采用超滤离心结合液—质分析法筛选了川芎提取物中的凝血酶抑制剂，结果发现SEI 及与其结构相似的SEJ 和SEN 具有较好的凝血酶抑制活性。LI J 等[31]研究发现冠心宁片中隐丹参酮与SEI 对斑马鱼内源性血栓形成有协同作用，其作用可能是通过抑制氧化应激、血小板活化和凝血级联等多种信号通路实现的。

1.6 抗动脉粥样硬化作用

血管平滑肌细胞（SMZ）的异常增殖是导致动脉粥样硬化斑块形成的重要原因。他汀类药物是临床最常使用的抗动脉粥样硬化药物，同时中药速效救心丸也被广泛用于治疗心血管疾病。LEI W 等[32]结合药理学与RNA-Seq 转录组学，探讨了速效救心丸在小鼠中优于阿托伐他汀的药效学优势，结果发现速效救心丸中的关键免疫调节成分SEA 和LIG 通过抑制AP-1、NF-κB 信号通路及免疫刺激因子CD137 改善动脉粥样硬化。

1.7 其它药理作用

郑雷等[33]采用单侧输尿管梗阻（UUO）建立大鼠肾间质纤维化（RIF）模型，并用SEA 进行干预治疗，通过检测大鼠血清肾标志物血清尿素氮（BUN）、肌酐（Scr）及肾皮质Wnt4、β-catenin、p-GSK-3β、E-cadherin 的表达水平，发现SEA 改善了RIF 大鼠肾损伤及肾间质纤维化程度，有效延缓疾病的进程。而SEA 对肾脏的具体保护机制可能是通过下调Wnt4/β-catenin 信号通路，抑制肾组织细胞外基质沉积并改善肾功能。

郑述铭等[34]采用盲肠结扎穿孔（CLP）法制备脓毒症大鼠模型，探究SEI 对脓毒性脑病（SE）大鼠的保护作用。结果发现与模型组比较，SEI 组能显著上调 SE 大鼠脑组织的脑红蛋白（Ngb）及p38 丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）蛋白表达水平。SEI 干预并发挥 SE 脑保护作用的机制可能与上调Ngb 高表达以正性调控 p38 MAPK 信号通路，从而促进神经元突起生长有关。

有研究表明，当归、川芎的有效成分在治疗功能性消化不良、抑郁症和基于抑郁症状态下的消化不良有较好的作用[35]。宫文霞[36]采用皮质酮、谷氨酸和H2O2诱导的PC12 细胞模型对当归中的抗抑郁化学成分进行了活性筛选。结果发现，各成分在不同体外抗抑郁模型中表现出不同的活性，且抗抑郁机制也不相同。其中，SEA、SEI 和正丁基苯酞对H2O2诱导的PC12 细胞具有明显的保护作用，其作用的发挥可能是通过抗氧化应激实现。唐飞等[37]研究川芎茎叶醇提物中具有舒血管活性的苯酞类成分，结果发现川芎中苯酞二聚体舒血管活性优于单苯酞。

2 药代动力学研究

目前该类化合物活性成分的研究主要集中于单体成分在细胞及动物中的研究，而药物制剂的研究较少，因此深入研究洋川芎内酯类化合物在机体的药动学特征有助于新制剂的研发，为此类化合物的临床应用提供依据。

钟应淮等[38]取大鼠的十二指肠、空肠、回肠和结肠段作为受试肠段建立外翻肠囊模型，利用HPLC测定川芎苯酞类有效成分在小肠中的含量，计算各肠段中各成分的累积吸收量、吸收速率常数Ka和表观渗透系数Papp 值。发现同一肠段的4种成分比较，SEA 吸收最强，Z-LIG 次之，新蛇床内酯和正丁基苯酞的吸收最少，同时发现各成分在十二指肠、空肠、回肠和结肠段都有较强吸收。也有研究表明SEG、 SEF、SEI、SEJ 等成分能够由血液吸收，并在序贯代谢的各个阶段停止代谢，因此可在中药生物药剂系统合理的评价肠渗透性质，而SEA、SEQ 不存在于肝门静脉中，不可评价肠渗透性[39-40]。

LI J Q 等[41]建立了一种简便快速测定SEI 在犬体内的药代动力学特征的方法，发现SEI 具有较短的半衰期，其口服生物利用度大于40%，并且在1 ～ 50 mg/kg 范围内没有明显的药代动力学特征。马聪等[42]采用HPLC 测定SEI 经过灌胃和尾静脉注射给药后，在尿液和胆汁中排泄动力学，发现SEI 经尿液和胆汁排泄量很少，累计排泄量小于4%。药物从体内排泄速度较快，尤其在胆汁中给药后2 h 就达到总排泄量的87%，这进一步证明了该药在体内消除较快。

李恩华等[43]采用快速平衡透析装置结合液相质谱联用分析方法测定SEI 与大鼠和人血浆蛋白结合率。结果表明，SEI 与血浆蛋白结合率大于80%，属于高蛋白结合型药物，提示在临床用药过程中应注意药物间的相互作用，避免发生毒性反应。

洋川芎内酯类化合物在体内的代谢研究表明该类药物的代谢途径广，代谢产物较多，葡萄糖醛酸结合和谷胱甘肽结合是两种主要的代谢途径。ZHANG H 等[44]用10 μm 的SEA 孵育不同物种的肝细胞，采用UHPLC/DAD/HRMS 技术对SEA 的代谢谱及其在肝细胞中的代谢产物进行鉴定，结果共鉴定出14种代谢产物。计算出SEA 在小鼠、大鼠、狗、猴和人体外t1/2分别为136.2 min、60.6 min、33.65 min、55.96 min、138 min，同时分析得出SEA 的代谢途径主要包括：（1）羟基化形成10-和11-羟基SEA，然后环氧化并且与GSH 偶联；（2）先环氧化，再环氧化水解或与GSH 偶联；（3）芳构化形成3-butylphthalide，其次是羟基化。

赵睁睁等[45]探究了芎䓖汤超临界提取物中LIG、SEA 及正丁基苯酞在大鼠体内的排泄动力学，芎䓖汤超临界提取物灌胃给药后分别计算各成分的排泄率，LIG 排泄量占给药剂量的0.49%，SEA 排泄量占给药剂量的1.71%，正丁基苯酞排泄量占给药剂量的2.68%，说明这3 种药物大部分在体内转化为其它形式排泄。

3 总结与展望

随着分离提取及含量测定方法的不断完善，洋川芎内酯类化合物的研究不断深入。其中，SEH、SEI、SEA 成为学者们关注的重点成分，而其它洋川芎内酯类成分的研究较少，这可能是由于洋川芎内酯类化合物化学结构不稳定导致的。结合众多的研究成果发现洋川芎内酯类化合物在抗氧化损伤、抗炎、抗凝血、抗动脉粥样硬化、抗脑缺血再灌注损伤等方面有较好的应用前景。但目前洋川芎内酯类化合物的研究仅局限于细胞和动物体内，临床上没有被广泛应用。因此，探究洋川芎内酯类化合物的药理活性及在机体的药代动力学特征对疾病的预防、治疗及新制剂的开发具有重要的临床应用价值和理论意义。