繆皚馳

(上海中醫(yī)藥大學附屬上海市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院神經(jīng)外科，上海)

0 引言

胡黃連(picrorhizae)是雙子葉植物綱、合瓣花亞綱、管狀花目、玄參科多年生草本植物，原生于海拔3600～4400 米的高寒地區(qū)的巖石上及石堆中，或淺土層的向陽處。主產(chǎn)于印度，在我國分布于四川、云南、西藏、喜馬拉雅山區(qū)域，原先一直依賴進口[1]。60 年代，科學工作者才在我國西藏云南等地發(fā)現(xiàn)與印度胡黃連的同屬多年生宿根草本植物并將其命名為西藏胡黃連，因其在生藥形態(tài)、組織、苦味度及化學成分等方面與印度胡黃連非常相似而用作印度胡黃連的代用品[23]。目前經(jīng)人工馴化引種發(fā)現(xiàn)胡黃連可在海拔范圍為2800～3000m 內(nèi)生長，在此范圍內(nèi)后胡黃連藥用部位根莖產(chǎn)量比野生胡黃連大幅提高[4]。中藥材胡黃連是指胡黃連的根莖，在地上部分枯萎時采挖，洗凈，曬干入藥。研究者們從胡黃連的根莖中分離得到了環(huán)烯醚萜類、葫蘆素糖苷類、苯乙醇糖苷、酚苷類等化合物[5]。環(huán)烯醚萜是胡黃連屬植物中一類主要的化學成分，有較廣泛的生物活性[6]，環(huán)烯醚萜苷中的胡黃連苷I 和II 是胡黃連藥材飲片的主要成分，也是含量測定指標[7]。西藏胡黃連性寒味苦，歸肝、腎、大腸經(jīng)；具有清濕熱、除骨蒸、消疳熱之功效。臨床上治療乙型肝炎以及各類肝損傷并取得了顯著的療效[8]。目前胡黃連藥理藥效的研究，主要針對胡黃連提取物和單一化合物，而藥理研究也在細胞、組織、動物等不同水平上，其中以胡黃連苷II研究較多。

1 藥物動力學

目前胡黃連苷II 仍為實驗性藥物，主要的實驗動物為大鼠，所以藥物動力學研究主要針對大鼠。實驗發(fā)現(xiàn)大鼠單劑量靜注給予胡黃連苷II 2.5、5.0、10.0mg/kg 后，大鼠體內(nèi)藥物濃度快速降低，平均消除半衰期僅為19.6min。靜脈注射給藥后，胡黃連苷II 廣泛分布于各組織，其中腎和肝組織中濃度最高，并且通過尿液和膽汁排泄，在尿液中的平均累積排泄百分率為11.79%；膽汁中平均累積排泄百分率為7.80%；但糞便中未檢測出藥物成分。胡黃連苷II 平均血漿蛋白結(jié)合率為30.0%[9]，血漿濃度-時間曲線符合雙室開放模型，并表現(xiàn)出線性的藥代動力學特征[10]。大鼠腸道實驗各部位對提取物胡黃連苷II 原形吸收無明顯差異且吸收較少，也有研究發(fā)現(xiàn)大鼠口服胡黃連苷II 通過包括脫糖、水解、葡萄糖醛酸化和去甲基化等代謝途徑形成其他代謝產(chǎn)物吸收[11]。

2 藥理作用

2.1 肝臟功能保護

胡黃連在各種肝損傷治療中取得顯著的療效。Li 等在小鼠萘異硫氰酸酯(ANIT)誘導的膽汁淤積模型中發(fā)現(xiàn)，胡黃連苷II通過激活法尼酯受體(farnesoid x receptor，F(xiàn)XR)通路使膽鹽輸出泵(Bsep)表達增加，同時增加了鈉離子-牛磺膽酸共轉(zhuǎn)運蛋白(Ntcp)、膽鹽磺基轉(zhuǎn)移酶2a1 (Sult2a1)和尿苷二磷酸葡萄糖苷酰轉(zhuǎn)移酶1a1 (Ugt1a1)，而降低膽汁酸合成酶如膽固醇7α-羥化酶(Cyp7a1)和氧化甾醇 12α-羥化酶(Cyp8b1)，調(diào)節(jié)了膽汁酸穩(wěn)態(tài)，在預防和治療膽汁淤積性肝病起到積極作用[12]。有實驗發(fā)現(xiàn)在胡黃連苷II 預處理后的HepG2 細胞，可降低其脂肪酸轉(zhuǎn)運蛋白5、甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1 和硬脂酰CoA 去飽和酶的表達，以及降低叉頭盒蛋白O1 和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶的表達，減少脂肪吸收和生成，有效地阻礙了FFAs(油酸：棕櫚酸/2：1) 誘轉(zhuǎn)染HepG2細胞形成肝脂肪變性的過程[13]。胡黃連苷II 還能夠抑制脂多糖/D-氨基半乳糖苷誘導的膿毒癥小鼠肝損傷的炎癥反應(yīng)，減輕肝細胞的凋亡降低膿毒癥小鼠肝損傷的死亡率[14]。實驗表明胡黃連苷II 在保肝利膽，養(yǎng)肝護肝具有明顯的效果。

2.2 神經(jīng)系統(tǒng)保護作用

2.2.1 腦缺血損傷

近年來胡黃連苷II 的神經(jīng)保護功能研究越來越多，尤其在腦缺血及腦缺血再灌注方面。WANG 等通過線栓大腦中動脈(MCAO)大鼠模型腦缺血2 小時腹腔注射胡黃連苷II 在不同時間組間，比較梗塞面積、細胞凋亡，磷酸化的細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(p-ERK1/2) 轉(zhuǎn)化和環(huán)氧化酶(COX2)等指標，得出黃連苷II 能通過抑制MEK-ERK1/2 信號通路在大鼠MCAO 后下調(diào)COX2 表達，抑制神經(jīng)元凋亡和炎癥反應(yīng)來減輕腦缺血損傷的結(jié)論[15]。也有研究應(yīng)用雙側(cè)頸總動脈結(jié)扎法建立大鼠前腦缺血模型，經(jīng)腹腔注射胡黃連苷II 進行干預，治療可以降低血清中脂質(zhì)過氧化物丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO)和過氧化氫(H2O2)的含量，提高超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSHPx)和過氧化氫酶(CAT)的活性，從而減輕應(yīng)激氧化反應(yīng)，對腦缺血起保護作用[16]。

2.2.2 腦缺血再灌注損傷

腦梗后溶栓復流后會產(chǎn)生腦組織的缺血再灌注(ischemiareperfusion，I/R)損傷，往往需要抗氧化神經(jīng)保護藥物。實驗證明大鼠半腦經(jīng)2 小時缺血再灌注22 小時后會出現(xiàn)神經(jīng)功能缺損和腦梗死，Caspase-3 和聚腺苷酸二磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(PARP)在皮質(zhì)、紋狀體和海馬區(qū)表達增多，凋亡細胞增多，而靜脈胡黃連苷II 治療后I/R 腦組織Caspase-3 和PARP 表達和凋亡細胞減少，提高腦I/R 損傷大鼠的神經(jīng)功能[17]。Zhai 等[18]發(fā)現(xiàn)腹腔注射胡黃連苷II在大鼠腦I/R 中可通過下調(diào)Rac-1 和Nox2 的表達，降低ROS 含量來保護神經(jīng)系統(tǒng)，通過降低ROCK、MLCK 和MMP-2 的表達來保護血腦屏障，而血腦屏障緊密連接相關(guān)蛋白claudin—5 表達相應(yīng)升高，同時下調(diào)了腦缺血再灌注損傷大鼠TLR4 和NF-κB 的表達，抑制炎癥反應(yīng)誘導的凋亡[19]。Zhang 等[20]研究發(fā)現(xiàn)胡黃連苷II 能清除腦I/R 模型大鼠腦內(nèi)活性氧含量，保護線粒體結(jié)構(gòu)，下調(diào)CytC 和Caspase-3 的表達，從而降低腦梗死體積和凋亡細胞。還有實驗發(fā)現(xiàn)胡黃連苷II 對大鼠大腦I/R 后下調(diào)電壓依賴性陰離子通道1 (VDAC1)的表達，降低線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mPTP)通透性，減少內(nèi)切酶G(EndoG)釋放進入細胞質(zhì)，起到神經(jīng)保護作用[21]。所以以上諸多實驗表明胡黃連苷II 再腦缺血再灌注損傷中有著明顯的神經(jīng)保護作用。

2.2.3 其他類型神經(jīng)組織損傷

除了腦缺血性損傷外，胡黃連苷II 對神經(jīng)細胞損傷的保護作用還有其他發(fā)現(xiàn)。體外細胞實驗發(fā)現(xiàn)胡黃連苷II 和神經(jīng)生長因子(NGF)對過氧化氫(H2O2)誘導的PC12(鼠嗜鉻細胞瘤)細胞氧化應(yīng)激的具有協(xié)同保護作用，經(jīng)藥物處理后的細胞內(nèi)活性氧(ROS)水平、形態(tài)學觀察及乳酸脫氫酶(LDH)滲漏試驗檢測的細胞損傷均有改善[22]。神經(jīng)性疼痛大鼠由于NF-kappaB 通路激發(fā)脊髓星形膠質(zhì)細胞介導的神經(jīng)炎癥，胡黃連苷Ⅱ可以抑制該通路的而起到鎮(zhèn)痛作用[23]。胡黃連苷Ⅱ顯著改善了氯化鋁誘導的學習和記憶功能障礙，減輕了氯化鋁誘導的組織學改變，這與實驗小鼠大腦超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著增加有關(guān)[24]。在外傷性、缺血性和感染性損傷中，觀察到胡黃連苷II 注射后死亡率、凋亡相關(guān)蛋白Caspase-3 和急性炎性細胞因子(IL-1β、IL-6 和TNF-α)的表達均顯著降低，TLR4 和NF-κB 明顯下調(diào)[25]。

2.3 心肌保護作用

胡黃連苷II 的抗炎、抗氧化、抗凋亡作用在心肌保護上也起著一定的作用。實驗表明胡黃連苷II 預處理明顯減弱了缺氧/復氧(Hypoxia/Reoxygenation，H/R)誘導的心肌細胞損傷，細胞活力增加， LDH 釋放減少，還可以通過激活PI3K/Akt 和CREB 通路，調(diào)節(jié)Bcl-2 和Bax 的表達，從而抑制缺氧/復氧誘導的心肌細胞凋亡[25]。胡黃連苷II 預處理H/R 損傷后，心肌細胞內(nèi)GSH 含量顯著降低，SOD、GSH- px 活性顯著增強，MDA、GSSG 含量顯著降低，同時抑制了心肌細胞中ROS 的產(chǎn)生和鈣的積累，增強抗氧化防御活性，保護心肌細胞免受H/R 引起的氧化應(yīng)激損傷[27]。離體大鼠心臟I/R 后治療劑量胡黃連苷II 大大改善了缺血后心肌功能，減少心肌梗塞面積，抑制細胞凋亡，上調(diào)Bcl-2，表達下調(diào)Bax，且呈劑量依賴[28]。胡黃連苷II 預處理SD 大鼠冠狀動脈I/R 模型，左側(cè)冠狀動脈閉塞前1 小時，再灌注3 小時，可顯著減輕I/ R 誘導的心肌損傷，同時降低炎癥因子的產(chǎn)生，作用機制至少部分與通過抑制HMGB1-RAGE/TLR-2/TLR-4-NF-κB 信號通路抑制炎癥反應(yīng)有關(guān)[29]。 由此可見胡黃連苷II 在心肌損傷中也能夠起到保護作用。

2.4 抗炎抗喘呼吸系統(tǒng)保護

呼吸系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)炎癥和免疫反應(yīng)，胡黃連苷II 的藥理作用有用武之地。在小鼠急性肺損傷模型以及體外脂多糖(LPS)誘導的A549 細胞炎癥反應(yīng)實驗中，胡黃連苷II 治療后可顯著降低了細胞和小鼠中TNF -α、IL-1β 和IL-6 的濃度，小鼠肺組織病理改變減輕，起到了良好的抗炎作用[30]。 Noh 等發(fā)現(xiàn)在小鼠氣管內(nèi)的噴灑胡黃連苷II 增加了肺組織中白細胞抑制因子的磷酸化，從而可抑制脂多糖灌注肺支氣管炎癥模型內(nèi)中性粒細胞炎癥和肺促炎細胞因子基因的表達，胡黃連苷Ⅱ抗炎活性與TGF-β 信號相關(guān)[31]。通過慢阻肺COPD 實驗發(fā)現(xiàn)胡黃連苷Ⅱ通過抑制絲裂原活化蛋白激酶(MAPK) p38、ERK1/2 和NF-κB 通路的介導，負性調(diào)節(jié)SAA-IL-33 軸，改善類固醇耐藥性肺部炎癥[32]。胡黃連苷II 通過下調(diào)塵螨提取物(HMD)誘導的過敏性哮喘小鼠模型中的轉(zhuǎn)錄因子GATA3 和Th2 相關(guān)細胞因子來減輕氣道炎癥[32]。在HMD 誘導的小鼠哮喘模型中，胡黃連苷II 顯著降低了支氣管肺泡灌洗液中的炎癥細胞計數(shù)、血清中總免疫球蛋白(Ig)E、HMD 特異性IgE 和IgG1 水平、氣道炎癥和肺組織中的粘液高分泌；藥物還可下調(diào)BALF 中與Th2 相關(guān)的細胞因子(包括IL-4、IL-5、IL-13)和哮喘相關(guān)介質(zhì)的水平，而上調(diào)BALF 中與Th1 相關(guān)的細胞因子IFN-γ 的水平[34]。所以在肺支氣管中表現(xiàn)出了良性的免疫調(diào)節(jié)功能，改善炎性反應(yīng)。

2.5 腎臟缺血再灌注損傷的保護作用

在腎移植中，腎缺血再灌注損傷經(jīng)常發(fā)生，是導致腎纖維化的主要因素之一，產(chǎn)生不良后果。胡黃連苷II 在在大鼠腎缺血再灌注損傷模型中減輕腎纖維化的作用[35]。胡黃連苷II 能抑制大鼠腎臟I/R 損傷誘導的腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細胞介素(IL)-1β和細胞間粘附分子(ICAM)-1 表達的增加，以及明顯下調(diào)TLR4 和NF-κB 表達水平，保護腎臟組織免受I/R 誘導的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的影響[36]。類似實驗表明，胡黃連苷II 顯著降低了大鼠I/R損傷腎臟內(nèi)cleaved caspase-3 的表達，抑制Bax 和PARP-1 表達水平上調(diào)，而Bcl-2 表達水平下調(diào)，從而通過抗凋亡機制抑制這些由腎臟I/R 損傷引起的變化，明顯改善腎功能[37]。

2.6 對其組織他缺血再灌注損傷保護研究

缺血再灌注損傷不僅限于腦心腎，其他臟器的I/R 也為胡黃連苷II 提供實驗場景。低位腹主動脈鉗夾制作大鼠后肢動脈缺血再灌注(I/R)模型，所測紅細胞變形能力下降，血清的MDA 水平和NO 活性也高于對照組，在后肢I/R 之前的胡黃連苷II 治療阻止了這些變化[38]。在后肢I/R 模型大鼠骨骼肌組織，測定總氧化狀態(tài)(TOS)和總抗氧化狀態(tài)(TAS)及細胞凋亡高于對照組，胡黃連苷II 治療有明顯逆轉(zhuǎn)作用[39]。SD 大鼠睪丸扭轉(zhuǎn)I/R 模型，胡黃連苷II 可降低其細胞凋亡水平，逆轉(zhuǎn)I/R 中HO-1、MPO、NOX、XO 和MDA 含量升高，提高SOD 活性，由此認為胡黃連苷II 主要通過降低NO 的合成來抑制細胞凋亡和氧化應(yīng)激，從而減輕大鼠睪丸I/R 損傷[13]。

2.7 其他相關(guān)科學研究

伴隨著科學研究的發(fā)展，胡黃連苷II 的藥理功能不斷被開發(fā)。胡黃連苷II 可減少NF-κB 依賴的自噬作用，改善急性胰腺炎模型大鼠的抗氧化和抗炎癥活性的發(fā)揮作用[40]。經(jīng)胡黃連苷II 處理后小鼠膿毒癥的死亡率減少了，同時肺損傷減輕，抑制NLRP3炎性小體和NF-κB 通路的激活，減輕膿毒癥患者的炎癥反應(yīng)，加強免疫功能，增強膿毒癥小鼠的細菌清除率[41]。體外實驗用收集骨髓細胞(BMMs)培養(yǎng)早期胡黃連苷II 干預可以下調(diào)與破骨細胞生成活化相關(guān)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，從而起到抗再骨吸收的作用。胡黃連苷II 還能顯著抑制了人乳腺癌細胞模型MDA-MB-231 細胞和人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVECs)基質(zhì)金屬蛋白酶9 (MMP-9)的體內(nèi)外活性，作為血管生成標記物的分化簇31 (CD31)顯著下調(diào)，表明胡黃連苷Ⅱ具有抗血管生成活性，在其肺轉(zhuǎn)移模型中顯示了有效的抗轉(zhuǎn)移活性，結(jié)果表明胡黃連苷II 在體內(nèi)外均能有效抑制癌細胞的轉(zhuǎn)移和血管生成的作用[42]。

3 結(jié)語

傳統(tǒng)中藥胡黃連具有清熱，涼血，燥濕之功效，其提取單一化合藥物胡黃連苷Ⅱ作為主要有效部分，同樣具有良好的清熱解毒作用?，F(xiàn)代醫(yī)學通過動物、組織，細胞，分子層面的實驗研究，證實在缺血缺氧損傷病理情況下具有明顯的抗炎、抗氧化、抗凋亡作用，有效地保護了全身各個主要臟器功能，在其他涉及炎性損傷、免疫失衡、甚至腫瘤疾病中也能發(fā)揮一定的作用。希望通過進一步的研究加強藥物轉(zhuǎn)化，發(fā)揮中藥有效提取化合物在中西醫(yī)結(jié)合整體治療中的積極效果。