郭倩倩,柳敏娜,劉天龍,*
(1.中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九四四醫(yī)院,甘肅 酒泉 735000;2.中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九四〇醫(yī)院,甘肅 蘭州 730050)
沒藥(Myrrha)是橄欖科植物地丁樹CommiphoramyrrhaEngl.或哈地丁樹CommiphoramolmolEngl.的干燥樹脂,表面為黃棕色或紅棕色,呈堅(jiān)硬塊狀。沒藥主要分布于埃塞俄比亞、索馬里、阿拉伯半島等熱帶和亞熱帶地區(qū)。沒藥性平、味苦,歸心、肝、脾經(jīng),有活血定痛、消腫生肌功效,是經(jīng)典的活血化瘀中藥。臨床常用于胸痹心痛、胃脘疼痛、風(fēng)濕痹痛、跌打損傷、癰腫瘡瘍等的治療。沒藥化學(xué)成分復(fù)雜,主要包括樹脂、樹膠、揮發(fā)油、鹽類、酸類等。其中,樹脂類成分沒藥甾酮(Guggulsterone,GS)被認(rèn)為是沒藥發(fā)揮藥效的主要物質(zhì)基礎(chǔ)?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,沒藥甾酮具有抗炎、抗腫瘤、腦保護(hù)、降血脂、抗病毒等作用,本文系統(tǒng)梳理了近年來國(guó)內(nèi)外關(guān)于沒藥甾酮的相關(guān)研究,從現(xiàn)代藥理作用方面進(jìn)行總結(jié),以期為沒藥的深度開發(fā)和沒藥甾酮新藥研發(fā)提供參考。
沒藥甾酮化學(xué)式為C21H28O2,結(jié)構(gòu)式為[4,17(20)-孕二烯-3,16-二酮],為白色固體,易溶于極性溶劑,有Z-和E-兩種同分異構(gòu)體。沒藥經(jīng)乙酸乙酯萃取后,可溶性成分用pH梯度分離出中性組分,中性組分進(jìn)一步分餾后可得到甾體類成分,其中沒藥甾酮含量約占沒藥的2%,占油樹脂的5%[1]。有印度學(xué)者對(duì)6種不同沒藥制劑中Z-沒藥甾酮和E-沒藥甾酮的含量進(jìn)行了定量分析,不同沒藥制劑中均含有沒藥甾酮,其中Z-沒藥甾酮的含量為0.245%~0.723%,E-沒藥甾酮的含量為0.230%~0.926%[2]。此外,沒藥甾酮可通過沒藥原藥材提取分離得到,也可通過化學(xué)合成得到[3]。藥代動(dòng)力學(xué)研究表明,沒藥甾酮是CYP3A、CYP2C19和CYP2D6亞型的底物,同時(shí)也是CYP2C19的抑制劑(IC50=2.1 μmol/L)。沒藥甾酮與血漿蛋白結(jié)合率較高(>96%),與人血清白蛋白結(jié)合率中等(~70%)。肝微粒體中E-和Z-異構(gòu)體未結(jié)合的內(nèi)在清除率分別為(0.029±0.000 9)mL/(min·mg)和(0.027±0.008)mL/(min·mg),羥基化是沒藥甾酮在肝臟的主要的代謝途徑?;瘜W(xué)結(jié)構(gòu)遵循Lipinski和Veber法則,有較好的成藥性[4]。
沒藥甾酮作為一種甾體母核結(jié)構(gòu)的化合物,在胰腺炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、中耳炎、腸炎、神經(jīng)炎等炎性疾病中發(fā)揮重要抗炎保護(hù)作用。
Kim等[5]研究發(fā)現(xiàn),在青霉素誘導(dǎo)的急性胰腺炎模型,白藜蘆醇聯(lián)合沒藥甾酮治療可顯著降低炎癥因子水平,減輕急性胰腺炎進(jìn)展。在蛙皮素誘導(dǎo)的急性胰腺炎小鼠模型中,沒藥甾酮腹腔注射治療可緩解蛙皮素引起的胰腺組織損傷,降低胰腺指數(shù)和血清脂肪酶水平,并抑制巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞炎性浸潤(rùn)。機(jī)制研究表明沒藥甾酮通過抑制胰腺細(xì)胞ERK和JUN激活而抑制急性胰腺炎[6]。Zhang等[7]發(fā)現(xiàn)在LPS刺激的Raw264.7巨噬細(xì)胞中,Z-沒藥甾酮給藥處理可顯著降低IL-1β、TNF-α和iNOS等炎癥因子水平和IκB-α磷酸化水平。Park等[3]比較了Z-沒藥甾酮和E-沒藥甾酮對(duì)LPS誘導(dǎo)的Raw264.7巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)的影響,結(jié)果表明兩種異構(gòu)體均可通過抑制iNOS和COX-2的表達(dá),進(jìn)而降低巨噬細(xì)胞NO產(chǎn)生。同樣,在LPS誘導(dǎo)的小鼠內(nèi)髓集合管細(xì)胞mIMCD-3中,Z-沒藥甾酮處理也通過NF-κB通路發(fā)揮抑制炎癥反應(yīng)的作用[8]。Lee等[9]發(fā)現(xiàn)在IL-1β誘導(dǎo)的滑膜細(xì)胞中,沒藥甾酮可通過抑制NF-κB通路的激活而抑制炎癥反應(yīng),是類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎潛在的治療藥物。Song等[10]研究了沒藥甾酮在中耳上皮細(xì)胞炎癥的作用,結(jié)果表明沒藥甾酮可降低LPS誘導(dǎo)的TNF-α和COX-2的上調(diào),其機(jī)制可能與抑制NF-κB的活化有關(guān)。Huang等[11]發(fā)現(xiàn)Z-沒藥甾酮可通過抑制IκB-α-NF-κB通路,緩解小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥反應(yīng)。在內(nèi)毒素誘導(dǎo)的葡萄膜炎大鼠中,沒藥甾酮預(yù)給藥處理可顯著降低大鼠眼房水MMP-2、iNOS、PGE2、COX2等炎癥因子水平[12]。在三硝基苯磺酸和惡唑酮誘導(dǎo)的兩種炎癥性腸病小鼠模型中,沒藥甾酮給藥可調(diào)控炎癥反應(yīng)和免疫功能失調(diào)[13]。Che等[14]通過體內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),沒藥甾酮可抑制通過TLR4通路減弱髓樣細(xì)胞1(TREM-1)介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞過度活化,并使巨噬細(xì)胞向M2表型分化,作者認(rèn)為這種調(diào)節(jié)機(jī)制在炎癥性腸病治療中具有重要的意義。最新研究提示[15],在COVID-19導(dǎo)致的炎癥因子風(fēng)暴中,沒藥甾酮可通過抑制炎癥反應(yīng)減輕患者癥狀。
常規(guī)藥物由于較為單一的作用機(jī)制,在腫瘤等病理特征復(fù)雜的疾病中治療范圍有限。從天然化合物中提取具有多靶點(diǎn)、廣譜活性的藥物成為當(dāng)前新藥開發(fā)的重要方向[16]。沒藥甾酮可靶向多種信號(hào)分子,具有多重機(jī)制,對(duì)腦膠質(zhì)瘤、膽管癌、肝癌、膀胱癌、胃癌、肺癌等多種腫瘤具有較強(qiáng)抑制作用。
湯兆奇等[17]最新研究探討了沒藥甾酮單體化合物對(duì)人腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的作用及機(jī)制,發(fā)現(xiàn)沒藥甾酮可通過下調(diào)PI3K/Akt通路,增強(qiáng)替莫唑胺對(duì)人腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞U251的凋亡誘導(dǎo)和增殖抑制作用。仲飛等[18]同樣基于沒藥甾酮研究了其對(duì)膽管癌的影響,結(jié)果表明,沒藥甾酮給藥可以降低大鼠膽管癌移植瘤體積和質(zhì)量,并進(jìn)一步通過miRNA芯片篩選了與沒藥甾酮作用相關(guān)的潛在靶點(diǎn)miRNAs。沒藥甾酮還被廣泛用于肝癌的治療研究,賈曉黎等[19-20]發(fā)現(xiàn)沒藥甾酮可通過降低氧化應(yīng)激反應(yīng)而抑制肝星狀細(xì)胞HSC-T6活化,還可通過干擾細(xì)胞周期過程而抑制肝星狀細(xì)胞HSC-T6和肝癌細(xì)胞HepG2的增殖。阿霉素耐藥的肝癌細(xì)胞中,沒藥甾酮給藥可顯著提高耐藥癌細(xì)胞對(duì)阿霉素的敏感性,機(jī)制研究表明沒藥甾酮是通過COX-2/P-gp通路增強(qiáng)阿霉素對(duì)耐藥細(xì)胞的殺傷作用[21]。在一項(xiàng)膽囊癌的研究中,Yan等[22]發(fā)現(xiàn)沒藥甾酮可通過降低膽囊癌細(xì)胞NF-κB、VEGF和MMP2水平,從而抑制膽囊癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。Tian等[23]研究了Z-GS在體外對(duì)NSCLC細(xì)胞活力和細(xì)胞周期進(jìn)程的抑制作用,以及在體內(nèi)對(duì)小鼠Lewis肺癌(LLC)腫瘤生長(zhǎng)的抑制作用。結(jié)果表明,Z-GS顯著增加了NSCLC細(xì)胞程序性死亡配體1(PD-L1)的表達(dá),PD-L1的上調(diào)可能是Z-GS通過抑制法尼醇X受體(FXR),同時(shí)激活A(yù)kt和Erk1/2信號(hào)通路所介導(dǎo)。Chen等[24]研究沒藥甾酮對(duì)不同分化級(jí)別膀胱癌的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)GS可降低膀胱癌細(xì)胞的存活率,誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯發(fā)生。同時(shí)下調(diào)mTOR-Akt信號(hào),并誘導(dǎo)p62和LC3β-Ⅱ介導(dǎo)的自噬發(fā)生。此外,GS可通過降低整合素-黏著斑激酶和肌球蛋白輕鏈來降低膀胱癌細(xì)胞的遷移能力。在一項(xiàng)胃癌研究中[25],人胃癌SGC-7901細(xì)胞給予不同濃度Z-GS處理后,細(xì)胞Bcl-2和VEGF蛋白的表達(dá)被抑制,而活化的Caspase-3和Bax蛋白的表達(dá)升高。結(jié)果表明Z-GS可通過抑制SGC-7901細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡而發(fā)揮抗胃癌的作用。Leo等[26]利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)檢測(cè)了GS在人結(jié)直腸癌細(xì)胞系HTC116中的抗癌作用和機(jī)制。篩選并鑒定出14個(gè)與GS治療相關(guān)的潛在蛋白質(zhì),進(jìn)一步分析表明,GS處理改變了Bcl-2的表達(dá),通過內(nèi)源性凋亡途徑介導(dǎo)線粒體釋放細(xì)胞色素C,從而觸發(fā)凋亡小體的形成和Caspase-3/7的激活,導(dǎo)致HTC116細(xì)胞死亡。
沒藥作為經(jīng)典活血化瘀中藥,是眾多防治腦卒中方劑和中成藥(如腦心通膠囊、活絡(luò)效靈丹等)的重要成分。近年來研究發(fā)現(xiàn)沒藥甾酮對(duì)腦血管損傷、神經(jīng)損傷、記憶損傷等方面有顯著改善作用,這與沒藥的中醫(yī)功效相一致。
文愛東課題組對(duì)沒藥及其單體化合物Z-GS的腦保護(hù)作用進(jìn)行了一系列深入研究。大鼠腦中動(dòng)脈閉塞(MCAO)造模后,連續(xù)3天腹腔注射Z-GS,結(jié)果表明Z-GS可緩解大鼠神經(jīng)功能損傷,減少腦梗死體積,降低氧化應(yīng)激水平,且可促進(jìn)大鼠腦組織Nrf2/HO-1的表達(dá)[27]。進(jìn)一步機(jī)制研究發(fā)現(xiàn),Z-GS可分別通過抑制TLR4/NF-κB和TXNIP/NLRP3通路緩解腦缺血后星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[28-29]。汪繼濤等[30]也發(fā)現(xiàn)Z-GS有類似的腦保護(hù)作用,進(jìn)一步探索發(fā)現(xiàn)其機(jī)制可能與上調(diào)VEGF、DLL4蛋白的表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)腦血管新生有關(guān)。Xu等[31]發(fā)現(xiàn),Z-GS給藥處理可通過PXR依賴的方式抑制腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞外排功能和MDR1的表達(dá),進(jìn)而保護(hù)血腦屏障。Chen等[32]研究了Z-GS對(duì)東莨菪堿誘導(dǎo)的小鼠記憶損傷的作用。結(jié)果表明,Z-GS給藥預(yù)處理可逆轉(zhuǎn)東莨菪堿引起的乙酰膽堿酶(AchE)活性的增加,提高海馬和皮層細(xì)胞外ERK1/2和AKT磷酸化水平,并激活CREB-BDNF通路,最終改善記憶損傷。在溴化乙錠誘導(dǎo)的多發(fā)性硬化動(dòng)物模型中[33],沒藥甾酮連續(xù)給藥28 d后,可顯著改善模型大鼠空間認(rèn)知記憶和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。其機(jī)制可能與提高大鼠腦內(nèi)PPAR-γ、髓磷脂堿性蛋白,增加Ach、多巴胺、5-羥色胺和減少谷氨酸來調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)水平等過程有關(guān)。Agbay等[34]則將沒藥甾酮包裝成緩釋微球后,觀察其對(duì)人多能干細(xì)胞的影響。結(jié)果表明,該緩釋微球可誘導(dǎo)人多能干細(xì)胞向神經(jīng)表型分化,提示沒藥甾酮緩釋微球有望開發(fā)成為潛在的帕金森治療藥物。
由于沒藥甾酮可通過拮抗FXR和膽汁酸受體而抑制肝臟中膽固醇的合成,在機(jī)體營(yíng)養(yǎng)代謝中發(fā)揮重要作用,已被廣泛用于治療高脂血癥及相關(guān)疾病。
在動(dòng)脈粥樣硬化體內(nèi)外模型中,沒藥甾酮給藥可降低三甲胺(TMA)/三甲胺-氧化物(TMAO)水平,降低大鼠血脂譜、動(dòng)脈粥樣硬化危險(xiǎn)預(yù)測(cè)指數(shù)以及肝腎損傷生物標(biāo)志物水平,發(fā)揮降血脂作用[35]。另一項(xiàng)研究表明[36],沒藥甾酮給藥可使大鼠血清膽固醇降低27%,血清甘油三酯水平降低31%,該作用與沒藥甾酮增強(qiáng)肝臟對(duì)LDL的攝取有關(guān)。同樣,沒藥甾酮治療可改善高脂飲食喂養(yǎng)小鼠的空腹血糖、糖耐量、血漿胰島素水平,以及降低LDL、VLDL、膽固醇、甘油三酯等有害脂質(zhì)水平,這可能與沒藥甾酮調(diào)控PPARγ的表達(dá)和活性有關(guān)[37]。Urizar等[38]發(fā)現(xiàn)沒藥甾酮是FXR的高效拮抗劑,沒藥甾酮治療可降低高膽固醇飲食喂養(yǎng)的野生型小鼠的肝臟膽固醇,但對(duì)FXR陰性小鼠無效,這表明抑制FXR的活化是沒藥甾酮降膽固醇作用的基礎(chǔ)。
抗病毒是沒藥甾酮近幾年最新發(fā)現(xiàn)的藥理作用,這進(jìn)一步擴(kuò)展了沒藥甾酮在抗病毒領(lǐng)域的潛在作用。
Bouslama等[39]首次研究了沒藥的抗病毒作用,發(fā)現(xiàn)沒藥提取物對(duì)單純皰疹病毒2型(HSV-2)、呼吸道合胞病毒B型(RSV-B)、柯薩奇病毒B 3型(CVB-3)等有顯著殺傷作用,進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),該沒藥提取物中主要成分為沒藥甾酮。Chen等[40]觀察到E-GS對(duì)登革熱病毒蛋白合成和RNA復(fù)制具有劑量依賴性的抑制作用而無細(xì)胞毒性。其機(jī)制研究表明,E-GS刺激Nrf2介導(dǎo)的血紅素氧合酶-1(HO-1)的表達(dá),通過阻斷登革熱病毒NS2B/3B蛋白酶活性,從而增加抗病毒干擾素的應(yīng)答和下游抗病毒基因的表達(dá)。
Kim等[41]發(fā)現(xiàn),沒藥甾酮可抑制永生化的人肝星狀細(xì)胞LX-2的生長(zhǎng),降低LX-2細(xì)胞中膠原蛋白1和α-SMA的表達(dá)發(fā)揮抗肝臟纖維化的作用,該作用是通過激活c-Jun末端激酶的活化及線粒體凋亡信號(hào)的表達(dá)而介導(dǎo)。李宏力等[42]研究了Z-GS對(duì)急性血瘀模型大鼠凝血功能和血管內(nèi)皮功能的影響,發(fā)現(xiàn)相比于模型組,Z-GS給藥組大鼠PT、TT、APTT顯著延長(zhǎng),F(xiàn)BI含量顯著減少,同時(shí)大鼠頸內(nèi)動(dòng)脈內(nèi)皮損傷顯著減輕,這表明Z-GS可改善血瘀證大鼠凝血狀態(tài),維持血管內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。體內(nèi)外機(jī)制研究提示該作用可能與Z-GS激活eNOS,提高細(xì)胞NO水平有關(guān)。Xu等[43]研究了沒藥對(duì)糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松的保護(hù)作用,結(jié)果提示,Z-GS給藥可顯著提高骨質(zhì)疏松模型大鼠骨密度,改善股骨生物力學(xué)參數(shù)和微觀結(jié)構(gòu)。機(jī)制研究表明Z-GS是通過激活Nrf2/NO介導(dǎo)的抗氧化應(yīng)激而發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松作用。
沒藥是我國(guó)中藥,臨床應(yīng)用歷史悠久,特別是在活血化瘀和消腫生肌方面有重要地位。隨著現(xiàn)代藥物研究技術(shù)的發(fā)展,沒藥的復(fù)雜化學(xué)成分被逐一揭示,其中沒藥甾酮被認(rèn)為是其發(fā)揮藥效的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。諸多學(xué)者對(duì)沒藥甾酮的藥理作用進(jìn)行了廣泛、深入的研究,其中抗炎、抗腫瘤、降血脂、腦保護(hù)作用研究較多、論據(jù)充分,這進(jìn)一步拓展了沒藥的現(xiàn)代功效。本文經(jīng)過系統(tǒng)綜述后認(rèn)為,沒藥及沒藥甾酮的研究還需重點(diǎn)突出以下三個(gè)方面。一是注重現(xiàn)代藥理研究與中醫(yī)藥理論的結(jié)合。沒藥作為經(jīng)典的中藥,其活血、化瘀、解毒、生肌等功效與抗炎、降血脂等現(xiàn)代藥理作用相一致,這充分表明了中醫(yī)藥理論與現(xiàn)代藥理的同向性。將現(xiàn)代藥理研究與中醫(yī)藥理論相結(jié)合進(jìn)行研究,可進(jìn)一步豐富中醫(yī)藥理論的現(xiàn)代科學(xué)內(nèi)涵,并可為拓展沒藥新的藥理作用提供思路。二是注重藥理機(jī)制的深入研究。當(dāng)前沒藥甾酮藥理機(jī)制研究雖然涉及到相關(guān)信號(hào)通路,但是這些機(jī)制主要體現(xiàn)的是上下游調(diào)控關(guān)系,而沒藥甾酮在體內(nèi)發(fā)揮作用的直接靶點(diǎn)和直接調(diào)控作用還需要進(jìn)一步深入研究。三是注重新技術(shù)新方法的運(yùn)用。近些年,隨著科學(xué)技術(shù)和研究理念的不斷迭代更新,一些新的研究手段,比如組學(xué)技術(shù)(基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等)、靶向藥物研究技術(shù)等快速發(fā)展并趨于成熟。在中藥研究領(lǐng)域,這些新技術(shù)新方法的運(yùn)用,對(duì)提升中藥現(xiàn)代化研究水平和新藥開發(fā)具有重要意義。