香豆素类化合物的药理作用研究进展

张国铎，李 航

(重庆市第一人民医院，重庆 400011)

香豆素(coumarins)是具有苯骈α－吡喃酮结构的一类化合物，可看作是顺式邻羟基桂皮酸脱水形成的内酯，绝大多数在C－7位有羟基或烃基，具有芳香气味。香豆素类化合物在自然界分布广泛，特别是在伞形科、芸香科、豆科、菊科、木犀科和茄科植物中较多，如蛇床子、独活、白芷、前胡、秦皮、茵陈、补骨脂、续随子等;少数发现于动物和微生物，如来自发光真菌(Armillarialla tabescens)的亮菌素类，从海洋真菌中分离出的异香豆素，以及中药僵蚕中含有的香豆素。现代研究表明，香豆素类化合物具有广泛的药理活性，如抗肿瘤、抗艾滋病、抗病毒、抗真菌、抗细菌、抗凝血、抗氧化、增强人体免疫功能等作用，在临床上有广泛的应用。现就其研究进展介绍如下。

1 抗肿瘤作用

早在20世纪60年代，便有香豆素类化合物抗肿瘤作用的报道。近年来，越来越多的具有抗肿瘤活性的香豆素被分离或合成出来。如Reutrakul等[1]从南亚植物 Mammea harmandii中分离出11种香豆素，并通过体外试验证实其中3种香豆素有较强的抗肿瘤作用。Ju等[2]从北美植物 Zanthoxylum americanum中分离出4种吡喃香豆素和2种木脂素，其中3种香豆素对人白血病细胞HL－60有明显的增殖抑制作用。Musa等[3]通过轭合反应结合形成若干个香豆素－雌激素轭合物，并证实其中的轭合物11和13对MCF 7，MDA－MB－435等人乳腺癌细胞株有较强的细胞毒作用。杨秀伟等[4－7]评价了40余种香豆素类化合物对人鼻咽癌、胃癌、肝癌、乳腺癌、表皮癌、膀胱癌、白血病等7种细胞株的抑制作用，发现伞形花内酯刘寄奴酸酯、牛防风素、羌活苷、前胡素和伞形花内酯等香豆素有明显的抗肿瘤作用，且不同的药物对不同种肿瘤有特异的抑制活性。

香豆素类化合物抗肿瘤的作用机制也是多方面的。Kempen 等[8－9]研究发现，2 个溴代香豆素衍生物在体外博伊登室趋化试验(Boyden chamber assay)中可抑制人纤维肉瘤HT1080的侵袭和转移能力，且能抑制人乳腺癌MDA－MB231裸鼠移植瘤的生长，并认为其抗转移作用与尿激酶、纤溶酶、基质金属蛋白酶－2(MMP－2)、基质金属蛋白酶－9(MMP－9)等酶的抑制无关。Thati等[10]合成了二氧乙酸双菲罗啉香豆素的铜络合物，发现其在体外有显著的抗肿瘤作用，而对正常细胞无明显抑制作用，且高浓度下可引起因DNA完全降解而出现的细胞坏死，低浓度下则可诱导剂量依赖的亚二倍体凋亡峰(Sub－G1峰)的产生。Riveiro等[11]的研究发现，7，8－二羟基－4－甲基香豆素可通过活化 JNKs、抑制ERK1/2和PI3K/Akt信号通路，下调原癌基因c－myc，并通过非p53依赖的机制诱导细胞周期抑制因子p21WAF1/CIP1的表达，进而促进肿瘤细胞凋亡，发挥抗肿瘤作用。Yamazaki等[12]从中药刺五加中提取分离出异秦皮素，发现非细胞毒浓度的异秦皮素即可通过抑制ERK1/2磷酸化，在mRNA和蛋白水平抑制人肝癌HepG2及HuH－7细胞基质金属蛋白酶－7(MMP－7)的表达以及肝癌细胞的体外侵袭。此外，香豆素类化合物还可抑制肿瘤血管生成[13]，抑制丝氨酸蛋白酶[14]，下调核因子－κB、通过线粒体途径诱导Caspase酶依赖的细胞凋亡[15]，抑制癌基因ras表达、通过上调Bcl 2蛋白家族促凋亡因子表达而诱导凋亡[16]，抑制NAD(P)H苯醌氧化还原酶活性[17]，调控促分裂原活化蛋白激酶(mitogen－activated protein kinases，MAPK)通路诱导凋亡[18]，抑制人类表皮生长因子受体2(HER 2)和上皮生长因子受体(EGFR)表达[19]，以及具有预防肿瘤的作用[20－21]。

药物发挥药理活性往往与其结构的特殊性有关。对香豆素抗肿瘤作用的构效关系也有较多研究报道。Kawaii等[22]比较了33种香豆素的抗肿瘤活性，其结构主要是含异戊烯基的香豆素、呋喃香豆素和吡喃香豆素，结果发现其中11种香豆素(包括osthenone、山黄陂素、黄陂香豆素、齿叶黄陂素、去甲齿叶黄陂素、欧前胡素、邪蒿内酯、花椒内酯、软木花椒素、脱水长叶九里香内酯、蛇床子素等)对人肺腺癌细胞A549、鼠黑色素瘤细胞4A5、人白血病细胞CCRF－HSB－2、人胃癌淋巴结转移细胞TGBC11TKB均有不同程度的抑制作用，但对正常的人HUVEC、人包皮角化细胞HFK没有或仅有很弱的抑制作用，并且通过结构分析，认为香豆素芳香环上的异戊烯基结构、羟基石炭酸结构、1，1－二甲基烯丙基结构均与其活性密切相关。Riviere等[23]从马达加斯加民间药物伞形科植物 Phellolophium madagascariense Baker中分离提取出蛇床子素、尤里香醇、橙皮内酯等3种香豆素，初步的研究发现，它们对人前列腺癌激素敏感细胞株LNCaP、人前列腺癌激素抵抗细胞株PC3及DU145、鼠白血病细胞株L1210等均有增殖抑制作用，而这3种香豆素的芳香环上均有异戊烯基结构。Kempen等[9]通过对多种结构衍生的香豆素抗肿瘤侵袭和转移活性的比较，发现C－3位上的芳香酯基较硫代酸酯和酰胺酯基更能诱导较强的活性，而在C－6位上乙酰氧甲基和乙酰氨基甲基的作用一致。Belluti等[24]将白藜芦醇的抗肿瘤活性基团3，5－二甲氧基苯基连接到多个香豆素的母核上，发现其中两个带有7－甲氧基的香豆素复合物具有较强的抑制人上皮细胞A431、黑色素瘤细胞JR8增殖的作用，并可诱导人肺癌细胞H460凋亡、诱导G2/M期细胞周期阻滞。

2 抗人类免疫缺陷病毒(HIV)作用

艾滋病即获得性免疫缺陷综合征(acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)，由 HIV引起，目前用于临床治疗的药物，主要以HIV的逆转录酶(HIV－RT)、HIV整合酶、HIV蛋白酶为靶点。1992年Kashman等[25]首次发现，藤黄科胡桐属植物 Calophyllum lanigerum的抽提液对HIV的复制具有很强的抑制作用并对人体正常细胞有保护作用，而其活性物质为香豆素类化合物Calanolide A及Calanolide B，它们对HIV－1－RT有高度专一性，且作用剂量较低，对常用抗艾滋病药耐药株也有较强抑制作用。该药是唯一进入临床试验阶段的抗HIV植物提取物，其后也有大量经过结构改造的活性增强的衍生物出现。Shikishima等[26]从 Prangos tschimgnica地上部分的甲醇提取物中分离得到33个呋喃香豆素，经筛选发现其中独活素、栓翅芹烯醇、石当归素、补骨脂素和佛手内酯均具有抗HIV活性。3－苯氧丙基－4－羟基香豆素及其3－取代的衍生物，均可以竞争性抑制HIV病毒蛋白酶活性[27－28]。Tewtrakul等[29]从亚洲热带地区使用的植物药菊科 Eclipta prostrata Linn.中分离出6个化合物，其中化合物蟛蜞菊内脂(wedelolactone)可以抑制HIV整合酶和HIV蛋白酶活性。Lin等[30]研究发现，一种香豆素衍生物BPRHIV001可通过减少Akt磷酸化，抑制 HIV－1编码的RNA结合蛋白Tat的转录，从而发挥抗HIV－1作用。

3 抗氧化作用

游离氧自由基在人体内的过度蓄积可损伤脂质、蛋白、DNA等，从而引起多种疾病。香豆素类化合物的主要药理活性之一即是清除体内过多的氧自由基。Pedersen等[31]研究了22种结构上相关的4－甲基香豆素对自由基的清除作用，结果发现10μmol/L的O－二羟基香豆素可显著降低应激引起细胞内产生的活性氧簇(ROS)，作用较m－二羟基和单羟基取代的类似物强，而且O－二乙酸基衍生物也有很好的自由基清除作用。由于4－甲基香豆素在体内代谢时不产生有毒的环氧化物中间体，因而被认为是很有希望的抗氧化剂前体药物。Soltani等[32]研究了异戊烯基化的香豆素伞形花素的抗氧化作用，结果发现该药可保护人外周淋巴细胞免受自由基引起的DNA损伤。Beillerot等[33]研究发现，4－甲基－7，8－二羟基香豆素可降低阿霉素引起的人乳腺癌细胞MCF－7内ROS的产生，同时不降低阿霉素的抗肿瘤效果。Murat Bilgin等[34]发现香豆素具有很好的抗氧化和肝细胞保护作用，可有效防治四氯化碳引起的大鼠血清丙氨酸氨基转移酶、天门冬酸氨基转移酶、碱性磷酸酶的升高，其中具有6，7－二羟基结构的七叶亭作用最强，而具有6，7－二甲氧基结构的滨蒿内酯作用次之，提示其抗氧化效用与结构密切相关。

4 抗凝血作用

香豆素类抗凝血药属于维生素K拮抗剂(VKAs)，半个世纪来一直是口服抗凝治疗的基本药物，主要包括双香豆素(dicoumarol)、苄丙酮香豆素(warfarin)、醋硝香豆素(aceniciumarol)、苯丙香豆素(phenprocoumon)和环香豆素(cyclocumarol)，均具有4－羟基香豆素的基本结构。作用原理是这些药物的化学结构与维生素K相似，在肝脏中与维生素K竞争性地结合酶蛋白，抑制酶蛋白活性，从而抑制凝血酶原及维生素K依赖的凝血因子的合成。其中华法林因在胃肠道吸收快而安全，在临床应用广泛[35]。

5 其他

香豆素类化合物还具有抗真菌、抗细菌、抗骨质疏松、抗心律失常、降血压、光敏等复杂多样的药理活性，是具有较大临床应用价值的一类化合物。

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