丹參藥理活性成分整合效應(yīng)的研究進(jìn)展

丹參藥理活性成分整合效應(yīng)的研究進(jìn)展

中藥由活動(dòng)物質(zhì)組成，通過(guò)多路、多目標(biāo)點(diǎn)的整合而起最終作用。但中藥中眾多活性成分之間的協(xié)同、拮抗作用,以及其作用靶標(biāo)的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能闡明中藥多成分的作用方式。丹參為唇形科鼠尾草屬植物丹參SalviamiltiorrhizaBunge的干燥根及根莖,是最常用的活血化瘀中藥之一,首載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,具有祛瘀止痛、養(yǎng)血安神的功效?，F(xiàn)代藥理研究表明,丹參具有保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞、抗心律失常、抗動(dòng)脈粥樣硬化、改善微循環(huán)、保護(hù)心肌、抑制和解除血小板聚集、增加冠脈流量、提高機(jī)體耐缺氧能力、抑制膠原纖維的產(chǎn)生和促進(jìn)纖維蛋白的降解、抗炎、抗脂質(zhì)過(guò)氧化和清除自由基,以及保護(hù)肝細(xì)胞、抗肺纖維化等作用。自20世紀(jì)30年代,日本學(xué)者中尾萬(wàn)三開(kāi)始研究丹參的化學(xué)成分,到現(xiàn)在已經(jīng)有70多年的歷史,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)丹參50多種有效成分,并顯示擁有多種生物活性和藥理作用,但已知化學(xué)成分的藥理作用機(jī)制,尤其是各成分之間的交互作用還沒(méi)有完全了解。丹參中的化學(xué)成分主要分為兩類(lèi):脂溶性的二萜醌類(lèi)化合物和水溶性的酚酸類(lèi)化合物。本文以丹參藥理作用的相關(guān)機(jī)制研究為主線,探討丹參不同組分相互作用,試圖揭示中藥多成分、多靶點(diǎn)的整合效應(yīng),試圖找出丹參中有抗腫瘤藥理作用活性成分的結(jié)構(gòu)母核,以結(jié)構(gòu)母核為基礎(chǔ)研究丹參藥理活性成分的整合效應(yīng)。1丹參的化學(xué)成分1.1多酚酸類(lèi)及總酚含量丹參中的水溶性提取物主要包括單酚酸類(lèi)和多酚酸類(lèi)。單酚酸類(lèi)包括原兒茶醛(PA1)、原兒茶酸(PA)、咖啡酸(CA)、丹參素(DLA)等,多酚酸類(lèi)包括迷迭香酸(RA)、紫草酸(LsA)、丹酚酸A(SalA)、丹酚酸B(SalB)及其他丹酚酸等成分(圖1)。1.2丹參酮、參酮、參酮、a丹參中脂溶性提取物主要包括丹參酮Ⅰ(TsⅠ)、丹參酮ⅡA(TsⅡA)、丹參酮ⅡB(TsⅡB)、隱丹參酮(CTs)、丹參二醇C(TsC)、二氫丹參酮Ⅰ(15,16-DTsⅠ)、異丹參酮Ⅰ(ITsⅠ)、異丹參酮Ⅱ(ITsⅡ)及其他丹參酮等(圖2)。2中藥及其統(tǒng)一目標(biāo)的特定終末效應(yīng)中藥由活性物質(zhì)群構(gòu)成,通過(guò)多靶點(diǎn)、多途徑經(jīng)整合發(fā)揮作用。中藥及其方劑的特定終末效應(yīng)是其相應(yīng)活性物質(zhì)群作用于多個(gè)靶點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)、放大、選擇、嵌合、適應(yīng)等作用的綜合、聚類(lèi)、協(xié)調(diào)、反饋、平衡,亦即整合的結(jié)果。2.1對(duì)微循環(huán)障礙和靶器官損傷的治療作用丹參可以改善微循環(huán)、引起冠狀血管舒張、抑制血栓素的形成、抑制血小板的黏附和聚集、保護(hù)心肌缺血,無(wú)論是單獨(dú)使用還是和其他中藥一起使用,丹參被廣泛用于冠心病或其他心血管疾病的治療。以丹參改善微循環(huán)為例,其在亞洲國(guó)家臨床上長(zhǎng)期被用于治療多種微循環(huán)障礙相關(guān)疾病。局部缺血再灌注(I/R)可以造成微循環(huán)多重?fù)p傷,通常伴隨內(nèi)皮細(xì)胞的損傷、粒細(xì)胞黏附力的增強(qiáng)、大分子的外流、氧自由基的產(chǎn)生和肥大細(xì)胞的脫顆粒作用,微循環(huán)障礙可以造成器官損傷。Han等總結(jié)了丹參中的各成分在缺血再灌注造成的微循環(huán)障礙和靶器官損傷中的改善作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)丹參素、丹酚酸A、丹酚酸B及丹參水溶性提取物具有抗氧化的作用,原兒茶醛、丹酚酸A及丹酚酸B可以抑制黏附分子的表達(dá)。丹酚酸A和丹酚酸B具有和丹參素一樣的結(jié)構(gòu),可以推測(cè)水性提取物中丹參素是具有抗氧化作用和抑制黏附分子表達(dá)的主要活性物質(zhì)之一。丹參脂溶性成分中,丹參酮類(lèi)化合物可以抑制脂質(zhì)過(guò)氧化物(LPO)生成,丹參酮ⅡA具有抗氧化作用,丹參酮ⅡB可以抗血小板聚集,隱丹參酮和二氫丹參酮具有抑制肥大細(xì)胞脫顆粒作用。以上分析,丹參改善缺血再灌注誘導(dǎo)的微循環(huán)是其水溶性和脂溶性成分協(xié)同作用的結(jié)果。水溶性成分可以清除過(guò)氧化物并抑制白細(xì)胞黏附,從內(nèi)部改善血管的狀況;脂溶性成分具有抑制肥大細(xì)胞脫顆粒作用,從外部減輕血管損傷。2.2-二氫丹參酮a丹參的抗炎作用主要集中在丹參酮類(lèi)衍生物中,如Jeon等研究了丹參酮Ⅰ、隱丹參酮、15,16-二氫丹參酮Ⅰ在前列腺素(PG)和一氧化氮(NO)代謝中的作用,脂多糖處理的RAW264.7細(xì)胞中,COX-2介導(dǎo)的PGE2的產(chǎn)生被丹參酮Ⅰ、隱丹參酮和15,16-二氫丹參酮Ⅰ所抑制。此外,隱丹參酮和15,16-二氫丹參酮Ⅰ可以抑制一氧化氮合酶(iNOS)介導(dǎo)的NO的合成;隱丹參酮可以下調(diào)促炎癥反應(yīng)分子的表達(dá),包括COX-2和iNOS。電泳遷移率變動(dòng)分析顯示隱丹參酮和15,16-二氫丹參酮Ⅰ也可以抑制轉(zhuǎn)錄因子的激活,如核轉(zhuǎn)錄因子(NF)-κB和活化劑蛋白-1。NF-κB誘導(dǎo)激酶(NIK)-IκBα激酶(IKK)通路和細(xì)胞分裂素(絲裂原)活化蛋白激酶(MAPKs)通路可以激活NF-κB,這在炎癥反應(yīng)中很重要。丹參酮ⅡA可能通過(guò)抑制RAW264.7細(xì)胞中NIK-IKK通路及MAPKs(p38、ERK1/2和JNK)通路抑制脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的IκBα的降解和NF-κB的激活。丹參的抗炎作用可以看作是丹參酮類(lèi)衍生物不同化學(xué)成分序貫作用于不同靶點(diǎn),終末效應(yīng)為其放大作用(圖3)。2.3類(lèi)化藥的使用以丹參在骨生成障礙的治療中的應(yīng)用為例,丹參具有顯著增強(qiáng)成骨作用,促進(jìn)生物陶瓷和骨之間表面的黏合。丹參水溶性提取物通過(guò)刺激成骨細(xì)胞的堿性磷酸(酯)酶(ALP)活性和減少破骨細(xì)胞的數(shù)目及縮小細(xì)胞來(lái)防止骨成分丟失。低劑量的丹酚酸B通過(guò)刺激成骨細(xì)胞總的代謝活性和ALP活性來(lái)改善骨愈合,原兒茶醛劑量依賴性抑制骨髓細(xì)胞數(shù)量,丹參酮ⅡA通過(guò)抑制破骨細(xì)胞的分化和活性而減少骨成分吸收。丹參水提物中丹酚酸B的量高于原兒茶醛,且不含丹參酮ⅡA,適用于骨生成的治療。由此可以看出,丹參在骨生成障礙的治療方面體現(xiàn)出了水溶性成分和脂溶性成分之間整合的終末效應(yīng),在水溶性成分中又體現(xiàn)出了丹酚酸B的優(yōu)勢(shì)作用,這種選擇性可以更好地發(fā)揮其骨愈合作用。2.4保肝和抗肝纖維化丹參對(duì)CCl4誘導(dǎo)的肝纖維化具有抑制作用,長(zhǎng)期服用丹參可以改善CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝損傷,這可能與丹參的抗氧化活性有關(guān)。丹參的總酚酸類(lèi)成分具有很強(qiáng)的抗脂質(zhì)過(guò)氧化和清除自由基等作用,其中丹參酚A對(duì)CCl4誘導(dǎo)的肝損傷和肝纖維化的損傷的肝細(xì)胞具有抗過(guò)氧化作用,可以顯著降低大鼠急慢性肝損傷的異常血清中丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和天門(mén)冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性,和羥脯氨酸(Hyp)、丙二醛(MDA)水平,減少肝的膠原沉著;丹酚酸B可以清除大鼠原代肝細(xì)胞、肝星狀細(xì)胞(HSCs)和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)氧化損傷產(chǎn)生的自由基DPPH、MDA和活性氧(ROS),也可以減少HSCs中α-SMA和膠原的合成與沉積,對(duì)肝細(xì)胞和HSCs無(wú)直接的細(xì)胞毒作用,具有潛在的保肝和抗肝纖維化作用?？梢?jiàn),丹參抗肝纖維化作用的物質(zhì)基礎(chǔ)可能是丹酚酸類(lèi)特定化學(xué)成分群作用于與氧化損傷相關(guān)的特定靶點(diǎn)群,終末效應(yīng)為其選擇作用。3丹參酮類(lèi)成分結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系除了將少數(shù)天然活性成分直接開(kāi)發(fā)為藥物使用外,以這些先導(dǎo)化合物為模板,進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,最終將其開(kāi)發(fā)成藥效、藥物動(dòng)力學(xué)性質(zhì)更優(yōu)良的藥物,是藥物研究的一條捷徑。本課題組長(zhǎng)期從事活血化瘀藥物抗腫瘤及腫瘤轉(zhuǎn)移的研究,因此格外關(guān)注丹參在腫瘤治療方面潛在的構(gòu)效關(guān)系。一般認(rèn)為細(xì)胞增殖和凋亡之間的平衡失調(diào)可引發(fā)細(xì)胞癌變,促進(jìn)癌前細(xì)胞和癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。體外研究顯示,丹參對(duì)多種從人肺癌、結(jié)腸癌、宮頸癌和喉癌等分離的細(xì)胞系具有細(xì)胞毒活性。Lee等研究發(fā)現(xiàn),丹參酮類(lèi)成分均可濃度依賴性的抑制HepG2細(xì)胞增殖,但只有丹參酮ⅡA可以誘導(dǎo)這些腫瘤細(xì)胞的凋亡,其他丹參酮類(lèi)成分誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞凋亡的作用很弱。此外,丹參酮Ⅰ和丹參酮ⅡA對(duì)P388細(xì)胞具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性,而二氫丹參酮Ⅰ和隱丹參酮(C-15不飽和)顯示出較小的細(xì)胞毒活性。這些結(jié)果揭示了丹參酮類(lèi)成分結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系,即C-15的不飽和及飽和A環(huán)可能是這些二萜類(lèi)成分細(xì)胞毒作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)活性關(guān)系分析顯示,丹參酮類(lèi)成分A環(huán)上被羥基或烯烴結(jié)構(gòu)取代使其具有更高的生物學(xué)活性。腫瘤轉(zhuǎn)移過(guò)程中伴隨著持續(xù)的、失去控制的血管生成,腫瘤的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移過(guò)程與血管生成密不可分。Bian等研究了二氫丹參酮Ⅰ對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)的抗血管生成能力,發(fā)現(xiàn)其可以通過(guò)抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和小管形成來(lái)抑制血管生成,二氫丹參酮Ⅰ很可能成新的抗血管生成因子。此外,在天然產(chǎn)物的血管生成抑制劑的篩選中,Hur等從丹參中分離出的隱丹參酮是有效的抗血管生成小分子抑制劑,10μmol的隱丹參酮在體外可以抑制成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)誘導(dǎo)的牛主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(BAECs)的血管生成而不產(chǎn)生細(xì)胞毒性。丹參酮ⅡA在結(jié)構(gòu)上與隱丹參酮非常相似,但其不能抑制bFGF誘導(dǎo)的血管生成。而二氫丹參酮Ⅰ雖然A環(huán)與丹參酮ⅡA和隱丹參酮相比不飽和,但二氫呋喃結(jié)構(gòu)與隱丹參酮一樣,兩者都是抗血管生成的有效成分,很可能二氫呋喃環(huán)是否存在雙鍵對(duì)此活性起著決定作用。在已有的丹參構(gòu)效關(guān)系的基礎(chǔ)上,深入研究尋找丹參在腫瘤發(fā)生的多個(gè)環(huán)節(jié)中具有藥理作用的結(jié)構(gòu)母核,從而奠定以結(jié)構(gòu)母核為基礎(chǔ)對(duì)丹參各藥理活性成分的整合效應(yīng)的研究。同時(shí),以此為基礎(chǔ),進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,可以作為藥物開(kāi)發(fā)的先導(dǎo)研究。4同系物結(jié)構(gòu)母核的研究丹參在臨床上長(zhǎng)期被用于心血管疾病的治療,但近年來(lái),其在腫瘤治療方面的作用使其成為研究的一大熱點(diǎn)。本課題組長(zhǎng)期從事活血化瘀藥物抗腫瘤及腫瘤轉(zhuǎn)移的研究,因此開(kāi)展了丹參在腫瘤治療方面的整合作用研究。丹參中的化學(xué)成分十分豐富,主要分為脂溶性的二萜醌類(lèi)化合物和水溶性的酚酸類(lèi)化合物,對(duì)這兩類(lèi)組分在腫瘤治療環(huán)節(jié)方面的作用差異及整合效應(yīng),以及兩類(lèi)組分中不同成分的作用差異及整合效應(yīng)的研究并不多。近年來(lái)的中藥化學(xué)研究發(fā)現(xiàn),中藥中的化學(xué)成分常以同系物(即具有共同母核結(jié)構(gòu)而功能團(tuán)有某些差異的系列化合物)形式存在。以同系物為研究單位探討丹參的整合效應(yīng)方面的研究幾乎為零,可能由于許多同系物中的單體化學(xué)成分的量稀微,提取分離存在一定的難度,大部分關(guān)于丹參的藥理研究都集中于丹酚酸A、丹酚酸B、丹參酮ⅡA、隱丹參酮、二氫丹參酮Ⅰ等化學(xué)成分,且研究工作存在大量的重復(fù),對(duì)于丹參的多組分、多靶點(diǎn)作用的相關(guān)機(jī)制研究也不夠深入。以丹參中的同系物為研究切入點(diǎn),研究同系物之間的整合效應(yīng)及各同系物中的化學(xué)成分的整合效應(yīng),這將對(duì)尋找丹參中發(fā)揮藥理作用的結(jié)構(gòu)母核提供很好的線索,以結(jié)構(gòu)母核為基礎(chǔ)研究丹參各藥理活性成分的整合效應(yīng)。丹參多組分、多靶點(diǎn)的整合作用基礎(chǔ)可能是其不同化學(xué)成分作用于不同靶點(diǎn),終末效應(yīng)是其優(yōu)勢(shì)作用,或由于不同化學(xué)成分序貫作用于不同靶點(diǎn),終末效應(yīng)為其放大作用,或是特定化學(xué)成分群作用于特定靶點(diǎn)群,終末效應(yīng)為其選擇作用,甚至是某幾種作用的加合,這些都有待進(jìn)一步的深入研究