吴茱萸碱作为多靶点化合物的药理学研究进展

冯长梅(综述)，王占黎，周立社(审校)

(包头医学院研究生院，内蒙古 包头 014030)

吴茱萸碱作为多靶点化合物的药理学研究进展

冯长梅△(综述)，王占黎，周立社※(审校)

(包头医学院研究生院，内蒙古 包头 014030)

摘要：吴茱萸碱是一种天然存在的吲哚生物碱，也是中药吴茱萸的主要生物学活性成分。当提及吴茱萸碱的药理学活性时人们往往关注其在肿瘤、肥胖、疼痛、炎症、心血管疾病、阿尔茨海默病、感染性疾病等方面的功效。如今吴茱萸碱已被发现对多种蛋白有较好的结合能力，因此可作为多靶点化合物发挥多种生物学活性。该文主要对吴茱萸碱生物学活性的研究进展进行综述，同时也对吴茱萸碱药动学及其与靶点相互作用方面进行讨论，以期对未来多靶点药物设计提供理论依据。

关键词：吴茱萸碱；生物学活性；受体相互作用

在过去的药品研发中，人们往往只关注作用于单个靶点的药物，然而针对多个靶点同时发挥作用的小分子药物比作用于单个靶点的药物更易起效。近年来从广受关注的中草药中提取的天然产物活性成分即是通过多个不同靶点来发挥作用的，因此成为多靶点药物先导结构的重要研究方向。吴茱萸在中医中用途广泛,有证据表明，吴茱萸碱是一种具有多种生物学活性的化合物[1]。现对吴茱萸碱生物学活性及其机制的最新研究动态进行综述。

1吴茱萸碱生物活性

1.1抗炎活性关于吴茱萸碱抗炎活性和可能的机制报道屡见不鲜。NO是由精氨酸在一氧化氮合酶作用下产生的高活性分子。过度产生NO是多种炎症性疾病产生的原因。Ko等[2]发现，吴茱萸碱的抗炎活性可能是由于其抑制炎性细胞中NO的产生。此外，吴茱萸碱还抑制核因子κB和环加氧酶2的转录。Liu等[3]最近发现，吴茱萸碱可抑制环加氧酶2的表达和经由丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶或p70S6K去磷酸化造成的缺氧诱导因子1α的堆积，为吴茱萸碱抗炎机制提供新的证据。另外，在炎性反应中，吴茱萸碱对主要的炎性因子前列腺素E2有很强的抑制作用。以上这些研究结果为中药吴茱萸用于抗炎症提供了理论依据。

1.2抗肿瘤活性吴茱萸碱可抑制多种肿瘤细胞的增殖，包括对宫颈癌、结肠癌、肺癌、黑色素瘤、T淋巴细胞样白血病、前列腺癌和乳腺癌等多种肿瘤细胞增殖的抑制。比较明确的抑制增殖途径是通过Cdc2/cyclin B的作用使细胞周期停滞在G2/M期。Takada等[4]发现，吴茱萸碱通过抑制核因子κB所调控的相关基因的表达，如CycD1、凋亡抑制蛋白、Bcl-2、Bcl-xL来促进凋亡。另外，吴茱萸碱可增加促凋亡因子Bax的表达和降低抑凋亡因子Bcl-2的表达，并通过天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶途径诱导凋亡。同时，在吴茱萸碱诱导的凋亡过程中，活性氧类和NO对p53、p21、蛋白酪氨酸激酶及其他的信号蛋白均有调节作用。磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B和细胞外信号调节蛋白激酶信号通路在吴茱萸碱诱导的肿瘤细胞凋亡中也发挥重要作用。除了抗增殖和抑凋亡的作用外，吴茱萸碱还可抑制肿瘤的侵袭和转移[5-6]。

1.3抗肥胖活性Kobayashi等[7]发现吴茱萸碱表现出良好的减肥作用，其减肥功效主要为吴茱萸碱通过增加棕脂肪组织中β3肾上腺素的分泌来增强解偶联蛋白1的产热作用。Shi等[8]报道，通过灌胃给药，吴茱萸碱可抑制下丘脑弓状核内神经肽Y mRNA和多肽的水平，这是吴茱萸碱发挥其减肥作用的又一可能机制。Wang和Yamashita[9]的研究显示，吴茱萸碱可通过调节细胞外信号调节激酶/丝裂原活化蛋白激酶信号通路中脂肪细胞特殊转录因子和蛋白激酶B信号通路来抑制脂肪形成，同时动物实验结果表明，吴茱萸碱可改变机体瘦素抵抗和胰岛素敏感性。另外，一定血药浓度的吴茱萸碱还可抑制胃的排空，从而增加胆囊收缩素的血浆浓度，进而达到调节消化和食欲的功效[10]。

1.4抗心血管系统疾病的作用吴茱萸碱对心血管疾病有良好的效果。Chiou等[11]发现,吴茱萸碱对离体的鼠类肠系膜动脉有血管扩张作用，并且这种作用具有内皮依赖性。吴茱萸碱还可抑制醛固酮的释放，调节血容量，从而发挥利尿剂的作用[12]。也有资料显示，吴茱萸碱可通过活化辣椒素受体来促进降钙素基因相关蛋白的释放，进而保护小鼠的心肌缺血/再灌注损伤[13]。此外，吴茱萸碱还抑制趋化因子受体1、趋化因子受体2、细胞内黏附因子1的产生，通过降低活性氧类和NADPH氧化酶的活性发挥对细胞外信号调节激酶和p38丝裂原活化蛋白激酶的去磷酸化作用[14]。

1.5抗老年痴呆的作用阿尔茨海默病(Alzheimer disease，AD)也称为老年性痴呆症，是一种渐进的、不可逆性脑部疾病，主要由神经突触的退行性病变和神经细胞的死亡引起，导致患者认知、记忆和行为的损伤。进一步的研究显示，吴茱萸碱可增加脑部组织对葡萄糖的摄取，抑制炎性细胞因子，如白细胞介素1β、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α和环加氧酶2在鼠AD模型的表达，但对淀粉样β蛋白沉积没有作用[15]。因此，吴茱萸碱对改善AD鼠模型行为的作用被认为是通过抑制炎症作用发挥的。研究结果显示，去氢吴茱萸碱作为吴茱萸碱的同型物，表现出对AD更加有效的生物学作用，去氢吴茱萸碱的化学结构已被用于临床研发新的胆碱酯酶抑制剂[16]。

1.6抗微生物活性近年来逐渐增多的耐药菌刺激了科学家对发展新型抗菌药物的研究。从中药吴茱萸中分离出的一些化合物被证实具有良好的抗感染作用。最近，Chiou等[17]发现吴茱萸对H1N1诱导的趋化因子的产生和趋化因子引起的白细胞募集都有抑制作用，提示吴茱萸对流感病毒引起的感染有潜在的抑制作用。

1.7其他活性众所周知，辣椒素受体1(transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1)在疼痛的调节过程中发挥重要作用。吴茱萸碱的镇痛作用主要是由于其作用于抗辣椒素受体来介导的。吴茱萸碱还具有其他生物学活性，如调节体温、抗缺氧、皮肤病学应用、支气管收缩和激素分泌调节等。

2蛋白质-配体间相互作用

吴茱萸碱分子靶点的确定对于现代药物学无疑是一个契机。到目前为止，比较明确的吴茱萸碱作用靶点主要有3个：TRPV1、芳烃受体(aromatic hydrocarbon receptor，AhR)、拓扑异构酶。这些蛋白是炎症、癌症等疾病过程中重要的药物作用靶点。吴茱萸碱与其靶点相互作用的复合物结构逐渐被阐明，为多靶点药物的研究提供思路。

2.1TRPV1TRPV1可被多种因素活化，包括质子、高温、内源性物质和天然产物(辣椒素、树胶脂毒素、吴茱萸碱)等。TRPV1参与机体多种生理和病理过程，提示对该受体的活性调节具有潜在的治疗用途。TRPV1与炎症、癌症、心血管疾病、肥胖、皮肤疾病和神经疼痛等多种疾病的发生密切相关[18-20]。TRPV1配体由于可阻断与该受体相关的病理过程，作为潜在的药物先导结构已得到广泛关注。吴茱萸碱是TRPV1激动剂，有望作为骨架结构来研发新型镇痛剂。最近，课题组采用同源模拟、分子对接、分子动力学、药效团模型方法研究吴茱萸碱与TRPV1之间的相互作用[21]。结果显示，吴茱萸碱的环1与TRPV1活性位点中的氨基酸Tyr511发生疏水性相互作用；吴茱萸碱的环5与Tyr555形成π-π相互作用。此外，吴茱萸碱与Tyr511的羰基氧和氨基间形成两个氢键，吴茱萸碱吲哚氮与Ile569也形成两个氢键。药效团模型进一步证明了上述对接结果的可靠性。该研究阐明了吴茱萸碱与TRPV1发生相互作用的关键结构特征，为新型TRPV1配体的设计提供理论依据。

2.2DNA拓扑异构酶DNA拓扑异构酶(1和2)是复合酶，可调控DNA双链的拓扑结构，参与多种细胞内DNA相关的生理病理过程，如复制、转录、重组和染色体凝缩。由于其结构与功能逐渐明确，拓扑异构酶可作为药物设计的重要靶点。目前已明确，DNA拓扑异构酶抑制剂具有明显的抗肿瘤活性，也具有潜在的抗菌活性。Dong等[22]报道了吴茱萸碱在人类拓扑异构酶1结合口袋中的结合模式，并在此基础上设计、合成了一系列吴茱萸碱衍生物，并探讨了构效关系。采用不同化学基团替代吴茱萸碱的吲哚氮原子，发现引入苯甲酰基团后，表现出更好的抗肿瘤的活性。

2.3AhRAhR家族是螺旋-环-螺旋转录因子家族中的一员。正常情况下，AhR与分子伴侣结合，以稳定的蛋白复合体结构存在于细胞质中。当配体结合AhR后，构象发生改变，分子伴侣被释放，进而AhR进入细胞核，并与AhR细胞核转运蛋白形成复合物，从而调控基因表达。AhR在生理学及毒理学方面具有重要的功能，尤其是在细胞的增殖和分化、适应性反应、毒理反应、激素调节、免疫调控等方面扮演重要角色。最近科学家发现，AhR的激活在癌症和炎症中也同样重要，是潜在的炎症和癌症治疗靶点[23]。

3药动学

吴茱萸碱溶解度很低，研究人员通过结构优化来增加其生物利用度。Tan等[24]设计了一种新型的吴茱萸碱-磷脂复合体，显示出比吴茱萸碱有更高的生物利用度。以大鼠为研究对象，研究吴茱萸碱的药动学，结果表明在口服吴茱萸碱1 h后血浆药物浓度达到最高水平，24 h后19%的大鼠尿液中检测到吴茱萸碱成分。此外，Jeng等[25]发明了一个高敏感性和高选择性液相色谱-光谱法，通过测定兔血浆的吴茱萸碱含量来进行药动学研究。

4结语

疾病的过程纷繁复杂，以单个靶点为目标的药物设计理念下合成的药物，虽然药效更有针对性但往往因其极大的不良反应和极低的有效血药浓度而使其应用受到限制；而以多个靶点为目标的药物研究相较与单个靶点的药物设计而言表现出更强的药理学活性及更小的不良反应，是未来药物设计理念的一个发展趋势。吴茱萸碱来自于天然产物，在抗炎、抗肿瘤、抗肥胖和抗微生物等方面表现的活性已被广泛认可，而对其辣椒素受体、芳香烃受体和拓扑异构酶重要靶点的研究无疑为多靶点药物设计理念提供重要例证。

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Research Progress in Evodiamine on Pharmacological Activity as Multi-target Drugs

FENGChang-mei,WANGZhang-li,ZHOULi-she.

(GraduateSchoolofBaotouMedicalCollege,Baotou014030,China)

Abstract:Evodiamine is a natural indole alkaloid and it is one of the main bioactive ingredients of evodiae fructus.More attention has been paid to its beneficial effects in cancer,obesity,pain,inflammation,cardiovascular diseases,Alzheimer disease,and infectious diseases.It′s discovered that evodiamine has a superior ability to bind with various proteins,therefore can be used as multi-target drugs.Here is to make a review of the recent advances in the biological activity and pharmacokinetics studies of evodiamine,so as to provide a direction for further multi-target drug design.

Key words:Evodiamine; Bioactivity; Receptors interaction

收稿日期：2013-09-10修回日期：2014-06-27编辑：伊姗

基金项目：内蒙古自然科学基金(2012MS1159)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.04.046

中图分类号:R979.14

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)04-0695-03