熊果酸药理学的研究进展

发布时间:2013-12-19 信息来源:admin 发布人:admin 点击次数:1967

摘要:熊果酸是一种五环三萜类化合物,具有抗癌、肝损伤保护、抗菌消炎和抗病毒等多方面的药理学活性。熊果酸通过细胞毒和抑制细胞生长的双重作用,使细胞停滞于G0/G1期,并且使S期的细胞数量逐渐减少。研究认为,熊果酸的细胞凋亡活性可能与阻止DNA复制起始有关。同时,熊果酸对肝损伤的保护作用明显,降低丙氨酸和天冬氨酸的同时显著逆转多种过氧化物酶。熊果酸在抗炎、抗菌及其他方面也具有一定的作用。

关键词:熊果酸;抗癌药;细胞凋亡;肝损伤;抗炎药;抗病毒药

　　熊果酸(ursolic acid)又名乌索酸(乌苏酸),属五环三萜类化合物。它在自然界分布很广,如存在于杜鹃花科植物熊果的叶、果实中,玄参科植物毛泡桐的叶中,以及木樨科植物女贞的叶中。熊果酸具有广泛的生物活性,包括抗癌、对肝损伤的保护、抗菌消炎和抗病毒等作用。近年来发现,熊果酸不仅对多种致癌、促癌物有抵抗作用,而且能抑制多种恶性肿瘤细胞的生长。它对中枢神经系统(CNS)有明显的安定和降温作用,能抑制CCl4诱导的肝损伤,体外对G+和G-菌及酵母菌等都具有抑制活性,同时,熊果酸及其衍生物还对病毒具有抑制活性。因

此,熊果酸的药理学活性越来越引起药物专家们的关注。

1　抗肿瘤活性

抗肿瘤活性是熊果酸最主要的药理作用。多数研究认为,熊果酸通过化学预防、抗突变、细胞生长抑制和细胞毒等作用来抑制肿瘤生长和扩散。研究表明,熊果酸对人A431肿瘤细胞增殖的抑制作用呈明显的时间和剂量依赖性,这种抑制作用在停药以后能部分逆转。熊果酸长时间作用于细胞可表现出细胞毒和抑制细胞生长的双重作用。熊果酸对酪氨酸激酶的抑制同样呈剂量依赖性。

Lee等认为,熊果酸能使肿瘤在生长、氧消耗及肿瘤间质液压方面发生改变。通过MTT法、促克隆和生长延迟实验发现,熊果酸抑制肿瘤作用明显。用Clark电极室测定发现,熊果酸能降低细胞耗氧量。FSaⅡ细胞在熊果酸100 mg·kg-1的剂量下,其生长状态被显著抑制,熊果酸诱导的细胞凋亡也显著增加。动物实验显示,熊果酸能明显降低肿瘤间质液压。因此,熊果酸作为肿瘤治疗药具有一些病理生理学方面的优势,对于熊果酸的临床应用及进一步深入研究有积极的帮助。

熊果酸还能抑制人类克隆肿瘤细胞系HCT15。将HCT15细胞用熊果酸进行处理,光镜下发现许多细胞都开始退化,细胞的繁殖能力显著下降。在24~72 h期间,死亡细胞的数量明显增加,大部分细胞都在72 h死亡,但是细胞碎片却很少看到。用熊果酸处理的细胞繁殖能力显著下降,而空白对照组的细胞仍然以几何方式增殖。熊果酸的细胞毒性比较强,使细胞停滞于G0/G1期,并且使S期的细胞数量逐渐减少,但没有凋亡碎片出现。因此认为,熊果酸的抗肿瘤作用是通过阻滞细胞周期来实现的。

在研究熊果酸对聚甲苯丙烯酸酯(PMA)处理的人乳房和口腔上皮细胞的环氧合酶2(COX2)表达的影响过程中发现,熊果酸能抑制PMA介导的COX-2蛋白和前列腺素E2的合成,同时核线性基因体外转录分析法显示,在用PMA处理以后,COX2的转录水平提高,而熊果酸却能抑制这种作用。另外,熊果酸还能抑制PMA介导的蛋白激酶C(PKC)的活化及p38有丝分裂蛋白激酶和活化蛋白1,并且阻滞了C-Jun与COX-2启动子环磷腺苷效应元件的结合。

熊果酸还具有抗白血病活性,能有效地抑制P3HR1细胞及慢性髓性白血病细胞K562的增殖。

研究认为,熊果酸的细胞凋亡活性可能与阻止DNA复制起始有关。熊果酸作用于人肝母细胞癌HEP2细胞,能够诱导DNA分裂和亚双倍体细胞及提高细胞色素C的释放并活化半胱天冬酶(caspase),而细胞凋亡正是通过细胞色素C依赖的半胱天冬酶活化所介导的。p21WAF1表达的增加说明熊果酸诱导的细胞周期阻断作用可能是由p21WAF1介导的。同时,熊果酸能显著阻止体外SV40 DNA在开始阶段的复制,以及在拓扑异构酶Ⅰ作用下的DNA的裂解和单链DNA(ssDNA)的连接活性。这些结果都说明,熊果酸可能是作用于细胞的起始阶段阻止复制叉的形成,从而导致细胞周期的停滞。另外,Harmand等[5]在HaCat细胞中也发现同样的结论,推测熊果酸诱导的细胞周期停滞可能是由p21WAF1起作用,同时使392位的丝氨酸磷酸化易位到核内,使p53获得抗肿瘤活性。

Lauthier等研究认为,熊果酸能减弱人淋巴瘤Daudi细胞活性,同时还能诱导细胞形态学改变、细胞膜不对称缺失、DNA断裂和核浓缩。熊果酸能增加细胞内钙离子水平,钙离子拮抗剂(如维拉帕米)能阻断这种形式的钙内流,由此阻断细胞凋亡的发生。根据这一现象可以推测,熊果酸可能与糖皮质激素类受体结合,通过增加细胞内钙的水平来触发凋亡。

淀粉样β蛋白在PC12神经细胞中能增加自由基的生成和脂质过氧化作用,产生神经毒性。熊果酸作为抗氧化剂,与维生素E合用能阻止微摩尔的淀粉样β蛋白对PC12细胞的毒性,从而减少氧化细胞凋亡。

以电泳中的梯形DNA片段作为细胞凋亡的特征,研究发现,人白血病HL-60细胞中通过活化PKA,使一磷酸腺苷能够抑制熊果酸诱导的细胞凋亡。而cAMP依赖的蛋白激酶抑制剂包括H89和KE5720,完全可以抑制cAMP对熊果酸的抑制作用。这表明PKA的cAMP依赖的信号旁路可能影响熊果酸对肿瘤细胞作用。

2　肝损伤的保护作用

近年来,关于三萜类天然产物如甘草酸、齐墩果酸等具有抗肝损伤、抗肝纤维化作用的报道非常多,而有关熊果酸的报道国内远远不如国外多。Martin Aragon等研究发现,熊果酸对于CCl4诱导的抗氧化酶改变有保护作用。熊果酸能明显减低CCl4诱导的小鼠血清丙氨酸(ALT)和天冬氨酸(AST)的升高。熊果酸同时也能逆转过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶及谷胱甘肽过氧化物酶的活性,以及保持谷胱甘肽体内水平。体外实验中,对于CCL4中毒的肝细胞,熊果酸(P<0.01,500 mmol·L-1)能显著降低谷草转氨酶及乳酸脱氢酶活性,并且发现熊果酸在羟基化后具有很强的自由基清除活性。

熊果酸对乙醇诱导的离体肝细胞毒性具有保护作用。乙醇导致肝细胞生存力下降48%~54%,同时生化指标如AST,ALT和活化因子蛋白(AP)下降42%~54%。因此,熊果酸通过作用于这些指标而呈现出剂量依赖性的保护作用。

3　抗菌、抗炎及抗病毒作用

野桐属植物白背叶Mallotus peltatus的甲醇提取液中,熊果酸作为主要成分之一对金黄色葡萄球菌、腐生葡萄球菌及大肠杆菌等多种细菌有抑制作用。熊果酸对于细菌的最小抑菌浓度(MIC)为128~2 000 g·L-1,对真菌则为128 g·L-1。该提取液对角叉菜胶和右旋糖酐诱导的鼠爪水肿和棉球诱导的慢性肉芽肿有显著的抗炎活性。研究显示,该活性可能是熊果酸单独作用或与β谷甾醇和脂肪酸协同发挥作用。Tapondjou等通过醋酸扭体实验和热板法实验证实,熊果酸和23羟基熊果酸有类似的作用。熊果酸能分别抑制甲酰甲硫氨酰亮氨酰苯丙氨酸(fMLP)及花生四烯酸诱导的超氧化物的产生。将熊果酸和fMLP加入细胞培养液中,熊果酸呈剂量依赖性抑制由fMLP诱导的45 ku蛋白酪氨酸磷酸化。熊果酸的衍生物还具有抗HIV的作用,熊果酸及其丙二酸衍生物能够抑制HIV1蛋白酶,其IC50分别为8和6 mmol·L-1。熊果酸还具有杀锥虫活性,在2 g·L-1的浓度下孵育2 h后,克氏锥虫鞭毛体的活动被完全抑制。

4　其他药理活性

脂质体包裹的熊果酸能够增加人皮肤细胞的神经酰胺和胶原的含量,年老引起的皮肤皱褶和干燥是由于真皮胶原和角质层神经酰胺含量的减少造成的。研究显示,熊果酸与脂质体相结合能增加正常人表皮角质形成细胞(NHEK)中神经酰胺的含量及真皮胶原细胞的胶原含量。然而,现这一结果与以前维生素A减少NHEK的胶原的结论相反。Somova等研究发现,熊果酸具有心血管方面的药理活性。以二辛基硫代丁二酸钠胰岛素抵抗的先天性高血压大鼠为模型,研究了熊果酸对心血机能、抗高血脂、促利尿和降血糖活性,以及抗氧化作用的影响。结果表明,熊果酸不具有直接降低血压的作用,但应用6周后,它能阻止严重的高血压的病情进展,这得益于其有效的利尿作用、直接的心脏作用、抗高血脂和降血糖作用。除了抗高血脂作用外,其他作用都是首次报道,机制目前尚未研究。

熊果酸能够作为乙酰胆碱酯酶(AchE)抑制剂,通过减少胆碱酯酶的降解来提高胆碱能神经的传导,并且以竞争性/非竞争性方式抑制AchE的活性。熊果酸的Ki值(表示酶与抑制剂之间的密切程度)为6 pmol·L-1,因此,熊果酸作为有效的AchE抑制剂能用于老年性痴呆症的治疗。

5　结语

熊果酸在自然界中分布广泛,资源丰富,具有抗肿瘤、抗肝损伤、抗菌消炎和抗病毒等多种药理学活性,熊果酸药用开发前景广阔,已被众多研究机构所重视,有望成为一种高效低毒的多用途新药。