川芎嗪的药理学作用研究进展

陈方 辛志军

摘要：川芎嗪（ligustrazine，Chuanxiongzine）来源于伞形科等植物，化学结构为四甲基吡嗪（tetramethylpyrazine，TMP），是一种新型的钙拮抗剂，现已能人工合成，主要有磷酸盐和盐酸盐两种类型。研究表明，川芎嗪具有抗凝溶栓，扩张血管、改善微循环，拮抗内皮素保护内皮细胞，提高内源性超过氧化物酶（SOD）活性、清除氧自由基，抑制细胞凋亡和血小板聚集，调节脂代谢，促进骨折愈合等药理作用。随着研究的深入，TMP的临床以用范圍不断的扩大。为明确TMP的药理学机制，现将有关内容整理如下：

关键词：川芎嗪；ligustrazine；Chuanxiongzine；TMP；药理学作用

【中图分类号】R285.6 【文献标识码】A 【文章编号】1672-8602（2014）08-0245-01

1 抗凝溶栓作用

《本草纲目》记载， 川芎味辛， 性温， 归肝胆、心包经， 其功效为活血行气， 祛风止痛。作为目前临床应用最为广泛的中草药注射剂之一，很多情况下考虑了它的活血抗凝作用。姚珍红，等【1】，在对川芎嗪在游离皮瓣移植术后的临床应用中发现川芎嗪用于预防游离皮瓣移植术后预防血管危象较好，和肝素相比对凝血功能的影响较小。易汉文等【2】，对川芎嗪预防骨水泥型全髋关节置换术后深静脉血栓形成的研究发现TMP组44髋中有4髋发现DVT形成，DVT发生率为9.09%；低分子肝素（LMWH）组48髋中也有4髋发现DVT形成，DVT发生率为8.33%，均为手术侧，两组均低于文献所报告未用药DVT的发生率。进一步分析发现TMP组4例均为下肢远端血栓而LMWH组4例中有1例为下肢近端血栓，3例为下肢远端血栓，均未见下肢全静脉血栓及髂静脉血栓，两组比较，P>0.05；且两组患者中均未出现症状性肺栓塞，统计学分析发现川芎嗪及克赛（伊诺肝素）均能有效改善患者术前高凝状态，对血小板计数则无明显影响。越来越多的临床实践和研究表明，川芎嗪具有抗凝溶栓作用，越来越多的用于治疗脑栓塞、心肌梗死等疾病。

2 改善微循环作用

川芎嗪具有抑制二磷酸腺苷（ADP）引起的血小板聚集， 能使已聚集的血小板解聚， 并能降低血小板表面活性， 降低血黏度及血脂， 能增加微动脉口径， 使微动脉、微静脉及毛细血管的口径增粗， 流速加快， 增加单位面积内开放的毛细血管数， 改善血液流变性。 Cheng Gao等【3】，通过制作蛛网膜下腔出血的大白鼠模型，运用川芎嗪进行研究，观察它在脑血管痉挛、早起脑损伤的治疗效果及其机制，发现川芎嗪提高了神经病学分数，减轻脑水肿和脑血管痉挛，治疗组大鼠大脑皮层原位末端标记TUNEL阳性的凋亡细胞显著减少，免疫组织化学检测P53肿瘤抑制蛋白在蛛网膜下腔出血对照组中显著增高，而在治疗组中未能显著发现。通过免疫印记方细胞凋亡蛋白caspase-3在川芎嗪治疗组中显著减少，但大鼠凋亡因子bax，bcl-2蛋白的表达实验组中没有明显的不同。结果表明：川芎嗪能减轻蛛网膜下腔出血大鼠脑血管痉挛和早期的脑缺血损伤，其潜在的机制可能部分与抗caspase-3细胞凋亡途径有关。此外尚有报道指出，川芎嗪作为一种该拮抗剂，不仅能阻止Ca2+内流，而且能增加Ca2+外流，阻断血管平滑肌上的肾上腺β受体。由于川芎嗪的改微循环作用，常用来治疗糖尿病周围神经病变等疾病。

3 保护内细胞作用

有研究发现川芎嗪能够保护血管内皮细胞和促进其修复，内皮素能够反应内皮细胞的损伤程度。Yang OU等【4】，通过过氧化氢诱导人脐带静脉内皮细胞凋亡模型，研究发现四甲基吡嗪的类似物CXC195具有阻断P53表达和凋亡蛋白caspase-3激活的作用，而且能增加bcl-2对氧化刺激的反应，此外，CXC195能在细胞遭受氧化损伤时显著的提高抗凋亡的细胞外信号管理激酶-1/2（ERK1/2）的磷酸化水平。Li Feng等【5】，通过夹闭雄性小鼠的左肾动脉开放肾静脉制作肾缺血在灌注损伤模型，研究川芎嗪对缺血再灌注肾脏的保护机制，对缺血再灌注损伤肾脏的氧化应激、中性粒细胞征募、促炎因子和粘附分子的分析，川芎嗪预处理组小鼠的缺血再灌注损伤明显减少（治疗组和非治疗组组织学分数，4.2 ± 0.4 versus 0.9 ± 0.3；P<0.01），使得随过氧化物酶（myeloperoxidase ，MPO）活性明显下降了38.6%，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase ，SOD）活性增加了39.6%，此外，川芎嗪还抑制细胞凋亡和TNF-a 、 细胞间粘附分子-1（intercellcular cell adhesion molecular -1，ICAM-1）的过度表达，消除中性粒细胞募集，实验表明川芎嗪具有保护鼠科肾脏缺血血管损伤的作用。成春英等【6】观察川芎嗪（TMP） 对凝血酶诱导脐静脉血管内皮细胞株ECV304 表达组织因子（TF） 的影响时，在给予凝血酶之前30min 用TMP（125～1000%μg/ml）预处理ECV304 细胞，TMP 可呈剂量依赖式地抑制凝血酶（20U/ml）诱导ECV304 细胞PCA（r=-0.9644， P<0.01）和TFmRNA（r=-0.9576， P<0.05）增加的作用，在1000μg/ml 时抑制作用达到最强；在凝血酶刺激ECV304 细胞后4、6、8、10、12%h，TMP（1000%μg/ml）均可以抑制凝血酶诱导的ECV304 细胞PCA 增加，在8h 时最明显（P<0.05）。TMP 可抑制凝血酶诱导ECV304 细胞TF 的表达，这一作用是在mRNA 水平上实现的。这些研究结果提示，川芎嗪可以在组织的缺血再灌注损伤和保护内皮细胞方面大有作为，临床上越来愈多的用于治疗急慢性肾衰。

4 抗氧化凋亡作用

Xin-Rui Cheng等【7】研究发现，TMP不仅能抑制抗细胞凋亡蛋白Bcl-2的下调、大鼠凋亡因子Bax的上调及线粒体细胞色素c在细胞基质中的释放，而且还能降低细胞凋亡因子caspase-3的活性，最终保护了过氧化氢诱导的凋亡细胞。研究结果提示TMP 抗过氧化氢诱导的细胞凋亡可能是通过调节Bcl-2抗凋亡家族，抑制细胞色素c释放，和抑制PC12细胞的凋亡瀑布激活。Yang Ou，Xiu-Liu Guo等【8】，发现四甲基吡嗪二苯甲基哌嗪（tetramethylpyrazine diphenymethyl piperazidine ，TMPDP），川芎嗪的衍生物，具有保护人脐带静脉内皮细胞（Human umbilical vein cells，HUVECs）免受过氧化氢的氧化。通过对脐静脉内皮细胞的活性测定，表明当细胞暴露于H2O2 时，细胞的稳定性明显下降，当引入TMPDP后明显逆转了细胞的不稳定状态，显著减小了乳酸脱氢酶（LDH）的释放，减少H2O2 脂质过氧化作用。对通过DPPH方法研究TMPDP的抗氧化作用表明它具有稳定的抗氧化作用，它能增加内源性抗氧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）的活性，减少活性氧（ROS）和细胞内游离Ca2+ 的浓度。结果表明TMPDP能通过清除ROS和调节细胞内的钙浓度保护HUVECs免受氧化损伤、抑制细胞凋亡。Tsung-Kuei Kao等【9】，对大鼠通过颈内动脉和大脑中动脉造脑梗死模型，研究发现TMP对脑缺血有呈剂量效应关系的神经保护效果，能减少模型大鼠神经细胞的损失和脑梗死的范围，TMP减少了脑组织缺血再灌注损伤诱导的内核小体DNA碎片，caspase-8、caspase-9，和caspase-3的激活和细胞色素c的释放，模型组经蛋白印迹显示Bcl-2和Bcl-xL数量下调和Bax上调，小神经胶质细胞的激活和或缺血区炎症细胞的招募、单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein 1 ，MCP-1）的表达能被TMP抑制。结果发现TMP保护脑组织缺血再灌注损伤的部分原因可能是通过抑制炎症反应，减少神经细胞凋亡和抑制神经细胞丢失川。芎嗪的这些药理作用对于脑梗死、心肌梗死有积极的预防作用，在器官移植缺血再灌注损伤有了运用前景。

5 骨細胞保护作用

有报道川芎嗪可以加速成纤维细胞的分泌过程及细胞周期的过程促进骨折愈合。Xiao-dong Ju等【10】，通过白介素-1（interleukin-1，IL-1 ）诱导白兔骨节软骨蛋白多糖降解和软骨细胞软骨细胞凋亡，研究川芎嗪对移植软过和软骨细胞的保护作用，兔关节软骨和软骨细胞分别在没有TMP的培养基中培养和在含不同浓度TMP（50， 100 or 2000UM）的培养基中培养72小时，所有的培养基含IL-1（10 ng/ml）。通过1，9-二甲基亚甲蓝（1，9-dimethylmethylene blue ，DMMB）测定软骨移植物释放入培养基中粘多糖（glycosaminoglycan ，GAG）的总量；即时定量逆转录聚合酶链反应分析软骨移植物的MMP-3和TIMP-1基因表达；MTT测定软骨细胞活性。发现IL-1能增加GAG在培养基中的水平，诱导了MMP-3表达和阻止了TIMP-1的表达，IL-3使细胞的稳定性和线粒体膜电势降低，通过激光共聚焦显微镜（laser scanning confocal microscopy ，LSCM）、流式细胞仪、特殊试剂盒，发现IL-3增加了软骨细胞内活性氧的水平、caspase-3的活性和细胞的凋亡率。而运用TMP的治疗组显示，TMP减轻了IL-3诱导的剂量依赖的软骨和软骨细胞的损伤，减少了软骨GAG的降解和MMP-3mRNA产物，扩增了TIMP-1mRNA产物，TMP也增加了细胞的稳定性，此外，TMP还通过抑制活性氧的产生，维护线粒体膜电势稳定和下调caspase-3活性，进而抑制了软骨细胞凋亡。结果证明，TMP具有软骨及软骨细胞保护作用，提示TMP可以作为一种药剂，为治疗股骨头坏死等疾病开辟了新的用药前景。

6 小结

综上所述川芎嗪的药理作用机制非常复杂，经查阅大量的文献，近年来对其研究越来越多，但大多数工作主要由大陆、港台地区完成。其作用机制广泛，临床运用副作用少，药源广泛，为今后的研究其分子结构和四个甲基改造，探索其药理作用提供了广阔的条件，为祖国中药的现代化、科学化做出贡献。

参考文献：

[1] 姚珍红，梁德，黄可儿，等.川芎嗪在游离皮瓣移植术后的应用体会[J].中国中医骨伤科，2003，3（5）：1-2.

[2] 易汉文.川芎嗪预防骨水泥型全髋关节置换术后深静脉血栓形成的研究.湖南中医杂志，2010，26（2）：48-50.

[3] Cheng Gao， Xiangzhen Liu ， Wei Liu ， Huaizhang Shi ，Zhenhuan Zhao，Huirong Chen，Shiguang Zhao.Anti-apoptotic and neuroprotective effects of Tetramethylpyrazine following subarachnoid hemorrhage in rats..Autonomic Neuroscience： Basic and Clinical 141 （2008）： 22–30.

[4] Yang OU，Xue DONG，et al.Mechanism of Tetramethylpyrazine Analogue CXC195 Inhibition of Hydrogen Peroxide-Induced Apoptosis in Human Endothelial Cells .Biol. Pharm. Bull，2010，33（3）： 432—438.

[5] Li Feng， Ph.D.，Nengwen Ke， M.D，et al.The Protective Mechanism of ligustrazine Against Renal Ischemia/Reperfusion Injury.Journal of Surgical Research ， （2009）

[6] 成春英，孙勇，文志斌，等.川芎嗪对凝血酶诱导血管内皮细胞组织因子表达的影响[J].南方医科大学学报，2009；（28）9：1743-7：1-8.

[7] Xin-Rui Cheng，Li Zhang，et al.Neuroprotective effects of tetramethylpyrazine on hydrogen peroxide-induced apoptosis in PC12 cells.Cell Biology International ，31 （2007） ：438-443.

[8] Yang Ou，Xiu-Liu Guo，et al.TMPDP，a tetramethylpyrazine derivative，protects vascular endothelial cells from oxidation damage by hydrogen peroxide.Pharmazie，2010：755-9.

[9] Tsung-Kuei Kao ， Yen-Chuan Ou ， et al.Neuroprotection by tetramethylpyrazine against ischemic brain injury in rats.Neurochemistry International ，48 （2006） ：166–176.

[10] Xiao-dong Ju， Min Deng， Ying-fang Ao， Chang-long Yua，et al.The protective effect of tetramethylpyrazine on cartilage explants and chondrocytes.Journal of Ethnopharmacology 132 （2010） ：414–420.