吳茱萸堿藥理與毒理研究進展

發布時間：2021-05-25所屬分類：醫學職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要吳茱萸堿為蕓香科植物吳茱萸，石虎和疏毛吳茱萸中的主要活性物質，是一種天然吲哚類生物堿。近年來由于其廣泛的藥理活性而逐漸被人們關注。目前研究發現吳茱萸堿能夠顯著抑制多種癌細胞增殖，誘導細胞周期阻滯以及細胞遷移等細胞進程。此外，吳茱萸堿在

　　摘要吳茱萸堿為蕓香科植物吳茱萸，石虎和疏毛吳茱萸中的主要活性物質，是一種天然吲哚類生物堿。近年來由于其廣泛的藥理活性而逐漸被人們關注。目前研究發現吳茱萸堿能夠顯著抑制多種癌細胞增殖，誘導細胞周期阻滯以及細胞遷移等細胞進程。此外，吳茱萸堿在心血管類疾病(高血脂癥等)，手足癬等疾病中均具有顯著藥理活性。但目前研究發現吳茱萸堿具有潛在的毒性作用，如肝毒性，腎毒性以及心臟毒性等。然而吳茱萸堿的藥理及毒理機制尚不明確，體內外毒性報道較少。因此該文對吳茱萸堿近年來的藥理學和毒理學相關研究進行梳理和總結，為進一步深入研究吳茱萸堿提供研究思路及文獻參考。

　　關鍵詞吳茱萸堿;藥理學;毒理學;TGF-β

　　吳茱萸為蕓香科植物吳茱萸Evodiarutaecarpa(Juss.)Benth.、石虎E.rutaecarpa(Juss.)Benth.var.officinalis(Dode)Huang或疏毛吳茱萸E.rutaecarpa(Juss.)Benth.var.bodinieri(Dode)Huang的干燥成熟果實[1]，其主要產地為貴州、云南、浙江等地。吳茱萸具有止嘔、抗潰瘍、鎮痛等作用，常用于治療嘔逆吞酸、厥陰頭痛、五更泄瀉等[2]。其主要活性生物堿為吳茱萸堿，屬于天然吲哚類生物堿。目前研究報道其在抗腫瘤，抗炎等方面具有較強的藥理活性。本文通過對近十年來吳茱萸堿相關文獻進行梳理，對其藥理及毒理研究進展進行綜述。

　　1藥理活性

　　1.1抗癌活性

　　近年來研究發現吳茱萸堿具有較強的抗癌活性，能夠顯著抑制多種癌細胞增殖。吳茱萸堿的細胞毒性作用主要與誘導癌細胞凋亡、抑制癌細胞增殖、影響癌細胞周期和遷移等途徑有關。

　　1.1.1肺癌

　　肺癌是目前發病率和死亡率增長最為迅速的惡性腫瘤之一，通常發現較晚且預后情況較差，對生命健康具有重大威脅[3]。近年來研究發現吳茱萸堿能夠通過多種途徑誘導細胞凋亡發揮抗癌作用。HONGJY等研究顯示吳茱萸堿能夠誘導肺癌細胞系G2/M期細胞周期阻滯和凋亡，顯著抑制細胞周期相關蛋白[4]。此外，吳茱萸堿顯著降低procaspase-3蛋白表達，表明吳茱萸堿可能通過內源性凋亡途徑誘導肺癌細胞凋亡[5]。但MOHANV研究發現吳茱萸堿誘導細胞色素C釋放，激活caspase-3和caspase-9內源途徑的級聯反應，同時激活DR5(deathreceptor5)和Caspase8誘導的外源性細胞凋亡途徑，表明吳茱萸堿可能通過內源性和外源性誘導2種途徑共同誘導肺癌細胞凋亡[6]。

　　此外，吳茱萸堿可能通過激活DNMTs(DNAmethyltransferase)誘導的Notch3甲基化，增強吳茱萸堿的抗癌活性[7]。YANGX等發現隨著吳茱萸堿濃度的增加，其與Notch3蛋白結合力未發生顯著變化，而吳茱萸堿與PSEN2(Presenilin2)結合強度呈劑量遞增[8]。進一步研究發現，吳茱萸堿抑制Notch3信號通路，可能通過γ-外泌體復合物阻止Notch3在細胞表面裂解，影響Notch3信號通路傳導而抑制癌細胞增殖[9]。

　　吳茱萸堿對肺癌的作用與影響肺癌細胞的遷移有關。上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT)是被認為是腫瘤轉移的關鍵點[10]。目前研究發現吳茱萸堿在A549肺癌治療模型中，能夠顯著降低細胞中EMT相關分子的蛋白水平(N-鈣粘蛋白、波形蛋白和E-鈣粘蛋白)，同時升高E-cadherin(上皮標志物)蛋白表達[11]。此外，在Lewis肺癌細胞(LLC)細胞模型中，吳茱萸堿在30μmol.L-1能夠完全抑制HGF(hepatocytegrowthfactor)刺激的肺癌細胞侵襲和遷移，并在低濃度時呈濃度依賴性[12]。

　　吳茱萸堿能夠通過特定靶點抑制腫瘤血管生成，例如抑制血管內皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)，轉化生長因子(transforminggrowthfactor,TGF)，表皮生長因子(epidermalgrowthfactor,EGF)等。SHYUKG等采用吳茱萸堿預處理人臍靜脈內皮細胞，其形成能力顯著降低。此外，吳茱萸堿可顯著降低雞胚絨膜尿囊膜的血管密度。進一步研究發現吳茱萸堿可能通過下調磷酸化ERK(extracellularregulatedproteinkinases)和VEGF的表達，進而調控毛細血管的形成[13]。

　　1.1.2肝癌

　　目前癌癥患者死亡率中，肝癌患者死亡率位于第二[14]。肝癌的早期治療以手術切除為主，但術后的復發或轉移率較高，因此術后預后情況尤為重要。常用于治療癌癥的藥物通常副作用較大且患者順應性差，難以達到預期治療效果。

　　中藥中多種單體具有顯著的抗肝癌細胞增殖活性，但具有特異性抗轉移作用的單體卻很少。LIUFF等建立基于核周室分析的肝癌細胞抗轉移中藥單體篩選系統，提示吳茱萸能夠有效降低Huh7細胞轉移[15]。研究亦顯示吳茱萸堿能夠顯著抑制肝癌細胞增殖，阻滯細胞周期，顯著誘導TNF-α(TumorNecrosisFactor-α)表達[16]。進一步研究發現，吳茱萸堿與小檗堿聯合使用能夠顯著提升抗癌活性。CHAODC等研究認為左金丸及其主要生物堿(小檗堿和吳茱萸堿)以劑量依賴性的方式抑制TPA(Tetradecanoylphorbol-1,3-acetate)誘導的HepG2細胞AP-1(activatorprotein-1)和NF-κB(nuclearfactorkappa-B)活性。此外吳茱萸堿還能夠降低SC79激活的p-Akt(phospho-proteinkinaseB)水平，降低腫瘤特異性生長因子(tumorsuppliedgroupoffactors,TSGF)和甲胎蛋白(alphafetoprotein,AFP)活性，導致caspase-3裂解和Bax/Bcl2升高，發揮抗肝癌作用[17]。近年來研究發現，缺氧能夠促進肝癌細胞增殖、轉移和抗輻射等能力，同時激活缺氧誘導因子1α(hypoxiainduciblefactor-1,HIF-1α)表達。吳茱萸堿與伏立諾他連用時通過下調HIF-1α協同抑制肝癌細胞在缺氧條件下增殖[18]。通過建立原位異種肝內移植免疫活性小鼠模型，首次表明左金丸及其所含主要生物堿(小檗堿和吳茱萸堿)能夠顯著抑制模型鼠癌細胞生長，通過基因芯片和基因網絡分析進一步表明c-myc在吳茱萸堿抑制癌細胞中發揮至關重要的作用[19]。目前已有研究表明吳茱萸堿能夠抑制NF-κB和MAPK活性，調控肝癌細胞增殖。核苷酸結合寡聚結構域1(nucleotide-bindingoligomerizationdomains-1,NOD1)屬于NOD樣受體家族，是一種模式識別受體，能夠誘導NF-κB和MAPK(mitogen-activatedproteinkinase)依賴的轉錄途徑。XING-XIANGUO等研究發現吳茱萸堿顯著降低表達NOD1、p-P65、p-ERK、p-p28和p-JNK水平，表明吳茱萸堿可能通過抑制體內外NOD1信號通路進而誘導肝癌細胞凋亡[20]。此外，在體內、外實驗中發現吳茱萸處理后的HepG2細胞抑制PRAME表達，其可能通過表觀調控H3K27的三甲基化抑制PRAME表達達到抑制作用[21]。

　　1.1.3胃癌

　　胃癌是一種起源于胃腸粘膜的惡性癌癥，由于胃癌早期較難發現，導致其死亡率較高。根據全球癌癥數據統計，胃癌死亡人數占總癌癥死亡人數的8%[22]。早期研究發現吳茱萸堿能夠誘導平滑肌酶表達上調，水解鞘磷脂為神經酰胺，認為是吳茱萸堿誘導胃癌細胞凋亡的主要機制[23]。通過建立SGC-7901細胞同步化模型，發現吳茱萸堿可逆并穩定的誘導有絲分裂阻滯，表明吳茱萸堿誘導的胃癌細胞凋亡與有絲分裂停止以及隨后的有絲分裂滑脫有關[24]。此外，LI-YANG等研究發現吳茱萸堿處理后，SGC07901細胞中caspase3/8/9和Bax表達均有顯著升高，Bcl2表達顯著降低，抑制SGC7901細胞G2/M期細胞周期，誘導細胞凋亡，從而抑制SGC-7901細胞的增殖[25]。

　　相關知識推薦：中醫藥類審稿快的期刊雜志

　　吳茱萸堿在單獨使用時雖然具有顯著的抗癌活性，但是同時會導致胃癌細胞中IL-8炎癥因子表達升高，可能促進胃癌細胞轉移。HAI-LIANSHI等將小檗堿與吳茱萸堿連用，發現吳茱萸堿通過ERK1/2、SAPK/JNK、JAK2和AP-1途徑刺激IL-8的分泌可被小檗堿拮抗[26]。但HONG-LILI等建立的體內胃癌模型研究發現單用小檗堿與吳茱萸堿和小檗堿聯合使用對胃癌組織影響無顯著性差異，兩者合用對于治療胃癌無明顯的協同作用[27]。此外，LIUX等建立SGC-7901和人外周血單核細胞模型，分別使用吳茱萸堿或吳茱萸堿聯合z-VAD-fmk干預模型后發現，兩種方案均能顯著抑制mTOR、4E-BP1和p70S6K基因表達[28]，此外，研究發現吳茱萸堿與多種癌癥治療方案合用后的抑制效率更高[29]，為臨床聯用吳茱萸治療胃癌提供新方案[30]。

　　1.1.4大腸癌

　　大腸癌主要分為結腸癌和直腸癌，是全球范圍內高發的惡性腫瘤，其發病率和死亡率一直處于惡性腫瘤前列。大腸癌的發病主要與高脂肪低纖維飲食習慣有關，發病早期患者無顯著癥狀，隨著病程發展患者會出現腹痛、便血等癥狀[31]。

　　OGASAWARAM等對75種天然化合物對大腸癌細胞遷移和增殖的影響進行研究，其中吳茱萸堿、黃連堿、罌粟堿、厚樸酚、山柰酚這5種化合物顯著影響腫瘤細胞的增殖和遷移，而吳茱萸堿對細胞的遷移能力影響最為明顯，其M/P值(migration/proliferation)最低，進一步研究吳茱萸堿對細胞遷移能力和抑制作用的評估中發現，10mg.mL-1吳茱萸堿能抑制70%癌細胞運動活性，30mg.mL-1以上時會顯著降低細胞活性[32]，其可能通過調控Notch和WNT信號通路發揮抗癌活性[33]。腫瘤轉移和炎性浸潤是大腸癌發病的主要特征。吳茱萸堿能顯著降低細胞上清液中自分泌因子(AMF)蛋白水平，并抑制PGI降低癌細胞遷移，并通過抑制JAK2/STAT3途徑，調節p53信號通路的活性，下調MMP3(recombinantmatrixmetalloproteinase3)的表達，誘導細胞凋亡[34]。ZHOUP等建立結直腸癌體內、外癌癥模型，研究發現吳茱萸堿對HT-116和HT-29細胞遷移侵襲具有顯著抑制作用，同時抑制Sirt1(sirtuin1)介導的NF-κB途徑，抑制CRC細胞遷移與侵襲[35]。此外，吳茱萸堿對結腸癌的抑制作用可能是通過抑制細胞中IGF-1的表達，降低PI3K/Akt信號轉導，進而下調HIF-1α表達[36]。BMP9(bonemorphogeneticprotein9)能夠顯著增強吳茱萸堿對HIF-1α誘導作用，同時增強p53磷酸化，進一步的研究表明吳茱萸堿的抗癌活性與上調HIF-1α激活p53有關[37]。在SW480結腸癌模型中發現，吳茱萸堿能夠抑制Bcl2，誘導caspase-3、Bax、LC3Ⅱ和Beclin1表達，誘導細胞自噬和細胞凋亡協同作用細胞死亡[38]。此外，HUANGC等采用TGF-β1誘導的體外腫瘤模型研究發現，小檗堿和吳茱萸堿治療能夠顯著調控DNMTs和靶向microRNAs表達升高[39]。

　　1.1.5其他癌癥

　　除了上述涉及癌癥外，吳茱萸堿在多種癌癥中均有顯著的藥理活性，如：循環系統(白血病[40]);內分泌系統(胰腺癌[41]、甲狀腺癌[42]，前列腺癌[43]、腎癌[44]、);泌尿系統(尿路上皮細胞癌[45]、膀胱癌[46]);生殖系統(卵巢癌[47]、宮頸癌[48]、乳腺癌[49]);呼吸系統(口腔癌[50]、鼻咽癌[51]、舌癌[52]);運動系統(骨肉瘤[53]);神經系統(黑色素瘤[54]、膠質母細胞瘤[55]);消化系統(膽管癌[56])等。吳茱萸堿抗癌活性同時涉及多條通路，如：吳茱萸堿抑制IL-6誘導的STAT3信號激活，上調SHP-2表達水平，發揮抑制膽管癌腫瘤增殖的作用[56];在多種癌癥模型中，吳茱萸堿處理后凋亡小體顯著增加，同時G0/G1期細胞阻滯，caspase相關蛋白表達異常[57]。

　　1.2抗炎活性

　　吳茱萸是較早用于抗炎的中藥之一，其主要成分吳茱萸堿具有潛在的抗炎活性。炎癥是一種機體受到損傷刺激、感染以及組織應激和功能障礙時觸發的適應性反應，并通過一系列復雜調節網絡共同調控[58]。

　　目前研究發現吳茱萸堿在LPS(lipopolysaccharide)誘導的細胞炎癥中具有重要作用。LPS誘導的巨噬細胞模型中，吳茱萸堿呈劑量依賴增強NLRP3炎癥小體活化，誘導IL-1β和caspase-1裂解增加，并通過誘導α-微管蛋白乙�；�增強炎癥小體活性，降低機體炎癥反應[59]。此外，YANSHI等發現吳茱萸堿可顯著抑制LPS誘導的P65-NF-κB表達升高和活性氧生成[60]。吳茱萸堿對缺氧誘導的炎癥反應也有顯著作用。體內研究發現吳茱萸堿在缺氧模型中抑制HIF-1α進而抑制COX2(cyclooxygenase-2)和iNOS(induciblenitricoxidesynthase)表達，同時抑制前列腺素E2的釋放[61]。在體內研究中發現吳茱萸通過調節NLRP3和NF-κB炎癥小體顯著改善機體炎癥反應[62]。

　　此外，過敏性疾病通常伴隨著炎癥反應，如嗜堿性粒細胞和肥大細胞顯著增加，前列腺素、組胺和白三烯等細胞炎癥因子增多。WANGY等采用HUVECs構建炎性損傷細胞模型，研究發現不同濃度吳茱萸堿預處理能夠顯著提升細胞存活率，促進NO分泌，同時呈濃度依賴性抑制TLR4、p65和NF-κB表達[63]。SHIN等人建立過敏小鼠模型評估吳茱萸堿抗炎及抗過敏活性，研究發現吳茱萸堿能夠顯著降低小鼠體內TNF-α和IL-4等細胞炎癥因子表達，基于研究發現吳茱萸堿可能調節肥大細胞和嗜堿性粒細胞中過敏反應相關的細胞因子合成，進而改善IgE(ImmunoglobulinE)誘發的過敏性疾病[64]。

　　1.3心血管活性

　　高脂血癥是由血漿中膽固醇和甘油三酯異常所導致，能夠誘發冠心病和動脈粥樣硬化等一系列疾病。ZHOUX等研究發現吳茱萸堿能夠顯著調整機體對膽固醇吸收，在與小檗堿合用時高血脂大鼠的血清膽固醇(serumtotalcholesterol,TC)，甘油三酸酯(triglyceride,TG)，低密度脂蛋白膽固醇(lowdensitylipoprotein,LDL-C)和肝TC含量降低，此外兩種生物堿合用時能夠顯著促進對HFD(high-fatdiet)誘導的大鼠血清膽固醇的降脂作用[65]。膽固醇升高也是誘導動脈粥樣硬化的原因之一。目前研究發現辣椒素受體(TRPV1)激活對心血管保護具有重要作用[66]，CHIOUWF等研究發現吳茱萸堿能夠激活TRPV1表達，同時活化一氧化氮合酶舒張血管[67]。WEIJ等以此為基礎進一步構建動脈粥樣硬化小鼠和基因敲除小鼠模型，發現吳茱萸堿可能通過介導TRPV1受體，降低血清膽固醇減輕高血脂癥，改善肥胖和動脈粥樣硬化癥[68]。此外，吳茱萸堿能顯著改善肥胖。YKobayashi等認為吳茱萸堿與辣椒素類似，能夠通過引起過量產熱和熱量損失消耗熱量，從而降低內臟脂肪堆積降低體重[69]。JIANGDF等認為吳茱萸堿通過調控PPAR-g表達，降低脂肪組織中膽固醇調節元件結合蛋白(sterolregulatoryelementblindingprotein,SREBP-1c)和脂肪酸合酶mRNA表達同時增加脂肪敏感性脂肪酶表達，導致機體降低熱量和體重[70]。進一步通過向列蛋白組織技術(NPOT)研究發現吳茱萸堿能夠與ATP結合盒轉運蛋白A1(ABCA1)結合，促進膽固醇外排[71]。

　　此外，脂質代謝紊亂也是糖尿病的主要病因之一。組成型雄甾烷受體(constitutiveandrostanereceptor,CAR)在藥物代謝和排毒中起著重要作用，其對脂肪生成和糖異生具有顯著抑制作用[72]。LUSHANYU等研究認為吳茱萸堿能夠激活CRA介導的FoxO1和肝細胞核因子4α(roleofhepatocytenuclearfactor4α,HNF4α)募集到磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvatecarboxykinase,PEPCK)和葡萄糖6磷酸酶(glucose-6-phosphatase,G6Pase)上基因啟動子抑制糖異生活性，表明吳茱萸堿具有潛在降血糖和抗糖尿病活性[73]。

　　目前研究已發現吳茱萸堿具有舒張血管的作用，并對多種心血管疾病具有較好的治療效果。β1-AR受體拮抗劑主要用于缺血性心臟病和慢性心力衰竭[74]。XUEH等通過篩選發現吳茱萸堿是一種潛在的β1-AR拮抗劑，體內實驗表明吳茱萸堿可通過調控β1-AR減輕心肌缺血損傷[75]。此外，吳茱萸堿還參與調控降鈣素相關基因有關肽(calcitoningenerelatedpeptide,CGRP)。RANGWQ等使用特定抗原攻擊預敏豚鼠模型，發現吳茱萸堿顯著降低心臟過敏引起的心臟血流量降低等癥狀，進一步實驗表明吳茱萸堿通過調控CGRP釋放產生心臟過敏損傷保護作用[76]和保護大鼠心肌缺血損傷[77]。此外，吳茱萸堿可顯著阻止心臟成纖維細胞和HUVEC細胞中Smad2，Smad3，ERK1/2和Akt的激活以及Smad4的核易位，預防心臟纖維化[78]。

　　1.4神經系統活性

　　近年來隨著人口老齡化加快，阿爾茲海默癥等神經退行性疾病發病率顯著升高。目前研究發現吳茱萸堿具有顯著的神經系統活性，逆轉咖啡因誘導小鼠下丘腦中γ-氨基丁酸A受體亞基(γaminobutyricacid,GABA)的表達，降低睡眠中斷程度，在臨床治療神經系統相關疾病中可能發揮至關重要的作用[79]。ZHANGYN等發現吳茱萸堿能被動擴散通過單細胞血腦屏障模型，同時吳茱萸堿對MPP+或H2O2損傷的PC12細胞具有濃度依賴性神經保護作用，表明吳茱萸堿可作為神經保護的潛在藥物[80]。目前研究認為阿爾茲海默癥與腦內淀粉樣蛋白異常表達有關。ZHANGYF等發現吳茱萸堿能夠顯著降低腦內淀粉樣蛋白沉積，升高血清乙酰膽堿和膽堿乙酰轉移酶水平，降低血清、下丘腦和腦中乙酰膽堿酯酶水平[81]。在體內實驗中吳茱萸堿能夠改善認知功能障礙小鼠的認知能力，并顯著提高海馬中谷胱甘肽活性并降低超氧化物歧化酶活性，增加AKT/GSK-3β信號通路的活性，并抑制核因子-κB的活性。此外，吳茱萸堿顯著抑制海馬中的神經膠質細胞活化和神經炎癥(TNF-α，IL1β和IL-6水平)[82]。吳茱萸堿的抗炎活性被認為能夠有效治療神經痛。WUPP等研究發現吳茱萸堿可以預防紫杉醇誘導的DRG細胞線粒體膜電位以及PGC-1α(peroxlsomeproliferator-activatedreceptorγcoactlvator-1α)，UCP2((uncouplingprotein2)和SOD2(superoxidedismutase-2)表達的喪失，并通過抑制神經炎癥改善抗癌藥物導致的神經疼痛[83]。

　　1.5其他活性

　　除上述研究的吳茱萸堿藥理活性外，吳茱萸堿還有多種藥理活性在不斷被發現，如：抗菌活性，主要是通過誘導α-微管蛋白乙�；�增強NLRP3介導的IL-1β產生和嗜中性白細胞募集，這是抵抗宿主病原體感染關鍵機制[59];YINH等建立地塞米松誘導的斑馬魚骨質疏松癥模型，發現吳茱萸堿恢復了斑馬魚的MMP3-OPN-MAPK途徑，顯著升高鈣磷含量，增加骨骼形成，具有顯著抗骨質疏松活性[84]。——論文作者：楊春啟1,2，連聞雨2,3，王宇光2*，高月2*