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王玉珏1，尚新悦1,2，姚国栋1,2,3

1沈阳药科大学中药学院，沈阳，辽宁；

2辽宁省基于计算化学的天然抗肿瘤药物研究与开发重点实验室，沈阳，辽宁；

3江苏康缘药业股份有限公司，连云港，江苏

基金资助

国家自然科学基金（）

摘要：芫花酯甲（yuanhuacine）是一种从芫花中提取的瑞香烷型二萜类化合物，也可以在瑞香科植物和大戟科植物中分离得到。随着对芫花酯甲研究的进一步深入，发现芫花酯甲有较强的抗肿瘤活性，在抗病毒、抗炎、神经保护和抗生育等领域也有显著活性。芫花酯甲在体内可以随血液进入各个组织，也可以透过血脑屏障，生物利用度较好，这对各个组织病变都有潜在的治疗意义，但关于芫花酯甲的研究多集中于临床前研究，在临床中仅仅用来引产。本文旨在对芫花酯甲药理活性、体内代谢、临床应用等方面进行系统整理与分析，为其发展和应用提供理论依据。

关键词芫花酯甲；药理活性；临床应用

芫花酯甲（yuanhuacine）是一种从瑞香科瑞香属植物芫花（DaphnegenkwaSieb.etZucc.）中分离得到的瑞香烷型二萜类化合物。除在芫花的花蕾和根中分离得到芫花酯甲，Hajime和Kupchan等在瑞香科植物毛瑞香和宽叶格尼迪木的茎及茎皮，大戟科植物草乌桕的根中也分离出同种化合物[1-2]。在芫花的现代研究中，发现瑞香烷型二萜类成分是芫花主要特征性成分，具有较好的生物活性，此类化合物具有显著的抗肿瘤、抗病毒、抗生育、神经保护等作用。陈少茹等利用HPLC法对瑞香烷型二萜类化合物进一步分离，发现用75%乙醇为流动相，在nm处进行检测，有较多峰且有较好的紫外吸收，其中芫花酯甲分离度最好，且含量最高，每克药材芫花中芫花酯甲的平均含量为20.60mg[3]。Zhao等使用超高效液相色谱-离子阱串联质谱联用技术（UPLC-IT-MSn）、高速逆流色谱（HSCCC）分离出17个瑞香烷型二萜类化合物，之后用制备型高效液相色谱进行纯化，通过质谱、核磁共振和电子圆二色谱（ECD）进行结构鉴定，测定瑞香烷型二萜类化合物均具有5/7/6三环系统，芫花酯甲分子式为C37H44O10，如Fig.1所示[4]。

在癌症治疗中，化疗药物往往价格高昂，患者使用后还伴随严重的不良反应，如呕吐、肝肾毒性等，使患者预后生活质量严重下降，所以临床中对新型治疗药物的需求越来越大，由于中药具有多靶点、高效、毒副作用小等优势，可用于疾病预后的辅助治疗，为疾病治疗寻找新药源奠定了基础[5]。

美国癌症研究中心（NationalCancerInstitute,NCI）通过计算机评估芫花酯甲抗肿瘤活性为0.（最高值为1.0）[6]。年，NCI将芫花酯甲、羟基喜树碱、长春新碱、紫杉醇等抗癌药物进行60种体外细胞实验，芫花酯甲的活性优于许多临床常用的天然抗癌药物[7]。近年来，随着人们对芫花酯甲研究的深入，发现芫花甲酯还具有抑制肿瘤细胞生长、促进肿瘤细胞凋亡和降低肿瘤细胞耐药性等作用，具有较强的抗肿瘤活性。同时，研究者还发现芫花酯甲具有抗病毒、抗炎、神经保护、抗生育等活性。此外，芫花酯甲的作用机理也被证明是有多个信号通路共同参与的，因此，这种具有多靶点、高效性、安全性的天然成分成为患者对抗疾病更好的选择，其临床应用前景广阔，同时关于芫花酯甲的研究也为中药的发展提供了新途径。已有国内外多篇报道芫花酯甲在各种肿瘤抑制方面的优异表现，但主要为体外细胞实验和动物实验，临床应用多在抗生育领域，本文主要对芫花酯甲的药理活性进行整合分析，为其在癌症治疗等临床使用提供理论基础。

1.1抗肿瘤活性

年，Hall等发现芫花酯甲抑制DNA的合成是其抗癌作用机理之一。芫花酯甲主要作用于细胞分裂S期，通过多位点抑制DNA的合成，从而起到抗肿瘤作用[8]。年，张德昌等发现芫花酯甲是蛋白激酶C（proteinkinaseC,PKC）受体特异性拮抗剂。实验指出芫花酯甲选择性地抑制PdBu对PKC的激活作用，并呈现剂量-效应关系，对PKC本身却无影响[9]。年，Zhang等对芫花酯甲抗癌活性进行深入研究，发现对DNA拓扑异构酶I（DNAtopoI）的抑制可能是瑞香二萜酯（包括芫花酯甲）的另一抗肿瘤机制。对DNAtopoI的抑制活性实验中与阳性对照药物羟基喜树碱（IC50=48.0μmol/L）相比，芫花酯甲IC50为40.0μmol/L，表现为中等抑制活性，后续实验也发现瑞香烷型二萜类化合物是一种具有新型结构的DNAtopoI抑制剂[10]。因此，芫花酯甲可以通过作用于多种酶位点，抑制DNA和蛋白质合成，同时调控细胞凋亡基因水平，多途径抑制肿瘤生长，此机制使芫花酯甲在多种肿瘤抑制试验均有较好表现。

1.1.1白血病细胞抑制活性年，Liou等发现芫花酯甲是淋巴细胞白血病细胞P-蛋白质合成延伸过程中肽基转移酶反应的有效抑制剂。芫花酯甲对形成80S起始复合物的各个步骤没有任何显著影响，但芫花甲酯显著抑制了多尿苷导向的多苯丙氨酸合成和嘌呤霉素与蛋氨酸结合到80S起始复合物的第一个肽键的形成。在肽链合成过程中，芫花酯甲可以通过阻断肽键的形成抑制蛋白质的合成[11]。

年，美国Hall等通过芫花酯甲对淋巴细胞白血病细胞P-、L-的体外抑制活性实验发现芫花酯甲抑制DNA的合成是其抗癌作用机理之一。通过研究发现芫花酯甲主要作用于细胞增殖过程中的DNA合成期（S期），对G0期细胞无作用，对Gl，G2与M期细胞的作用较小。芫花酯甲通过作用于次黄嘌呤核苷单磷酸脱氢酶，磷酸核糖焦磷酸氨基转移酶和二氢叶酸还原酶位点，三种酶活性受到抑制，作用于嘌呤从头合成途径来抑制DNA合成，阻碍蛋白质合成，因此表现出抗肿瘤活性[8]。

年，Park等发现芫花酯甲可以诱导人早幼粒白血病细胞HL-60凋亡。与对照组相比，芫花酯甲处理后的细胞，Bax表达水平上调，而Bcl-2表达稍有减少，Bax/Bcl-2比率显著增加，并与给药浓度呈现正相关。芫花酯甲通过调节多种信号通路诱导细胞凋亡信号的增加，激活细胞凋亡过程，包括DNA断裂，Caspase-3激活，染色质凝聚，sub-G1期细胞数量增多以及Bcl-2家族基因的调控效应[12]。

1.1.2肺癌细胞抑制活性年，Park等人发现芫花酯甲可以抑制Lewis肺癌小鼠模型中的肿瘤生长，肿瘤的体积和质量均下降，且与给药浓度成正相关[13]。年，韩国HONG等发现与阳性药物Ellipticine对人肺癌细胞A的IC50值为1.1mmol/L和对人肺上皮细胞MRC-5的IC50值为2.0mmol/L对比，芫花甲酯对A的IC50值为0.mmol/L，对MRC-5的IC50值大于20mmol/L，结果表明，芫花酯甲可以有效抑制A的活性，与肺癌细胞相比，对正常肺上皮细胞没有显著细胞毒性[13]。年，首尔大学Kang等发现芫花酯甲对人非小细胞肺癌（NSCLC）细胞具有生长抑制活性，同时抑制肺癌细胞的侵袭和转移。芫花酯甲显著提高NSCLC细胞中AMP依赖型蛋白激酶α（AMPKα，AMPKα存在于各种代谢相关的器官中，是生物能量代谢调节的关键因子）活性，并抑制mTORC2介导的下游信号通路，芫花酯甲处理后，p-AMPKα蛋白水平显著升高，AMPKα下游靶点p-ACC水平呈浓度依赖性下降。同时处理芫花酯甲和AMPK抑制剂或二甲双胍（AMPK活化剂）证实芫花酯甲增强p-AMPKα的表达，芫花酯甲还抑制了哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR，即AMPKα的下游靶蛋白）的表达。进一步的研究发现芫花酯甲通过下调p-Akt、PKCα、Rac1、F-actin的表达来调控mTORC2相关的下游信号通路此外，p-Akt、PKCα、Rac1、F-actin可以激活细胞生长并构建肌动蛋白细胞骨架。因此，芫花酯甲是通过调节AMPK/mTOR信号通路和肌动蛋白骨架组织抑制肿瘤活性[14]。此外，芫花酯甲可以上调p21水平，同时使CDK2、CDK4和c-Myc水平下降，使细胞周期停滞在G2/M期，从而抑制细胞增殖，选择性抑制非小细胞肺癌细胞生长[15]。

1.1.3黑色素瘤细胞抑制活性年，张炜等通过动物实验表明芫花酯甲可以对模型小鼠体内的黑色素瘤生长起到抑制作用。在体外细胞实验中张炜等通过CCK-8法、台盼蓝实验等发现芫花酯甲可以抑制黑色素瘤细胞A的活性，阻碍其增殖，通过AnnexinV/FITC-PI双染色法流式细胞术分析给药后细胞凋亡情况，表现出药效与剂量、时间正比关系，进一步研究发现芫花酯甲可以下调CyclinB1、cdc2、Bcl-2、mdm2水平，显著上调Bax、p53水平，同时芫花酯甲可以作用于诱导细胞凋亡的线粒体依赖性途径，激活Caspase-3，使32kD的Caspase-3水解为17kD，此外，芫花酯甲还可以提高细胞内Ca2+浓度，激活PKC[16]。年，Li等发现芫花酯甲对黑色素瘤细胞A、B16的抑制活性较好。同年，韩国Bang等使用MTT测定芫花酯甲对B16的IC50值为0.16μmol/L，证明芫花酯甲可以抑制黑色素瘤的形成。该研究还发现，脂肪族结构的瑞香烷型二萜类化合物是通过调节小邻苯二甲酸相关转录因子（Mitf）和黑素生成酶的基因表达来抑制黑色素生成[17]。

1.1.4其他肿瘤细胞抑制活性年，美国Hall等除发现芫花酯甲具有抑制白血病细胞的活性外，还可以抑制人口腔表皮样癌细胞KB活性[8]。年，Li等首次在肿瘤细胞系和S肿瘤模型的抗肿瘤活性筛选的指导下，对芫花提取物进行系统研究。通过IC50值比较，分离出的芫花酯甲在抑制乳腺癌细胞MCF-7、MDA-MB-，结肠癌细胞HT-29、Colo，黑色素瘤细胞A、B16和人胃腺癌细胞HT-29活性较好。同时首次通过流式细胞术和蛋白印迹法对芫花酯甲抑制MCF-7细胞机制进行探索，芫花酯甲可以通过调控多种信号通路如PARP和Bcl-2家族水平增加死亡信号，诱导细胞凋亡[18]。年，张若文等发现芫花酯甲可以通过上调p21的表达来抑制膀胱癌和结肠癌细胞的生长，这种方式依赖于Sp1。研究结果表明，在不影响p53蛋白表达和激活的情况下，芫花酯甲可以上调膀胱癌细胞T24T和结肠癌细胞HCT细胞中p21的表达，诱导细胞G2/M期阻滞。此外也发现，p38对维持芫花酯甲介导的Sp1蛋白稳定、诱导G2/M生长阻滞和抑制肿瘤细胞的生长中起重要作用[19]。

1.2抗炎及神经保护活性

年，TaninakaH等测定了芫花酯甲对大鼠和人体血液体外免疫活性的作用，结果表明芫花酯甲对白细胞介素IL-1α、IL-1β的生物合成有轻微抑制的作用[7]。年，Wang等测试了八种瑞香烷型二萜类化合物（含芫花酯甲）对类分湿性关节炎相关致病因子的影响，发现用脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）刺激的RAW.7细胞，给药后TNF-α、IL-6、IL-1β和NO的水平较对照组均有下降，证明芫花酯甲有一定的抗炎作用[20]。

年，李玲芝等对芫花中提取的瑞香烷型二萜类（芫花酯甲、芫花酯丁、芫花酯丙、芫花酯戊等）化合物进行研究，发现芫花酯甲的对LPS的抑制活性高于阳性对照，而且芫花酯甲对小胶质细胞N9存活率无影响[21]，这说明芫花酯甲是相对细胞毒性较弱的化合物，在治疗中毒副作用相对较低，这对炎症和神经疾病治疗是非常有益的。

年，Han等发现瑞香烷型二萜类化合物对帕金森（idiopathicParkinson’sdisease,PD）动物模型具有神经保护作用。其中芫花酯甲可以降低LPS诱导的BV-2细胞促炎细胞因子的表达和转录，并且活性是阳性药二甲胺四环素（29.9μmol/L）的15至30倍[22]。年，同一团队发现芫花酯甲可以激活Nurr1受体对PD动物模型具有神经保护作用。Nurr1是多巴胺神经元分化的关键调控因子，对脑内多巴胺能神经元的分化和维持至关重要，是PD的治疗靶点。腹腔注射芫花酯甲的大鼠PD模型中（0.5mg·kg-1·day-1，两周），可显著改善6-羟多巴胺（6-OHDA）诱导的神经元死亡，减少酪氨酸羟化酶（TH）阳性多巴胺能神经元的死亡，并且LPS诱导的神经炎症，对大脑的炎症反应产生抑制作用[23]。

1.3抗病毒活性

瑞香烷二萜在抗病毒方面具有较好的活性，其在抗乙型肝炎病毒（HBV）活性检测中表现出显著的抑制HBsAg的分泌效应，这些化合物可用于抗病毒性肝炎中[24]。除肝炎外Zhao等发现芫花酯甲还有抗HIV病毒活性，利用MTT法测得芫花酯甲对HIV细胞的IC50值为（1.2±0.3）nmol/L，CC50值6.2μmol/L，与阳性对照齐多夫定（AZT）IC50值为（20.0±5.6）nmol/L，CC50值15.0μmol/L相比，芫花酯甲抗HIV病毒活性更高[4]。

1.4促进平滑肌收缩及抗生育作用

民间早有将芫花的根置入子宫颈引产的临床记载，芫花中的芫花酯甲是导致引产的主要成分[25]。年，吕欣然等将芫花酯甲分别加入大鼠和豚鼠的离体子宫角和子宫颈中，子宫角出现节律性运动，收缩张力较空白组增强，且与浓度成正比，用兔子进行在位子宫悬垂法测芫花酯甲注射和口服给药的宫缩情况，宫腔注射后3~5min出现强烈宫缩，口服无宫缩现象[26]。杨秉炎等对芫花酯甲引产机制做了深入研究，芫花酯甲中期妊娠引产主要作用于蜕膜，给药后可引起局部蜕膜的坏死与炎症，蜕膜受损溶酶体破坏释放出磷脂酶作用于膜磷脂，膜磷脂受损释放出花生四烯酸，导致前列腺素的大量合成与释放，前列腺素有强烈致炎作用，能促使子宫平滑肌收缩，从而引起子宫的收缩[27-28]。

年，闫文丽等对芫花甲酯促进平滑肌运动机理进一步研究，数据显示不同浓度芫花酯甲均增加了巨噬细胞上清液中炎症相关介质5,15-DiHETE、AA，及促炎介质PGG2、LTB4，PGF2α水平，随着给药浓度升高抗炎介质15-脱氧-δ-12,14-PGJ2的水平降低明显，证明芫花酯甲通过调控促炎介质和抗炎介质的双重途径，发挥致炎和诱导平滑肌收缩作用[29]。

芫花酯甲静脉给药后在家兔体内的代谢过程和机制符合亲脂药物I期代谢过程。芫花酯甲在体内可以通过脂肪酸水解酶和芳香酯水解酶的催化作用，打开邻酯环基团，同时将两个酯水解为MI和MII，然后在氧化酶作用下脱氢为M。最后，M通过肾排泄随尿排出。注射后12h尿中主要代谢物为M，为开环水解产物，芫花酯甲总量不足1%。此外，芫花酯甲被证明可以作用于细胞色素P酶系统，这可能是其在I期过程中通过细胞色素P酶系统进行代谢的原因。

芫花酯甲静脉给药后在家兔体内符合亲脂性药物组织分布规律。组织中芫花酯甲的平均浓度由高到低排列为：心脏、脾、肝、肺、肾、肌肉、脑、小肠、胃、睾丸、结肠、脂肪。芫花酯甲对所有组织的亲和力相似（除脂肪外），在被测组织中积累差异不明显。由结构来看化合物应该有较高的亲脂性，但是在脂肪中含量较少，而在心肝脾肺肾中浓度较高，因此推断出芫花酯甲的分布依赖于器官的血流灌注率，此外，芫花酯甲可以通过血脑屏障作用于脑部组织。注射24h后芫花酯甲在所有组织的积累均较低，48h后在血液中处于最低测量浓度[30]。

年，Chen等对八种瑞香烷型二萜类化合物进行毒理和药代检测，分别口服八种化合物，芫花酯甲的吸收系数仅次于芫花酯丙和芫花酯戊，通过结构分析，可能影响芫花酯甲吸收的结构为(CH=CH)2(CH2)4CH3长链结构。此外，研究中还测得芫花酯甲logP值为6.，分子量为，有10个氢键受体，3个氢键供体[31]。这些数值与芫花酯甲在体内的分布及生物利用度有密切关系。

在我国芫花甲酯早在年就被制成药膜和针剂应用于临床中常用于引产。年，医院在三组自愿终止妊娠的孕妇（终止42d内妊娠）中分别使用芫花酯甲药膜（单药组）、芫花酯甲药膜加丙酸睾丸酮（丙睾组）、芫花酯甲加失笑散引流产（失笑散组），发现丙睾组完全流产率高于其他两组且出血量较两组低，这种复方芫花酯甲药膜可用于抗早早孕[32]。年，王世瑄记录了芫花酯甲在抗生育领域的用药方法、剂量、适用人群及不良反应，其中指出芫花酯甲多用于阴道和宫腔内给药，可置药膜或者注射，有催经、抗早孕、引产等作用[26]。

以芫花根和地骨皮为原料制成的速效牙痛宁酊记录在我国卫生部收录的中成药中，可涂抹在患牙处治疗风虫牙痛，龋齿造成的急慢性牙髓炎，但用药禁忌尚不明确，由于芫花酯甲对粘膜的刺激作用，需要对其进行限量测定。年，Li等测定十批速效牙痛宁酊，其中芫花酯甲最高含量为5.18μg/ml，提出痕量毒性成分芫花酯甲的含量不得超过此数值[33]。

目前对芫花酯甲的研究多集中在临床前的药理活性方面，芫花酯甲在体内可以随血液进入各个组织，也可以透过血脑屏障，生物利用度也较好，这对各个组织病变都有潜在的治疗意义，已经有大量的数据证明芫花酯甲可以抑制白血病、肺癌、乳腺癌、膀胱癌、黑色素瘤细胞等的生长，抑制机制可能与调控细胞分裂和细胞凋亡相关因子水平有密切的关系，而且涉及多途径共同参与。芫花甲酯除具有抗肿瘤活性之外，还可以有效抑制LPS诱导的神经炎症；激活Nurr1受体，起到神经保护作用；抑制肝炎病毒和艾滋病病毒；调控花生四烯酸水平促进平滑肌收缩等。此外，经研究芫花酯甲对细胞有选择毒性，控制药物剂量可以起到很好的治疗效果，并且降低治疗产生的毒副作用。综上，对芫花酯甲进一步深入研究具有深远意义。

目前，虽然芫花酯甲在细胞和动物实验中表现优异，但在临床上其仅被用于抗早孕和引产。结合众多研究成果，芫花酯甲在抗肿瘤活性实验中有突出表现，可以选择性抑制多种肿瘤细胞的增殖。基于芫花酯甲良好的活性，其被认为是非常有潜力的抗肿瘤药物，因此可以继续深入研究寻找药效团，并对其进行结构改造，使之成为活性更好的先导化合物，并且可以寻找芫花酯甲的衍生物，进行药理活性研究，从而为疾病治疗开发更多更有效的药物。

虽然芫花酯甲有较好的活性，可以选择性抑制肿瘤细胞，但是芫花酯甲也有一定的毒副作用，小鼠口服瑞香烷型二萜类化合物0.25g/kg后，出现死亡现象，且随浓度升高，死亡时间中位数提前[30]，进一步对细胞代谢物中毒性标志物（PC、PE、lysoPC、lysoPE）检测发现芫花酯甲可以在体外抑制人正常肝细胞LO2的增殖，有一定的肝毒性[34]。年，李曼等通过测量发现芫花酯甲制成干粉吸入剂，可以使药物在肺部富集达到直接作用于肺部的效果，同时减小芫花酯甲的毒副作用[35]。因此，控制用药剂量和改变给药途径是治疗效果和安全性的关键，需要制定含量测定分析方法和稳定性等质量标准对芫花酯甲原料药及制品经行检测，并且可以结合靶向给药系统，使药物在靶点处聚集，年一项“芫花酯甲注射液及肺靶向PLAG微球注射剂”的专利，通过荧光检测肺组织中微球分布为80%，具有良好的肺靶向性[36]，这种直接作用于肿瘤靶点的药物治疗可大大提高患者的治疗效果，并且提高癌症治疗的预后效果。

综上所述，由于芫花酯甲在临床前实验中表现出显著的抗肿瘤活性，可以看出芫花酯甲具有很好的发展和应用前景，极有可能成为即喜树碱，紫杉醇等之后又一个具有较好治疗效果的天然抗癌药物，因此对芫花酯甲进行深入研究具有深远意义。

Pharmacologicalactivitiesandclinicalapplicationofyuanhuacine

WANGYujue1,SHANGXinyue1,2,YAOGuodong1,2,3

1SchoolofTraditionalChineseMateriaMedica,ShenyangPharmaceuticalUniversity,Shenyang,Liaoning,China;

2KeyLaboratoryofComputationalChemistry-BasedNaturalAntitumorDrugResearchDevelopment,Shenyang,Liaoning,China;

3JiangsuKanionPharmaceuticalCompanyLtd,Lianyungang,Jiangsu,China

ABSTRACTYuanhuacineisadaphne-typediterpeneisolatedfromDaphnegenkwa.ItisalsoisolatedfromtheplantofDaphneandEuphorbia.Withthefurtherresearchonyuanhuacine,ithasbeenfoundthatyuanhuacinehasstronganti-tumoractivity,anditalsoexhibitssignificantanti-virus,anti-inflammatory,neuroprotectiveandanti-fertilityactivities.Yuanhuacinecanentervarioustissueswiththeblood,andpassthroughtheblood-brainbarrier.Thebioavailabilityofyuanhuacineisgood,whichhaspotentialtherapeuticsignificanceforthelesionsofalltissues.However,theresearchesonyuanhuacinemainlyfocusonthepreclinicalresearchandyuanhuacineisonlyusedtoinducelaborclinically.Thepurposeofthisstudyistosystematicallysummarizeandanalyzethepharmacologicalactivity,drugmetabolisminvivo,andclinicalapplicationofyuanhuacine,soastoprovideatheoreticalbasisforitsdevelopmentandapplication.

KEYWORDSyuanhuacine;pharmacologicalactivities;clinicalapplication