吳 兵 (解放軍第107 醫(yī)院藥劑科，山東 煙臺 260002)

土荊皮是我國特有松科植物金錢松的干燥根皮或近根樹皮，載于趙學(xué)敏的《本草綱目拾遺》。土荊皮性辛、溫、有毒，其醇提物多用于治療手足癬等。土荊皮乙酸是從土荊皮中分離得到的一種具有二萜酸結(jié)構(gòu)的化合物(見圖1)，具有抗菌、抗腫瘤、抗生育、膽囊自截等多種生物活性［1］。近年來，對土荊皮乙酸的研究越來越多，尤其是其抗腫瘤活性引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。本文概述了土荊皮乙酸的來源、理化性質(zhì)、生物活性和應(yīng)用前景，以期為深入了解土荊皮乙酸提供參考。

圖1 土荊皮乙酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

1 土荊皮乙酸的來源

土荊皮乙酸最早從土荊皮中提取、分離得到，土荊皮又名金錢松、水松皮、荊樹皮，是松科植物金錢松的干燥皮或近根樹皮，為《中華人民共和國藥典:一部》收錄的常用中藥，具有較強(qiáng)的抗真菌、抗腫瘤作用，應(yīng)用前景廣泛。但當(dāng)前有限的植物資源已成為開發(fā)其活性產(chǎn)物的巨大障礙，作為土荊皮乙酸主要來源于的金錢松是特有的著名古老孑遺松樹種，大約起源于白堊紀(jì)中晚期，曾廣泛分布于北緯33°～55°地區(qū)，在更新世大冰期后，相繼滅絕，只有在長江中下游地區(qū)幸存下來，現(xiàn)在正處于瀕危狀態(tài)［2］。

2 土荊皮乙酸的理化性質(zhì)

土荊皮乙酸的分子式為C23H28O8，分子量為432.46，其基本母核是特殊的薁類結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有內(nèi)酯環(huán)和共軛雙烯酸的結(jié)構(gòu)［3］。土荊皮乙酸易溶于有機(jī)溶劑，難以直接溶于水。該物質(zhì)對環(huán)境可能有危害，對水體應(yīng)給予特別注意，疏水參數(shù)參照值為2.32;氫鍵供體數(shù)量為13;氫鍵受體數(shù)量為84;可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量為75;拓?fù)浞肿訕O性表面積為1 166;重原子數(shù)量為31，應(yīng)密閉于陰涼干燥環(huán)境中。

3 土荊皮乙酸的生物活性

土荊皮乙酸具有廣泛的生物活性，包括抗菌、抗腫瘤、抗生育、膽囊自截等，尤其對腫瘤細(xì)胞具有抑制作用，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注［4］。

3.1 抗菌作用

土荊皮乙酸是土荊皮中的主要抗菌成分，尤其對念珠菌和球擬酵母菌有顯著效果，對白色念珠菌有殺菌作用，對發(fā)蘚菌和石膏樣小牙胞菌亦有效［5-8］。但其甲基化產(chǎn)物和水解后的產(chǎn)物對上述菌株均無效，說明側(cè)鏈18 位上的羧基和4 位乙?；鶠槠淇咕钚员匦杌鶊F(tuán)。研究結(jié)果表明，土荊皮乙酸抗真菌作用的主要成分為羧基［6］。土荊皮乙酸對革蘭陰性菌的作用效果強(qiáng)于其對革蘭陽性菌。土荊皮乙酸在較低濃度下即顯示出較強(qiáng)的抑菌作用，且對金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、奇異變形桿菌、大腸桿菌、福志賀菌的細(xì)菌繁殖體均有明顯的抑菌作用［6］。

3.2 抗腫瘤作用

3.2.1 激活天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶3(cysteinecontaining aspartate-specific proteases 3，Caspase-3)，促使細(xì)胞凋亡:Caspase-3 是細(xì)胞凋亡調(diào)控的重要因子，一般以23 ku 的無活性前體存在于細(xì)胞質(zhì)中，當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入凋亡時(shí)才被激活，其可以針對任何刺激，使細(xì)胞發(fā)生凋亡［9］。細(xì)胞凋亡主要有2 種通路:一種是以Fas 和腫瘤壞死因子α 為代表的死亡受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，另一種是以線粒體為核心的凋亡途徑。Caspase-3是線粒體途徑及死亡受體途徑的共同通道，其活化及表達(dá)增加標(biāo)志著細(xì)胞內(nèi)的凋亡機(jī)制已經(jīng)啟動。B 淋巴細(xì)胞瘤-2 基因通過抑制細(xì)胞凋亡、延長細(xì)胞壽命而導(dǎo)致異常細(xì)胞的積聚，是抑制凋亡的代表。Li 等［7］報(bào)道了土荊皮乙酸處理宮頸癌細(xì)胞(HeLa 細(xì)胞)后Caspase-3 酶活性升高，推測土荊皮乙酸通過調(diào)節(jié)B 淋巴細(xì)胞瘤-2 基因蛋白的表達(dá)而激活Caspase-3，從而誘導(dǎo)HeLa 細(xì)胞發(fā)生凋亡。Yu 等［11］發(fā)現(xiàn)土荊皮乙酸處理胃癌SGC7901 細(xì)胞后，其線粒體膜電位下降，推測土荊皮乙酸通過改變線粒體通透性而激活天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶9和Caspase-3，從而誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。

3.2.2 抑制端粒酶的活性:端粒酶是一種核苷酸蛋白質(zhì)復(fù)合物，由人端粒酶模版RNA、端粒酶相關(guān)蛋白質(zhì)1 和人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(human telomerase reverse transcriptase，hTERT)等3 個(gè)部分組成。端粒酶激活而延長端粒是腫瘤細(xì)胞永生化的機(jī)制之一。研究結(jié)果表明，hTERT 是端粒酶中最重要的成分，是端粒酶激活的限速因素。胡云等［12］發(fā)現(xiàn)，土荊皮乙酸能明顯抑制卵巢癌A2780 細(xì)胞hTERT mRNA 的表達(dá)。說明土荊皮乙酸通過下調(diào)hTERT 基因轉(zhuǎn)錄而抑制端粒酶活性。體外試驗(yàn)結(jié)果顯示，土荊皮乙酸對多種人腫瘤細(xì)胞系的增殖有抑制作用，且相對于正常細(xì)胞表現(xiàn)出選擇性(土荊皮乙酸作用于腫瘤細(xì)胞的半抑制濃度約為正常細(xì)胞的1/100)［13-14］。

3.2.3 抑制細(xì)胞骨架蛋白:胞質(zhì)分裂是細(xì)胞分裂過程中，繼核分裂后，細(xì)胞質(zhì)一分為二分配到2 個(gè)完整子細(xì)胞中的過程，包括染色體組、胞質(zhì)組分和細(xì)胞器向2 個(gè)子細(xì)胞中平均分配，還包括2 個(gè)子細(xì)胞的分離。微管骨架在分裂溝的定位和起始過程中起著重要作用，而微絲骨架在分裂溝起始和內(nèi)縮過程中起著重要作用，只有在兩者的協(xié)調(diào)作用下，胞質(zhì)分裂才能完成。Tong 等［15］發(fā)現(xiàn)，土荊皮乙酸能明顯抑制體外培養(yǎng)的前列腺癌PC-3 細(xì)胞生長。土荊皮乙酸能明顯增加PC-3 細(xì)胞對G2期細(xì)胞的比例，使G1期和S 期細(xì)胞數(shù)減少;還可以減少PC-3 細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)蛋白含量，抑制微管蛋白形成。土荊皮乙酸處理后的前列腺癌PC-3 細(xì)胞，其細(xì)胞骨架(微管、微絲)蛋白被抑制，進(jìn)而導(dǎo)致胞質(zhì)分裂期被阻滯，從而抑制了腫瘤細(xì)胞增殖［16］。

迄今為止，對土荊皮乙酸抗腫瘤機(jī)制的研究已有很大進(jìn)展，但其作用機(jī)制和作用靶點(diǎn)尚不明確，要將土荊皮乙酸應(yīng)用于臨床仍需進(jìn)一步深入研究。

3.3 抗生育作用

土荊皮乙酸無雌激素活性，外源性孕酮也不能明顯對抗土荊皮乙酸對大鼠的抗早孕作用。土荊皮乙酸抗早孕有效劑量能使妊娠大鼠的蛻膜細(xì)胞變性、出血和壞死［17］。土荊皮乙酸對培養(yǎng)的人蛻皮細(xì)胞有殺傷作用［18］。給予土荊皮乙酸后，妊娠大鼠血漿和子宮中前列腺素E 和前列腺素F 的含量沒有明顯變化［19］。給予妊娠7 ～9 d 的大鼠土荊皮乙酸灌胃后，發(fā)現(xiàn)大鼠子宮肌層和內(nèi)膜層的血流量顯著低于對照組。因此，降低早孕大鼠子宮血流量可能是土荊皮乙酸造成胚胎死亡的重要原因。

3.4 膽囊自截作用

土荊皮酊作用于家兔膽囊后，使膽囊黏膜細(xì)胞核、細(xì)胞器、膜結(jié)構(gòu)及細(xì)胞間連接發(fā)生不可逆改變。試驗(yàn)結(jié)果表明，8 周內(nèi)，土荊皮酊不僅能導(dǎo)致膽囊黏膜的炎癥、壞死，完全破壞家兔的膽囊黏膜，同時(shí)還引起膽囊壁的纖維化及機(jī)化傷疤，最終使整個(gè)膽囊自截;對鄰近肝組織無明顯損害，術(shù)前、術(shù)后家兔的肝功能無明顯改變［20］?？梢姡燎G皮乙酸可能具有膽囊自截作用。

綜上所述，土荊皮乙酸作為抗菌藥物，其毒性小、廣譜、藥效好，可避免抗菌藥物治療存在的很多不良反應(yīng)、細(xì)菌耐藥性等問題。其在真菌細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生多面生理效應(yīng)，作用途徑多樣化，適合于長期及預(yù)防性應(yīng)用。土荊皮乙酸為天然化合物，可將其開發(fā)為新的抗菌制劑。研究結(jié)果表明，對土荊皮乙酸的共軛雙烯酸側(cè)鏈進(jìn)行修飾得到的酰胺衍生物與土荊皮乙酸具有類似的抗腫瘤作用，如土荊皮乙酸衍生物PB-LY(其羧基被取代成酰胺基)［6］。目前，抗腫瘤藥多數(shù)選擇性低，在起到治療作用的同時(shí)還殺滅正常細(xì)胞。土荊皮乙酸的優(yōu)勢在于其對腫瘤細(xì)胞生長及凋亡的影響較大，表現(xiàn)出一定的選擇性。進(jìn)一步深入研究土荊皮乙酸的作用機(jī)制，并以其為先導(dǎo)化合物進(jìn)行修飾、改造，進(jìn)而制備更高效、低毒的衍生物，對研發(fā)高選擇性、高效能的抗腫瘤新藥具有重要意義，這也是目前及將來醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域研究的一個(gè)新的重點(diǎn)和方向。

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