靛玉红的提取分离和药理研究进展

马梦雪 宁 夏 刘华石

黑龙江省中医药科学院，黑龙江 哈尔滨 150036

靛玉红(Indirubin)又名玉红片、炮弹树碱B，在结构上称为2-(2-氧代-1H-吲哚-3-亚基)-1H-吲哚-3-酮，是一种新型双吲哚类化合物，具有一定弱碱性，其分子式为C16H10N2O2，相对分子质量262.2628。化学结构如图1所示。

图1 靛玉红化学结构图

靛玉红为暗红色针状结晶，密度1.417 g/cm3，熔点350 ℃，溶于乙酸乙酯、丙酮、氯仿、乙醚，微溶于乙醇，不溶于水[1]。天然靛玉红主要存在于十字花科植物菘蓝(IsatisindigoticaFort.)的根和叶即板蓝根(Isatidis radix)和大青叶(Isatidis folium)，爵床科植物马蓝(Baphicacanthuscusia(Nees)Bremek.)的根和根茎即南板蓝根以及蓼科植物蓼蓝(PolygonumtinctoriumAit.)即大青叶这些药用植物中。靛玉红具有抗癌作用，由于其独特的化学结构可以阻断肿瘤细胞 DNA的合成而具有抗肿瘤活性，且毒副作用很低，所以有大量的国内外研究报道靛玉红及其衍生物的各种药理学作用和机理，如抗菌消炎、抗增殖、抗肿瘤和抗病毒等生物学效应[2-8]，受到越来越多的关注。随着科技的进步发展，靛玉红提取分离也由有效成份损失过多的水煎煮醇沉逐步变成经济实惠且能提高提取率的方法。本文综述了近年靛玉红的提取分离及药理作用的研究进展，为后续的产品开发和质量控制提供依据。

1 靛玉红的提取分离

提取分离板蓝根和南板蓝根中的靛玉红可采用回流提取法[9-10]和超声辅助提取法[11]，两种方法提取效率较高、操作相对简便、成本稍低廉、效率也较高，减压辅助提取[12]和真空辅助热回流提取法[13]，可以在低温下提取靛玉红，不但节能、提取效率更高，还可以防止有效成分氧化。复方板蓝根等已上市制剂，靛玉红常采用水煎煮或者回流提取[14]，因此有较大的工艺提升空间。

靛玉红常以乙醇、乙酸乙酯等有机试剂作为提取溶剂，采用回流或超声法进行提取，提取液采用氧化铝和硅胶G干柱等柱色谱进行分离和纯化[15-20]，靛玉红的纯度可高达97.78%。已上市的芪蓝囊病饮中靛玉红用氯仿振摇来提取[21]，北京市《医疗单位制剂规程》收载的口腔溃疡散II号采用N，N-二甲基甲酰胺作为靛玉红的提取溶剂，采用超声提取进行[22]。相关提取工艺条件和靛玉红的提取率见表1。

2 靛玉红药理作用研究

2.1 抗癌作用

2.1.1 慢性粒细胞白血病 靛玉红是我国首创的可以对抗白血病的中药提取物，现在主要用于治疗慢性粒细胞白血病(CML)。高淑香[23]临床采用靛玉红治疗26例CML患者，发现血液学缓解效果较好，总血液学缓解16例61.5%。Zhou Chao[24]和刘存等[25]通过网络药理学和分子对接技术筛选出青黛中的靛玉红可以通过改变靶蛋白PIK3CA，MYC，JAK2，和TP53的表达在CML耐药中发挥作用，JAK2很可能是关键节点，降低其表达来干预K562细胞的增殖。

2.1.2 乳腺癌 吴琼等[26]发现靛玉红可以通过抑制细胞增值或者引起凋亡来抑制人乳腺癌细胞MCF-7的生长，其机制可能是通过降低P-gp耐药蛋白的表达来实现的。况秀平[27]进行体内外实验，发现靛玉红对乳腺癌有抑制作用，机制研究表明，是通过促进GSK-3β的Ser 9位点磷酸化上调PTGS2，诱导乳腺癌细胞发生铁死亡作用来抗乳腺癌。

2.1.3 前列腺癌 魏云飞等[28]研究靛玉红对雄激素非依赖性前列腺癌PC-3细胞的杀伤作用及可能的机制，发现靛玉红降低前列腺癌细胞的存活率呈浓度依赖性，且能抑制细胞周期进展关键调控蛋白cyclin D1，及与之相关Wnt信号通路的下游基因c-myc的表达。

2.1.4 神经胶质瘤 张涛等[29]和Li Zhaohui等[30]先后都发现靛玉红可以通过下调抗凋亡蛋白Bcl-2表达来实现对神经胶质瘤的抑制作用。此外，后者还发现靛玉红对所有胶质瘤细胞均有抑制作用，其中对U87和U118胶质瘤细胞具有抑制生长的作用，机制为自噬和凋亡性细胞死亡，创面愈合实验也表明，靛玉红显著降低U87和U118细胞的迁移能力，具有抗转移潜能。

2.1.5 卵巢癌 Chen Lihong等[31]研究靛玉红在人卵巢癌细胞增殖中的作用时，发现靛玉红能致使磷酸化的STAT3水平降低，抑制下游的促生存蛋白，提高促凋亡蛋白来抑制卵巢癌细胞活性，表明靛玉红在治疗人类卵巢癌方面有一定潜力，有待进一步研究开发。

2.2 抗炎作用

2.2.1 溃疡性结肠炎 李楠等[32]研究靛玉红对三硝基苯磺酸诱导的大鼠溃疡性结肠炎的治疗作用，发现大鼠DAI评分降低，结肠HE染色病理显示炎症细胞明显减少，TGF-β1水平降低，ITF mRNA表达升高，说明靛玉红有抑制炎症的效果，可以改善UC模型大鼠症状、结肠病理形态。臧思源[33]应用脂多糖诱导人正常结肠上皮细胞构建溃疡性结肠炎细胞模型，发现靛玉红能够降低促炎细胞因子TNF-α、IL-12、IL-6表达量的同时增加抑炎细胞因子IL-4的表达量，还可抑制NF-κB和PI3K/AKT信号通路活性，作用于多个治疗靶点。Naruo Tokuyasu等[34]和梁艳妮等[35]先后研究靛玉红对葡聚糖硫酸钠(DSS)所导致的小鼠溃疡性结肠炎模型的影响，发现DAI评分降低，结肠组织损伤减轻，炎性细胞浸润减少，IL-6水平显著降低。此外，后者还发现促炎细胞因子IL-8、IL-1β和TNF-α水平显著降低，抗炎细胞因子IL-10水平升高，16S rRNA基因测序结果显示，小鼠肠道菌群多样性升高，在门水平主要表现为拟杆菌门与厚壁菌门比例回升，都说明了靛玉红可以用于治疗溃疡性结肠炎。

2.2.2 牛皮癣(银屑病) Xue Xiaochun等[36]研究靛玉红对银屑病皮损的抑制作用，发现CD274是靛玉红介导的小鼠银屑病样皮损效应的调节因子，有助于减轻小鼠银屑病样皮损。Nguyen Ly Thi Huong等[37]发现靛玉红可能通过降低细胞内ROS的生成及其细胞中ICAM-1等炎性因子的生成，和降低IL-22处理的HaCaT细胞进入S期的比例以及下调银屑病皮损中K16的表达，对IL-22诱导的银屑病模型起到治疗作用。

2.2.3 类风湿性关节炎 Huang Mingcheng等[38]旨在探讨靛玉红对类风湿患者成纤维样滑膜细胞(RA FLS)的抑制作用，发现靛玉红可以降低RA-FLSs的迁移、侵袭、炎症和增殖，且证实在细胞迁移过程中抑制了板状伪足的形成，深入了解分子机制还发现靛玉红抑制了PAK1和MAPK的活性。

2.2.4 乳腺炎 赖金伦[39]研究发现靛玉红可以通过抑制TLR4 介导的 NF-κB和 MAPKs信号通路抑制 IL-1β、IL-6、TNF-α、COX-2和MPO的表达，发挥对 LPS 诱导小鼠乳腺炎的治疗和保护作用，机制如图2所示，发挥对 LPS 诱导 MMECs 凋亡的抑制作用，起到抗炎作用。

图2 靛玉红抑制TLR4介导的NF-κB和MAPK发挥对LPS诱导MMECs和小鼠乳腺炎具有防治作用示意图

2.3 抗病毒 Yang Ying等[40]将HepG2.2.15细胞系作为体外细胞模型首次证实了靛玉红具有抗病毒能力，能有效抑制HBV抗原(HBsAg和HBeAg)和HBV DNA的分泌，还能显著降低HBsAg和PTB蛋白水平，可用于治疗HBV感染。 Jie Chong等[41]建立了小鼠H1N1易感性模型，发现靛玉红降低了小鼠流感病毒的易感性、死亡率且减轻小鼠抑制应激模型的肺损伤，机制如图3所示，促进了干扰素-β和干扰素诱导跨膜蛋白3的表达，表明其可能是一种治疗流感的候选药物。

图3 靛玉红诱导的H1N1发病机制在易感模型中的衰减机制示意图

2.4 其他

2.4.1 心脏保护作用 Zheng Suxia等[42]研究了靛玉红对异丙肾上腺素(ISO)诱导的Wistar大鼠心肌梗死心脏标志物的保护作用，发现LDH(1、2)同工酶条带表达增强，心脏和血浆中LPO的水平改善，证实了其显著的保护作用，与靛玉红治疗大鼠的组织病理学研究结果一致，表明大鼠心肌梗死明显恢复。

2.4.2 治疗血液病-血小板减少 Zhao Yajing等[43]研究发现靛玉红能显著增加Treg的数量和功能，并以剂量依赖性的方式抑制效应T细胞的激活，还可恢复ITP患者CD4+T细胞上PD1和PTEN的表达，导致随后AKT/mTOR通路的减弱，确定了靛玉红通过PD1/PTEN/AKT信号通路调节CD4+T细胞的稳态来治疗ITP的一种潜在新机制。Shao Kai等[44]从19名ITP成年患者和20名健康对照(HCs)中分离出PBMCs，发现用靛玉红进行治疗对PBMC活力没有细胞毒性作用，显著增强了ITP患者PBMCs中MPL表达，抑制TNF表达从而降低ITP的炎症反应而在血小板生成中发挥直接作用。

2.4.3 治疗肺纤维化 Wang Qi等[45]研究靛玉红对博莱霉素(BLM)诱导的肺纤维化的影响，发现靛玉红治疗后的小鼠存活率明显提高，并呈剂量依赖性，且显著减轻炎性细胞的浸润，其机制可能是通过抑制TGF-β/Smad信号以剂量依赖性的方式抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞分化。

3 结语

随着国内外对靛玉红不断的深入研究，新的药理作用和机制被发现，市场及临床对于靛玉红的需求越来越大，探求经济高效且简洁的提取分离方法一直是研究的热点，但目前多为实验室级别，需要进行放大以便工业化生产，过程中必会产生一些问题，等待解决和完善。

靛玉红虽有广泛的药理作用，但其在水和油中的溶解性低，口服吸收有限，生物利用度低，导致临床疗效较慢，对其进一步的应用和开发被限制。目前已有研究团队研究出了很多增加溶解性和提高生物利用度的方法，例如合成新的衍生物，对靛玉红3’位进行结构修饰，引入羟肟；药对配伍间的增溶作用，青黛和甘草；以及新型的给药系统，靛玉红白蛋白纳米粒、脂质体和自微乳等，这些都为靛玉红后续的结构优化和剂型改进提供了依据。优化后的靛玉红衍生物其分子机制和作用机理都不甚明确，可对此进行深入研究，为持续的新药研发奠定基础。