黄 斯, 潘雨薇, 蓝 海, 余 璇, 陈凤国, 佟 义, 赵国平
(暨南大学医学院,广东广州510632)
[综 述]
茯苓酸药理学研究进展
黄 斯, 潘雨薇, 蓝 海, 余 璇, 陈凤国, 佟 义, 赵国平*
(暨南大学医学院,广东广州510632)
茯苓酸是中药茯苓的特有成分,也是茯苓的主要活性成分之一,具有多种与药效有关的药理活性。目前茯苓酸已经引起广泛关注,对其研究越来越多,本文就茯苓酸在抗肿瘤、抗炎、抗氧化、降血糖、镇静催眠等方面的药理作用及其药物代谢动力学研究进展进行综述,为茯苓酸的进一步研究提供依据。
茯苓酸;药理学;药理作用;药物代谢动力学
茯苓是多孔菌科真菌茯苓的干燥菌核。传统中药理论认为茯苓具有利水消肿、健脾渗湿、宁心安神功效。茯苓主要成分有茯苓多糖和三萜类物质,茯苓酸(Pachymic acid,PA)是茯苓特有的一种四环三萜化合物,也是茯苓的主要活性成分之一,具有多种与药效有关的药理活性。Shu S等[1]利用从头测序和转录组分析测得茯苓酸在干燥茯苓菌核中的量为0.174%。近年来,随着茯苓酸分离方法的不断完善,其单体药理活性的研究越来越多,已经引起广泛关注。陈少军等[2]采用PharmMapper、PyRx 0.8、Autodock Vina等工具,通过反向分子对接技术对茯苓酸潜在治疗靶点进行预测,发现转甲状腺蛋白、维生素D3受体、11β羟基类固醇脱氢同工酶可能是其潜在靶点。
1.1 抗肿瘤作用 茯苓酸对结肠癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌等肿瘤细胞的增殖和侵袭都有显著抑制作用。LiG等[3]发现茯苓酸对人结肠癌细胞株具有中等程度的细胞毒活性(IC50:29.1 mmol/L),对DNA拓扑异构酶I(100 mmol/L时43.5%)和II(20 mmol/L时43.9%)都有较强抑制作用。Ling Hui等[4]对人乳腺癌细胞进行研究发现茯苓酸 (20μmol/L)阻断核因子κB抑制物激酶(IKK)磷酸化,减少核因子κB抑制物α(IκBα)降解,不影响丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK)磷酸化水平,抑制核因子κB(NF-κB)信号通路(对转录激活蛋白AP-1没有影响),从而降低基质金属蛋白酶-9(MMP-9)蛋白表达量,抑制乳腺癌细胞侵袭能力。Hong R等[5]也发现茯苓酸(10~40μg/mL)抑制磷酸肌酸转运蛋白3(PITPNM3)磷酸化,阻止其配体趋化因子CCL18与PITPNM3结合,抑制乳腺癌细胞转移和侵袭。Zhou L[6]发现茯苓酸对非小细胞肺癌细胞A549有显著细胞毒性,Ling Hui等[7]也发现茯苓酸 (30~200μmol/L)浓度依赖性抑制A549生长,除细胞毒作用,茯苓酸可破坏线粒体膜电位,抑制白细胞介素-1β(IL-1β)引起的NF-κB、MAPKs激活,降低胞浆型磷脂酶A2(cPLA2)、环氧化酶-2(COX-2)活化水平,减少花生四烯酸代谢,起潜在肿瘤预防作用。Cheng S等[8]发现茯苓酸呈浓度依赖性效抑制人胰腺癌细胞Panc-1、MiaPaca-2、AsPc-1和BxPc-3增殖(0.125~25μmol/L)和侵袭(1.0~5.0μmol/L),且对正常胰腺导管上皮细胞的增殖影响很小。Gapter L等[9]研究发现茯苓酸(20~40μg/mL)通过减少前列腺素合成和蛋白激酶 (Akt)活性,减少前列腺癌细胞增殖。茯苓酸降低凋亡相关蛋白Bad磷酸化,提高B淋巴细胞瘤-2基因 (Bcl-2)磷酸化,并激活半胱天冬酶-9和-3,表明其通过线粒体功能障碍启动细胞凋亡。此外,茯苓酸对非雄激素敏感的前列腺癌细胞DU145表现出更强生长抑制作用。
1.2 抗炎抗氧化作用 Cuélla M J[10-11]、Giner E M[12]、Prieto JM[13]发现茯苓酸对皮肤、口腔、耳道等局部炎症有显著抗炎作用,其抗炎作用是通过抑制磷酸酶A2(PLA2)、白三烯B4分泌,降低5-脂氧合酶、弹性蛋白酶、COX-2活性实现的。炎症因子会启动细胞氧化应激反应,Sekiya N等[14]发现茯苓酸 (25~1 000μg/mL)能抑制2,2-偶氮二 (2-甲基丙基咪)二盐酸盐 (AAPH)引起的人红细胞溶血,在50~500μg/mL时抑制率超过60%。Kim TG等[15]研究AH plus根管充填剂引起的MC-3T3 E1细胞炎症和氧化应激模型发现茯苓酸通过恢复碱性磷酸酶(ALP)活力,下调NO、TNF-α、IL-1β生成,减少NF-κB配体受体激活剂、COX-2、MMP-2、MMP-9,移除活性氧簇(ROS),减轻AH Plus对MC-3T3 E1细胞引起的炎症及氧化应激状态的不利影响,恢复细胞活力。
除此之外,茯苓酸(15μmol/L)可抑制NF-κB易位、增强核因子E2相关性因子2(Nrf2)易位,增强血红素加氧酶-1蛋白表达量,改善H2O2导致的人牙髓细胞炎症和氧化应激状态[16]。
1.3 降血糖作用 Huang Yu Chuan等[17]发现茯苓酸 (1.0 μmol/L)提高3T3-L1细胞GLUT4受体表达量,促进其向胞膜转移,提高诱导分化的脂肪细胞胰岛素受体底物(IRS)-1、Akt、腺苷酸活化蛋白激酶 (AMPK)磷酸化水平,增强3T3-L1细胞对葡萄糖摄取能力。此外实验还证明茯苓酸可以诱导脂肪细胞中甘油三酯的积累,阻止其降解。在体实验也发现[18]茯苓酸 (10 mg/kg)灌胃能显著降低db/db小鼠和链脲佐菌素(STZ)(200 mg/kg)诱导的C57BL/6J小鼠2型糖尿病模型血糖水平,其机制可能是增强胰岛素敏感性有关,但并未激活PPAR-γ信号通路。
1.4 镇静催眠作用 Shah V K等[19]发现茯苓酸(5 mg/kg)灌胃能提高谷氨酸脱羧酶65/67表达水平,显著减少ICR小鼠活动度,增强戊巴比妥诱导的睡眠时间,缩短入睡前等待时间。茯苓酸镇静催眠效果是通过γ-氨基丁酸能系统实现的,茯苓酸可以提高氨基丁酸A型受体α和β亚基水平,降低γ亚基的水平。
1.5 其他作用 李春雨等[20]报道茯苓酸 (1~10 mg/kg)灌胃延长接受心脏移植手术SD大鼠生存时间,减少心肌细胞炎症反应和坏死,降低血清炎症因子IL-2和IFN-γ水平;Zhang Fan等[21]也发现茯苓酸 (10 mg/kg)灌胃降低接受心脏移植手术的雄性SD大鼠排斥反应。茯苓酸的抗排斥作用是通过稳定线粒体跨膜电位,抑制外周血淋巴细胞(PBLs)凋亡,抑制CD8+淋巴细胞百分比,但对CD4+淋巴细胞未见显著影响。通过双电极电压钳技术,Lee JH等[22]发现在非洲爪蟾卵母细胞上,茯苓酸存在电压依赖性的抑制5羟色胺3A受体(IC50:3.2+/-0.2μmol/L)。Cai TG[23]等发现茯苓酸(20μmol/L)降低脂多糖(LPS)引起RAW 264.7细胞NO生成增加,这可能与茯苓酸降低AP-1表达水平,从而导致其目的基因诱导型一氧化氮合酶(iN0S)表达水平下降有关。周宏超[24-25]等发现茯苓酸(1~10μg/mL)抑制志贺样毒素II型变异体引起大鼠肠粘膜微血管内皮细胞NO、内皮素1、血栓素A2、细胞间黏附分子1分泌过量,阻止血栓形成,缓解肠道微循环障碍。Keller A C等[26]研究发现茯苓酸具有显著的抗微生物功效。王伟等[27]研究茯苓酸 (1~5 mg/kg)灌胃对C57小鼠梗阻性肾积水导致的肾间质纤维化的作用,发现茯苓酸可能通过下调转化生长因子-β1(TGF-β1)、p-Smad2/3、MMP-9表达水平,减少肾间质胶原纤维蛋白-1、纤维黏连蛋白、平滑肌肌动蛋白mRNA和蛋白表达水平,减轻组织纤维化和病理损伤。
Ling Yun等[28]用茯神乙醇提取物对SD大鼠灌胃,收集灌胃后24 h内大鼠排泄的全部尿液,以及灌胃后第1、2、3、4、6、8小时的血浆,通过LC-ESI-MSn法,研究提取物所含34种化合物在大鼠体内代谢情况,发现仅有茯苓酸在血浆和尿液中都检测到。Alatengqimuge Y等[29]采用HPLC-UV方法,研究茯苓酸药物代谢动力学发现茯苓酸(30 mg/kg)经静脉注射大鼠,血浆中茯苓酸半衰期为(8.79±6.80)h,药时曲线下面积AUC(0~inf)(18.90± 9.39)mg/(h·mL),消除率(CL)(0.53±0.28)L/h,分布容积V(ss)(5.60±4.60)L,平均滞留时间 (MRT)(0~inf)(12.58±9.95)h。Zheng Y等[30]利用Caco-2细胞建立单层肠上皮细胞模型,使用RP-HPLC-UV检测210 nm处最大吸收波,研究茯苓酸从顶层 (AP侧)到基底层(BL侧)以及从BL侧到AP侧的渗透能力。结果发现茯苓酸在AP侧到BL侧的交通参数和表观渗透系数(Papp)为(9.50+/-2.20)×10-7cm/s,从BL侧到AP侧为(11.30+/-5.90)×10-7cm/s,高于相同条件下的阿替洛尔Papp。实验证明茯苓酸在Caco-2细胞模型中运输时间与浓度呈线性关系。除了被动扩散,茯苓酸跨细胞运输部分有ATP参与。
综上所述,茯苓酸具有抗肿瘤、抗炎抗氧化、降血糖、镇静催眠等药理作用,其作用机制涉及到MAPK、NF-κB、Nrf2、Akt、AMPK等多条信号通路。目前对于茯苓酸的研究比较多的集中在药理作用方面,尤其集中于抗肿瘤作用的研究,对于药物代谢动力学的研究较少,对茯苓酸在各效应器官内分布水平,据笔者所知未见报道,从中药理论上看,茯苓具有利水消肿的功效,茯苓酸对此是否有相关药理作用,据笔者所知也未见报道。而且,对于茯苓酸药理作用研究和药物代谢动力学研究是分开进行的,无法确定建立时间-血药浓度-效应之间的关系,如果能进行药效-药动结合模型的研究,确定给药方案-血药浓度-药物效应三者之间的关系,对揭示血药浓度及效应之间的内在联系将会有重大帮助。
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R285.5
A
1001-1528(2015)12-2719-03
10.3969/j.issn.1001-1528.2015.12.031
2014-11-29
国家自然科学基金资助项目 (81173189)
黄 斯 (1989—),男,硕士生,从事中医内科学经方治疗疑难病的研究。
*通信作者:赵国平 (1958—),男,研究员,博士生导师,从事中医教学、临床、中西医结合消化系统疾病的研究。E-mail:tguo428 @jnu.edu.cn.