蝎毒的成分及其應用

馮 幼，肖森光，羅志強，李志英，潘 挺，吳 丹

（1.梅縣梅花鄉(xiāng)飼養(yǎng)有限公司，廣東 梅州 514777；2.梅縣林業(yè)局，廣東 梅州 514777；3.梅江區(qū)畜牧獸醫(yī)局，廣東 梅州 514777；4.廣東溢多利生物科技股份有限公司，廣東 珠海 519060）

近年來，由于蝎產(chǎn)品價格的不斷上揚，人工養(yǎng)蝎在河南、山東、河北以及廣東等省迅速發(fā)展，并取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。蝎子在中醫(yī)學上稱之為“全蝎”或“全蟲”，屬節(jié)肢動物門，蛛形綱，蝎目，是已知最古老的陸生節(jié)肢動物之一。我國傳統(tǒng)醫(yī)學使用蝎子提取物、尾巴以及全蝎作為藥物治療癲癇、中風、面癱等疾病已有數(shù)千年歷史，其中發(fā)揮主要作用的是蝎毒。蝎毒儲存在蝎子尾部的毒腺內(nèi)，是蝎子在長期進化過程中，為生存或防衛(wèi)的需要，在體內(nèi)產(chǎn)生了一系列毒素蛋白。隨著經(jīng)濟和科學技術的迅猛發(fā)展，蝎毒在鎮(zhèn)痛、抗腫瘤、抗癲癇及調(diào)節(jié)免疫力等方面表現(xiàn)出廣闊的應用前景。

1 蝎毒的組成及理化性質(zhì)

蝎毒主要由蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)兩部分組成，主要活性成分是蛋白質(zhì)，包括神經(jīng)毒素和酶。神經(jīng)毒素主要是一類由20～80個氨基酸組成的小分子多肽，存在較強的多態(tài)性變化。神經(jīng)毒素按作用對象的不同可分為昆蟲毒素（MTx，在粗蝎毒中含量＞10%～50%）、哺乳動物毒素（ITx，在粗蝎毒中含量＜1%）和甲殼動物毒素（CTx）[1-2]。從結構分類上來看，蝎毒素主要分為短鏈（28～40個氨基酸組成）和長鏈（60～76個氨基酸組成）蝎神經(jīng)毒素[3]。按其特異作用的離子通道的不同，蝎毒素可分為Na+、K+、Cl-和Ca2+4類通道蝎毒素[4-6]。蝎毒中的酶主要有磷脂酶A、乙酰膽堿酯酶、磷酸單酯酶、透明質(zhì)酸酶、堿性磷酸酶等[7]。蝎毒的非蛋白質(zhì)組分主要有脂類、有機酸、游離氨基酸等，其可能的作用包括保持蝎毒素的穩(wěn)定性及其生物活性、防止動物組織液的降解，協(xié)同蝎毒素與相應受體蛋白的結合等。

研究發(fā)現(xiàn)，蝎毒較為耐熱，常壓高溫煮沸不易破壞。但在同一特定溫度下，隨加熱時間的延長，280 nm波長處的吸光度呈線性升高；在同一加熱時間內(nèi)，50～70℃加熱時的吸光度呈上升趨勢，繼續(xù)加溫至80℃時，吸光度反而略有下降，其數(shù)值與50℃時接近[8]。蝎毒素相對分子質(zhì)量大多為6 000～9 000，但也有3 000或＞10 000蝎毒素。根據(jù)已測定的蝎毒素構象來看，蝎毒素的分子結構中還含有3～4對二硫鍵，其中3對構成環(huán)狀核心結構，這對蝎毒保持穩(wěn)定性、發(fā)揮神經(jīng)毒性和細胞毒性有重要意義[9]。

2 蝎毒生物學作用

2.1 鎮(zhèn)痛作用

杜鋼軍等采用熱板法和醋酸扭體法證明，腹腔注射蝎毒多肽0.433和0.650 mg·kg-1能顯著提高小鼠痛閾和減少小鼠扭體次數(shù)（P＜0.05）。腹腔注射蝎毒多肽0.216和0.433 mg·kg-1能顯著對抗蛋清所致的大鼠足腫脹（P＜0.05）；連續(xù)7 d腹腔注射蝎毒多肽0.130和0.260 mg·kg-1能顯著抑制大鼠棉球肉芽腫形成；腹腔注射蝎毒多肽0.433和0.650 mg·kg-1能降低小鼠腹腔毛細血管通透性[10]。李寧等通過向大鼠中腦導水管周圍灰質(zhì)（PAG）內(nèi)注射微量的蝎毒和嗎啡，以熱輻射為指標，觀察比較兩者對中樞的鎮(zhèn)痛效果，結果顯示，向大鼠PAG內(nèi)恒速注射蝎毒0.025%～0.10%（相當于0.5～2 μg·kg-1）即出現(xiàn)痛閾升高，20 min達峰值（痛閾最大提高150%），與對照組比較差異極顯著（P＜0.01），而欲使大鼠痛閾提高150%，PAG內(nèi)注射嗎啡的用量約為10μg·kg-1，這提示蝎毒具有很強的中樞鎮(zhèn)痛作用，作用強于嗎啡400%[11]。魏征人等研究發(fā)現(xiàn)，蝎毒對醋酸、溫度所致小鼠疼痛有較好的鎮(zhèn)痛作用，強于曲馬多陽性對照組，與鹽水對照組相比差異極顯著（P＜0.01）[12]。

2.2 抗腫瘤作用

體外試驗表明，蝎毒多肽提取物（PESV）在8～20 mg·L-1范圍能極顯著抑制人臍靜脈內(nèi)皮細胞（HUVEC）的增殖活性（P＜0.01），而對乳腺癌細胞MDA-MB-231的增殖無影響；PESV作用后，HU?VEC凋亡細胞比例較對照組增加，Bax表達增加，Bcl-2表達降低；PESV 0.5和0.8 mg·CAM-1能顯著抑制小鼠S180肉瘤和H22肝癌的腫瘤生長和血管生成水平（P＜0.05），并降低腫瘤阻止內(nèi)血管生成相關因子VEGF和bFGF的表達[13]。趙燦國等研究發(fā)現(xiàn)，蝎毒重組蛋白作用于人肺癌A549細胞48 h后，細胞內(nèi)鈣離子熒光強度增強，提示[Ca2+]i升高；流式細胞儀顯示，蝎毒重組蛋白在不同情況下可顯著增加腫瘤[Ca2+]i（P＜0.05），這提示蝎毒重組蛋白對A549細胞增殖具有顯著抑制作用，可能與升高腫瘤[Ca2+]i繼而誘導腫瘤細胞凋亡有關[14]。賈莉等采用人類B淋巴細胞白血病細胞株Raji細胞作為試驗模型，用東亞鉗蝎毒（BMK）作為干預手段，觀察其對Raji細胞的生長抑制和凋亡誘導作用，結果顯示，BMK（12.5～200.0 mg·L-1）可顯著抑制Raji細胞的生長和誘導細胞凋亡（P＜0.05），并且其在一定作用強度范圍內(nèi)呈現(xiàn)對濃度和時間的依賴性，研究還發(fā)現(xiàn)，BMK能下調(diào)Raji細胞bcl-2蛋白表達[15]。張力冰等研究顯示，PESV對胰腺癌細胞呈劑量及時間效應關系的增殖抑制作用，與對照組相比，細胞增殖抑制作用顯著（P＜0.05）；黏附試驗表明，PESV可降低胰腺癌細胞的黏附力，侵襲試驗及劃痕試驗的結果顯示PESV可使細胞的侵襲力和運動能力下降，PESV（40 mg·L-1）干預8 h后，黏附力、侵襲力和運動能力的抑制率分別為（30.3±4.7）%和（42.1±3.7）%、（47.6±3.3）%，與對照組相比差異顯著（P＜0.05）；免疫細胞化學及Western blot試驗檢測均顯示，PESV干預后，胰腺癌細胞E-鈣粘蛋白陽性表達細胞數(shù)量上升，灰度值顯著上調(diào)（P＜0.05），纖粘蛋白（FN）及基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）陽性表達數(shù)量減少，灰度值顯著下調(diào)（P＜0.05）[16]。

2.3 抗癲癇作用

目前治療癲癇藥物基本上都有較強的毒副作用，特別對骨骼的損傷較大[17]。邊六交等通過高壓陽離子交換和凝膠排阻色譜柱從蝎毒中分離、純化抗癲癇肽，在通過高壓陽離子交換色譜圖中，將色譜圖峰分為3個組，并發(fā)現(xiàn)第1組峰中，僅峰3能夠延長用馬桑內(nèi)酯誘發(fā)的驚厥SD大鼠的癲癇發(fā)作時間（39.2±4.2）s，生理鹽水組為（10.2±1.6）s，將峰3收集液在高壓凝膠排阻色譜上進一步分離，分離成為2個峰，并發(fā)現(xiàn)約18 min處的峰具有抗癲癇活性，其在Shim-pack VP-ODS反相色譜柱上的純度約98%[18]。黃迎春等研究東亞鉗蝎蝎毒的提取物（BMKE）對抗戊四氮致癲癇作用及其對致癇小鼠大腦皮質(zhì)N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDAR）和兔抗人γ氨基丁酸A受體（GABAAR）的調(diào)節(jié)作用，結果顯示，適量的BMKE能夠有效治療戊四氮引起的癲癇，顯著延長癲癇小鼠的發(fā)作潛伏期（P＜0.05），BMKE抗癲癇的作用機制可能與其抑制NMDAR結合活性，激活GABAAR的結合活性有關[19]。

2.4 免疫調(diào)節(jié)作用

Petricevich等進行了巴西鉗蝎粗毒（TSV）對大鼠腹膜巨噬細胞功能影響的研究，結果發(fā)現(xiàn)，蝎毒干預后，巨噬細胞分泌IL-6和IFN-γ水平升高，且呈劑量效應關系，表明TSV可增強巨噬細胞的免疫功能[20]。張維東等研究顯示，蝎毒多肽提取物可顯著提高荷瘤大鼠外周血中CD4+淋巴細胞比例（P＜0.05），降低CD8+比例（P＜0.05），從而顯著提高CD4+/CD8+值（P＜0.05）；進一步研究發(fā)現(xiàn)，蝎毒多肽提取物還可提高荷瘤大鼠血清中細胞因子INF-γ含量，降低IL-4含量（P＜0.05）[21]。白潔等探討了蝎毒素BMKⅠA對人T淋巴細胞系Jurkat E6-1細胞增殖的影響，并與IL-2對Jurkat E6-1細胞的作用進行了對比，結果發(fā)現(xiàn)，當BMKⅠA濃度分別為1和100μg·L-1時，均可促進T淋巴細胞的增殖，并且BMKⅠA 1 μg·L-1的作用效果強于100 μg·L-1[22]。這跟王輝等報道的試驗結果一致[23]。為了進一步了解BMKⅠA與T淋巴細胞增殖之間的量效關系，白潔等分別采用8個不同的藥物濃度來觀察BMKⅠA對淋巴細胞增殖的影響，結果發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，隨BMKⅠA濃度的增加，細胞的增殖率也隨之增加，當BMKⅠA濃度增加到10μg·L-1時，細胞的增殖率達到峰值，研究還進一步發(fā)現(xiàn)，小劑量的BMKⅠA具有與IL-2相似的促進細胞增殖作用，并且在達到各自的EC50時，BMKⅠA的劑量較IL-2小[22]。這提示BMKⅠA可促進T淋巴細胞的增殖，對免疫系統(tǒng)有一定的增強作用，并且具有用量微、毒性小的特點。

3 小結

雖然蝎毒在鎮(zhèn)痛、抗腫瘤、抗癲癇以及調(diào)節(jié)機體免疫機能等方面表現(xiàn)出較大的應用潛力，但目前有關其確切作用機制、藥代動力學以及藥物最佳應用途徑、劑量及經(jīng)濟效益等方面仍需要進一步深入探討。

[1] 袁樹榮.東亞鉗蝎部分毒素基因組基因多序列對比分析[D].沈陽:沈陽藥科大學,2007.

[2] 許成剛.東亞鉗蝎昆蟲毒素BmK IT的表達、純化以及性質(zhì)研究[D].太原:山西大學,2005.

[3] 徐三華.東亞鉗蝎毒素活性多肽對大鼠背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元鈉離子通道的作用研究[D].南京:南京醫(yī)科大學,2008.

[4] Bosmans F,Martin-Eauclaire M,Swartz K J.Deconstructing volt?age sensor function and pharmacology in sodium channels[J].Na?ture,2008,456（7 219）:202-208.

[5] Liu J,Ma B,Yin J,et al.Molecular cloning and functional identifi?cation of a new K(+)channel blocker,LmKTx10,from the scorpi?on Lychas mucronatus[J].Peptides,2009,30（4）:675-680.

[6] 盛繼群.一種新的東亞鉗蝎毒素BmTxKS4基因克隆及其功能鑒定研究[D].武漢:武漢大學,2004.

[7] Possani L D,Seliso K B,Gurrola G B.Structure and function of scorpion toxins affecting K+channel[J].Perspectives in Drug Dis?covery and Design,1999,15-16(0):15-40.

[8] 孔天翰,韓雪飛,陳華艷,等.注射用蝎毒抗癌多肽熱穩(wěn)定性研究[J].河南醫(yī)科大學學報,1999,34（1）:53-55.

[9] 施小妹,吳發(fā)玲,李響,等.蝎毒抗腫瘤作用機制研究新進展[J].西北藥學雜志,2010,25（3）:235-237.

[10] 杜鋼軍,徐穎,牟孝碩,等.蝎毒多肽的鎮(zhèn)痛及抗炎作用[J].沈陽藥科大學學報,1998,15（2）:31-33,108.

[11] 李寧,呂欣然,韓惠蓉,等.蝎毒與嗎啡中樞鎮(zhèn)痛作用效果比較[J].中草藥,1998,29（11）:750-752.

[12] 魏征人,霍德勝,昌友權.東亞鉗蝎蝎毒多肽鎮(zhèn)痛作用的研究[J].中國農(nóng)村醫(yī)學雜志,2005,3（2）:18-20.

[13] 張維東,崔亞洲,姚成芳,等.蝎毒多肽提取物抗腫瘤血管生成作用的實驗研究[J].中國藥理學通報,2005,21（6）:708-711.

[14] 趙燦國,董偉華,孔天翰.蝎毒重組蛋白對人肺腺癌A549細胞的抑制作用及其機制[J].中華生物醫(yī)學工程雜志,2008,14（6）:409-412.

[15] 賈莉,孫宏丹,孟秀香,等.蝎毒對白血病Raji細胞株的生長抑制和誘導凋亡作用的研究[J].白血病·淋巴瘤,2001,10（4）:205-207.

[16] 張力冰,張維東,王朝霞,等.蝎毒多肽提取物體外抑制胰腺癌細胞侵襲轉(zhuǎn)移及相關機制[J].中國藥理學通報,2009,25（6）:820-824.

[17] 王蘇.抗癲癇藥與骨損害[J].中國臨床康復,2002,6（13）:1 986-1 987.

[18] 邊六交,楊曉燕,王輝,等.鉗蝎毒中抗癲癇肽、鎮(zhèn)痛肽和抗腫瘤肽的快速同時分離和鑒定[J].分析化學,2005,33（5）:619-622.

[19] 黃迎春,左萍萍.東亞鉗蝎提取物對癲癇小鼠大腦皮層NMDA受體和GABAA受體的調(diào)節(jié)作用[J].時珍國醫(yī)國藥,2007,18（1）:71-73.

[20] Petricevich V L,Lebrun L.Immunomodulatory effects of the tityus rulatus venom on murine macrophage functions in vitro[J].Madia?tors of Inflammation,2005,1:39-49.

[21] 張維東,張月英,王朝霞,等.蝎毒多肽提取物對腫瘤生長和細胞免疫功能的影響[J].山東大學學報（醫(yī)學版）,2007,45（3）:286-289.

[22] 白潔,江華,李強,等.蝎毒素對人T淋巴細胞系Jurkat E6-1細胞增殖的影響[J].時珍國醫(yī)國藥,2010,21（12）:3 112-3 113.

[23] 王輝,董珂,孫書明,等.蝎素SVCⅢ對荷瘤小鼠淋巴細胞轉(zhuǎn)化及TNF-α水平的影響[J].細胞與分子免疫學雜志,2002,18（5）:505-506.