陳希西 ,韓嵩 ,樊根豪 ,張露丹 ,呂春曉 ,黃宇虹
(1.天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院,天津 300250;2.天津中醫(yī)藥大學(xué),天津 301617;3.青島黑卓博林置地有限公司,青島 266555)
活血化瘀是中醫(yī)重要的治療原則和理論基礎(chǔ)?;钛鲱愔兴幩幮远酁樾痢⒖?、溫。味辛則能散能行,味苦則通泄,且均入血分,故能行血活血,消散瘀滯[1]。根據(jù)其功效特點可分為活血止痛藥、活血調(diào)經(jīng)藥、破血消癥藥等[2]。目前國內(nèi)外對于活血化瘀類中藥的研究主要以化學(xué)成分的藥理活性為中心、以靶點為導(dǎo)向,整理多集中于臨床療效和臨床藥理作用,缺少與其功效對應(yīng)的現(xiàn)代藥理學(xué)機制研究的系統(tǒng)歸納總結(jié)。文章對活血化瘀類藥物中與活血止痛藥、活血調(diào)經(jīng)藥和破血消癥藥功效相關(guān)的有效成分的現(xiàn)代藥理學(xué)研究進行歸納總結(jié),以期為活血化瘀類藥物現(xiàn)代藥理學(xué)研究及臨床組方用藥提供思路和參考。
本類藥物主要有川芎、延胡索、郁金、姜黃等,這些藥物即入血分,又入氣分,有活血行氣,止痛的功效。
1.1 活血行氣藥理學(xué)作用
1.1.1 影響血小板活化、聚集 川芎、郁金的活性成分可能通過調(diào)控血小板活化聚集等方向的靶點和信號通路發(fā)揮活血行氣的作用。川芎活性成分—四甲基吡嗪(TMP)可以上調(diào)腺苷酸環(huán)化酶(AC)/環(huán)磷酸腺苷(cAMP)信號通路、抑制磷酸化蛋白激酶(p-Akt)蛋白表達,進而抑制P2Y12受體介導(dǎo)的血小板活化[3]。郁金的活性成分則通過干預(yù)促紅細胞生成素(Epo)/促紅細胞生成素受體(EpoR)通路、下調(diào)P-選擇素(CD62P),抑制血小板的活化和聚集,進而發(fā)揮活血化瘀作用的機制[4]。
1.2 止痛藥理學(xué)作用 川芎、延胡索的活性成分可能通過調(diào)控抑制神經(jīng)遞質(zhì)、鎮(zhèn)痛等方向的靶點和信號通路發(fā)揮止痛的作用。TMP可以抑制即刻早期基因(c-fos)/ERK信號通路,阻礙三叉神經(jīng)系統(tǒng)中與疼痛相關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)的表達,達到治療偏頭痛的目的[8]。延胡索活性成分THP、紫堇堿(DHC)可以抑制電壓門控鈉離子通道(VGSC)中Nav1.7亞型,發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用[9]。
1.3 其他藥理學(xué)作用
1.3.1 保護神經(jīng) 川芎活性成分和姜黃素可能調(diào)控保護神經(jīng)、改善腦缺血等方向的靶點和信號通路。川芎活性成分—洋川芎內(nèi)酯H(SNH)既可以調(diào)控絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路,抑制大鼠嗜鉻細胞瘤(PC12)細胞凋亡,從而發(fā)揮保護神經(jīng)[10];同時還具有改善腦缺血,保護受損神經(jīng)細胞的作用[11]。與之不同,姜黃的有效成分姜黃素主要通過激活環(huán)AMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)/腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)信號通路保護大鼠神經(jīng)[12]。有研究發(fā)現(xiàn),其類似物可以顯著降低小鼠大腦中乙酰膽堿酯酶(AChE)和丁酰膽堿酯酶(BChE)水平、增加乙酰膽堿(Ach)水平,說明姜黃素類似物可能通過抑制膽堿酯酶的活性,發(fā)揮保護神經(jīng)和預(yù)防阿爾茨海默?。ˋD)的作用[13]。
1.3.2 其他作用 川芎活性成分可能通過調(diào)控保護支氣管黏膜、抗腫瘤轉(zhuǎn)移等方向的靶點和信號通路發(fā)揮行氣、化瘀的作用。川芎活性成分TMP可以抑制核因子-κB-p65(NF-κB-p65)/腫瘤壞死因子(TNF-α)信號通路保護支氣管黏膜上皮細胞[14]。而其他48個活性成分如藁本內(nèi)酯(AHP)等與肺癌腦轉(zhuǎn)移的血管內(nèi)皮生長因子A(VEGFA)等7個核心靶點有較強親和能力,通過實驗驗證川芎可能通過抑制磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)和VEGF通路起到抗肺癌腦轉(zhuǎn)移的作用[15]。
本類藥物主要有丹參、紅花、桃仁、益母草、牛膝等,這些藥物大多辛散苦泄,歸肝經(jīng),入血分,有活血通脈,通經(jīng)的功效。
2.1 活血通脈藥理學(xué)作用
2.1.1 影響血管生成 丹參和桃仁的活性成分可能通過調(diào)控抑制血管生成等方向的靶點和信號通路發(fā)揮其活血通脈的作用。丹參活性成分—丹參酮ⅡA(Tan IIA)可以抑制轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)/β連環(huán)蛋白(β-catenin)和缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)/β-catenin/VEGF通路,抑制血管生成[16]。而桃仁活性成分—苦杏仁苷則通過抑制TGF-β/Smad信號通路,抑制肝星狀細胞(HSCs)活化和肝竇內(nèi)皮細胞(LSECs)去分化以改善血管生成[17]。
2.1.2 防治心腦血管疾病 丹參、紅花和桃仁的活性成分可能通過調(diào)控降低心肌細胞凋亡、改善心肌缺血和改善血脂水平等方向的靶點和信號通路發(fā)揮其活血通脈的作用,從而防治心腦血管疾病。TanⅡA通過抑制Toll樣受體4(TLR4)/髓樣分化因子88(MyD88)/核因子 κB(NF-κB)信號通路[18]和 NF-κB和p38-MAPK信號通路[19],分別發(fā)揮其減少心肌細胞凋亡,預(yù)防左心室重構(gòu)(VR),進而改善心肌梗死(MI)和預(yù)防動脈粥樣硬化的作用。而丹參另一活性成分—丹參素通過促進PI3K/Akt/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、腫瘤抑制基因p53通路和細胞外信號調(diào)節(jié)酶1/2(ERK1/2)磷酸化,抑制心肌細胞的自噬、減輕心肌細胞損傷和凋亡,改善心肌缺血再灌溉損傷[20]。紅花的活性成分的藥理學(xué)作用機制與丹參有所不同,其活性成分可能通過抑制大鼠肉瘤(Ras)/Raf/MEK/ERK1/2和希佩爾-林道抑癌基因(VHL)/HIF-1α/VEGF通路調(diào)控血管平滑肌細胞的增殖和遷移,進而防治心腦血管疾病[21]。其活性成分之一的西紅花苷可以激活核因子紅細胞2-相關(guān)因子2(Nrf-2)信號通路,上調(diào)Nrf-2的蛋白表達,提高肝臟抗氧化酶活性[22]。而其另一活性成分—羥基紅花黃色素A(HAS)則通過影響PI3K/Akt信號通路發(fā)揮其對腦缺血模型大鼠神經(jīng)保護的作用[23]。桃仁可降低TRIB3基因及Toll樣受體[24],抑制PI3K/AKT信號通路的激活[25],改善糖尿病血管纖維化大鼠的動脈纖維化,從而改善糖尿病的動脈病變。其活性成分苦杏仁苷主要通過抑制NF-κB/環(huán)氧合酶2(COX-2)通路,降低冠心?。–HD)模型大鼠炎癥因子表達水平,改善血脂水平[26]。
5.4 病蟲害化學(xué)防治。玉米的主要病蟲害有大小葉斑病、紋枯病、銹病、地老虎、玉米螟、蚜蟲等。①大、小葉斑病??稍诓『Πl(fā)生期。用70%代森錳鋅粉劑500倍液或75%百菌清粉劑500-800倍液,間隔10-15d連續(xù)噴2-3次。②紋枯病。在大喇叭口期進行防治最為適宜,一般在發(fā)病初期每667m2用30g朗文康兌水60kg噴霧,噴施果穗以下植株部位,連續(xù)2~3次,間隔7d。③銹病。在發(fā)病初期,用20%粉銹寧可濕性粉劑1500倍液噴霧,嚴重時隔15d再噴1次。④地老虎、玉米螟、蚜蟲,噴藥防治。
2.2 通經(jīng)藥理學(xué)作用 益母草主要活性成分益母草堿可能通過調(diào)控改善子宮功能等靶點和通路發(fā)揮活血調(diào)經(jīng)的作用。益母草堿既可以抑制p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)/PI3K/AKT信號通路,阻止大鼠子宮蛻膜組織血管生成,促進藥物流產(chǎn)大鼠的蛻膜絨毛組織排出,進而增加子宮出血量[27];同時又可以與骨髓間充質(zhì)干細胞聯(lián)合使用,調(diào)控TGF-β/Smad3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,抑制TGF-β與Smad3蛋白的表達,抑制子宮內(nèi)膜纖維化的形成,改善子宮粘連[28]。
2.3 其他藥理學(xué)作用
2.3.1 保護神經(jīng) 桃仁、益母草和牛膝的活性成分可能通過調(diào)控營養(yǎng)神經(jīng)、促進神經(jīng)元生長和抑制神經(jīng)凋亡方向的靶點和通路。桃仁活性成分Amygdalin可以激活ERK1/2通路營養(yǎng)神經(jīng),誘導(dǎo)神經(jīng)突觸生長,發(fā)揮保護神經(jīng)的作用[29]。而益母草活性成分益母草堿可以增強BDNF/TrkB/CREB信號通路,促進體內(nèi)和體外神經(jīng)元生長[30]。另外還可以通過激活Nrf-2/血紅素加氧酶1(HO1)信號通路發(fā)揮血腦屏障保護作用,減輕血腦屏障滲透性,啟動腦梗死模型小鼠梗死后血管新生,維持血腦屏障功能[31]。牛膝活性成分—牛膝多肽K(ABPPk)可以促進體外培養(yǎng)的原代雪旺細胞(SCs)在不同時間的增殖,抑制其凋亡[32],激活PI3K/AKT和ERK1/2信號通路[33],幫助周圍神經(jīng)再生和功能恢復(fù);還可以抑制PI3K/Akt依賴的NADPH 氧化酶(NOX)/活性氧(ROS)通路,降低脂多糖(LPS)激活的BV2小膠質(zhì)細胞中的神經(jīng)炎癥,為神經(jīng)炎癥的干預(yù)和治療提供新的角度[34]。
2.3.2 影響癌細胞 丹參和紅花的活性成分可能通過調(diào)控促進癌細胞凋亡、遷徙等相關(guān)的靶點和信號通路。TanⅡA可以通過激活Jun N端激酶(JNK)通路抑制人喉表皮樣癌細胞和人喉癌細胞活力,促進癌細胞凋亡[35]。近期研究發(fā)現(xiàn),TanⅡA與順鉑(DDP)組合可能通過PI3K/Akt信號通路抑制細胞增殖、遷移和侵襲,誘導(dǎo)細胞凋亡[36]。丹參另一活性成分—丹參酮Ⅰ(Tan-Ⅰ)既抑制PI3K/Akt/mTOR通路,誘導(dǎo)卵巢癌細胞自噬,同時激活凋亡相關(guān)蛋白Caspase-3,促進卵巢癌細胞凋亡[37];又阻礙JAK/STAT3信號通路,下調(diào)p-JAK1/2和STAT3蛋白水平,抑制骨肉瘤(OS)的生長和轉(zhuǎn)移[38]。紅花有效成分—紅花多糖(SPS)通過提高小鼠體內(nèi)腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和IL-6的水平,增強免疫調(diào)節(jié)活性;同時發(fā)現(xiàn)SPS可以抑制PI3K/Akt通路抑制腫瘤生長,誘導(dǎo)人非小細胞肺癌細胞的凋亡[39]。
2.3.3 其他作用 紅花和牛膝的活性成分可能通過調(diào)控抑制肺部炎癥通路、改善血液黏稠度等方向的靶點和通路。紅花活性成分Crocin和HAS分別通過抑制大鼠肺中單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1,又稱CCL2)/受體CCR2炎癥通路的表達[40]和調(diào)節(jié)PI3K/AKT/BCL2/BAX通路[41],發(fā)揮改善肺動脈高壓(PAH)和降低大鼠的血液黏度,改善股骨頭的病理性損傷的作用。牛膝活性成分—牛膝多糖(ABPS)通過抑制TGF-β1/Smad通路,降低血清基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子-1(TIMP-1)、血管內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)、骨橋蛋白(OPN)水平,提高慢性阻塞性肺疾病模型大鼠肺功能[42]。
本類藥物主要有莪術(shù)、三棱、水蛭等,藥性峻猛,這類藥物歸肝經(jīng),入血分,有破血逐瘀的功效。
3.1 破血逐瘀的藥理作用 莪術(shù)和水蛭的活性成分可能通過調(diào)控抗血小板聚集、保護心肌等方向的靶點和通路發(fā)揮其破血逐瘀的作用。莪術(shù)有效成分—莪術(shù)二酮和莪術(shù)醇分別通過抑制AMP-activated protein kinase-vinculin/talin-integrin αIIbβ3 信號通路[43]和激活Nrf2/HO1信號通路[44],發(fā)揮其抑制血小板聚集和抗凋亡、保護損傷心肌細胞的作用。水蛭有效成分—水蛭素和透明質(zhì)酸酸(HA)則分別通過抑制布魯頓酪氨酸激酶(Btk)介導(dǎo)的未知的IgG復(fù)合物對血小板Fc受體(FcγRIIA)的刺激[45]和被水蛭透明質(zhì)酸酶(LHase)降解[46],發(fā)揮其降低高自發(fā)性血小板聚集(SPA)及促進血管生成活性的作用。
3.2 其他藥理作用
3.2.1 影響癌細胞 莪術(shù)、三棱的活性成分可能通過調(diào)控抑制癌細胞生長、增值和轉(zhuǎn)移等方向的靶點和通路。莪術(shù)醇可以抑制PI3K/AKT信號通路的活動,抑制人卵巢癌細胞生長[47]和胃癌細胞的增殖[48];同時可以抑制JAK1/STAT3信號通路,抑制肺癌細胞的增殖、侵襲,進而促進肺癌細胞的凋亡[49]。另外還發(fā)現(xiàn)莪術(shù)醇可以調(diào)控miR-152-3p/PI3K/AKT和ERK/NF-κB信號通路,抑制黑色素瘤的增殖和轉(zhuǎn)移[50]。而三棱散水提物可能通過阻斷NF-KB信號通路抑制胃癌細胞增殖,促進其凋亡,從而發(fā)揮抗胃癌作用[51];其活性成分可能通過影響p53信號通路發(fā)揮抗胃癌的潛在作用[52]。
3.2.2 其他作用 水蛭的活性成分可能通過調(diào)控抗纖維化等方向的靶點和通路。水蛭素可以抑制1-磷酸鞘氨醇(S1PS1P)/S1PR2/S1PR3信號通路,降低蛋白酶激活受體1(PAR1)表達,減弱了近端腎小管上皮(HK-2)細胞纖維化[53]。因此水蛭素可能是一種很有前途的腎間質(zhì)纖維化(RIF)治療劑。
隨著現(xiàn)代分子生物技術(shù)、代謝組學(xué)等科研技術(shù)的進步,學(xué)者們對活血化瘀中藥的研究已從宏觀層面轉(zhuǎn)向了細胞、分子等微觀層面。文章以活血化瘀中藥主要功效分類為綱,總結(jié)歸納與其功效對應(yīng)的現(xiàn)代藥理學(xué)研究結(jié)果,確證了中藥按照功效分類的科學(xué)性。發(fā)現(xiàn)單一中藥的活性成分多樣、功能不同,同一活性成分亦可以影響多條通路,如活血調(diào)經(jīng)藥中丹參的活性成分包括TanⅡA、Salvianic acid A和Tan-Ⅰ等,Salvianic acid A和Tan-Ⅰ均影響PI3K/Akt/mTOR通路,前者改善心肌缺血,后者促進癌細胞凋亡;TanⅡA 可以影響 TGF-β1/β-catenin、HIF-1α/β-catenin/VEGF、NF-κB 和 p38-MAPK 等信號通路,分別發(fā)揮影響血管生成、改善心肌梗死和預(yù)防動脈粥樣硬化等作用,與中藥多靶點、多通路、整體調(diào)控的特點相符。通過對活血化瘀類中藥現(xiàn)代藥理學(xué)作用機制總結(jié)歸納,見表1,并繪制了相關(guān)機制通路圖,見圖1、2,提示活血止痛藥可能主要影響體內(nèi)血小板活化聚集及血管生成,其中VEGF/VEGFR-2通路研究較多;活血調(diào)經(jīng)藥可能主要作用于影響血管生成和防止心腦血管疾病,例如改善腦梗、保護心肌等,其中PI3K/Akt通路和NF-κB靶點研究較多;破血消癥藥可能主要作用于抑制血小板活化和保護心肌。說明VEGF/VEGFR-2、PI3K/Akt通路及NF-κB靶點可能為活血化瘀中藥的潛在靶點,為進一步研究活血化瘀中藥提供新角度。
圖1 活血化瘀藥物有效成分影響血小板活化、聚集和血管生成相關(guān)通路Fig.1 Active components of drugs for promoting blood circulation and removing blood stasis affect platelet activation,aggregation and angiogenesis-related pathways
圖2 活血化瘀藥物有效成分作用保護神經(jīng)、促進癌細胞凋亡和抑制癌細胞轉(zhuǎn)移相關(guān)通路Fig.2 Active ingredients of the drugs for promoting blood circulation and removing blood stasis protect nerves,promote cancer cell apoptosis and inhibit cancer cell metastasis-related pathways
表1 活血化瘀中藥藥理學(xué)作用機制Tab.1 Pharmacological mechanism of traditional Chinese medicine for promoting blood circulation and removing blood stasis
目前對活血化瘀中藥的現(xiàn)代藥理學(xué)研究主要集中于單一藥材活性成分研究,對于中藥復(fù)方在細胞、分子水平上的闡釋較少,這可能與中藥復(fù)方成分復(fù)雜多樣有關(guān)。下一步可以通過現(xiàn)代藥理學(xué)研究方法發(fā)掘中藥復(fù)方作用靶點和通路與單一藥材區(qū)別,驗證中醫(yī)中藥的科學(xué)性和安全性,為中醫(yī)中藥臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和思路。