摘要:芍药Paeonia lactifloraPall. 是一种原产于亚洲、欧洲和北美的观赏植物,其根部具有很高的药用价值。研究发现,芍药中主要含有单萜糖苷类、三萜类、黄酮类、酚酸类、甾体类等成分[1]。现代药理学研究表明,芍药具有抗炎、抗氧化、保肝、神经保护、抑菌
芍药Paeonia lactiflora Pall. 是一种原产于亚洲、欧洲和北美的观赏植物,其根部具有很高的药用价值。研究发现,芍药中主要含有单萜糖苷类、三萜类、黄酮类、酚酸类、甾体类等成分[1]。现代药理学研究表明,芍药具有抗炎、抗氧化、保肝、神经保护、抑菌、抗肿瘤等药理作用[2]。芍药内酯苷是芍药主要的活性成分之一,具有抗抑郁、抗炎、镇痛、抗肿瘤、抗凋亡等药理作用。芍药内酯苷在体内代谢呈现吸收快和消除快的特点,其可迅速被小肠吸收,通过血液循环到达胃部,随后被肝脏和肾脏迅速代谢掉,药动学行为符合二室模型[3-4]。目前,对于芍药苷药理作用的总结综述报道较多,而作为芍药苷同分异构体的芍药内酯苷的药理作用总结较少。因此,本文对近年来芍药内酯苷药理作用的研究进行总结概述,旨在为后续的研究和药物研发提供参考。
1 抗抑郁作用
抑郁症是最常见的精神疾病之一,调查发现,全球抑郁症患者比例超过4.4%[5]。芍药内酯苷具有显著的抗抑郁作用。王玉露等[6]发现芍药内酯苷(3.5、7.0、14.0 mg·kg−1)可显著改善慢性不可预知应激抑郁模型小鼠抑郁症状,通过研究其机制发现,芍药内酯苷通过促进小鼠海马易位蛋白(TSPO)的表达,进而提高神经类固醇孕酮和四氢孕酮含量,从而发挥抗抑郁作用。Wang等[7]发现芍药内酯苷(7、14 mg·kg−1)可降低抑郁小鼠在强迫游泳和悬尾实验的不动时间,并且还可以改善慢性不可预知应激(CUS)大鼠对蔗糖的偏好,表明芍药内酯苷具有抗抑郁的作用,这些抗抑郁作用可能是通过促进脑源性神经营养因子(BDNF)表达和增加5-羟色胺(5-HT)、去甲肾上腺素(NE)水平实现的。Wang等[8]通过建立脂多糖(LPS)、嗅球切除(OBX)和慢性温和不可预测性应激(CUMS)3种抑郁症大鼠模型研究芍药内酯苷的抗抑郁作用,发现芍药内酯苷(3.5、7.0、14.0 mg·kg−1)可显著降低模型大鼠的悬尾不动时间,并显著增加模型大鼠旷场实验的活动距离,通过研究其机制发现芍药内酯苷可抑制海马细胞质磷脂酶A2(cPLA2)使磷脂代谢的代谢失调正常化,通过cPLA2/环氧化酶-2(COX-2)和磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路相互作用,抑制吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)的活性,进而抑制色氨酸分解为犬尿氨酸,从而将色氨酸代谢转向5-HT的生物合成,发挥抗抑郁作用。
除了5-羟色胺能系统外,芍药内酯苷也可通过多巴胺能系统发挥抗抑郁作用,研究发现,芍药内酯苷(20、40 mg·kg−1)可促进CUMS大鼠血清和海马组织的多巴胺(DA)、NE、酪氨酸羟化酶(TH)和多巴胺受体D2(DRD2)的表达,改善CUMS大鼠抑郁症状,恢复其体质量,减少强迫游泳实验(FST)静止时间,提高蔗糖偏好率[9]。此外,研究发现,芍药内酯苷可通过抑制一氧化氮(NO)/环磷酸鸟苷(cGMP)介导的信号通路来发挥抗抑郁作用,提高抑郁大鼠海马组织中5-HT、5-羟基吲哚乙酸(5-HIAA)、NE、DA、BDNF水平,抑制5-羟色胺受体2A(5-HT2AR)、谷氨酸受体1(GluR1)过表达以及下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴功能亢进[10-11]。研究发现,口服芍药内酯苷在血液和大脑中浓度较低[12],因此,推测芍药内酯苷可能部分转变为其他成分发挥抗抑郁的作用,Zhao等[13]发现芍药内酯苷(14 mg·kg−1)在肠道菌群羧酸酯酶的作用下,转化为苯甲酸,穿过血脑屏障后,通过抑制脑中D-氨基酸氧化酶(DAAO),进而发挥抗抑郁活性,并且可以改善肠道菌群的组成,从而进一步增强其抗抑郁活性。此外,付苏凝[14]发现芍药内酯苷(7 mg·kg−1)可通过抑制N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体亚型—谷氨酸受体2B(GluN2B)的表达,发挥与氯胺酮类似的快速抗抑郁作用。综上,芍药内酯苷可能通过调节单胺类神经递质、抑制HPA轴亢进、促进BDNF表达发挥抗抑郁作用。
2 抗炎作用
芍药内酯苷在多种炎症性疾病中具有显著的抗炎作用,如炎症性肠病、骨关节炎、肾炎等[15-17]。其可通过抑制炎症信号通路抑制促炎细胞因子的表达发挥抗炎作用。
研究发现,芍药内酯苷通过抑制Toll样受体4(TLR4)/髓样分化因子88(MyD88)/核因子κB(NF-κB)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路,减轻结肠组织的炎症,从而改善结肠炎大鼠结肠黏膜的溃烂、红肿[15,18-19]。此外,Xu等[20]发现芍药内酯苷(1 g·kg−1)可逆转葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎小鼠的结肠缩短,恢复结肠杯状细胞和隐窝数量,减轻局灶性溃疡和黏膜损伤程度,抑制促炎细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、γ干扰素(IFN-γ)和白细胞介素(IL)-6的表达,缓解结肠炎症。Zhang等[21]研究发现芍药内酯苷(20、40 mg·kg−1)改善甲氨蝶呤导致肠炎大鼠体质量和肠质量的减轻,减少炎症细胞的浸润,促进杯状细胞的存活。通过研究其机制发现,芍药内酯苷通过抑制人核因子κB抑制蛋白α(IκBα)磷酸化,抑制NF-κB的活化,从而抑制NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体、IL-1β、IL-18、半胱天冬蛋白酶-1(Caspase-1)p20的表达,减轻肠炎大鼠的炎症。Zhou等[16]发现芍药内酯苷(5、10、20 μmol·L−1)通过抑制核因子κB亚基p65(p65)核移位,抑制NF-κB通路,减轻IL-1β诱导的软骨细胞的炎症。并且通过体内实验发现,芍药内酯苷(10 mg·kg−1)可显著减轻骨关节炎大鼠的软骨损伤。Yu等[17]发现芍药内酯苷(5、10、20 μmol·L−1)可通过抑制PI3K/Akt/NF-κB通路降低LPS诱导的人系膜细胞的炎症因子IL-1α、IL-10、IL-2、IFN-γ的水平,从而抑制人系膜细胞的炎症。此外,通过体内实验验证,发现芍药内酯苷(20 mg·kg−1)通过PI3K/Akt/NF-κB通路抑制炎症因子的表达,显著降低系膜增生性肾小球肾炎大鼠尿蛋白的水平,减轻炎症细胞浸润和小管扩张。Wei等[22]研究发现芍药内酯苷(5、10、20 μmol·L−1)可通过抑制TLR4/NF-κB信号通路抑制LPS诱导的小鼠单核巨噬细胞白血病细胞(RAW264.7)炎症,发挥对脓毒症致急性肺损伤小鼠的治疗作用。
3 镇痛作用
芍药内酯苷具有显著的镇痛作用,研究发现芍药内酯苷(50 mg·kg−1)可抑制醋酸导致小鼠的扭体反应,延长热板实验小鼠潜伏期,缩短福尔马林注射鼠爪舔咬反应时间,表明芍药内酯苷具有镇痛的作用,而这一改善被Ca2+通道阻断剂尼莫地平进一步加强,表明芍药内酯苷可能通过抑制Ca2+通道发挥镇痛作用[23]。吴丽等[24]发现芍药内酯苷(80 mg·kg−1)可通过降低血清和大脑皮层β-内啡肽(β-EP)、前列腺素E2(PGE2),减少醋酸扭体法制备小鼠疼痛模型的扭体次数。此外发现芍药内酯苷(100 mg·kg−1)可显著延长原发性痛经小鼠的扭体潜伏期及扭体次数。通过研究其机制发现芍药内酯苷可抑制前列腺素F2α(PGF2α)的表达,降低Ca2+的含量,促进NO的表达,进而抑制子宫平滑肌收缩。并且,芍药内酯苷解痉镇痛作用优于芍药苷[25]。神经性疼痛是世界上最普遍的疾病之一,当躯体感觉神经系统受到病变或疾病的影响时,就会发生神经性疼痛[26]。徐林等[27]发现芍药内酯苷(50 mg·kg−1)可通过抑制脊髓NLRP3活化,抑制Caspase-1的活性,并降低脊髓中IL-1β的水平,缓解慢性坐骨神经压迫性损伤(CCI)模型大鼠神经病理性疼痛。Zhou等[28]研究发现芍药内酯苷(50 mg·kg−1)对CCI模型大鼠有显著的镇痛作用,芍药内酯苷通过抑制p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)和c-Jun氨基末端激酶(JNK)通路抑制IL-1β、TNF-α、趋化因子(C-X-C基序)配体1(CXCL1)的表达,抑制星形胶质细胞和小胶质细胞的激活,缓解CCI模型大鼠的神经性疼痛。
4 抗肿瘤作用
肿瘤一直是困扰人们的健康问题,严重影响人们的寿命和生活质量。芍药内酯苷具有一定的抗肝癌和抗卵巢癌的作用。研究发现,芍药内酯苷(0.25、0.50、1.00 g·L−1)可显著抑制SMMC-7721肝癌细胞株的增殖并诱导其凋亡[29]。周雅婷等[30]通过转录组学进一步研究芍药内酯苷抗肝癌的具体机制,发现芍药内酯苷(200 μmol·L−1)可通过调节色氨酸代谢通路、磷酸肌醇代谢通路、神经活性配体-受体相互作用通路、癌症胆碱代谢通路、肾素-血管紧张素系统通路、钙离子跨膜转运等通路上的:缓激肽受体B1(BDKRB1)、微管蛋白α8(TUBA8)、肾上腺素能受体1(ADRB1)、谷氨酸代谢型受体1(GRM1)等基因发挥抗肝癌作用。韩立等[31]研究发现,芍药内酯苷(25、50、100 μmol·L−1)通过抑制NF-κB通路,促进上皮细胞标志物细胞间黏附分子1(CDH1)的表达,并抑制间质细胞标志物细胞间黏附分子2(CDH2)的表达,从而抑制上皮间质转化(EMT),抑制耐药性卵巢癌人卵巢腺癌顺铂耐药性细胞(SKOV3/DDP)迁移并诱导其凋亡。化疗导致的多药耐药性(MDR)一直是癌症治疗的一大障碍。研究发现,芍药内酯苷(25、50、100 μmol·L−1)可显著降低SKOV3/DDP细胞对顺铂的耐药性,芍药内酯苷可通过抑制骨髓细胞瘤癌基因(MYC)的表达,进而抑制含WW结构域的E3泛素蛋白连接酶1(WWP1)和P-糖蛋白(P-gP)的表达,发挥耐药逆转的作用[32]。
5 抗凋亡作用
李璐等[33]研究发现芍药内酯苷(1、10、50 μmol·L−1)可显著改善高糖(33 mmol·L−1)对人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的损伤,芍药内酯苷可提高内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的活性,促进NO表达,抑制Caspase-3的表达,从而抑制HUVECs的凋亡。同样,Yang等[34]发现芍药内酯苷(5、10、20 μmol·L−1)对高糖(5.6 mmol·L−1)诱导的HUVECs具有保护作用,其通过抑制多腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP1)/NF-κB信号通路抑制DNA损伤,进而抑制高糖诱导的HUVECs凋亡。
Xu等[35]发现芍药内酯苷(20、40 mg·kg−1)可增加淀粉样前体蛋白(APP)/早老素1(PS1)小鼠海马和皮层中B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)和B细胞超大淋巴瘤(Bcl-xL)的水平,降低Bcl-2相关X蛋白(Bax)、Caspase-3和细胞色素C的水平,抑制前顶叶皮层中细胞的凋亡。另外,薛慧等[36]通过Aβ25-35诱导的PC12细胞模型,采用网络药理学、分子对接和体外实验验证的方式,发现芍药内酯苷(75 μmol·L−1)可通过抑制MAPK/ERK通路,抑制Bax的表达,促进Bcl-2的表达,从而抑制神经细胞的凋亡,发挥抗阿尔茨海默病的作用。胡馨予等[37]研究发现芍药内酯苷(50、100 μmol·L−1)可显著抑制1-甲基-4-苯基吡啶离子(MPP+)诱导的大鼠肾上腺髓质嗜铬瘤细胞(PC12)凋亡,芍药内酯苷可显著降低胞内活性氧(ROS)的浓度,进而促进Bcl-2、Bcl-xL的表达,提高线粒体跨膜电位,减弱线粒体膜通透性,抑制凋亡蛋白裂解的半胱天冬蛋白酶(cleaved Caspase)-3的表达,并且芍药内酯苷可以促进Akt、糖原合成酶激酶-3β(GSK3β)磷酸化,通过线粒体依赖途径和Akt/GSK3β通路来抑制细胞凋亡,发挥抗帕金森病的作用。阳梅等[38]研究发现芍药内酯苷(30 mg·kg−1)通过激活PI3K/Akt/mTOR通路,抑制缺血缺氧性脑损伤(HIE)小鼠脑细胞cleaved Caspase-3、cleaved Caspase-9的表达,抑制脑细胞凋亡,发挥神经保护作用。
6 抗氧化作用
研究发现,芍药内酯苷(4、20、100 μmol·L−1)可以通过降低高糖(150 mmol·L−1)诱导的雪旺细胞ROS的含量,改善氧化应激状态,发挥对雪旺细胞的保护作用[39]。此外,Ma等[40]研究发现芍药内酯苷(100、200 mg·kg−1)可通过激活核转录因子红系2相关因子2(Nrf2)/血红素加氧酶1(HO-1)信号通路,减轻海马组织的氧化应激。Zhu等[41]采用体内和体外实验研究发现,芍药内酯苷能够通过激活Nrf2/HO-1通路,降低ROS和丙二醛(MDA)的表达水平,提高超氧化物歧化酶(SOD)的活性,从而减轻体内外的氧化应激反应,减少大脑中动脉栓塞(MCAO)/缺血再灌注(IR)大鼠的脑梗死面积,并改善其病理性损伤。
7 其他药理作用
研究发现,芍药内酯苷具有促进成骨细胞分化,进而帮助骨折愈合的作用。芍药内酯苷(100 μg·mL−1)上调骨形态发生蛋白2(BMP-2)/Smad和无翅型MMTV整合位点家族(Wnt)/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路,诱导成骨细胞分化关键转录因子Runt相关转录因子2(RUNX2)表达,进而促进成骨细胞分化和骨折修复[42]。胰岛素抵抗是胆结石形成的重要起始因子[43],Fang等[44]研究发现,芍药内酯苷(10 mg·kg−1)可促进胆固醇结石豚鼠胰岛素受体(InsR)和Akt表达,抑制IκB激酶β(IKKβ)的表达,通过胰岛素转导通路抑制胆固醇结石的形成。孙继友等[45]研究发现,芍药内酯苷可通过调控凝集素样氧化型低密度脂蛋白受体-1(LOX-1)/NF-κB通路抑制巨噬细胞泡沫化,进而抑制动脉粥状斑块的形成,发挥抗动脉粥状硬化的作用。此外,Qiu等[46]发现芍药内酯苷(7、14 mg·kg−1)可通过增加脑内异孕酮的生物合成,缓解单一连续刺激(SPS)大鼠的行为缺陷,减轻条件性情景恐惧(CFP)中创伤后应激障碍(PTSD)相关情境冻结行为,改善高架十字迷宫实验(EPMT)中PTSD相关焦虑行为。芍药内酯苷具有良好的促进机体造血的功能,一方面,芍药内酯苷可促进造血生长因子粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、IL-3的表达,另一方面,芍药内酯苷抑制造血负向调控因子TNF-α、IL-6的分泌,从而促进造血细胞的增殖分化,改善放射线辐照、环磷酰胺诱导的血虚小鼠的病理状态[47-48]。
芍药内酯苷主要药理作用及相关机制汇总见图1。
8 结语与展望
芍药内酯苷是芍药的主要有效成分之一,通过对芍药内酯苷的药理作用进行总结,发现其具有抗抑郁、抗炎、镇痛、抗肿瘤、抗凋亡等药理活性,尤其是在抗抑郁和抗炎方面有显著的药理活性,具有开发成新药的潜力。但目前仍有一些需要解决的问题:(1)芍药内酯苷可显著提高血虚模型小鼠红细胞和血红蛋白的含量,是白芍改善贫血作用的物质基础之一[49],然而,目前,芍药内酯苷促进造血方面的研究不够深入,只对芍药内酯苷促进造血的药效进行了研究,而没有对产生药效的机制进行研究,后续可深入结合单细胞测序或空间转录组学技术,全面揭示芍药内酯苷的干预靶点和作用机制。(2)芍药内酯苷具有显著的抗抑郁活性,其不仅可以通过多靶点发挥抗抑郁的作用,而且在SD大鼠和Beagle犬模型中均未观察到明显的急性口服毒性(5 000 mg·kg−1),是抗抑郁的候选药物[50],然而,对芍药内酯苷的研究停留在细胞和动物层面的研究,应加快其在临床方面的研究。(3)抑郁症的病理机制复杂,而目前治疗抑郁症的药物存在治疗靶点单一、起效缓慢以及不良反应较多等局限性[51]。芍药内酯苷多靶点的调控机制(调节单胺类神经递质、抑制HPA轴亢进、促进BDNF表达)可能使其在联合用药方面具有潜在优势,有望通过与其他药物的协同作用,克服现有抗抑郁药物的局限性。因此,未来可以进一步探索芍药内酯苷与其他药物的联合作用,以优化抑郁症的治疗策略。(4)芍药内酯苷具有一定的抗肿瘤活性,然而其抗肿瘤的作用机制尚未得到充分挖掘,需要进一步探索。(5)芍药内酯苷已经显示出逆转多药耐药性的潜力,未来可以进一步探索其与化疗药物(如紫杉醇、阿霉素等)的联合使用,以提高化疗效果并减少耐药性。(6)芍药内酯苷的口服绝对生物利用度较低,仅为1.7%[12],半衰期较短,为(2.25±0.59)h[3],且发现芍药内酯苷在Caco细胞模型中具有超过2的外排率,吸收较差[52],限制了其发挥疗效及临床应用。因此未来研究针对其低生物利用度问题,可设计基于纳米颗粒的递送系统,或通过前药修饰改善其渗透性。同时探索穿透血脑屏障的纳米载体(如外泌体装载技术)以增强中枢靶向性。(7)芍药内酯苷制备方法较少,大多为芍药总苷的制备工艺[53-54],且制备规模较小,所以应加强芍药内酯苷制备工艺的研究,以达到短期内获得大量高纯度的芍药内酯苷。
本文通过对芍药内酯苷的药理作用进行总结,希望可以为芍药内酯苷的未来研究提供参考,使其开发成应用于临床的新药。
来 源:任海硕,马文静,高传源,杜昆泽,常艳旭,房士明.芍药内酯苷的药理作用研究进展 [J]. 药物评价研究, 2025, 48(5): 1369-1376.
来源:天津中草药一点号