黃麗蘋(píng),時(shí)桂芹,陳利平,張東鵬,韓亞偉
芍藥植物屬于芍藥科,在全球溫帶地區(qū)種植,它們以花朵艷麗而知名。其中,牡丹、芍藥是我國(guó)主要藥材之一,主要活性成分有單萜苷類(lèi)、酚類(lèi)、鞣質(zhì)和一些甾醇、黃酮、酸、酯、烷、揮發(fā)油、氨基酸、蛋白質(zhì)等化合物。有研究表明,芍藥中可分離得到16種化合物,其中 8種是特征性蒎烷結(jié)構(gòu)類(lèi)型的單萜苷類(lèi):8-去苯甲?;炙庈?、4-O-正丁基芍藥苷、沒(méi)食子?;炙庈?、4-O-甲基苯甲?;炙庈?、苯甲?;咨周铡咨周?R1、9-O-butylpaeonidanin、(Z)-(1S,5R)-β-pinen-10-ylβ-vicianoside;4個(gè)酚酸類(lèi):沒(méi)食子酸、沒(méi)食子酸甲酯、沒(méi)食子酸乙酯、異香草酸;1個(gè)香豆素類(lèi):6-羥基香豆素;3 個(gè)萜類(lèi):3,4,23-trihydroxy-24,30-dinorolean-12,20(29)-dien-28-oicacid,palbinone,cadina-4,11-dien-14-oic acid[1]。芍藥苷是主要的藥理成分,其研究也頗多,有文獻(xiàn)研究對(duì)芍藥苷提取進(jìn)行對(duì)比,白芍中芍藥苷提取溶劑不同提取率也有顯著差異,而研究證明用80%乙醇加熱回流2 h,芍藥苷的提取率較高;檢測(cè)芍藥苷通常使用高效液相色譜法[2-5]。芍藥苷具有多種生物活性,對(duì)腫瘤細(xì)胞、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、平滑肌等方面均有一定的藥理作用。現(xiàn)代藥理研究為芍藥苷的臨床療效提供了新的理論依據(jù),開(kāi)拓了更為廣泛的臨床應(yīng)用研究范圍。
國(guó)內(nèi)外對(duì)赤芍的化學(xué)成分研究較多,所采用的提取方法有很多種,如水煎煮、超聲波提取、酶法提取等,使用的提取溶劑包括乙醇、甲醇、水等,在提取過(guò)程中選擇合適的提取溶劑對(duì)芍藥苷的提取率有重要的影響[6-7]。有研究對(duì)比了超聲提取法、索氏提取法和回流提取法提取芍藥苷的回收率和純度的對(duì)比。結(jié)果顯示,傳統(tǒng)的回流提取法提取芍藥苷的含量普遍高于另外2種提取法;也有學(xué)者對(duì)原料進(jìn)行酶解之后水煎煮提取,采用纖維素酶進(jìn)行提取,其回收率和純度能達(dá)到90%以上。
湯羽等人[8]根據(jù)芍藥苷為水溶性物質(zhì)的特點(diǎn),采用了水煎煮法提取芍藥苷,并考查了提取過(guò)程中的3個(gè)主要影響因素:加水量、提取時(shí)間和提取次數(shù)。運(yùn)用正交試驗(yàn)對(duì)3種條件進(jìn)行方差分析,最終確定最佳工藝參數(shù):用8倍的加水量水煎煮3次,每次提取2 h。對(duì)提取效率影響最大的是煎煮次數(shù),其次是煎煮時(shí)間,最后是加水量。雖然,水煎煮法能夠節(jié)約成本,但是由于原料中化合物成分比較復(fù)雜,其他水溶性物質(zhì)在煎煮的過(guò)程也同時(shí)被提取出來(lái),在后續(xù)的操作過(guò)程中也會(huì)有一定的困難,生產(chǎn)效率方面也會(huì)有負(fù)擔(dān)。
與水煎煮法相比,超聲提取輔助技術(shù)通過(guò)試驗(yàn)考查了料液比、超聲溫度、超聲時(shí)間、溶劑濃度、超聲功率等因素的影響。原料處理經(jīng)過(guò)60℃烘箱烘24 h至恒質(zhì)量,經(jīng)粉碎過(guò)篩用乙醇溶解,再用超聲處理,紫外分光光度計(jì)定量檢測(cè)。此方法提高了芍藥苷的提取效率,快速檢測(cè),操作簡(jiǎn)單。但是超聲提取法大量使用乙醇且回收利用時(shí)間周期長(zhǎng),增加了芍藥苷的提取成本,且工序復(fù)雜、生產(chǎn)設(shè)備成本高,不適合用于工業(yè)化生產(chǎn)[9-10]。
張瑜等人[11]在酶法提取方面進(jìn)行了相關(guān)的研究,其原理是選擇合適的酶破壞細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu),從而能夠達(dá)到目標(biāo)物質(zhì)溶出。原料中加入酶,恒定溫度水浴加熱酶解2 h,取上清液,并測(cè)定芍藥苷含量。酶法提取比其他方法提取率高,有較大的市場(chǎng)應(yīng)用前景,可作為中藥提取的一種新途徑。但是,在技術(shù)上存在一定的局限性,考慮到酶的活性問(wèn)題,對(duì)溫度,pH值的要求范圍很小,而且酶法提取有可能會(huì)改變?cè)现幸恍┏煞郑附饽繕?biāo)化合物,進(jìn)而會(huì)影響到目標(biāo)物的回收率。所以技術(shù)問(wèn)題給工業(yè)化生產(chǎn)方面造成很大困難,還需要進(jìn)一步的研究。
馬冰等人[12]對(duì)溫浸提取法、回流提取法、加速溶劑提取法、超聲波提取法、超臨界流體萃取法5種方法進(jìn)行芍藥苷提取效果分析,芍藥苷在溫度較高時(shí)容易分解,所以回流提取時(shí)芍藥苷容易分解,降低含量,且回流時(shí)間較長(zhǎng);超臨界流體萃取法、加速溶劑提取法是新型提取技術(shù),但并不適合提取芍藥苷類(lèi)等極性較大的成分;超聲提取法的提取溫度雖然相對(duì)低,但由于芍藥苷極性大,在低溫時(shí)卻不易溶出,提取效率偏低;溫浸提取法由于實(shí)現(xiàn)條件簡(jiǎn)單、成本低、提取量最高,因而非常適用于芍藥苷的提取。所以這5種方法對(duì)比之下,溫浸提取法更適合提取芍藥苷。
2.1.1 芍藥苷對(duì)腫瘤細(xì)胞作用機(jī)理
腫瘤是由于正常細(xì)胞異常增殖造成的。戴杏等人[13]研究了芍藥苷抗炎類(lèi)中藥活性成分(FLS) 對(duì)腫瘤壞死因子-α(TNF-α)誘導(dǎo)的人成纖滑膜細(xì)胞功能的影響及不同濃度芍藥苷對(duì)FLS增殖反應(yīng)和分泌功能的影響。結(jié)果顯示,芍藥苷能明顯逆轉(zhuǎn)TNF-α對(duì)FLS的影響,對(duì)癌細(xì)胞有一定的抑制作用。
2.1.2 不同腫瘤細(xì)胞抑制方式和途徑
Fang S等人[14]首次報(bào)道芍藥苷在非毒性濃度下,通過(guò)NF-κB的活化和抑制可有效調(diào)節(jié)人胃癌細(xì)胞系SGC7901的多藥耐藥性(MDR),并且至少部分地通過(guò)下調(diào)靶基因來(lái)介導(dǎo)。也有研究發(fā)現(xiàn)芍藥苷通過(guò)抑制胃癌細(xì)胞內(nèi)NF-κB表達(dá),從而借助這種作用抑制腫瘤細(xì)胞的增長(zhǎng),誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡[15]。另外也有研究報(bào)道,芍藥苷對(duì)MGC-803胃癌細(xì)胞抑制途徑及其結(jié)果,研究表明芍藥苷抑制細(xì)胞增殖并通過(guò)miR-124的上調(diào)和PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)的抑制,芍藥苷可以顯著抑制MGC-803胃癌細(xì)胞的細(xì)胞活力,有效抑制細(xì)胞增殖,增加細(xì)胞毒性,從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。因此在胃癌細(xì)胞中具有抗腫瘤活性[16]。以上各研究表明,芍藥苷對(duì)胃癌細(xì)胞具有一定的抑制作用。
Hung JY等人[17]研究了芍藥苷對(duì)肺癌細(xì)胞A549增殖的影響,了解到芍藥苷可通過(guò)阻斷G0/G1期細(xì)胞周期進(jìn)程并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,這是首次研究表明p21/WAF1的誘導(dǎo)和Fas/Fas配體凋亡系統(tǒng)的活性可能參與了肺癌細(xì)胞A549細(xì)胞中芍藥苷的抗增殖活性。張亞武等人[18]探討芍藥苷對(duì)HepG2肝癌細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用,并且對(duì)其作用機(jī)制也進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,隨著給藥濃度的增加,芍藥苷能逐漸降低HepG2肝癌細(xì)胞活力,從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡,可能通過(guò)NF-κB信號(hào)通路誘導(dǎo)HepG2肝癌細(xì)胞凋亡,達(dá)到抗腫瘤效果。
芍藥苷在抑制乳腺癌細(xì)胞方面也有顯著療效。芍藥苷影響乳腺癌細(xì)胞增殖和侵襲,芍藥苷能夠下調(diào)Notch-1的表達(dá);Notch-1的表達(dá)逆轉(zhuǎn)芍藥苷抑制增殖和侵襲,并且抑制Notch-1增強(qiáng)了芍藥苷抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲。研究表明,芍藥苷抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲就是通過(guò)抑制Notch-1信號(hào)通路[19]。因此,芍藥苷可以作為在預(yù)防乳腺癌中的化學(xué)預(yù)防和(或)治療劑。Wang H等人[20]就芍藥苷對(duì)結(jié)腸直腸癌的體外和體內(nèi)抗癌作用及其相關(guān)機(jī)制進(jìn)行了研究,芍藥苷可能是一種有效的抗結(jié)腸直腸癌HT29的化學(xué)預(yù)防劑,該機(jī)制可以通過(guò)調(diào)節(jié)p53/14-3-3f介導(dǎo)。Zhang L等人[21]通過(guò)甲基噻唑基測(cè)定芍藥苷對(duì)人宮頸癌細(xì)胞系(HeLa) 細(xì)胞的影響,結(jié)果顯示芍藥苷可以誘導(dǎo)HeLa細(xì)胞的凋亡。許多研究表明,芍藥苷在其他腫瘤方面也有相當(dāng)顯著的療效,還具有顯著抑制腫瘤細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的功效。
芍藥苷是芍藥的主要活性成分,藥理作用多樣,應(yīng)用廣泛。近年來(lái),芍藥苷對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的藥理作用研究受到越來(lái)越多研究者的關(guān)注。大量研究結(jié)果表明,芍藥苷對(duì)多種癡呆模型動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶功能衰退有改善作用[19,22-24],對(duì)腦缺血損傷有明顯的保護(hù)作用,對(duì)帕金森病也有一定的治療作用,還具有鎮(zhèn)痛、改善神經(jīng)突觸可塑性損傷等作用。芍藥苷對(duì)神經(jīng)保護(hù)具有的潛力也已在神經(jīng)病理學(xué)的動(dòng)物模型中得到證實(shí)。
Cao B Y等人[25]研究表明,芍藥苷對(duì)培養(yǎng)的PC12細(xì)胞中MPP+或酸性(pH值5.0) 誘導(dǎo)的損傷神經(jīng)有保護(hù)作用,并且通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證自噬溶酶體通路(ALP)的活性。作為陽(yáng)性對(duì)照藥物的阿米洛利是一種非選擇性的酸感應(yīng)離子通道(ASICs)阻滯劑,因?yàn)樗赑D的嚙齒動(dòng)物模型中具有神經(jīng)保護(hù)作用。更重要的是,研究發(fā)現(xiàn)阿米洛利和芍藥苷的神經(jīng)保護(hù)作用機(jī)制與LC3-II蛋白的上調(diào)密切相關(guān),LC3-II蛋白與自噬液泡膜特異性相關(guān)。
Nam K N等人[26]研究了芍藥苷在抑制多糖誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷和腦小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥中的功效。研究器官型海馬切片培養(yǎng)物中,芍藥苷通過(guò)阻斷脂多糖吸收(LPS) 誘導(dǎo)的海馬細(xì)胞死亡、一氧化氮(NO)和白細(xì)胞介素(IL) -1B的產(chǎn)生。芍藥苷還能抑制LPS刺激原代小膠質(zhì)細(xì)胞中NO,腫瘤壞死因子-α和IL-1b的產(chǎn)生。這些結(jié)果表明,芍藥苷通過(guò)減少活化的小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的促炎因子的產(chǎn)生具有神經(jīng)保護(hù)活性。Zhang Y等人[23]用雙側(cè)頸總動(dòng)脈閉塞(BCCAO)大鼠模型,探討芍藥苷的基礎(chǔ)機(jī)制,同樣證實(shí)了芍藥苷對(duì)血管性癡呆(VD)的神經(jīng)保護(hù)作用。劉玲等人[27]研究表明,芍藥苷對(duì)Aβ25-35誘導(dǎo) PC12細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用。Wang K等人[28]評(píng)估芍藥苷對(duì)Aβ25-35誘導(dǎo)的SH-SY5Y細(xì)胞損傷線(xiàn)粒體功能障礙的保護(hù)作用,阿爾茨海默?。ˋD) 是由于Aβ誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷導(dǎo)致的,而芍藥苷能夠減弱在SH-SY5Y細(xì)胞中Aβ25-35誘導(dǎo)生存力損失,凋亡增加和活性氧(ROS)的產(chǎn)生。此外,芍藥苷顯著抑制Aβ25-35誘導(dǎo)的線(xiàn)粒體功能障礙,包括線(xiàn)粒體膜電位降低,Bax/Bcl-2比例升高,細(xì)胞色素c釋放和caspase-3和caspase-9的活性。因此,他們的研究首次驗(yàn)證芍藥苷可以調(diào)節(jié)ROS產(chǎn)生的凋亡線(xiàn)粒體途徑在體外神經(jīng)損傷模型中的作用,可能為其在阿爾茨海默病治療中的應(yīng)用提供新的見(jiàn)解。
Wang D等人[29]進(jìn)一步比較白藜蘆醇(AF) 和芍藥苷(PF) 對(duì)谷氨酸(Glu) 誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷和分化PC12細(xì)胞的潛在機(jī)制的影響。結(jié)果表明,白藜蘆醇(AF)和芍藥苷(PF) 在保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞對(duì)Glu毒性方面具有很強(qiáng)的作用。芍藥苷進(jìn)一步顯示出具有防止細(xì)胞內(nèi)Ca2+過(guò)載的顯著效果并抑制CaMKII的過(guò)度表達(dá)。差異機(jī)制可能與2種異構(gòu)體的神經(jīng)保護(hù)作用有關(guān)。白藜蘆醇(AF) 和芍藥苷(PF) 顯著改善Glu誘導(dǎo)的細(xì)胞活力降低,核和線(xiàn)粒體凋亡改變,活性氧物質(zhì)積累和B細(xì)胞淋巴瘤2(Bcl-2) /Bax比。這2種異構(gòu)體也增強(qiáng)了AKT及其下游元件糖原合酶激酶-3β(GSK-3β) 的磷酸化,這種作用是被AKT抑制劑LY294002取代。這些結(jié)果表明芍藥苷具有抑制細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載和鈣/鈣調(diào)素蛋白激酶II的表達(dá)。王國(guó)峰等人[30]研究芍藥苷證明了能夠上調(diào)腦缺血誘導(dǎo)的M1組受體M1,M3和MS受體表達(dá)的降低及與M1組受體偶聯(lián)的Gaq/11蛋白的降低,同時(shí)還可以下調(diào)腦缺血誘導(dǎo)的M2受體表達(dá)的增高及與M2受體偶聯(lián)的Gi蛋白的病理性增高,又進(jìn)一步證明了M受體及其信號(hào)調(diào)節(jié)通路參與了芍藥苷的神經(jīng)保護(hù)作用。
芍藥苷對(duì)人體具有明顯的免疫調(diào)節(jié)作用,王辰允等人[31]研究表明,芍藥苷對(duì)輻射損傷內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)作用,分子信號(hào)通路的研究表明,芍藥苷可以通過(guò)影響JNK通路進(jìn)一步抑制激活物蛋白1與目的基因的結(jié)合。試驗(yàn)證明,芍藥苷通過(guò)抑制JNK細(xì)胞核激酶-激活物蛋白通路進(jìn)而抑制黏附分子表達(dá),這可能是芍藥苷對(duì)輻射損傷內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)作用的分子機(jī)制。郭平等人[32]研究了芍藥苷對(duì)放射線(xiàn)致血虛證小鼠的生血作用及對(duì)骨髓Epo,G-CSF基因表達(dá)的影響,采用3.5 Gy60Coγ射線(xiàn)全身一次性照射,制備小鼠血虛證模型,檢測(cè)外周血象,骨髓集落培養(yǎng)觀察并計(jì)數(shù)CFU-GM,BFU-E,CFU-E,CFU-mix,RT-PCR檢測(cè)骨髓 Epo和G-CSF基因的表達(dá)。結(jié)果顯示,芍藥苷顯著升高放射線(xiàn)致血虛證小鼠外周血白細(xì)胞數(shù)量和骨髓 CFU-GM,BFU-E,CFU-E,CFU-mix的數(shù)量,上調(diào)了骨髓Epo和G-CSF基因的表達(dá)。所以芍藥苷具有生血作用,促進(jìn)骨髓Epo和G-CSF基因的表達(dá)可能是其生血作用的機(jī)制之一。宋麗等人[33]研究了芍藥苷在Caco-2細(xì)胞模型中的吸收機(jī)制用Caco-2細(xì)胞單層模型研究芍藥苷的雙向轉(zhuǎn)運(yùn),考查時(shí)間、藥物質(zhì)量濃度對(duì)芍藥苷吸收的影響。研究結(jié)果證明,芍藥苷在Caco-2細(xì)胞模型中吸收主要是被動(dòng)運(yùn)輸。He X等人[34]研究了腦缺血再灌注對(duì)芍藥苷藥代動(dòng)力學(xué)的影響,在大鼠中靜脈注射芍藥提取物(PRE)。通過(guò)閉塞誘導(dǎo)腦缺血再灌注大鼠雙側(cè)頸動(dòng)脈正常大鼠2h,然后再灌注。試驗(yàn)結(jié)果顯示,缺血再灌注顯著增加AUC值,降低CL值,并延長(zhǎng)芍藥苷的終末半衰期。這些結(jié)果表明芍藥苷在缺血再灌注損傷可能起重要的藥代動(dòng)力學(xué)作用。
Cao B Y等人[25]對(duì)MPP+和酸損傷可通過(guò)激活酸敏感離子通道增加細(xì)胞的Ca2+內(nèi)流進(jìn)行了研究,而芍藥苷和酸敏感離子通道阻滯劑鹽酸阿米洛利均可以抑制這一作用,提示芍藥苷對(duì)Ca2+內(nèi)流的影響可能與酸敏感離子通道有關(guān);Sun X等人[35]進(jìn)一步在該細(xì)胞模型上發(fā)現(xiàn),芍藥苷在保護(hù)細(xì)胞損傷的同時(shí),還降低了MPP+和酸損傷引起的小體癡呆的主要成分α-突觸核蛋白的積累,并能夠顯著上調(diào)與自噬液泡膜特異性相關(guān)的蛋白LC3-II的表達(dá),而α-突觸核蛋白是帕金森病主要病理變化小體癡呆主要成分,清除α-突觸核蛋白的異常聚集是帕金森病的重要治療策略之一。上述結(jié)果顯示,芍藥苷可能通過(guò)酸敏感離子通道增強(qiáng)了細(xì)胞對(duì)α-突觸核蛋白的自噬,從而減輕了α-突觸核蛋白的積累及由此引起的后續(xù)神經(jīng)病理變化。陳俊先等人[36]試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),芍藥苷對(duì)實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎(EAE)大鼠發(fā)病及腦組織IL-17含量的有一定的影響,通過(guò)分組試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果顯示IL-17能夠促進(jìn)EAE的發(fā)生,而經(jīng)芍藥苷作用的大鼠腦組織勻漿中IL-17的含量明顯有下降趨勢(shì),大鼠的EAE癥狀能夠得到緩解,因此芍藥苷可明顯減輕EAE發(fā)病,其作用機(jī)制或許是通過(guò)降低 EAE大鼠腦組織中IL-17的含量進(jìn)而達(dá)到抑制EAE發(fā)病。
在芍藥苷藥理方面有研究證明芍藥苷對(duì)肝臟具有一定的保護(hù)功能,并且在促進(jìn)吸收和代謝方面也有明顯的效果。能夠?qū)顾枭窠?jīng)損傷有保護(hù)機(jī)制,芍藥也可以通過(guò)降低心臟破裂率改善整體心室重構(gòu),達(dá)到控制急性心肌梗死的療效[37-41]。目前對(duì)芍藥苷藥理研究已經(jīng)廣泛展開(kāi),證實(shí)了芍藥苷有多種生物學(xué)效應(yīng),但是對(duì)不同的生物效應(yīng)會(huì)有何不同,還有待研究。
芍藥苷作為芍藥的主要有效成分,目前對(duì)其研究正在逐步深入,而如何更好地從芍藥中提取芍藥苷有效成分且達(dá)到較高的純度,對(duì)于提取及分離純化工藝提出了較高要求。隨著提取及分離純化技術(shù)的進(jìn)步與完善,必將為提取高純度的芍藥苷單體成分打下基礎(chǔ),并為今后芍藥苷單體在藥效及劑型方面的研究提供有力幫助。芍藥除含有芍藥苷和苯甲酰芍藥苷等成分外,還包含異芍藥苷和4-氧-甲基-芍藥苷等多種新的化學(xué)成分。近年來(lái),通過(guò)色譜、質(zhì)譜、紅外和核磁共振等技術(shù)發(fā)現(xiàn)芍藥中含有多種新的化合物,其中最豐富的為苷類(lèi)物質(zhì),有助于認(rèn)識(shí)芍藥的物質(zhì)基礎(chǔ),也為藥理作用機(jī)制的研究提供了線(xiàn)索。同時(shí),通過(guò)多種細(xì)胞模型和動(dòng)物模型廣泛認(rèn)識(shí)了芍藥的藥理作用,發(fā)現(xiàn)芍藥具有抗炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化、抗癌和抗抑郁等作用,并能夠改善和治療多種疾病。許多臨床報(bào)告證明了芍藥對(duì)各種疾病的療效和安全性,但是其生物利用度很低。而且據(jù)近年來(lái)關(guān)于芍藥的中外文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),幾乎大部分關(guān)于芍藥藥理作用的研究都是來(lái)自芍藥根,對(duì)于芍藥地上部位的研究很少,造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。這一發(fā)現(xiàn)為芍藥更全面的利用提供了研究思路。
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