豬毛蒿化學(xué)成分及羥甲香豆素藥理作用研究進展

胡 悅，孫敬蒙，張煒煜*

1長春中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，長春 130117；2吉林大學(xué)第一醫(yī)院，長春 130021

豬毛蒿(ArtemisiascopariaWaldst.et Kit.)為菊科多年生草本植物，在《神農(nóng)本草經(jīng)》和《本草綱目》中均有記載。味辛、苦，性微寒，歸脾、胃、肝膽經(jīng)。其功能廣泛，具有清熱利濕、利膽護肝之功效[1]，可食用亦可藥用。藥用可治療濕熱黃疸、濕瘡瘙癢、傳染性黃疸型肝炎等疾病，具有較大的醫(yī)藥價值。

2006年，Dou等[2]從豬毛蒿莖葉中提取得到具有高效殺蟲活性的物質(zhì)，鑒定為羥甲香豆素，又名4-甲基傘形酮(4-methylumbelliferone，4-MU)，具有利膽，殺蟲等藥理活性，臨床中現(xiàn)主要用于膽結(jié)石等膽道疾病。隨著現(xiàn)代藥理研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)4-MU具有抗腫瘤，抗炎，抑制表皮增生等新的藥理活性。因此，本文對豬毛蒿的化學(xué)成分及活性成分羥甲香豆素的藥理作用進行歸納總結(jié)，以期為豬毛蒿及其活性成分4-MU的研究和應(yīng)用提供一定參考。

1 化學(xué)成分

豬毛蒿中含有多種化學(xué)成分，可分為香豆素類、揮發(fā)油類、黃酮類、有機酸和脂肪酸類等。

1.1 香豆素類

豬毛蒿含有豐富的香豆素類化合物，其表現(xiàn)出來的利膽活性與其所含香豆素密切相關(guān)，其中羥甲香豆素是最具代表性的化合物，具有多種藥理作用，已作為治療膽道疾病藥物已批準上市。豬毛蒿中的香豆素類成分見表1和圖1。

表1 豬毛蒿中的香豆素類成分Table 1 Coumarins in A.scoparia

圖1 豬毛蒿中的香豆類成分結(jié)構(gòu)Fig.1 Structures of coumarins identified from A.scoparia

1.2 揮發(fā)油類

豬毛蒿香氣濃烈，含有多種揮發(fā)油成分，其化合物組成主要為單萜烯、倍半萜烯、炔基化合物和其他含揮發(fā)成分化合物(見表2、圖2)。

續(xù)表2(Continued Tab.2)

圖2 豬毛蒿中的揮發(fā)油類成分結(jié)構(gòu)Fig.2 Structures of volatile oils identified from A.scoparia

1.3 黃酮類

黃酮類化合物廣泛存在于植物和漿果中，可有效清除體內(nèi)的氧自由基，可作為抗氧化劑。研究發(fā)現(xiàn)，豬毛蒿中含有黃酮類化合物，其具體化合物結(jié)構(gòu)和名稱見表3和圖3。

圖3 豬毛蒿中黃酮類成分結(jié)構(gòu) Fig.3 Structures of flavonoids identified from A.scoparia

表3 豬毛蒿中的黃酮類成分Table 3 Flavonoids in A.scoparia

1.4 有機酸和脂肪酸類

豬毛蒿中還含有一些有機酸、脂肪酸等化合物。這些物質(zhì)的存在極大的提高了豬毛蒿的藥用價值,其具體化合物結(jié)構(gòu)和名稱見表4和圖4。

圖4 豬毛蒿中有機酸和脂肪酸類成分結(jié)構(gòu) Fig.4 Structures of organic acids and fatty acids identified from A.scoparia

表4 豬毛蒿中有機酸和脂肪酸類成分Table 4 Organic acids and fatty acids in A.scoparia

2 羥甲香豆素藥理作用及作用機制

現(xiàn)代研究表明，4-MU具有利膽、抗腫瘤、抗炎等藥理作用，本文對4-MU的藥理作用及作用機制進行綜述(見圖5)。

圖5 羥甲香豆素的藥理作用Fig.5 Pharmacological effects of hymecromone

2.1 利膽、解痙和鎮(zhèn)痛作用

4-MU為香豆素衍生物，可加強膽囊收縮，促進膽汁分泌，具有明顯的利膽作用[28]，作為新型利膽藥已批準上市。其利膽機制可能是4-MU在肝臟二次代謝為羥甲香豆素葡糖苷酸(4-MUG)，4-MUG可作為有機陰離子隨Na+、K+分泌到膽道系統(tǒng)，在膽道內(nèi)形成較高的藥物濃度，以促進膽汁的分泌，膽汁分泌量與 4-MU及4-MUG呈劑量依賴性[29]。

Moradi等[30]發(fā)現(xiàn)4-MU對乙酰膽堿和氯化鋇所引起的十二指腸收縮現(xiàn)象具有較強的解痙功效。Liu等[31]將羥甲香豆素片用于膽道系統(tǒng)感染患者165例，臨床總有效率達到92.7%，顯效率為48.5%，4-MU有解除膽道口括約肌痙攣，對膽總管結(jié)石有一定排石效果。

研究發(fā)現(xiàn)，4-MU還具有一定的鎮(zhèn)痛作用，且效果強于阿托品[32]。Abate等[33]采用規(guī)格為300 mg的4-MU片治療由膽管運動障礙引起的膽源性消化不良癥，結(jié)果顯示，88.5%的患者服用后認為具有較強的鎮(zhèn)痛作用。

2.2 抗腫瘤作用

2.2.1 誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡

研究發(fā)現(xiàn)，4-MU抑制腫瘤細胞的增殖與誘導(dǎo)癌細胞凋亡有關(guān)。細胞凋亡是為適應(yīng)更好的生存環(huán)境，細胞由基因控制而發(fā)生的主動的且有序的死亡。Theodoros等[34]研究發(fā)現(xiàn)4-MU通過促使人乳腺癌ERα+MCF-7細胞凋亡而發(fā)揮抗癌作用，其作用機制可能為，4-MU通過影響PARP-1/p53信號通路以誘導(dǎo)癌細胞凋亡。另有研究證明4-MU通過增加凋亡蛋白Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)和相關(guān)蛋白分子的表達可誘導(dǎo)犬乳腺腫瘤CF33細胞凋亡，抑制細胞增殖[35]。Caecilia等[36]研究發(fā)現(xiàn)，4-MU可通過影響凋亡相關(guān)蛋白的表達等機制誘導(dǎo)肝癌細胞凋亡，抑制癌細胞增殖。研究者發(fā)現(xiàn)4-MU可下調(diào)HBV-TG小鼠體內(nèi)成纖維細胞特異性蛋白1(Fsp1)的表達，降低HA的含量。在體外實驗中通過qRT-PCR和Western blot證實了4-MU通過介導(dǎo)p53上調(diào)凋亡調(diào)節(jié)因子Puma和Bax，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表達誘導(dǎo)肝癌Huh7細胞凋亡。Qin等[37]發(fā)現(xiàn)4-MU通過抑制透明質(zhì)酸的合成，抑制沉默信號調(diào)節(jié)因子1(SIRT1)的表達，刺激下游信號因子p53和caspase-3的表達，觸發(fā)少突膠質(zhì)瘤細胞的凋亡機制。Ban等[38]研究發(fā)現(xiàn)4-MU增加p53 mRNA表達，激活Bax的表達并抑制Bcl-2表達，改變線粒體膜通透性，導(dǎo)致細胞色素c釋放，誘導(dǎo)人慢性粒細胞白血病K562細胞發(fā)生caspase依賴的細胞凋亡。綜合以上可知，4-MU在誘導(dǎo)癌細胞凋亡過程中抑癌基因p53起著關(guān)鍵性的作用，p53介導(dǎo)的細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在調(diào)節(jié)細胞正常生命活動中起重要作用。

2.2.2 抗血管生成

血管生成對腫瘤的發(fā)展至關(guān)重要，被認為是癌癥的標志之一。4-MU可以通過下調(diào)血管相關(guān)因子抑制腫瘤血管新生，Piccioni等[39]通過免疫組化法檢測了經(jīng)不同濃度4-MU處理的體外培養(yǎng)的人肝癌Kupffer和Hepa 129細胞株，結(jié)果顯示，細胞內(nèi)的VEGF-mRNA表達水平顯著下降，提示這可能是4-MU抑制腫瘤新生血管形成的機制之一。García等[40]使用4-MU對體外培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細胞RF24和微血管內(nèi)皮細胞HMEC進行干預(yù)，MTT法檢測顯示兩種細胞株存活率明顯降低。研究發(fā)現(xiàn)4-MU改變了基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)的表達，影響了細胞周期分布，但4-MU如何影響內(nèi)皮細胞的一系列行為仍待進一步研究。

2.2.3 抑制腫瘤細胞的遷移和侵襲

腫瘤細胞的侵襲轉(zhuǎn)移是一個多基因參與、多因素影響的復(fù)雜過程。研究證實透明質(zhì)酸(HA)可促進癌細胞的遷移和侵襲[41]。在體外培養(yǎng)的人皮膚成纖維細胞及以往研究中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了4-MU可以抑制HA的合成，可作為HA合成抑制劑[42]。4-MU可通過調(diào)節(jié)HA和HA受體CD44的相互作用，從而觸發(fā)一系列的信號傳導(dǎo)，影響細胞侵襲和轉(zhuǎn)移能力。Theodoros等[34]研究發(fā)現(xiàn)4-MU可通過抑制HA/CD44相互作用抑制乳腺癌MDA-MB-231細胞向癌細胞周圍組織侵襲和遷移能力。其作用機制為，4-MU抑制透明質(zhì)酸合成酶2(HAS2mRNA)活性，增加透明質(zhì)酸降解酶(HYAL-1、HYAL-2)的表達，降低MMP-2含量和CD44的表達，從而抑制HA在細胞外基質(zhì)和胞內(nèi)的合成和沉積及細胞遷移能力。Hayato等[43]也證明，4-MU通過抑制了HA/CD44的相互作用，降低HA的積累，有效治療胰腺癌。證明HA/CD44相互作用是腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵性標志。4-MU也可通過中性鞘磷脂酶2/神經(jīng)酰胺調(diào)控來抑制HA合成以減少癌細胞遷移能力[44]。研究人員將含有大量HA的少突膠質(zhì)瘤G26-24細胞經(jīng)4-MU處理后，發(fā)現(xiàn)4-MU激活中性鞘磷脂酶2表達，提高神經(jīng)酰胺的表達，進而激活神經(jīng)酰胺介導(dǎo)的蛋白磷酸酶2(PP2A)，降低蛋白激酶B(Akt)磷酸化、HAS2mRNA活性，從而抑制HA生成，減少G26-24的遷移和侵襲力。4-MU還可通過抑制腫瘤-間質(zhì)信號通路，降低胰腺導(dǎo)管腺癌細胞細胞的HA生成和細胞遷移[45]。4-MU還具有抑制惡性周圍神經(jīng)鞘腫瘤[46]，黑色素瘤[47]，直腸癌[48]，胰腺癌[49]，膠質(zhì)瘤[50]等細胞的遷移和侵襲等能力。

2.3 抗炎作用

脂多糖(Lipopolysaccharid，LPS)可誘導(dǎo)細胞產(chǎn)生各種炎癥因子，釋放活性氧，造成炎癥。文獻報道，4-MU可治療由LPS誘導(dǎo)的肺炎。McKallip等[51]研究發(fā)現(xiàn)4-MU可通過抑制炎癥因子 IL-1β，IL-6，IFNγ和TNF-α的增加，減少HAS2mRNA的表達以降低肺通透性，從而減輕由LPS誘導(dǎo)的肺炎。此前研究發(fā)現(xiàn)4-MU可治療由葡萄球菌腸毒素B誘導(dǎo)的肺部炎癥[52]。Li等[53]用外源性LPS刺激角膜成纖維細胞建立體外角膜基質(zhì)細胞炎癥損傷模型發(fā)現(xiàn)，4-MU可能通過抑制由LPS刺激而導(dǎo)致Toll樣受體4(TLR4)的活化，從而減少炎性細胞因子IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α的釋放以及具有致炎作用的內(nèi)源性HA的合成來減輕炎癥反應(yīng)。

2.4 抗肝纖維化作用

4-MU對早期肝纖維化有抑制作用。Irina等[54]利用NGS轉(zhuǎn)錄組、Q-PCR和免疫組化分析等技術(shù)發(fā)現(xiàn)4-MU可減少HA沉積以減輕纖維形成。其作用機制可能為4-MU阻斷CCl4激活的轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)和Wnt/β-catenin信號通路以抑制卵泡抑素樣蛋白1(FSTL1)的表達，以減輕CCl4誘導(dǎo)的肝纖維化。據(jù)文獻報道，IL-6是肝癌細胞發(fā)展的關(guān)鍵細胞因子[55]，其含量增高可誘發(fā)肝纖維化，Piccioni等[56]研究發(fā)現(xiàn)4-MU可通過下調(diào)IL-6水平以減輕肝纖維化。

2.5 其他作用

羥甲香豆素藥理活性非常廣泛，也可用于白血病治療、子宮內(nèi)膜異位癥以及抑制表皮細胞過度增殖等疾病。

Ban等[57]研究發(fā)現(xiàn)4-MU可誘導(dǎo)人慢性粒細胞白血病K562細胞凋亡。4-MU通過增加p53mRNA表達，激活促凋亡因子Bax的表達并抑制抗凋亡因子Bcl-2表達，從而降低線粒體膜電位，導(dǎo)致細胞色素c釋放，發(fā)揮細胞凋亡作用。4-MU具有治療人慢性粒細胞白血病的能力。

Rilla等[58]發(fā)現(xiàn)4-MU通過下調(diào)含有表皮細胞生長因子(EGF)的表皮角質(zhì)形成細胞中HA積累，抑制大鼠表皮角化細胞遷移，有效防止表皮過度增殖。EGF是表皮HA合成的特異性上調(diào)因子，可刺激角質(zhì)形成細胞增殖并增加HA含量，影響表皮生長速率[59]。其作用機制尚不明確。因此，4-MU可作為一種潛在的用于治療過度的表皮活化的藥物。

據(jù)報道，4-MU對于治療子宮內(nèi)膜異位癥的治療可能有極大潛力，HA及其受體是子宮內(nèi)膜異位癥的關(guān)鍵分子。McLaughlin等[60]研究發(fā)現(xiàn)4-MU可通過阻斷HA/CD44之間的相互作用并抑制下游信號傳導(dǎo)，降低子宮內(nèi)膜上皮細胞和間質(zhì)細胞的CD44、HAS2mRNA和HAS3mRNA表達，從而降低子宮內(nèi)膜細胞對腹膜間皮細胞的黏附、遷移和侵襲。

4-MU還具有軟骨保護作用[61]，以及治療Graves眼眶病[62]等疾病的作用。

3 展望

現(xiàn)如今，隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的發(fā)展和化學(xué)研究的深入，傳統(tǒng)中藥被發(fā)現(xiàn)具有許多新的藥理活性。豬毛蒿作為我國使用歷史悠久的傳統(tǒng)中草藥，具有豐富的臨床應(yīng)用基礎(chǔ)及利膽，解痙等廣泛藥理作用。本文是通過閱讀關(guān)于豬毛蒿的化學(xué)成分及活性成分4-MU的藥理方面的國內(nèi)外文獻，對豬毛蒿化學(xué)成分及4-MU藥理活性進行了綜述，發(fā)現(xiàn)豬毛蒿含有香豆素類、揮發(fā)油類、黃酮類、有機酸和脂肪酸類。豬毛蒿含有多種有效成分且活性成分4-MU的作用機制在體內(nèi)外上均得到研究，這為4-MU的臨床應(yīng)用提供了理論依據(jù)，也為豬毛蒿的進一步研究與發(fā)展應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。但綜述過程中發(fā)現(xiàn)仍有以下不足之處，到目前為止國內(nèi)外對豬毛蒿的成分分析中還有很多成分需要進一步研究。對于4-MU研究仍然停留在實驗室基礎(chǔ)研究階段，涉及初步藥效學(xué)、藥動學(xué)特性和安全性等成藥性評價方面的研究報道較少。應(yīng)對其進行進一步研究。