乙酰紫草素藥理作用的研究進(jìn)展

江周影 謝鵬發(fā) 郭嘉秀 容家英 唐星宇 白 琳 鄧 鑫

1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)瑞康臨床醫(yī)學(xué)院，廣西南寧 530001；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，廣西南寧 530001

乙酰紫草素（acetylshikonin，ASK）是紫草素衍生物，屬于萘醌類色素化合物。ASK 分子式為C18H18O6，分子量為330.331 9，相對(duì)密度為1.326 g/cm3。其溶解性與多數(shù)有機(jī)化合物類似，遇酸以沉淀的形式析出。在臨床上，ASK 具有抗菌等多重作用[1-2]。近年來(lái)，中西醫(yī)結(jié)合治療癌癥腫瘤是熱門研究方向。ASK 是紫草抗腫瘤的主要成分之一。ASK 使細(xì)胞周期停留在脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）合成期，促進(jìn)細(xì)胞凋亡[3]。計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、體外激酶實(shí)驗(yàn)、下拉蛋白實(shí)驗(yàn)等多種實(shí)驗(yàn)多方面地驗(yàn)證了ASK 的抗腫瘤性[3-4]。ASK 還對(duì)多種細(xì)菌有抑菌作用，可通過(guò)降低誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）蛋白表達(dá)來(lái)減弱炎癥反應(yīng)[5]。細(xì)菌感染是多種疾病的誘因，通過(guò)對(duì)ASK 抗菌作用的研究，可為臨床疾病提供新的治療思路。黏度測(cè)定等方法獲得的科研數(shù)據(jù)表明其具有遺傳毒性等毒副作用，ASK 作為一種萘醌類色素已在日常生活中投入使用，研究其毒性作用，可為日后食品、藥品的研發(fā)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)[6]。

1 ASK 的藥理作用

1.1 抗菌作用

紫草在經(jīng)過(guò)科學(xué)的研究與開(kāi)發(fā)后，發(fā)現(xiàn)其提取物與衍生物也具有出色的藥用價(jià)值。其中紫草素類與其異構(gòu)體阿卡寧類具有優(yōu)秀的抗菌作用。面對(duì)ASK 時(shí)，不僅是金色葡萄球菌、白色葡萄球菌、綠膿桿菌等被明顯抑制[7]，具有NorA 蛋白外泵的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌也表現(xiàn)出相似的被抑制效果[8]。ASK 與黏菌素共同作用后更是能抑制泛耐藥的大腸埃希菌（U3790）和克雷白氏肺炎桿菌（BC936）。不過(guò)在斑馬魚模型中，ASK 在與黏菌素發(fā)揮協(xié)同作用時(shí)，也提高了乙酰膽堿酯酶活性和α-萘酚的水平，具有一定的毒副作用[9]。

1.2 抗炎作用

機(jī)體對(duì)病原微生物發(fā)生的感染、創(chuàng)傷、變態(tài)等反應(yīng)被稱為炎癥反應(yīng)，由多種細(xì)胞、生物酶、轉(zhuǎn)錄因子引發(fā)。而生物酶、轉(zhuǎn)錄因子等由基因調(diào)控，故可以說(shuō)炎癥反應(yīng)由基因調(diào)控。在基因調(diào)控炎癥中，核因子-κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子。NF-κB 活性的提高能使iNOS 蛋白的表達(dá)增加，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[5]，降低iNOS 的表達(dá)可以減弱炎癥反應(yīng)。ASK 能抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶的磷酸化，降低NFκB 的活性，下調(diào)iNOS 的表達(dá)，發(fā)揮抗感染作用[11]。

現(xiàn)有研究表明，紫草的水、醇提取物在抗感染方面有一定的效果。在小鼠耳腫脹模型中，紫草醇提取物起到抗感染作用[12]。大鼠肉芽組織的增生能被右旋紫草素及紫草素促進(jìn)[13]，使用這兩種藥物有利于炎癥的恢復(fù)。

1.3 抗病毒作用

ASK 作為傳統(tǒng)中草藥紫草的提取物，具有良好的抗病毒功效。Gong 等[14]、Mao 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，ASK 和紫草素均可激活活性氧和c-Jun 氨基末端激酶誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Moon 等[16]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)ASK 可通過(guò)產(chǎn)生活性氧的方式誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，使表達(dá)乙型肝炎病毒X蛋白（hepatitis B virus X protein，HBX）的Hep3B-HBX肝癌細(xì)胞中細(xì)胞核孤生受體Nur77 蛋白增多，c-Jun氨基末端激酶激活，啟動(dòng)凋亡程序，促進(jìn)乙型肝炎病毒清除。ASK 也能抑制Huh7 細(xì)胞中丙型肝炎病毒的增殖復(fù)制，且能降低細(xì)胞自噬標(biāo)志因子LC3 基因表達(dá)水平，提示抑制丙型肝炎病毒的增殖復(fù)制可能是ASK 通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬途徑達(dá)成的[17]。程珂舉[18]研究發(fā)現(xiàn)，ASK 還可以誘導(dǎo)細(xì)胞氧化應(yīng)激，介導(dǎo)DNA 損傷，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。ASK 可通過(guò)病毒顆粒滅活和自噬途徑表現(xiàn)出抗病毒活性，但抗病毒藥物必須在不損害宿主細(xì)胞和機(jī)體的前提下對(duì)病毒具有選擇性抑制作用，所以其還需要進(jìn)一步的研究。

1.4 抗腫瘤作用

ASK 具有促細(xì)胞凋亡作用和有廣譜抗瘤活性。趙景明等[19]發(fā)現(xiàn)，ASK 能加速結(jié)腸癌HCT116 細(xì)胞的凋亡，且不同濃度的ASK 均能顯著提高HCT116 細(xì)胞的凋亡指數(shù)和凋亡率；通過(guò)實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)到Bax 表達(dá)提高，Bcl-2 表達(dá)降低。趙冉[3]通過(guò)免疫印跡研究揭示ASK 能夠下調(diào)HCT-116、HCT-15、SW620 和DLD-1 細(xì)胞中凋亡蛋白標(biāo)志物多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶和caspase-3 的表達(dá)，上調(diào)蛋白凋亡標(biāo)志物cleaved caspase-3、cleaved caspase-7 和p21 的表達(dá)；通過(guò)TOPK 體外激酶實(shí)驗(yàn)得出ASK 能夠抑制蛋白激酶TOPK 的活性，證實(shí)了其作用靶點(diǎn)為TOPK，后期利用腺苷三磷酸競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合實(shí)驗(yàn)和酶促動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其和TOPK 靶點(diǎn)結(jié)合的方式為腺苷三磷酸競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合（現(xiàn)階段猜測(cè)TOPK 與結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖有關(guān)）。ASK 可能將卵巢癌SKOV3 細(xì)胞[20]、結(jié)腸癌細(xì)胞[3]的細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期，抑制其增殖。近期研究發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的發(fā)生相關(guān)，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化進(jìn)程進(jìn)行時(shí)，上皮細(xì)胞會(huì)發(fā)生上皮極性消失，相鄰細(xì)胞原有的黏附性降低。而ASK 可以增加E-鈣黏蛋白的信使核糖核酸（messenger RNA，mRNA）的表達(dá)，下調(diào)N-鈣黏蛋白和波形蛋白mRNA 的表達(dá)，遏制癌癥擴(kuò)散轉(zhuǎn)移[21]。Lim 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，乙?；？茖幙梢砸种艸CT-15 和LoVo 細(xì)胞的增殖能力。

ASK 注射劑具有明顯的抗腫瘤作用，但尚在研究階段，暫未應(yīng)用于臨床。研究表明其對(duì)小鼠Lewis 肺癌、S180 肉瘤、人胃癌SGC-7901 腫瘤的生長(zhǎng)抑制與劑量呈正相關(guān)[2，23-24]，據(jù)目前的研究推測(cè)，2 mg/ml 濃度的ASK 注射劑對(duì)腫瘤的抑制效果最佳，但考慮ASK 的毒性作用，其在抗腫瘤方面有待進(jìn)一步研究。

1.5 降脂作用

ASK 具有顯著的降脂作用。目前研究從以下幾個(gè)方面展開(kāi)。

1.5.1 ?；o酶A 膽固醇?；D(zhuǎn)移酶和降脂的關(guān)系酰基輔酶A 膽固醇?；D(zhuǎn)移酶可通過(guò)游離膽固醇與脂肪酰基輔酶A 在細(xì)胞內(nèi)的酯化作用生成膽固醇酯[25-26]。An 等[27]發(fā)現(xiàn)ASK 及其類似物丙酰紫草素均對(duì)?；o酶A 膽固醇?；D(zhuǎn)移酶有抑制作用，后者作用較強(qiáng)。

1.5.2 ASK 的脂質(zhì)調(diào)節(jié)作用 在3T3-L1 細(xì)胞中ASK能夠抑制脂肪細(xì)胞分化和成脂轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)[28]。給肥胖大鼠飼喂ASK，可致其白色脂肪組織量、體重、血清甘油三酯及游離脂肪酸水平下降。ASK 可通過(guò)調(diào)節(jié)蛋白激酶A 水解三?；视蚚29]。ASK 在自發(fā)性肥胖db/db 小鼠的肥胖治療上表現(xiàn)出了良好的效果，其機(jī)制與丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶的抑制有關(guān)[29]。

1.5.3 ASK 增加基礎(chǔ)代謝減脂 芳乙醇胺類藥物克侖特羅是一種長(zhǎng)效β2腎上腺素能激動(dòng)劑，可以通過(guò)增加小鼠的能量消耗來(lái)達(dá)到減脂的目的。Kim 等[30]科學(xué)家通過(guò)類比發(fā)現(xiàn)ASK 具有與克侖特羅極其相近的降脂機(jī)制。

1.2 資料收集 采用助產(chǎn)機(jī)構(gòu)婦幼信息系統(tǒng)分娩上報(bào)數(shù)據(jù)，除外存在信息缺失值數(shù)據(jù)，納入2016年≥28周分娩產(chǎn)婦234 763例，與北京市年報(bào)數(shù)據(jù)差值<5%。分為非高齡初產(chǎn)、非高齡經(jīng)產(chǎn)、高齡初產(chǎn)、高齡經(jīng)產(chǎn)4組，對(duì)其妊娠合并癥及并發(fā)癥、分娩方式及不良妊娠結(jié)局進(jìn)行回顧性分析，比較不同組別間的差異。

綜上，ASK 是一種天然藥物，具有一定的降脂作用，并且在避免副作用方面明顯優(yōu)于其他類別的化學(xué)合成藥物。

1.6 其他藥理作用

現(xiàn)國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者已得出多項(xiàng)研究數(shù)據(jù)表明ASK 具有較強(qiáng)的抗氧化性，其可以通過(guò)結(jié)合氧自由基抑制某些自氧化體系，達(dá)到抗氧化的作用[31-32]。

有研究表明ASK 可以通過(guò)抑制白三烯和5-羥色胺的合成、抑制細(xì)胞脫顆粒及腫瘤壞死因子-α mRNA 的表達(dá)，起抗過(guò)敏的作用[33]。臨床上，ASK 在治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、過(guò)敏性鼻炎、蕁麻疹、銀屑病等疾病上具有一定的效果。

ASK 因其二取代萘醌的長(zhǎng)酯鏈而對(duì)糖尿病有改善作用，酯鏈對(duì)蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶1B 有抑制作用，而蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶1B 的降低對(duì)糖尿病的治療有重要意義[34]。ASK 也能改善作為并發(fā)癥的糖尿病腎病，Li 等[35]研究發(fā)現(xiàn)ASK 可以抗腎臟纖維化，抑制TGFβ1/Smad 途徑的激活，有效治療糖尿病腎病及其并發(fā)癥。由此可見(jiàn)，ASK 在治療糖尿病及其并發(fā)癥方面具有巨大的潛力。

ASK 可以通過(guò)降低鈣離子濃度抑制血小板的激活從而抗凝血[36]。ASK 也可以抑制血小板激活因子、膠原蛋白、花生四烯酸等物質(zhì)，從而抑制提純過(guò)的兔血小板凝聚[28]。ASK 在抗凝血方面的研究前景十分明晰。

ASK 能夠通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制的方式抑制小鼠腦單胺氧化酶-A 和單胺氧化酶-B 的活性，并作為新型乙酰膽堿酯酶抑制劑，抑制線粒體膜電位的喪失和活性氧的產(chǎn)生，起保護(hù)神經(jīng)作用[37]。

Li 等[38]發(fā)現(xiàn)，ASK 可以通過(guò)抑制Wnt/β-catenin通路阻止血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的腦血管平滑肌細(xì)胞增殖和遷移，對(duì)腦血管重塑起治療作用。ASK 中的乙?；梢酝ㄟ^(guò)減少氧化應(yīng)激和神經(jīng)炎癥等方式減弱小鼠的D-半乳糖誘導(dǎo)的認(rèn)知障礙和海馬衰老[35]，起到減緩小鼠大腦衰老的作用。

2 毒性作用

藥物在臨床使用階段中的毒性作用不可忽視。ASK 因其具有的抗感染、抗菌、抗腫瘤等作用而作為藥物使用，但其毒性作用嚴(yán)重影響其作用廣度。目前關(guān)于ASK 的毒性研究主要是細(xì)胞毒性試驗(yàn)及極少部分毒性機(jī)制研究。有研究報(bào)道，紫草提取物具有肝毒性[39-40]。桂春等[41]研究表明，ASK 在一定濃度條件下對(duì)培養(yǎng)的大鼠心肌細(xì)胞具有毒性作用，且其毒性作用有凋亡機(jī)制的參與。李蔚侖等[6，42]研究發(fā)現(xiàn)，ASK 的毒性可能主要是通過(guò)與DNA 產(chǎn)生小溝槽鍵合作用實(shí)現(xiàn)，該作用可抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶與DNA 結(jié)合從而使其無(wú)法發(fā)揮生理作用并且改變DNA 的結(jié)構(gòu)，另一方面ASK具有羥基、羰基及平面剛性的萘醌母環(huán)從而具備與DNA 結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，使其在與DNA 結(jié)合后可干擾DNA 的復(fù)制轉(zhuǎn)錄，最終發(fā)揮毒性作用使細(xì)胞死亡。

3 小結(jié)與展望

我國(guó)中藥資源豐富，已有多項(xiàng)研究表明，中藥草本植物紫草中的重要化學(xué)成分——ASK 在抗感染、抗菌、抗病毒、抗腫瘤等多方面有著重要作用。隨著國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者對(duì)ASK 的深入研究，其抗癌技術(shù)逐漸成熟，ASK 注射劑有望進(jìn)一步研究應(yīng)用于臨床抗癌。深入研究ASK 促凋亡的機(jī)制具有重要意義，即可以增加治療腫瘤的途徑[4]。根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果發(fā)現(xiàn)，ASK 抗感染、抗菌作用的研究尚未成熟，深入研究其作用機(jī)制，可為臨床上感染性疾病的治療提供多種途徑。

綜上，ASK 具備多種藥理作用，盡管其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究探索，但仍有很大的發(fā)展空間。ASK有望為多種臨床病癥帶來(lái)更好的治愈希望，更深入地研究ASK 與其他藥物的結(jié)合使用對(duì)有關(guān)疾病的預(yù)防與治療可能產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的研究意義和影響。