李军 刘晨 王君明,2陈荣幸 蔡泓 崔瑛,2
(1河南中医药大学,河南 郑州 450046;2河南中医药大学呼吸疾病诊疗与新药研发河南省协同创新中心)
黄药子为薯蓣科薯蓣属植物黄独(Dioscorea bulbiferaL.)的干燥块茎,主产于湖北、湖南、江苏等地,药性苦、寒,有小毒,归肺、肝、心经,具有化痰散结消瘿、清热凉血解毒之功效,常用于治疗瘿瘤、瘰疬、疮肿、血热出血等病证〔1〕。研究表明,黄药子具有防治宫颈癌、乳腺癌、食管癌、胃癌、肝癌、直肠癌、乳腺癌、肺癌、鼻咽癌、上颌窦癌、膀胱癌、甲状腺疾病、心肌缺血、心肌梗死、获得性免疫缺陷综合征、糖尿病等广泛的生物活性〔2~10〕。然而,黄药子在使用过程中也可引起毒性尤其是肝毒性〔11〕,一定程度上限制了其疗效的发挥和应用。现代研究表明,以黄独素B(DB)为代表的二萜内酯类成分,既是黄药子的活性成分,又是其毒性成分〔12〕。本文就黄药子DB的研究进展进行综述,旨在阐释近年来关于DB的活性、毒性及配伍减毒的研究现状及对策,以期为促进DB安全有效应用的现代研究提供文献依据。
1.1 抗肿瘤活性 Wang等〔13〕在小鼠S180和H22两种实体瘤肿瘤模型上,考察了黄药子活性部位及单体化合物DB的抗肿瘤活性,结果显示,黄药子乙醇提取物及其乙酸乙酯活性部位、DB分别在200、40、2~16 mg/kg剂量下,灌胃给药14 d,均呈现出了良好的抗肿瘤活性,且DB的活性呈现出良好的剂量依赖性关系;进一步根据提取物和部位中DB的含量与DB抗肿瘤活性的相关分析,证实了DB为黄药子抗肿瘤的主要活性成分。此外,Gao等〔14〕通过体外实验考察了DB对12-O-十四烷酰佛波醇-13-醋酸酯(TPA)刺激下的JB6细胞的致瘤性的影响,结果表明,DB明显抑制了TPA刺激下的JB6细胞的致瘤性,其半数抑制浓度(IC50)为91.0 μg/ml。
1.2 抗炎活性 李俊萱等〔15〕在大鼠角叉菜胶所致足肿胀及棉球所致肉芽肿两种炎症模型上,考察了DB的抗炎活性,结果显示,阿司匹林对照组、DB组分别在200、200 mg/kg剂量下,灌胃给药5 d后,均呈现出了良好的抗炎活性,即DB对大鼠角叉菜胶所致的足肿胀及棉球肉芽肿均有显著的抑制作用,其分别在致炎后0.5~6 h、0.5~4 h时均能显著抑制大鼠足肿胀,且对棉球肉芽肿抑制率分别为75%、104%。
综上可知,关于DB生物活性的研究,目前主要体现在抗肿瘤、抗炎活性方面,然而其抗肿瘤、抗炎活性机制,目前均不太清楚。此外,DB对其他肿瘤细胞有无抗肿瘤活性,DB在抗肿瘤和抗炎之外的活性如何,目前均为未知。
DB是一种呋喃化合物,其肝毒性主要在其结构的呋喃部分表现出来〔16〕。Li等〔16〕通过用DB呋喃环的化学氢化替代了其呋喃与四氢呋喃团的方法考察了DB产生肝毒性的主要部位,结果显示,呋喃部分能诱导动物的肝损伤,即在给予相同剂量的四氢-DB的动物中没有出现肝损伤。
以下为DB引起肝损伤的分子作用机制。国外有学者通过“肝毒性当量组合标记物”的筛查策略及指纹图谱相关性模型考察了黄药子中潜在的毒性成分,结果显示二萜内酯类成分DB存在潜在的肝毒性〔17〕。Yang等〔18〕将通过体外实验考察了DB对小鼠血清miRNAs表达的影响,miRNAs芯片分析结果显示,DB产生显著的肝毒性,明显使血清miRNA-122-3p和miRNA-194-5p的表达显著增加,并且有37个血清miRNAs发生明显改变。Qu等〔19〕通过Western印迹和PCR实验考察了DB对小鼠肝胆转运蛋白和mRNA水平表达的影响,结果表明,DB存在肝毒性并使胆红素主要转运子Mrp2的表达发生明显下调。Ma等〔20〕将通过体外实验考察了DB对小鼠肝细胞中丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST),铜/锌-超氧化物歧化酶(CuZn-SOD),锰-超氧化物歧化酶(Mn-SOD)和过氧化氢酶(CAT)含量的影响,结果表明,DB产生氧化应激肝损伤从而引起小鼠肝细胞中MDA含量增加,而GPX、GST、CuZn-SOD、Mn-SOD和CAT含量均下降。Xu等〔21〕通过体外实验考察了DB对小鼠胆汁酸中牛磺酸脱氧胆酸(TUDCA),牛磺神经脱氧胆酸(TCDCA),牛磺胆酸(TCA),牛磺脱氧胆酸(TDCA),胆酸(CA)的影响,结果显示,DB有明显的肝毒性,胆汁酸较对照组之间的差异性十分显著(P<0.01)。这几项实验为进一步探索黄药子致肝毒性的机理和评价提供文献依据。
3.1 阿魏酸对DB的减毒研究 阿魏酸为药用植物当归的主要活性成分。Niu等〔22〕等通过实验考察了阿魏酸对DB的减毒作用机制,结果显示,阿魏酸分别在20、40、80 mg/kg剂量下,灌胃给药6 d,在第7天灌胃给药剂量为250 mg/kg的DB后,呈现出了良好的减毒作用,其可以通过抑制肝内炎症和肝细胞凋亡来防止DB诱导的急性肝损伤,即能够显著降低DB诱导的小鼠血清中谷丙转氨酶/谷草转氨酶(ALT/AST)、碱性磷酸酶(ALP)血清水平的升高,降低DB增加的MDA的量,也降低了DB增加的血清肿瘤坏死因子(TNF)-α、干扰素γ和肝髓过氧化物酶的活性。有学者发现阿魏酸不仅能够抑制DB诱导的肝损伤,还能增强其抗肿瘤作用〔23〕。
3.2 灯盏花乙素(SC)对DB的减毒研究 SC为药用植物黄芩中的主要活性成分。Niu等〔23〕在S180荷瘤小鼠实体模型上考察了SC的减毒作用机制,结果显示,SC能减轻核因子(NF)-κB介导的肝脏炎症和改善肝脏氧化应激损伤来抑制DB引起的肝损伤,其显著降低DB诱导的肝脏的过氧化物酶(MPO)活性增加、MDA的含量增加、血清TNF-α、白细胞介素(IL)-6和干扰素(IFN)-γ的升高,并且降低MPO阳性染色细胞数量,逆转了DB诱导的NF-κB抑制剂表达下调和NF-κB p65从细胞质向细胞核的转位,同时也能增加肝脏谷胱甘肽(GSH)水平。
3.3 酮康唑对DB的减毒研究 酮康唑属于吡咯类抗真菌药。Wang等〔24〕通过体外实验考察了酮康唑对DB(200 μm)刺激下小鼠肝微粒体(1 mg/ml)的影响及机制,结果表明,酮康唑能够抑制其亲电反应中间体的蛋白质共价结合从而对DB诱导的肝毒性产生显著的抑制作用,其可减少DB诱导的半胱氨酸(Cys)和赖氨酸(Lys)残基与中间体反应形成三种类型的蛋白质修饰即Cys加合、Schiff碱和Cys/Lys交联的形成。Jiang等〔25〕也通过体外实验考察了酮康唑对DB诱导的原代大鼠肝细胞、无CYP的NIH3T3细胞、高CYP3A4表达的HepG2和LO2细胞所致毒性的影响及机制,结果表明,酮康唑明显抑制了DB对原代大鼠肝细胞、CYP3A4转染的HepG2和LO2细胞的毒性。
综上所述,关于DB的活性、毒性及配伍减毒的现代研究已取得些许进展,主要体现在:①DB具有抗肿瘤、抗炎等生物活性,但同时具有肝毒性。②肝毒机制涉及氧化应激性损伤、炎症反应、上调血清miRNA的表达、下调MRP2的表达、增加MDA含量而降低GPX、GST、CuZn-SOD、Mn-SOD和CAT含量、改变胆汁酸的含量等。③阿魏酸、SC、酮康唑对DB所致的肝毒性均有一定的减毒作用,其减毒机制可能涉及抑制肝脏炎症、细胞凋亡、氧化应激损伤、细胞色素P450 3A4酶(CYP3A4)转染等。尽管关于DB的现代研究已取得以上诸多进展,但依然存在较多问题,突出表现在研究不够深入、研究面太窄、研究不够系统等方面。例如,对于DB抗肿瘤和抗炎活性的作用机制、作用靶点的研究均尚未涉及,研究不够深入;又如,目前活性研究主要集中在抗肿瘤和抗炎两个方面,而对于其他方面的活性的研究罕见,毒性研究也主要集中在肝毒性的研究,而对于可能的肾毒性或其他脏器毒性的研究少见,因此研究面尚比较窄。再如,毒性和活性的相关性、安全窗口的制定、药(毒)代动力学等研究少见,研究不够系统。因此,下阶段加强对其广度、深度和系统性的研究,将会是DB重要的研究方向。