巖黃連總堿藥效物質基礎及藥理作用機制研究進展

郭雅婷，孫秋爽，邱志霞，黃芳*

(1.中國藥科大學中藥學院，江蘇 南京 211100；2.中國藥科大學藥學院；江蘇 南京，211100)

巖黃連(CorydalissaxicolaBunting，CSB)為罌粟科多年生草本植物石生黃堇的干燥全草，主要產于廣西、云南、貴州等地區，是一味珍貴的民間中藥。其性涼、味苦；歸胃、大腸經。《貴州民間藥物》記載：“清熱解毒，止痛止血。”因此，《貴州民間藥物》中巖黃連常與龍膽草、上梅片配伍用于治療朦皮火眼翳子，或與蒸酒配伍治療痔瘡出血及紅痢[1-2]。現代研究表明巖黃連對各種急慢性肝炎、肝纖維化、肝硬化、肝癌等肝臟疾病以及某些特定腫瘤的輔助治療具有顯著作用[3]。巖黃連總堿(CorydalissaxicolaBunting total alkaloids，CSBTA)是從巖黃連中提取的生物堿混合物，是巖黃連的主要活性成分。現代藥理研究表明CSBTA具有保肝、鎮痛、抗腫瘤和抗菌等廣泛的藥理學作用[3]。本文通過查閱相關文獻，就巖黃連總堿的藥效物質基礎和藥理作用機制進行了系統整理，以期為其后續研究提供參考。

1 巖黃連總堿的藥效物質基礎

CSBTA中包含多種生物堿，可分為小檗堿型生物堿、原小檗堿型生物堿、苯并菲啶型生物堿和其他型生物堿，其中小檗堿型生物堿主要有脫氫卡維丁、脫氫阿樸卡維丁、脫氫異阿樸卡維丁、巴馬汀、小檗堿、去氫碎葉紫堇堿、藥根堿等；原小檗堿型生物堿主要包括卡維丁、四氫巴馬汀、斯氏紫堇堿、碎葉紫堇堿、氫化小檗堿等；苯并菲啶型生物堿主要有白屈菜紅堿、二氫白屈菜紅堿、血根堿、二氫血根堿等；其他型生物堿主要包括原阿片堿、深山黃堇堿、木蘭花堿等[3]。

在臨床上，以CSBTA為有效成分的中成藥——巖黃連注射液已被廣泛用于治療慢性乙型肝炎、急慢性病毒性肝炎、急性黃疸型肝炎、高膽紅素血癥以及肝癌、直腸癌等癌癥，這表明CSBTA具有保肝和抗腫瘤作用。然而并不是CSBTA中所有的化學成分都能發揮藥效，只有其中的活性成分才是CSBTA真正的藥效物質基礎。值得關注的是，脫氫卡維丁、小檗堿和巴馬汀可作為巖黃連的質控成分對中藥材巖黃連進行質量控制[4]，這些化學成分極大可能是CSBTA的藥效物質基礎。其中，脫氫卡維丁是CSBTA中主要的生物堿(約占0.38%)[5]，可通過抗乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)、抗肝纖維化和抗氧化而發揮保肝作用[6-9]。此外，脫氫卡維丁還具有良好的鎮痛、抗腫瘤、抗菌等活性[10]。同樣，小檗堿和巴馬汀也是CSBTA中主要的總堿成分，具有抗肝纖維化、抗腫瘤和抗菌等活性[7,11-13]。據報道脫氫阿樸卡維丁、脫氫異阿樸卡維丁、二氫白屈菜紅堿和去氫碎葉紫堇堿能夠通過抑制乙肝表面抗原(hepatitis B surface antigen，HBsAg)和乙肝e抗原(hepatitis B e antigen，HBeAg)的分泌從而抑制HBV，最終發揮保肝作用[6,14-15]，而去氫碎葉紫堇堿還可通過抑制HBV復制來產生保肝作用[15]。血根堿、白屈菜紅堿和深山黃堇堿可能通過調節丙氨酸氨基轉移酶(alanine aminotransferase，ALT)活性、法呢醇X受體(farnesoid X receptor ，FXR)、環氧合酶2(cyclooxygenase 2，COX-2)和基質金屬蛋白酶1(matrix metalloproteinase 1，MMP-1)靶點而改善肝纖維化[16]。深山黃堇堿和斯氏紫堇堿通過抑制DNA拓撲異構酶Ⅰ可抑制多種腫瘤細胞增殖并誘導其凋亡[17]。巖黃連總堿的藥效物質基礎及其作用機制詳見附錄1。

表1 巖黃連總堿藥效物質基礎及作用機制

表1(續)

某一化學單體具有藥效并不能直接證明其為真正的藥效物質基礎，只有那些被機體吸收的化學成分才是真正產生藥效的物質基礎。據報道，對用巖黃連灌胃給藥的大鼠的血漿、尿液、膽汁和糞便中的代謝產物進行分析，結果在上述樣本中均檢測到脫氫卡維丁、巴馬汀和小檗堿的原型以及羥基化、去甲基化、還原、與葡萄糖醛酸或硫酸結合等多個代謝產物[18]，這提示脫氫卡維丁、巴馬汀和小檗堿是CSBTA的主要藥效物質基礎。

2 巖黃連總堿的藥理作用及機制

2.1 保肝作用 肝臟是機體內主要的代謝器官，具有強大的解毒功能。而另一方面，肝臟亦可介導多種外源性及內源性物質的代謝，產生毒性中間體或者毒性代謝物，進而造成肝臟損傷。這種對肝臟造成損傷的物質統稱為肝毒性物質，主要包括病毒、真菌代謝產物、細菌代謝產物、礦物質、環境污染物和化學治療劑等[9]。近年來，開發對肝臟損傷具有預防和治療作用的藥物一直如火如荼，而具有保肝作用的中草藥則成了許多科研人員的研究熱點。研究表明罌粟科植物巖黃連可通過抑制HBV、改善肝纖維化、抗氧化和調節體內代謝等發揮明顯的保肝作用。

2.1.1 抗乙型肝炎病毒 CSBTA的保肝作用機制可能與其對乙型肝炎病毒(HBV)的抑制和殺滅作用有關。HBV是一種肝毒性物質，感染后對肝臟造成嚴重損傷，引發急慢性乙型肝炎，后期可能發展為肝硬化甚至肝癌。而CSBTA對HBV具有不同程度的抑制和殺滅作用，并能快速產生抗體，減輕肝組織受損程度[19]。Li等[6]研究發現CSBTA中的脫氫卡維丁、脫氫阿樸卡維丁和脫氫異阿樸卡維丁對HBsAg和HBeAg均有抑制作用，且在16.5～250 mg·mL-1的濃度范圍內，以上3種化合物對HBV的抑制作用均呈劑量依賴性。Zeng等[15]在體外測定了從CSBTA中分離得到的季銨類生物堿去氫碎葉紫堇堿的抗HBV活性，研究發現經過6 d治療后，去氫碎葉紫堇堿不僅顯著抑制了HBsAg和HBeAg的分泌，而且降低了HBV的細胞外DNA、細胞內DNA和共價閉合環狀DNA的水平。以上結果說明，CSBTA可能是通過抑制HBsAg和HBeAg分泌和HBV復制而發揮保肝作用的。

2.1.2 抗肝纖維化 CSBTA的保肝作用機制可能與其抗肝纖維化活性有關。肝纖維化是一種由于慢性肝損傷所致的慢性肝臟疾病，其主要特征是肝星狀細胞(hepatic stellate cells，HSC)衍生的成纖維細胞持續沉積細胞外基質(extracellular matrix，ECM)成分[20]。肝纖維化可能進一步發展成肝硬化，甚至發展為肝癌。研究認為，肝纖維化具有可逆性[21]，因此，可通過抗纖維化藥物修復肝損傷從而達到保肝作用。眾多研究表明，CSBTA具有良好的抗肝纖維化活性[16,22]，其作用機制可能是：①通過調節丙氨酸氨基轉移酶(ALT)活性、法呢醇X受體(FXR)、環氧合酶2(COX-2)、基質金屬蛋白酶1(MMP-1)和血管緊張素原[16]；②通過抑制肝星狀細胞(HSC-T6)增殖并誘導其凋亡和自噬[7,22]；③通過減少氧化應激，調節纖維化相關基因[8]；④通過作用于O-乙酰糖蛋白信號通路[23]；⑤通過促進ECM降解，抑制膠原蛋白的合成[24]。

2.1.3 抗氧化 CSBTA的保肝作用機制可能與其抗氧化活性有關。早期研究表明，肝毒性物質(如CCl4)在肝臟中與細胞色素P450酶系統反應會生成高活性的自由基，這些自由基易與細胞蛋白共價結合，然后經過一系列事件，引起肝細胞中的脂質過氧化，導致肝細胞膜及線粒體等細胞器膜損傷，最終可造成肝細胞壞死[9]。基于這一理論，我們可能運用具有抗氧化活性的藥物，清除自由基，抑制肝臟脂質過氧化，從而穩定肝細胞中的生物膜、防止肝細胞壞死，最終達到保肝作用。周勁光等[25]研究發現CSBTA可以顯著降低CCl4誘導的肝損傷模型組小鼠血清中的丙氨酸氨基轉移酶(ALT)和天冬氨酸氨基轉移酶(aspartate aminotransferase，AST)水平，表明CSBTA能夠對抗CCl4引起的膜脂質過氧化，改善肝細胞膜的功能，從而發揮保肝作用。另外，賈杰等[24]建立了CCl4誘導的大鼠肝損傷模型，用CSBTA干預后發現其能顯著降低肝損傷小鼠肝臟中丙二醛(malondialdehyde，MDA)的含量，并且增強超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的活性，提示CSBTA的保肝作用機制可能與其抗氧化活性以及抗脂質過氧化有關。

2.1.4 調節體內代謝 CSBTA的保肝作用機制可能與其調節體內代謝紊亂有關。據報道，CCl4引起的肝損傷可能導致氨基酸代謝、糖類代謝、脂質代謝等多種代謝途徑發生一系列復雜變化，而巖黃連具有明顯的回調作用[23]。Liang等[21]基于血清代謝組學研究提出：巖黃連對CCl4誘導的急性肝損傷的治療機制可能是通過調節丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和甘油脂質代謝功能障礙實現的。與此類似，應用代謝組學研究，Wu等[26]發現CSBTA能夠糾正CCl4引起的2-酮戊二酸、檸檬酸、馬尿酸和牛磺酸水平的異常，表明CSBTA的肝保護作用可能涉及其對三羧酸循環、腸道菌群代謝和牛磺酸代謝功能障礙的調節。

2.1.5 其他作用機制 CSBTA還可能通過其抗炎活性及調節免疫功能而產生保肝作用。李麗[27]運用二甲苯致小鼠耳腫脹模型、毛細血管通透性實驗和棉球肉芽腫實驗研究了巖黃連的抗炎活性，結果顯示巖黃連對炎癥早期和晚期均有一定的抑制作用，證明CSBTA具有良好的抗炎活性。吳方等[28]研究了CSBTA對肝組織病理狀態的影響，發現CSBTA能夠改善肝組織中炎性細胞的浸潤情況，提示CSBTA可能通過改善肝組織中炎性細胞的浸潤來減輕肝細胞炎癥，從而防止肝細胞壞死，最終達到保肝作用。另外，畢明剛等[29-30]利用卡介苗/脂多糖誘導建立免疫性肝損傷模型并考察了CSBTA對輔助型T細胞1和2平衡(T helper cell 1/T helper cell 2，Th1/Th2)的影響，發現CSBTA可以通過明顯提高T淋巴細胞功能、調節體液免疫來減弱免疫系統紊亂造成的損傷，從而改善免疫源性的肝損傷。

2.2 鎮痛作用 巖黃連作為罌粟科代表植物，具有顯著的鎮痛作用。研究表明，CSBTA以100 mg·kg-1的劑量給藥會顯著抑制小鼠的扭體反應，且能提高大鼠對熱刺激的痛閾值[31]。諸葛明麗等[32]通過小鼠扭體實驗證明了巖黃連栓劑對乙酸導致的小鼠腹痛扭體反應具有顯著地抑制作用。早期研究提出CSBTA可能通過阻斷相關受體激活或抑制內源性物質刺激疼痛神經末梢釋放相關物質而產生鎮痛作用[10]。本課題組一直致力于CSBTA鎮痛作用的研究，此前通過腹腔注射順鉑建立了化療引起的周圍神經病變(chemotherapy-induced peripheral neuropathy，CIPN)模型，并通過一系列實驗研究證實了CSBTA可以緩解順鉑引起的神經性疼痛,其潛在的鎮痛機制可能是改善神經元損傷和表皮內神經纖維的損失，另一方面抑制p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)磷酸化和瞬時感受器電位蛋白1(transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1)的活化[33]。此外，根據我們最新的研究，發現CSBTA可通過抑制大鼠RANKL誘導的NF-κB和c-Fos/NFATc1通路減輕Walker 256誘導的骨痛[34]，提示CSBTA可能是一種治療轉移性骨痛的有前景的候選藥物，這進一步證明了CSBTA具有高研究價值的鎮痛活性。

2.3 抗腫瘤作用 CSBTA能夠抑制多種腫瘤細胞增殖并誘導其凋亡，從而發揮其抗腫瘤的作用。Cheng等[17]發現CSBTA對DNA拓撲異構酶I具有很強的抑制活性，表明抑制DNA拓撲異構酶I可能是CSBTA的抗腫瘤機制之一。已有研究證明，CSBTA對人舌鱗癌Tca8113細胞有抗腫瘤作用[35-36]，其可能的機制為：①與抑制Tca8113細胞增殖并誘導Tca8113細胞凋亡有關[35]；②與抑制Tca8113細胞中端粒酶的活性有關[36]。除此之外，CSBTA對人肺癌A549細胞也有明顯的抗腫瘤作用[37]，其可能的機制有：①抑制A549細胞增殖：CSBTA可以將進行DNA復制的A549細胞停滯在細胞周期中的G/S期[38]；②誘導A549細胞凋亡：CSBTA能夠上調半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)基因表達，并下調凋亡抑制蛋白Survivin的基因表達[38-39]；③抑制A549細胞的生長和侵襲：CSBTA對癌細胞轉移所需的關鍵蛋白Cdc42的基因和蛋白質水平均有顯著的抑制作用[38]；④抑制A549細胞遷移：CSBTA可促進上皮型鈣黏蛋白(E-cadherin)的表達，同時抑制轉錄因子snail1的表達[38]。

2.4 抗菌作用 丘倩倩等[40]在體外培養了常見的革蘭陽性菌和革蘭陰性菌，并用CSBTA對其進行了抑菌試驗研究，結果顯示CSBTA可以抑制金黃色葡萄球菌、化膿性鏈球菌等革蘭陽性菌和大腸埃希菌、銅綠假單胞菌等革蘭陰性菌，表明CSTBA有很好的體外抗菌活性，具有開發為廣譜抗菌藥物的潛力和可能性。研究表明CSBTA的抗菌機制可能為：①抑制細菌的增殖：通過抑制拓撲異構酶、抑制DNA合成或抑制細胞分裂蛋白FtsZ[12-13]；②誘導細菌凋亡：通過與細菌DNA結合從而造成DNA損傷，或抑制蛋白質的生物合成[12-13]；③刺激機體快速產生抗體[10]。

2.5 其他藥理作用 CSBTA除了上述藥理作用外，還具有安定、改善學習和記憶障礙、改善腸道菌群失調等藥理作用。Liu等[41]研究證明了CSBTA可能通過調節支鏈氨基酸代謝，膽汁酸代謝，精氨酸和脯氨酸代謝以及嘌呤代謝來改善抗生素誘導的大鼠腸道菌群失調。吳春福等[42]研究了CSBTA對大鼠大腦中單胺類神經遞質的影響，發現CSBTA能夠抑制大腦中多巴胺(dopamine，DA)的代謝，提示CSBTA可能通過抑制DA代謝而發揮安定作用。Fu等[43]首次發現了CSBTA中的脫氫卡維丁可以有效改善D-半乳糖誘導的大鼠學習和記憶障礙，并且提出其潛在的機制可能是通過增強突觸可塑性，減少氧化損傷和限制神經炎癥。

3 小結與展望

本文綜述了《貴州民間藥物》記載的傳統民間中藥巖黃連中的生物堿類成分——巖黃連總堿(CSBTA)的藥效物質基礎、藥理作用及其可能的機制，發現CSBTA中發揮藥理作用的物質基礎主要包括脫氫卡維丁、巴馬汀和小檗堿；CSBTA可通過多種作用機制發揮保肝、鎮痛、抗腫瘤、抗菌等藥理作用。目前，研究者們對CSBTA的保肝、抗腫瘤和抗菌作用及機制的研究較多，然而對其鎮痛等作用機制的研究較少，針對抗炎作用機制的研究甚至至今還未涉及。此外，關于CSBTA的藥效物質基礎尚待更深入的研究。根據前人對巖黃連的研究，發現CSBTA對肝臟脂質過氧化和脂質代謝均具有一定的調節作用，提示其可能對全球范圍內高發病率的非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)具有一定療效，因此，未來可就CSBTA對NAFLD發生發展的可能作用及其作用機制進行研究，以期對CSBTA更廣泛的臨床應用和針對新適應證的藥物開發提供參考。