青藤碱抗炎镇痛作用及机制的研究新进展

李修政 董家潇 许晓东

青藤碱(Sinomenine)是一种从防几科植物青风藤[Sinomenium acutum (Thunb.)Rehd.et Wils]的根和茎中提取分离出的生物碱，结构上属于吗啡烷类，化学名称为(9α，13α，14α)-7,8-二脱氢-4-羟基-3,7-二甲氧基-17-甲基吗啡喃-6-酮。目前，青藤碱在中西医临床上应用广泛，中医认为，青风藤有祛风止痛、通络活血的作用，常用水煎剂治疗疼痛和风湿及类风湿性关节炎[1]；西医则通过青风藤的提取物青藤碱来发挥作用，临床上主要用于治疗风湿病及神经痛等[2]，代表药为正清风痛宁缓释片[3]。本文结合近年来的研究现状，对青藤碱的抗炎镇痛作用及其机制进行综述。

1 抗炎作用

1.1 按作用机制

1.1.1 青藤碱对核转录因子(NF-кB)的影响:药理学显示，NF-кB是一种典型的炎症信号通路[4,5]，它能和基因片段上某些核苷酸序列相结合，从而发生基因转录的功能，是一类重要的转录激活因子，广泛存在于各种真核细胞中，包括肿瘤坏死因子(TNF-α)，白细胞介素-1β(IL-β)和白细胞介素-6(IL-6)等促炎症细胞因子,而SIN通过抑制核转录因子NF-кB的结合活性来降低炎性因子在mRNA上的表达。彭玥等[6]发现100 μmol/L的SIN本身就有诱导血红素氧合酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)的功能，在加用SIN处理后可以提高LPS诱导的HO-1水平，进而使内源性保护作用减弱，最终使TNF-α及IL-6表达与释放进一步增加，证实了SIN在参与炎性反应过程中的重要作用。Wu等[7]发现SIN可以通过激活Nrf2/HO-1信号通路来抑制小鼠软骨细胞中的NF-κB活性进而抑制炎性反应和细胞外基质(ECM)降解。实验证明，聚集蛋白聚糖和Ⅱ型胶原蛋白作为ECM的重要成分，对关节软骨具有润滑和保护作用[8,9]，而IL-1β的分泌不仅导致ECM降解，还产生过量的促炎性因子和促分解物质。

1.1.2 青藤碱对脂多糖(LPS)诱导的炎症影响:LPS是一种革兰氏阴性菌释放的内毒素，是引起发热、炎症、水肿、休克和其他革兰氏菌感染有关的重要炎性因子，其致病机制是激活细胞中的一系列信号转导途径，并引起病理效应[10-12]，通过促进免疫细胞相关因子的过度分泌来损害微循环和血管内皮细胞，从而促成炎性反应，最终引发多器官功能障碍综合征[13]，笔者目前尚未发现内毒素血症的根治方法。研究表明，通过LPS处理的巨噬细胞在体外和体内均可减少前列腺素E3，白三烯C4，NO和TNF-α的合成[12]。Yang等[13,14]首先将SIN分为高、中、低3个小组，然后对幼猪进行腹腔注射LPS(1 mg/kg)，3 h后以10、5、1 mg/kg剂量给予青藤碱，而对照组在相同条件下注射0.9%氯化钠溶液，分别记录12、24和48 h时采集血液样品，记录临床体征，采用ELISA试剂分析样本。结果显示，SIN能降低LPS诱导的炎症发生程度，可以用作未来抗内毒素疗法的一部分。该小组近期对该发现进一步研究发现，LPS攻击的幼猪体温在12 h内达到峰值，推测SIN对LPS所致的体温上升的降温作用主要是由于抑制炎性因子产生的热源和促进血管扩张，加速血液循环，加快汗液蒸发，并通过进一步研究表明，中、高剂量的SIN分别对LPS参与的幼猪血清LBP、Mac-1、L-选择素水平都有不同程度的影响，而低剂量SIN均未显示明显区别[14]。

RAW264.7是常用的炎症细胞模型之一，具有较强的细胞吞噬能力，而SIN能显著降低LPS诱导的RAW264.7炎症细胞。彭玥等[6]通过研究表明SIN能显著降低LPS诱导的RAW264.7炎症细胞。该小组发现100 μmol/L的SIN本身就有诱导血红素氧合酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)的功能，在加用SIN处理后可以提高LPS诱导的HO-1的水平，进而使内源性保护作用减弱，最终使TNF-α及IL-6表达与释放进一步增加，证实了SIN在参与炎性反应过程中的重要作用。易浪等[15]以LPS诱导的炎症为模型，以RAW264.7巨噬细胞为研究对象，研究SIN对糖皮质激素受体(GR)的抗炎作用。该小组通过米非司酮(Ru486)对地塞米松(Dex)和SIN进行干预，采用Western blot 法进行检测，结果表明，SIN同样可以发挥类皮质激素样功能，且副作用低于糖皮质激素。

a7烟碱乙酰胆碱受体(a7nAChR)是胆碱能抗炎途径(CAP)的关键受体，是通过迷走神经兴奋和乙酰胆碱(ACh)释放调节炎性反应的生理途径[16]。Zhu等[17]通过SIN对a7nAChR抑制LPS诱导的巨噬细胞炎症的细胞机制时发现，LPS刺激会诱导NF-кB的活化，从而导致产生多种炎症蛋白，该反应过程需要在表面表达CD14/TLR-4信号通路(炎性反应的重要通路)，而SIN抑制RAW中TNF-α，MCP-1，MIF和MMP-9的产生，降低CD14/TLR4的表达，并抑制细胞内钙的释放，最终达到拮抗炎症的目的。Yi等[18]同样对a7nAChR的调节来抑制RA的表达，与Zhu等[17]不同的是，该小组是通过ERK/Egr-1信号通路调节a7nAChR，进而抑制成纤维样滑膜细胞(FLS)的增殖。FLS在RA的发病机制中至关重要，被认为参与炎症的发展和关节的破坏等。Yi等[18]发现，TNF-α可以诱导AIA大鼠中FLS增殖，增加a7nAChR的表达并激活ERK/Egr-1通路，而SIN可以抑制FLS的增殖，抑制a7nAChR的表达和ERK/Egr-1信号通路的激活。此外，SIN还可以逆转增加FLS中ERK磷酸化和Egr-1表达的TNF-α效应。 这表明SIN可以通过ERK/Egr-1途径调节α7nAChR的表达，这有助于SIN对FLS增殖的抑制作用。

研究表明，CCAT1可以调节肠道上皮细胞的促炎反应，在良性结肠疾病患者的结肠组织中CCAT1的水平较高，在炎症性疾病或严重结肠炎症的患者中的上调更为突出，这表明CCAT1可能是与炎性反应有关[19,20]。这与Liu等[21]的发现一致，即CCAT1在HaCaT细胞中引发了炎症性损伤。该小组将SIN预给药后，用LPS刺激HaCaT细胞6 h，进行转染以诱导CCAT1的过度表达或使其在HaCaT细胞中不表达。结果发现LPS显着降低了细胞活力，并随着caspase-3/-9的裂解而加剧细胞凋亡，而SIN预给药可维持细胞活力，阻断细胞凋亡并减轻炎症，促进炎性因子的分泌，阻止LPS诱导的p65，IκBα和p38 MAPK磷酸化以及CCAT1的过度表达。另外，CCAT1的过度表达本身也会引起炎症性病变，从而消除SIN对p65，IκBα和p38 MAPK磷酸化恢复的积极作用。

1.2 按药理作用

1.2.1 青藤碱对类风湿性关节炎(RA)的作用:RA是一种常见的慢性自身免疫性疾病，其特征在于细胞因子介导的关节滑膜炎症和对软骨、骨骼的破坏，该病病因尚不明确，普遍认为感染、长期风寒、自身代谢紊乱、退行性病变是发病的主要原因，目前，通过增加T细胞的数量来重建Th17/Treg细胞的平衡，减少Th17细胞数量可能是RA干预最有效的策略之一[22,23]。Feng等[24]通过研究青藤碱对胶原诱导的关节炎(CIA)小鼠模型中血管生成的抑制作用，发现SIN可以明显改善关节肿胀和红斑的扩展，降低关节炎指数，减少软骨损伤和骨侵蚀的发生，并降低滑膜上血小板-内皮细胞粘附分子(platelet endothelial cell adhesion molecule-1，PECAM-1/CD31)的数量，为SIN治疗RA提供了可参考的实验基础。Tong等[25]研究胶原诱导的大鼠CIA的机制，结合CIA大鼠的临床体征发现，SIN可以降低CIA大鼠的足爪体积和关节炎程度，并且使调节性T细胞的频率增加和Th17细胞的频率减少。该小组推测可能是通过调节肠淋巴结中调节性T细胞和辅助性T 细胞17(Th17)的频率并产生从肠道到关节的淋巴细胞(特别是T细胞)运输来发挥抗关节炎作用。

近年来，研究人员发现受体相互作用蛋白(RIP140)是与多种配体结合的核受体，主要调节脂肪组织，骨骼肌，肝脏和其他代谢组织。然而，很少报道RIP140在滑膜组织中的作用。Lan等[26]对弗氏完全佐剂(CFA)刺激的大鼠进行试验并探索相应的潜在分子机制，分别在0、7、14、21、28 d观察注射CFA后的关节肿胀程度，结果发现，在第21天时小鼠足肿胀到达峰值，并在此峰值注射不同浓度的青藤碱，当青藤碱的浓度为10 mg/kg和20 mg/kg时，小鼠足肿胀程度明显减轻，该小组继续进行蛋白印迹分析显示TNF-α，IL-1b和IL-6等异常变化，这与NF-κB转录活性变化和丰富的RIP140一致。Zhang等[27]同样对SIN作用的关节滑膜组织进行研究，发现SIN对Toll样受体(TLR)信号转导通路以及MyD88和肿瘤坏死因子(TNF)受体相关因子6(TRAF6)有抑制作用，并推测这可能是RA治疗以及预防软骨和软骨下骨破坏的重要分子机制之一。

众所周知，前列腺素(PGE 2)是一种重要的炎性介质，而环氧合酶(COX)是PGE 2 合成过程中一个重要的限速酶。Zhou等[28]报道SIN通过选择性抑制膜结合型前列腺素E2合酶-1(mPGES-1)的表达来降低PG水平并且不影响其合成代谢。另外，mPGES-1可以下调大鼠角叉菜胶诱导的水肿模型和DBA小鼠Ⅱ型胶原诱导的CIA模型发炎的程度。牟慧等[29]发现髓样分化因子(myeloid differen tiation factor 88,MyD88)在炎性细胞因子(TNF-α、IL-β、IL-6)中发挥重要作用，通过佐剂性关节炎实验得以证明，该小组采用与Lan等[26]类似的方法，最后使用Western Blot法分析MyD88在佐剂大鼠关节炎中蛋白的分布与表达情况。结果表明，青藤碱可以显著降低MyD88在大鼠关节炎中的表达。

1.2.2 青藤碱对器官损伤所致炎症的作用:细菌性肺炎是世界上引起死亡的第三大疾病，它可以诱发急性肺损伤(ALI)，从而导致急性呼吸窘迫综合征(ARDS)，全球之一公共卫生问题，而ALI的特征是内皮细胞和上皮细胞的破坏，导致肺部炎性反应，包括中性粒细胞炎症，血管周围和间质水肿，气体交换障碍和表面活性剂功能障碍等[30]。Liu等[31]在探索大肠杆菌诱导的ALI时发现，刺激巨噬细胞，嗜中性粒细胞和其他免疫细胞时会导致促炎性因子的释放，如TNF-α，IL-6和IL-1β等，而SIN 通过抑制氧化应激和炎症细胞因子的表达可以显著减弱大肠杆菌诱导的ALI，该小组推测SIN减轻ALI的机制与Nrf2-Keap1和NF-κB核转录因子有密切联系，是治疗大肠杆菌诱导的ALI和其他炎性因子参与的疾病的潜在药物。杨友庆[32]对此做了类似的研究，与Liu等[31]不同的是，该小组对创伤性脑损伤(TBI)中的继发性病因进行研究，结果发现，SIN处理后的小鼠模型中，脑组织中的丙二醛(MDA)、神经元凋亡指数(P<0.001)和脑水含量(P<0.001)明显降低，并证明该结果与Nrf2-ARE信号通路有关。除此之外，SIN对大鼠肾缺血再灌注损伤也有保护作用，对照试验显示，加用SIN组可以降低受损伤大鼠的血肌酐和尿素氮水平，该过程可能是通过调节肾脏 Bcl-2、Bax 蛋白的表达，最终抑制损伤细胞凋亡，达到保护肾脏器官的作用[33]。

创伤性脊髓损伤(SCI)是一种可增加残疾率的严重中枢神经系统(CNS)疾病[34]，原发性损伤发生后的继发性病变增加了疾病的复杂性，包括局部缺血，局灶性出血，自由基应激和炎性反应等，都阻碍了SCI的恢复[35]。目前对继发性损伤的分子机制仍不清楚，但已知氧化应激和炎症在细胞死亡和病变扩展中起着至关重要的作用，并普遍认为继发性损伤阶段保存存活细胞是SCI的主要治疗靶点之一[36]。大量实验证明，SN具有明显的炎症抑制作用，例如SN可抑制视网膜小胶质细胞培养物中炎症细胞因子的产生、SN介导的Nrf2激活可通过巨噬细胞中NF-kB信号在炎性反应中发挥调节作用等。Zhang等[37]发现SN可以减轻神经系统缺陷，并增强对神经元的保存，同时减少了细胞凋亡。此外，青藤碱还显着降低炎症细胞因子和氧化应激因子，从而减轻SCI的程度。该小组为了证实这一点，将H2O2加入到PC12细胞中来模拟氧化损伤，结果发现，SN可以保护PC12细胞免受H2O2诱导的氧化损伤，并且Nrf2途径被SN激活。总之，SN对创伤性脊髓损伤后的功能恢复，细胞 凋亡，氧化应激和炎症都有密切关系，可以提供潜在的治疗干预措施，以预防氧化应激和炎症达到减轻SCI的目的。

2 镇痛作用

疼痛是最常见的临床表现，常给患者带来巨大的身体和心理痛苦，目前常用的镇痛药主要有非甾体抗炎药、阿片类等，但其不良反应明显，大大降低了患者的依从性，而天然产物所表现出的极佳潜力引起研究人员的广泛关注。SIN的中等镇痛作用主要归因于其化学结构与吗啡相似[38]，但其作用机制尚不清楚。

2.1 对神经痛的影响 SIN可以显着抑制动物的自发和被动行为，具有影响中神经系统的潜在作用。研究表明，SIN对纳洛酮诱导的吗啡依赖型豚鼠挛缩行为具有明显的抑制和阻断作用，并对阿片类药物产生的身体依赖性行为具有预防和治疗作用[39]。SIN在对消除吗啡产生的位置偏爱效应(CPP)也有一定效果，推测其潜在的作用机制与降低中央cAMP水平有关[40]。吴英等[41]为探索SIN对大鼠神经痛的影响，将81只大鼠随机分为3组，其中模型组和实验组对大鼠实施手术，不切断血管与神经并轻度结扎，而假手术组则游离神经不进行结扎。术后对实验组注射SIN，其他组注射0.9%氯化钠溶液参考，持续2周后发现SIN可以有效减少神经元凋亡。

有关报道指出，谷氨酸(glutamate，Glu)是存在于哺乳动物中枢神经系统(CNS)内的一种兴奋性神经递质，主要对大脑皮层产生强烈的兴奋作用。兴奋性氨基酸转运体(EAATs)可以快速拦截Glu信号，使其子突触间隙保持较低浓度，而谷氨酸转运体-1(GLT-1)mRNA和谷氨酸-天冬氨酸转运体(GLAST)mRNA是EAATs的主要表达形式。于洁[42]在探讨SIN对坐骨神经慢性压迫损伤模型(CCI)的作用时发现，与神经病理性疼痛组相比，SIN组在14 d后的CCI大鼠机械缩足反应阈(MWT)和热缩足潜伏期(TWL)明显延长，GLT-1和GLAST的mRNA水平明显升高(P<0.05),表明SIN可以通过调节GLT-1和GLAST mRNA水平来减轻CCI大鼠的神经性疼痛。李鹏等[43]同样对脑内兴奋Glu进行探讨，该小组利用部分坐骨神经损伤(SSNI)大鼠模型为研究对象，以加吧喷丁作对照试验，发现SIN在40 mg/kg时的镇痛作用强于对照组(100 mg/kg)，效应-时间曲线在 120 min内青藤碱组达到81.28%，而对照组仅有50.56%，并且在相同的时间范围内Glu的纹状体细胞外液与被干预后的形态学变化相一致，说明SIN与加吧喷丁有类似作用机制的可能。

SIN除了对中枢神经系统具有镇痛作用外，还可作用于外周系统。Lee等[44]利用甲醛诱导的小鼠炎症疼痛来探讨SIN是否具有外周镇痛作用，该小组将实验分为2个阶段，通过构建疼痛模型可以发现SIN能降低对神经元的兴奋性，产生镇痛作用，但仅用于第一阶段，对第二阶段无效。

2.2 对炎性疼痛的影响 疼痛是炎症发生时最常见的临床特征，研究表明，抑制炎症的发生发展可以有效缓解机体疼痛。Yuan等[45]建立炎症疼痛(IP)小鼠模型，并用SIN(30 mg/kg)处理小鼠，通过小鼠的行为测试和ELISA法检测炎症细胞因子的水平发现，SIN可以降低TNF-α，IL-1b和IL-6的水平，抑制IP小鼠的Cox-2和PGE2表达，对炎症疼痛具有明显保护作用。Gao等[46]在正常大鼠和小鼠的甩尾实验中发现SIN具有中等程度的镇痛作用，并且发现在角叉菜胶诱发炎症后，SIN对小鼠的机械和热敏反应有抑制作用，该小组表明，SIN的镇痛作用与其不良反应无关，并且阿片受体拮抗剂纳洛酮无逆转作用。揭金阶等[47]在探讨丙酰基青藤碱对炎症的影响时发现，4位引入丙酰基的青藤碱对经过小鼠扭体法、小鼠耳肿胀法和大鼠足趾肿胀法等所致的炎症疼痛具有抑制作用，对SIN的结构修饰提供参考。

3 联合用药抗炎镇痛研究

3.1 与抗炎药合用 近年来，随着各种炎性因子被不断发现，人们对于炎症的作用机制也越来越清楚，RA的传统治疗方案众多[48]，其中以非甾体抗炎药(NSAIDs)合用抗风湿药(DMARDs)为典型代表，但由于其具有明显的不良反应，使科研人员致力于寻找高效低毒的代替品。与NSAIDs 相比，SIN有更少的不良反应，且具备以上两种抗炎药共同优点，但是其半衰期短，不稳定等缺点限制了临床应用，目前，研究联合用药是解决临床应用问题的主要方案。蔡强等[49]通过SIN与甲氨蝶呤(MTX)合用时发现，二者合用可明显降低血清中MMP-3水平，改善破骨细胞因子(RANKL和OPG)的表达，最终起到保护软骨，延缓病情的目的。戴璐等[50]同样对SIN合用MTX后的RA患者血清中的炎性因子含量进行统计学分析，结果表明联合用药组比SIN和MTX单用组的炎性因子水平和临床体征具有明显改善。Xu等[51]对SIN和NSAIDs治疗RA的疗效和安全性等方面进行一项Meta分析，发现43个数据库中的1 185名患者符合统计标准，与NSAIDs相比，SIN在改善晨僵(P<0.00001)，关节疼痛(P=0.03)和红细胞沉降率(P<0.00001)方面更有效，但两种疗法之间没有显著差异。SIN在消化系统中的不良反应发生率较低(P=0.0003)，但在皮肤粘膜系统中的发生率较高(P=0.03)，两种治疗方法对神经系统的不良反应相似(P=0.31)，更多研究表明SIN可能是临床上治疗RA的有价值药物。

除了与NSAIDs合用外，SIN还可以与其他抗关节炎药合用。罗慧臣等[52]随机抽选98例RA患者，随机分为2组，对照组给予盐酸氨基葡萄糖，观察组在此基础上家用SIN，观察12周后发现，加用SIN组抗炎效果优于对照组，且未发现不良反应。李德明[53]为了探讨SIN与异恶唑类化合物来氟米特的联合抗风湿作用，取某院收治的80例RA患者，随机均匀分为2组，对照组患者采用20 mg/d来氟米特常规治疗，治疗组在此基础上加用60 mg/bid，以24周为一疗程，结果表明，治疗组患者的临床表征，检验学数据均优于对照组，具有统计学意义。

3.2 与镇痛药合用 临床上常用的镇痛药主要分为阿片生物碱类、人工合成类镇痛药和镇痛中草药等。阿片类和合成类镇痛药效果明显，长期服用易产生依赖性，戒断症状明显，而SIN作为天然生物碱，独特的性质可以在一定程度上缓解临床应用镇痛药的弊端。Gao等[54]证实了SIN联合加巴喷丁或盐酸川芎嗪在治疗周围和中枢慢性神经性疼痛中的疗效，值得注意的是，在预先服用SIN 1h后加用加巴喷丁或盐酸川芎嗪能起到明显的镇痛作用，而先服用加巴喷丁或盐酸川芎嗪则无效，并且不受阿片受体的影响，经反复实验证明，二者联用不会引起耐受性或其他明显的不良反应。Komatsu等[55]通过甲醛诱导的小鼠伤害性行为发现，μ阿片受体可能参与SIN的镇痛作用，该小组发现口服单一剂量的SIN能以剂量依赖性方式抑制甲醛诱导的小鼠舔趾反应，而腹腔内使用阿片受体拮抗剂盐酸纳洛酮和选择性μ-阿片受体拮抗剂β-氟纳曲胺盐酸盐(β-FNA)进行腹膜内预处理可显著减轻青藤碱诱导的镇痛作用。蛋白质印迹分析显示，青藤碱的口服给药导致福尔马林诱导的脊髓细胞外信号调节蛋白激酶(ERK1/2)活化受到显著阻碍。盐酸纳洛酮和β-FNA可明显逆转青藤碱诱导的脊髓ERK1/2活化的阻滞。这些结果表明，μ-阿片受体的激活可能触发青藤碱诱导的抗伤害作用和脊髓ERK1/2激活的阻滞。

3.3 与直接作用于发病部位药物合用 SIN除与抗炎镇痛药合用外，还可以根据中医理论，对疼痛部位进行直接注射给药，该方法可以明显降低SIN的全身不良反应，适用于关节炎大范围发作患者。Liang等[56]将SIN与原位六角相液晶(ISH2)混合，可以在一定程度上延长SIN半衰期，提高生物利用度，经研究人员不断优化，最终确定ISH2在植物三醇(PT)：醋酸维生素E(VEA)∶乙醇(ET)∶水为60.8∶3.2∶16.0∶20.0时，SIN的释放度最优。Liu等[57]同样采取关节腔内注射SIN-透明质酸(HA)缀合物的方式来提高SIN的生物利用度，并且通过HPLC-MS/MS测定大鼠滑膜中的SIN含量。结果表明，与HA共轭后，实验数据的稳定性，特异性等相比单体SIN得到了明显的升高，这为SIN的局部给药提供了强有力的证据。除此之外，朱满华等[58]还通过新型微创手段(微针定点松解)结合SIN的介入，以达到解除关节粘连的效果，使用该技术可以有效减少新的粘连生成，降低RA患者二次手术的风险。

4 总结与展望

许多抗炎镇痛药物都有局限性，包括为胃肠道反应、免疫抑制和生长抑制等。因此，寻找新的抗炎镇痛药物是目前的研究热点。青藤碱是传统的中药材，其丰富的资源和低廉的价格使它受到广泛关注。国内外的研究表明，青藤碱在多领域具有确切的生物学作用，包括抗炎镇痛、抗肿瘤、神经系统作用等，并且明确SIN参与多种疾病的细胞转导，但是对于疾病的具体作用机制尚不能完全清楚，需要进一步研究发现。本文结合国内外研究现状，对青藤碱在炎症的不同作用途径进行综述，以期寻找到某一确切的作用机制，使这一传统药得到广泛应用，对我国传统中药材的利用和开发具有重要意义。