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        隱丹參酮的藥理作用研究進展

        2015-01-16 05:57:36張志榮沈淑嬌裘福榮
        中成藥 2015年6期
        關(guān)鍵詞:丹參酮丹參誘導(dǎo)

        曾 金, 張志榮, 繆 萍, 沈淑嬌, 蔣 健, 裘福榮

        (上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院臨床藥理科,上海201203)

        [綜述]

        隱丹參酮的藥理作用研究進展

        曾 金, 張志榮, 繆 萍, 沈淑嬌, 蔣 健*, 裘福榮

        (上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院臨床藥理科,上海201203)

        隱丹參酮 (Cryptotanshinone,CTS)是從傳統(tǒng)中藥丹參中提取出的脂溶性有效成分。近年來,它在抗炎、抗菌、抗氧化、抗癌、抗阿爾茨海默病、抗缺血再灌注損傷以及抗血小板聚集等方面顯示出諸多藥理活性,本文將對近年來有關(guān)CTS藥理作用的研究進展作一綜述。

        隱丹參酮;藥理作用;研究進展

        丹參是唇形科植物丹參Salviamiltiorrhiza Bge.的干燥根及根莖,是我國常用傳統(tǒng)中藥。在祖國醫(yī)學(xué)中,它具有活血祛瘀、通經(jīng)止痛、清心除煩、涼血消癰等功效,臨床上用于治療胸痹心痛、脘腹脅痛、癥瘕積聚、熱痹疼痛、心煩不眠、月經(jīng)不調(diào)、痛經(jīng)、瘡瘍腫痛等病癥,是常用的活血化瘀要藥。隱丹參酮(cryptotanshinone,CTS)是丹參的主要脂溶性提取物,呈橙色針狀結(jié)晶,分子式C19H20O3,相對分子質(zhì)量296.35,結(jié)構(gòu)式見圖1。它屬于二萜醌類化合物,這類成分在骨架上大多具有三元或四元環(huán)的鄰醌或?qū)︴Y(jié)構(gòu),使其大多具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗菌等活性。近年來,對該化合物在藥理活性機制方面的研究已取得很大進展,本文就有關(guān)CTS的藥理作用及其機制進行綜述。

        圖1 隱丹參酮

        1 治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病

        1.1 對阿爾茨海默病的治療作用 阿爾茨海默?。ˋlzheimer's Disease,AD)是一種進行性發(fā)展的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,嚴重影響老年人的身體健康。AD的發(fā)病原因及其機制尚不明確,目前認為該病是由遺傳、代謝和環(huán)境等綜合因素相互作用所致。以下從三個方面對CTS治療AD的作用機理進行闡述。

        1.1.1 β淀粉樣蛋白(β-amyloid,Aβ)在細胞外沉積形成老年斑,是AD的主要神經(jīng)病理學(xué)特征之一,大量證據(jù)顯示它發(fā)揮了多種神經(jīng)毒性作用。CTS作為脂溶性小分子化合物,易通過血腦屏障干預(yù)Aβ的生成與代謝,可減輕或抑制其造成的損害,是治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病理想的天然藥物。梅崢嶸等[1]在測試APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因模型小鼠學(xué)習(xí)記憶能力變化情況時發(fā)現(xiàn),CTS對AD模型小鼠學(xué)習(xí)記憶障礙具有明顯改善作用,并且呈劑量依賴性地改善其抗氧化能力。推測其作用機制可能是在皮層神經(jīng)元上通過激活PI3K通路,上調(diào)α分泌,調(diào)節(jié)淀粉樣前體蛋白代謝和減弱β-淀粉樣蛋白沉積,從而改善AD患者的學(xué)習(xí)和記憶能力[2-3]。最近,他們將CTS與多奈哌齊 (DON)合用,對Aβ?lián)p傷SH-SY5Y細胞進行干預(yù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),聯(lián)合用藥能明顯減輕Aβ對SH-SY5Y細胞的損傷,提高細胞的存活率,而且還能顯著上調(diào)Bc1-2蛋白表達,減少Bax蛋白表達,從而抑制細胞的凋亡[4]。

        1.1.2 研究表明,AD患者腦內(nèi)乙酰膽堿酯酶 (AChE)的水平比正常人高,因此通過抑制其活性,恢復(fù)乙酰膽堿水平可干預(yù)性治療AD患者。Wong等[5]在研究CTS和二氫丹參酮I(DT I)對人腦內(nèi)AChE和丁酰膽堿酯酶(BChE)的影響中發(fā)現(xiàn),它們均是這兩種膽堿酯酶的非競爭性抑制劑,并可抑制前者的活性。

        1.1.3 谷氨酸(Glutamate,Glu)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要的興奮性氨基酸,其過度釋放可產(chǎn)生嚴重的神經(jīng)興奮毒性,引起神經(jīng)元損傷或死亡?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如AD、缺氧/缺血性腦損傷等的產(chǎn)生和發(fā)展均與之有密切關(guān)系。張芳艷等[6]在動物實驗研究中發(fā)現(xiàn),CTS對Glu誘導(dǎo)的皮層神經(jīng)元凋亡有顯著的保護作用,其機制可能與抑制或清除其誘導(dǎo)的細胞內(nèi)活性氧生成,調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因Bcl-2蛋白家族表達有關(guān)。另外他們在研究Glu對大鼠神經(jīng)細胞氧化應(yīng)激的影響中進一步發(fā)現(xiàn)[7],CTS能顯著提高被Glu損傷的神經(jīng)細胞存活率,提高超氧化物歧化酶 (SOD)活性,降低丙二醛 (MDA)生成,抑制細胞內(nèi)Ca2+變化以及caspase-3蛋白表達,從而抑制神經(jīng)細胞凋亡。

        1.2 對缺血損傷的治療作用 CTS作為丹參的主要活性成分,對缺血性損傷也有顯著的保護作用。Park等[8]將含CTS的丹參酮作用于短暫性腦缺血損傷大鼠,發(fā)現(xiàn)它們能明顯抑制缺血性損傷引起的膠質(zhì)細胞增生。Mahesh等[9]在研究鈉-硝普鈉(SNP)誘導(dǎo)神經(jīng)細胞2A凋亡時發(fā)現(xiàn),CTS能通過調(diào)節(jié)線粒體凋亡級聯(lián)反應(yīng)和抗凋亡細胞信號途徑,對SNP誘導(dǎo)的神經(jīng)細胞凋亡起神經(jīng)保護作用。另外,它還能通過PI3K-Akt信號通路和cAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白,阻斷SNP誘導(dǎo)的NF-κB、ERK1/2和JNK MAPK途徑激活,顯著抑制細胞毒性,提高線粒體膜電位 (MMP),降低SNP誘導(dǎo)的過氧化脂質(zhì)、蛋白質(zhì)以及GCLCmRNA表達量。Jin等[10]報道,在人臍靜脈內(nèi)皮細胞中,CTS可抑制腫瘤壞死因子 (TNF-α)誘導(dǎo)的粘附分子表達,并降低大鼠心肌缺血再灌注損傷。

        2 抗腫瘤作用

        腫瘤是威脅人類健康的一大殺手,而且腫瘤細胞具有無限生長、增殖和轉(zhuǎn)移等特點。有研究表明,CTS能通過抑制腫瘤細胞的生長周期而抑制其增殖,從信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活蛋白方面誘導(dǎo)其凋亡,該研究方向是近來抗腫瘤研究的熱點。

        2.1 對肝膽癌的治療作用 袁東平等[11]利用以逆向藥效為基礎(chǔ)的篩查技術(shù)來預(yù)測CTS的抗癌標(biāo)靶。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在細胞實驗中,CTS能抑制人肝癌SMMC-7721細胞的增殖,可能與其降低MAP2K1蛋白的mRNA表達密切相關(guān)。謝斐[12]在人肝癌HepG-2細胞實驗中發(fā)現(xiàn),CTS可通過抑制Bcl-2表達,促進Bax表達,調(diào)控Bcl-2/Bax比值,最終激活下游效應(yīng)因子caspase-3,從而誘導(dǎo)HepG-2凋亡。Park等[13]報道,CTS可通過激活A(yù)MPK蛋白激酶信號通路,誘導(dǎo)HepG-2在G1期細胞周期發(fā)生阻滯,促進部分細胞凋亡,而且還能通過AMPK誘導(dǎo)其發(fā)生自體吞噬死亡。葉因濤等[14]發(fā)現(xiàn),CTS對肝癌H22荷瘤小鼠也具有較高的抑瘤和放射增敏作用。增敏效應(yīng)可使細胞生長停滯在G2/M期并誘導(dǎo)其凋亡,降低S期細胞比例,從而加強射線對腫瘤細胞的殺傷能力。陳春雷等[15]將CTS作用于人膽管癌HCCC-9810細胞,發(fā)現(xiàn)它對該癌細胞增殖的抑制作用呈劑量和時間依賴效應(yīng),其機制可能是通過影響其細胞周期,從而抑制Survivin基因表達。

        2.2 對前列腺癌的治療作用 前列腺癌 (PCa)是臨床常見癌癥,而雄激素受體 (AR)是治療PCa的主要目標(biāo),減少雄激素物質(zhì)或防止AR生成被廣泛用于抑制AR介導(dǎo)的PCa細胞生長。Gong等[16]在小鼠的體內(nèi)和體外實驗中發(fā)現(xiàn),丹參酮 (包含CTS、丹參酮I、丹參酮IIA)可抑制PCa細胞,其機制可能是通過阻滯細胞周期和誘導(dǎo)細胞凋亡,從而抑制其生長。另外Wu等[17]報道,CTS通過抑制賴氨酸特異性脫甲基酶1(LSD1),調(diào)節(jié)組蛋白H3賴氨酸9(H3K9)的去甲基化功能,下調(diào)AR信號并抑制其轉(zhuǎn)錄活性,從而對PCa產(chǎn)生抑制作用。它不僅影響AR功能,也能顯著抑制AR轉(zhuǎn)錄活性和AR靶基因在mRNA和蛋白質(zhì)水平表達,同時還阻斷AR和賴氨酸-特異性脫甲基酶-1(LSD1)之間的相互作用,抑制AR的靶基因啟動子,增加了組蛋白H3賴氨酸9(H3K9)的單甲基和二甲基化。Xu等[18]發(fā)現(xiàn),CTS一個新的鈉衍生物PTS33在2μmol/L濃度下,能有效抑制AR陽性的PCa細胞生長,但對AR陰性的PCa細胞卻幾乎沒有影響。而且,它還可調(diào)節(jié)AR轉(zhuǎn)錄,抑制AR靶基因(PSA,TMPRSS2和TMEPA1)在前列腺癌LNCaP和C4-2細胞中的表達。他們進一步發(fā)現(xiàn)[19],CTS能有效地抑制二氫睪酮 (DHT)誘導(dǎo)以及AR介導(dǎo)的人前列腺癌LNCaP和CWR22rv1細胞生長。周梁等[20]報道,CTS能通過誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞凋亡,抑制血管內(nèi)皮細胞增殖,從而間接發(fā)揮其抗腫瘤作用,其作用機制可能是降低人臍靜脈內(nèi)皮細胞中PI3K/Akt表達。Park等[21]發(fā)現(xiàn),在人前列腺癌DU145細胞中,CTS能通過抑制JNK和p38 MAPK活性,抑制Bcl-2表達,調(diào)節(jié)腫瘤壞死因子Fas(APO1/CD95)并增加其敏感性,從而誘導(dǎo)該細胞凋亡。

        2.3 對宮頸癌的治療作用 宮頸癌是婦科常見癌癥,時刻困擾著女性健康。葉因濤等[22-23]在研究人宮頸癌Hela細胞增殖和凋亡中發(fā)現(xiàn),CTS對該細胞有較強的細胞毒性,其作用機制可能是它使Hela細胞生長停滯在G0/G1期并誘導(dǎo)其凋亡,降低S期細胞比例,抑制HPVE6表達,恢復(fù)p53功能,從而起到殺傷腫瘤作用。另外,他們還進行Hela細胞放射增敏研究,發(fā)現(xiàn)CTS能使Hela細胞生長停滯在G2/ M期,通過下調(diào)Bcl-2和Bcl-x1蛋白表達而誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡,這有可能為宮頸癌患者提供一種有效的治療方案。

        3 抗炎、抗氧化、抗菌作用

        3.1 抗炎、抗氧化 生物體在外來刺激時會發(fā)生炎癥反應(yīng)。Li等[24]報道,在脂多糖 (LPS)誘導(dǎo)的小鼠巨噬細胞RAW 264.7中,CTS可抑制炎癥介質(zhì)產(chǎn)生,顯著增加D-氨基半乳糖敏化的小鼠存活率。另外,它還能通過降低CD14和TLR4表達,抑制LPS誘導(dǎo)的TAK1磷酸化,從而對炎癥反應(yīng)產(chǎn)生保護作用。Jiang等[25]在研究丹參提取物(PF2401-SF)對巨噬細胞和大鼠急性關(guān)節(jié)炎的影響中發(fā)現(xiàn),PF2401-SF在LPS誘導(dǎo)的RAW264.7細胞中有明顯的抗炎作用,能激活血紅素加氧酶 (HO)-1表達和細胞外信號調(diào)節(jié)激酶 (ERK1/2)磷酸化。另外,它能還顯著減輕角叉菜膠或右旋糖酐引起的大鼠急性關(guān)節(jié)炎的炎癥。

        張雷等[26]在研究CTS對淋巴細胞增殖反應(yīng)的影響中發(fā)現(xiàn),在體外用藥時,它對正常大鼠免疫功能具有濃度和機能依賴性的雙向調(diào)節(jié)作用,對膠原性關(guān)節(jié)炎大鼠的異常免疫功能具有一定改善作用。Li等[27]報道,丹參酮4種成分抗氧化活性從弱到強依次為丹參酮Ⅰ,二氫丹參酮,丹參酮ⅡA和CTS。Kim等[28]發(fā)現(xiàn),CTS和丹參酮ⅡA(TS)可作用于自然殺傷細胞 (NK),通過IL-15來促進轉(zhuǎn)錄因子,如Id2、GATA3、T-bet、Ets-1,以及p38 MAPK磷酸化表達,從而誘導(dǎo)NK分化。Wu等[29]報道,含有CTS、丹參酮ⅡA等成分的丹參超臨界CO2提取物(SCESM-5)對小鼠3T3-L1脂肪細胞增殖有顯著抑制作用,并誘導(dǎo)其凋亡和周期停滯。另外,它還能增強細胞內(nèi) ROS水平,下調(diào)CD95(APO-1/CD95)、Bcl-2和PPAR-γ表達,上調(diào)Bax、AMPK和p-AMPK表達,并引起活化的caspase-3和PARP裂解,使JNK和ERK激活和磷酸化,進而發(fā)揮抑制作用。3.2 保護肝、肺損傷 Jin等[30]將CTS用于D-半乳糖/脂多糖誘導(dǎo)的暴發(fā)性肝衰竭。結(jié)果發(fā)現(xiàn),它能通過抑制天冬氨酸蛋白水解酶活化,減少細胞凋亡和細胞色素C從線粒體中釋放,從而降低肝衰竭死亡率和TNF-α水平,而且還能顯著抑制細胞中JNK、ERK、p38和TAK1磷酸化。推測CTS保肝作用可能與其抗細胞凋亡活性、MAPKs和NF-κB的下調(diào)、TAK1磷酸化的部分抑制有關(guān)。Yin等[31]在研究丹參及其有效成分CTS對大鼠原代肝細胞的影響中發(fā)現(xiàn),CTS能通過阻斷肝細胞死亡和脂肪酸合成,防止乙醇誘導(dǎo)的急性細胞毒性和脂肪浸潤,顯示出改善酒精性肝病作用。Park等[32]報道,丹參的提取物CTS、丹參酮ⅡA等能防止四氯化碳、叔丁基過氧化氫 (TBH)或D-氨基半乳糖 (半乳糖胺)誘導(dǎo)的急性和亞急性肝損傷。Tang等[33]發(fā)現(xiàn),CTS對LPS誘導(dǎo)的大鼠急性肺損傷具有保護作用,能顯著抑制肺臟中巨噬細胞增殖和中性粒細胞浸潤,減弱腸組織髓過氧化酶(myeloperoxidase,MPO)活性,降低肺濕/干比重以及TNF-α、IL-6和IL-1β濃度。同時蛋白電泳顯示,它還能有效抑制IκB-α、NF-κB p65磷酸化和TLR4表達。

        3.3 抗菌 李昌勤等[34]報道,CTS對金黃色葡萄球菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌和β-內(nèi)酰胺酶陽性金黃色葡萄球菌均具有明顯抑制作用。它可破壞細菌細胞壁和細胞膜結(jié)構(gòu),引起細胞膜通透性增加,導(dǎo)致細胞內(nèi)容物外泄。而且,它對細菌蛋白質(zhì)合成也有一定影響,能使菌體內(nèi)蛋白質(zhì)減少并阻礙其表達,最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)正常生理功能喪失。Cha等[35]發(fā)現(xiàn),CTS對臨床分離出的耐甲氧西林和耐萬古霉素金黃色葡萄球菌(MRSA和VRSA)具有較強的抑制活性,并且當(dāng)它與抗生素聯(lián)用時,對MRSA、VRSA和甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌 (MSSA)均表現(xiàn)出協(xié)同抑制作用。

        4 其他藥理作用

        4.1 對多囊卵巢綜合征的治療作用 多囊卵巢綜合征 (PCOS)是生育年齡婦女常見的一種復(fù)雜的內(nèi)分泌及代謝異常疾病,主要臨床表現(xiàn)為月經(jīng)周期不規(guī)律、不孕、多毛和痤瘡。祁冰等[36]利用基因芯片來研究CTS對胰島素抵抗卵巢顆粒細胞基因表達的影響,發(fā)現(xiàn)它能通過調(diào)節(jié)多個基因和信號途徑來改善該細胞的狀態(tài)。Huang等[37]在研究CTS作用于地塞米松誘導(dǎo)的卵巢胰島素抵抗大鼠時發(fā)現(xiàn),在體內(nèi),它能顯著降低排卵率;在體外,它能減少睪酮和雌激素產(chǎn)生。由此推測,CTS可減弱地塞米松對AKT2抑制作用,從而抑制CYP11及CYP17表達水平。Yu等[38]考察了CTS對PCOS高雄激素血癥大鼠的影響,發(fā)現(xiàn)它可以改善大鼠的發(fā)情周期、體質(zhì)量、卵巢系數(shù)及其形態(tài),逆轉(zhuǎn)血清睪酮 (T)、雌烯二酮 (A2)、促黃體生成素 (LH)和性結(jié)合球蛋白 (SHBG)水平,抑制細胞株的雄激素分泌功能,推測其作用機制可能是通過下調(diào)CYP17基因及AR表達而實現(xiàn)的。以上研究表明,CTS在治療PCOS方面具有潛在作用。

        4.2 藥物聯(lián)合運用 不同藥物的聯(lián)合運用為當(dāng)今臨床用藥趨勢,藥物相互作用 (DDI)正越來越受到重視。謝嵩等[39]研究CTS作用于大鼠肝微粒體內(nèi)阿司匹林酯酶活性時發(fā)現(xiàn),它會影響阿司匹林的代謝,提示這兩種藥物在臨床合用時應(yīng)注意相互作用。Zhang等[40]報道,丹參酮中4種成分CTS、丹參酮ⅡA、丹參I和二氫丹參酮I均可影響大鼠HepG-2細胞中CYP1A1/2活性,并且呈顯著的時間和濃度依賴性增加,而且CTS和丹參酮ⅡA未能誘導(dǎo)此芳香烴受體 (Ahr)活性。潘瑩等[41]在研究CTS對大鼠肝微粒體CYP酶的影響時發(fā)現(xiàn),它能誘導(dǎo)其中的CYP 1A2,顯示經(jīng)CYP 1A2代謝的藥物在臨床上與CTS合用時,可能會發(fā)生DDI。Wu等[42]報道,丹參乙酸乙酯提取物里的丹參酮I、丹參酮ⅡA和CTS均能降低大鼠肝微粒體中華法林的代謝(華法林代謝時,生成4'-、6'-和7'-羥基-華法林),其機制可能是通過抑制CYP 1A1、CYP 2C6和CYP 2C11活性,從而產(chǎn)生介導(dǎo)反應(yīng)。由以上研究結(jié)果可知,當(dāng)相關(guān)藥物與丹參酮制劑或CTS聯(lián)用時,應(yīng)考慮DDI,從而防止藥物中毒,確保藥物療效。

        5 結(jié)語

        CTS作為中藥丹參的脂溶性成分,在實驗和臨床中正越來越受到人們關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn),它具有許多良好的藥理作用,而且其發(fā)揮藥理作用的分子機制也逐漸清晰明朗。但是作為丹參的主要成分之一,CTS自身生物利用度較低,對其代謝機制的研究和應(yīng)用還存在明顯不足。因此,尚需從分子生物學(xué)水平,并結(jié)合藥效和相關(guān)中醫(yī)理論對CTS進行更深層次的探索,這將給中藥活性成分開發(fā)帶來更為深遠的意義,而且可以真正用于指導(dǎo)臨床用藥。

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        R285.5

        :A

        :1001-1528(2015)06-1309-05

        10.3969/j.issn.1001-1528.2015.06.033

        2014-10-12

        十二五重大新藥創(chuàng)新 “創(chuàng)新藥物研究開發(fā)技術(shù)平臺建設(shè)”(2012ZX09303009-001);國家自然科學(xué)基金資助項目(81173118);上海市中醫(yī)臨床重點實驗室項目 (C10dZ2220200)

        曾 金,男,博士,從事中醫(yī)內(nèi)科學(xué)研究。Tel:(021)20256536,E-mail:zengjin5200@163.com

        *通信作者:蔣 健 (1956—),男,博士,主任醫(yī)師,博士生導(dǎo)師,從事中醫(yī)內(nèi)科臨床及基礎(chǔ)研究。Tel:(021)20256155

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