天然产物来源的黄嘌呤氧化酶抑制剂研究进展

（重庆工商大学药物化学与化学生物学研究中心，重庆 400067）

（重庆工商大学药物化学与化学生物学研究中心，重庆 400067）

高尿酸血症及痛风是当今社会的常见病、多发病,至今无法根治。尽管临床常用的降尿酸药物,如别嘌呤醇疗效确切,但副作用大,使其应用受到明显限制,故寻找新的安全、高效的降尿酸活性物质一直是研究热点之一；黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XOD)是介导尿酸生成的重要酶；旨在对天然产物提取物、活性部位和单体成分抑制黄嘌呤氧化酶活性的研究成果进行综述。

黄嘌呤氧化酶；天然产物；高尿酸血症；痛风

高尿酸血症（hyperuricemia，HUA）是嘌呤代谢性疾病，由遗传、药物、肾脏疾病、进食过多高嘌呤高蛋白食物等多种因素引起嘌呤代谢紊乱，使尿酸生成过多或排泄减少所致［1］。高浓度血尿酸对肾有直接伤害，可导致肾纤维化、肾衰竭，也可诱发高血压［2］，目前高尿酸血症已被公认为冠心病的危险因子［3］。大约10%高尿酸血症患者的尿酸以钠盐的形式沉积在关节、软组织、软骨和肾脏中，引起组织的炎症反应导致痛风［1］。

在临床上抑制XOD的药物包括别嘌呤醇、非布司他等。虽然别嘌呤醇一直延用至今，但副作用多且严重，用后病人可有发热、过敏性皮疹、腹痛、腹泻、白细胞及血小板减少，甚至有肝功能损害等副作用［4］，因此寻找新的低毒、高效的XOD抑制剂显得尤为重要。天然产物来源的XOD抑制剂毒性小，安全性高，引起了广泛关注。旨在对中药来源的XOD抑制剂的研究成果做一综述。

1 高尿酸血症的危害

高尿酸血症是在遗传因素基础上合并个体和社会环境因素综合作用引起的一种症状［5］。目前对高尿酸血症的定义是血清尿酸男性≥7 mg/dL，女性≥6 mg/dL［6］。尿酸本是内源性抗氧化剂之一，但是当体内形成粥样斑块时，其抗氧化能力就会转变为致氧化能力，促进低密度脂蛋白的氧化和脂质过氧化，从而加速血管损伤及斑块形成。高尿酸血症患者由于血尿酸水平较高，高浓度的尿酸可沉积于肾小管和肾间质，损害肾功能，使肾小球滤过率下降，引起高血压；尿酸盐沉积在血管壁，直接损伤血管内膜而导致动脉硬化，亦可使血压升高；另外。高尿酸血症还能促进血栓的形成、加重动脉硬化、干扰脂肪代谢、损伤内皮功能和促炎作用［5］。在慢性心力衰竭和高血压患者中已经发现高尿酸血症与心血管事件的发病率和死亡率相关，高尿酸血症已被公认为是心血管事件的一项独立危险因素［7］。

2 黄嘌呤氧化酶结构特征

黄嘌呤氧化酶是人体内重要的氧化酶，主要参与核酸的代谢［8］，能催化次黄嘌呤生成黄嘌呤，再进一步生成尿酸和自由基［9］。它由1 330个氨基酸构成，其氨基酸序列在鼠和人之间具有90%的同源性，由两个完全对称的结构单元构成。每一个结构单元为145 ku，其催化中心包括一个钼蝶呤中心、两个铁-硫中心和一个黄素腺嘌呤二核苷酸，其中钼蝶呤中心是黄嘌呤氧化酶催化黄嘌呤生成尿酸的关键位点［4］。有效抑制XOD活性可减少黄嘌呤向尿酸的转化，从而可治疗高尿酸血症。

3 中药及其提取物

（1）玉米须。姜彤伟［10］等通过测定黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶体系产生尿酸和超氧离子的生成量的研究发现，玉米须50%乙醇提取物对XOD的IC50为6μg/mL，阳性对照药别嘌呤醇对XOD的IC50为1.1μg/mL。

（2）虎杖提取物。利用尿酸酶抑制剂法和腺嘌呤加乙胺丁醇法分别复制小鼠高尿酸血症模型，侯建平［11］等发现虎杖醇提取物可明显降低高尿酸血症模型小鼠的血尿酸水平，并可显著抑制XOD的活性，当灌胃剂量为360 mg/（kg·d）时XOD抑制率为37%。

（3）土茯苓。郭淑云［12］等观察了土茯苓对酵母致高尿酸血症小鼠的生化指标的影响，发现与模型组相比，给予土茯苓水提物后小鼠的血清尿酸、肌酐、胆固醇、甘油三酯、尿素氮水平均有不同程度降低，XOD活性降低25.3%。

（4）土连翘。杨增明［13］等通过采用高效液相色谱法检测尿酸的生成量而研究土连翘体外抑制XOD活性，发现土连翘50%乙醇提取物抑制XOD活性IC50值为1 569μg/mL，除水溶部位对XOD没有抑制活性外，各部位（氯仿部位、乙酸乙酯部位和正丁醇部位）对XOD均有抑制活性，51μg/mL各部位溶液抑制牛奶XOD活性的抑制率分别57.92%、16.27%和18.22%。

（5）香椿提取物。梁宁［14］等发现香椿水提取物对XOD有显著抑制功效，且呈剂量效应关系，其IC50为151.6μg/m L。

（6）猫须草提取物。赵雪梅［15］等研究猫须草不同提取物对XOD活性的抑制作用，结果显示猫须草乙酸乙酯提取物是抑制XOD活性的有效部位，其IC50为0.88μg/mL。

（7）北美落叶松。Owen［16］等通过对18科中的26种北美人用于治疗痛风与相关疾病的传统植物甲醇提取物进行研究发现，100μg/m L北美落叶松甲醇提取物对黄嘌呤氧化酶的抑制率达86.33%。

（8）红瓜和荆条。有学者［17］研究了印度本土人用于治疗痛风的来自不同科的6种植物的水提物、甲醇-水混合提取物和甲醇提取物，发现在18种提取物中在100μg/m L时有14种有抑制活性。其中的红瓜和荆条甲醇提取物可分别降低血清尿酸浓度34%和55%。

4 活性部位

（1）梅花总黄酮。郑小微［18］等发现梅花总黄酮对 XOD的抑制呈现浓度依赖关系，IC50值为85.45μg/m L，表明源自青梅花的生物总黄酮具有显著的XOD抑制活性，可作为潜在的预防高尿酸血症的膳食功能因子进行深入研究和开发。

（2）买麻藤提取物。杨琴芳［19］等在寻找买麻藤抑制XOD的活性部位的试验中发现，买麻藤水提物和总茋提取物对XOD都有明显的抑制作用，其半数抑制浓IC50分别为254.4、26.8μg/mL。由于买麻藤总茋提取物半数抑制浓度较买麻藤水提物低10倍左右，推测买麻藤对黄嘌呤氧化酶抑制作用主要源于其中的茋类化合物。另外选用了茋类化合物的单体白藜芦醇苷作为对照，结果发现白藜芦醇苷对XOD抑制活性更强，IC50达到2.9μg/m L。这在一定程度上证实了茋类化合物是买麻藤中对黄嘌呤氧化酶抑制的主要成分。

（3）桑叶黄酮。王珂［20］等通过研究桑叶黄酮对腺嘌呤诱导大鼠高尿酸血症、肾损伤的防治作用，发现桑叶总黄酮可显著降低血清尿酸水平，与别嘌醇的降尿酸效果相当，并能显著降低尿酸氮、肌酐、丙二醛、甘油三酯、游离脂肪酸水平和肝脏系数、肾脏系数。进一步研究发现桑叶黄酮可以降低XOD的活性，灌胃剂量为200mg/（kg·bw）时XOD活性较模型组降低38.5%。

5 单体

（1）杨梅酮。杨梅酮（3，5，7，3′，4′，5′-六羟基黄酮）又名杨梅素，属六羟基黄酮类化合物，具有极高的抗氧化和清除自由基的活性［21］。梁启超［21］等研究发现，杨梅酮与XOD的作用为匀速反应，且为XOD的“自杀性”底物。

（2）海参皂苷。徐慧静［22］等通过研究海参皂苷对酵母浸粉诱导的高尿酸血症小鼠的尿酸代谢及相关酶活性的影响，发现高剂量组（0.1%海参皂苷）和低剂量组（0.05%海参皂苷）血清尿酸水平较模型组分别降低了53.1%和55.6%，肝脏XOD的活性分别降低了26.3%和28.6%。

（3）槲皮素。姚芳芳［23］等研究了槲皮素和芹菜素对腺嘌呤联合盐酸乙胺丁醇诱导大鼠高尿酸血症的影响，发现槲皮素和芹菜素组较模型组血清尿酸水平分别降低了38.4%和37.8%；且槲皮素组较模型组血清和肝脏XOD的活性分别抑制了30.2%和25.6%，而芹菜素对肝脏XOD无明显影响。

（4）伞形酮。阚锦晴［24］研究发现伞形酮对XOD的抑制作用属混合型，在浓度低于100μmol/L时伞形酮对XOD有较明显的抑制作用，但是当浓度高于100μmol/L时，由于伞形酮重排作用和由重排作用产生的产物会降低其对XOD的抑制效应。

（5）迷迭香酸。尚雁君［25］等通过分别测定5 min尿酸生成量和超氧离子生成量来研究迷迭香酸对XOD的抑制作用，发现迷迭香酸是XOD的竞争性抑制剂，能显著抑制尿酸和超氧离子的生成，测得其IC50分别为56μg/mL和21μg/mL。

（6）金银花分离物。李英［9］等从金银花中提取出来了20个单体化合物，并将其进行了筛选，发现8个酚酸类化合物和4个黄酮类成分在体外具有抑制XOD活性的作用。其中3，4-二咖啡酰奎宁酸甲酯、槲皮素和木犀草素有很好的活性，其IC50分别为8.36、6.46、2.08μmol/L。

（7）芹黄素。Lin［26］等通过分子模拟黄酮对XOD的作用发现槲皮素、异牡荆素和芹黄素等对XOD均具有抑制作用。在所测黄酮（槲皮素、杨梅酮、芹黄素、染料木黄酮、山奈酚、异牡荆素）中异牡荆素对XOD的抑制作用最弱（Ki为5.22μM），芹黄素对其抑制作用最强（Ki为0.61μM）；其中对照品别嘌呤醇Ki为0.34μM。

（8）紫草酸。Liu［27］等对紫草酸的研究发现，在体外实验中紫草酸具有抑制XOD的作用，紫草酸抑制尿酸的IC50为5.2μg/m L，且为竞争性抑制。

（9）姜黄素。Shen［28］等通过分子对接技术研究发现姜黄素与XOD结合作用弱，而他的降解产物反式-6-（4′羟基-3′甲氧基苯基）-2，4-二氧代-5-己烯表现出很强的XOD抑制作用，其Kd为4.57μM。

（10）高良姜黄素等。Hoorn［29］等研究发现高良姜黄素、白杨黄素、芹黄素、毛地黄黄酮、漆黄素、山奈酚、槲皮素、杨梅酮、桑色素对XOD均具有抑制作用，其IC50均小于40μM。

（11）肉桂醛。Wang［30］等研究了土肉桂叶子中提取的香精油对小鼠XOD的抑制作用，发现香精油具有很强的XOD抑制活性（IC50=16.3μg/mL）；而其水提取物和乙醇提取物均不表现出抑制活性。香精油中的肉桂醛表现出很强的抑制活性（IC50=8.4μg/mL）。在给予小鼠胃灌肉桂醛150 mg/kg剂量时，血液中尿酸含量从5.25±0.63mg/dL降为2.10±0.04mg/dL，与模型组相比降低了84.48%。

（12）芹菜素苷。Jiao［31］等从灯笼草乙醇提取物得到一种新的芹菜素苷（芹菜素-4′-O-（2〃OP-香豆酰）-A-D-吡喃葡萄糖苷），该物质具有抑制XOD的作用，其IC50为23.95μM。

6 黄嘌呤氧化酶抑制剂研究的前景

近20年来，随着人民生活水平的提高，饮食结果的改变，高尿酸血症和痛风的发病率逐年增高［32］。作为临床的一线药物别嘌呤醇能有效的抑制XOD，但别嘌醇还抑制嘌呤和嘧啶通路的其他酶，导致较多不良反应，大概有5%患者不耐受，出现发热、皮疹、脱发、肾损害以及致命的过敏性肝坏死［1］。源自天然产物的XOD抑制剂具有来源广泛，安全性高的特点而受到广泛关注。目前我国对XOD抑制剂的研究尚处在起步阶段，主要还是处于体外研究、实验动物研究阶段［8］。随着研究的深入，并对不同天然产物成分药理药效作用不断的了解，为从中筛选出低毒高效的黄嘌呤氧化酶抑制剂提供了可能。

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天然产物来源的黄嘌呤氧化酶抑制剂研究进展

谭明亮，陈 刚

Research Progress in Xanthine Oxidase Inhibitor from Natural Products

TAN M ing-liang，CHEN Gang

（Research Center for Medical Chemistry and Chemical Biology，
Chongqing Technology and Business University，Chongqing 400067，China）

Hyperuricemia and gout are common and frequently-occuring diseases and can not be cured currently.Although frequently-used clinical hypouricemic medicine，allopurinol，has notably curing effect，its sideeffect is serious，and its application is obviously restricted.As a result，it has been a hot point to search for hypouricemicmedicineswith high activity and low toxicity.Xanthine Odidase is an importantenzyme to catalyze the production ofuric acid.This paper aims to review the research achievement for the extraction of natural products and the inhibition of Xanthine Oxidase activity by active site andmonomer components.

Xanthine Oxidase；natural product；hyperuricemia；gout

田 静

O69

A

1672-058X(2014)02-0086-05

2013-07-10;

2013-09-27.

谭明亮（1990-），男，江西九江人，硕士研究生，从事天然产物生物活性研究与开发.