大黄酸的药理作用机理.docx

大黄酸的药理作用研究摘 要：大黄酸（Rhein, 4、5- dihydroxyanthraquinone.简称 RH）属单蔥核类 1, 8 一二羟基蔥醌衍生物，是从大黄、何首乌、虎杖等多种传统中药分离提纯出的 有效成分RH的结构式，RH含有二个羟基和一个羧基，极性较强，具有电化 学氧化还原性质大黄酸（RH）为蔥醌衍生物的单体主要分布于琴科植物中， 是大黄、何首乌、虎杖等多种中药的主要有效成份之一近年来，研究发现其具 有保肝和抗肝脏纤维化、防治糖尿病肾病（DN）、抗肿瘤等作用鉴于其较广泛 的药理作用，具有临床药用价值，该文将对RH药理学的研究进行综述关键词：大黄酸；药理学；研究进展大黄酸为咖啡色针晶，升华后为黄色针晶熔点：321-322oC,溶解度：不 溶于水，能溶于吡啶、碳酸氢钠水溶液，微溶于乙醇、苯、氨仿、乙醚和石油醚 2-8°C，避光保存大黄酸 Rhein，4、5-dihydroxyanthraquinone.简称 RH）属单 蔥核类1，8 一二羟基蔥醌衍生物，是从大黄、何首乌、虎杖等多种传统中药分 离提纯出的有效成分RH的结构式，RH含有二个羟基和一个羧基，极性较强， 具有电化学氧化还原性质（1）。

近年来发现RH具有广泛的药理活性，有很大的潜 在的临床药用价值，成为研究的热点本文将对RH的药理学研究进展进行较全 面的综述如下：1 RH的药理作用1.1抑制肿瘤细胞增殖和促进凋亡R H能抑制许多肿瘤细胞的增殖和促进肿瘤细胞的凋亡，近年来众多学者认 为RH抗肿瘤的作用机制是影响肿瘤细胞的增殖动力学和能量代谢1.11 影响肿瘤细胞的细胞增殖动力学Kuo等（2）证实，RH有抑制肝母细胞瘤G2（HepG2）细胞增殖和诱导其凋亡 作用，阻滞G1期细胞分裂ELISA实验显示，RH显著增加P53和P21/WAF1蛋 白的表达，从而抑制细胞周期，RH诱导凋亡时,CD95和它的两个配基mCD95L 和sCD95L增加，因此，CD95 / CD95L凋亡系统共同参与RH抑制HepG2细胞 的增殖徐丽敏等（3,4）于24h、48h、72h观察到RH都能抑制colo-16细胞株的增 殖RH抑制cychn调节亚基在G1期末与催化亚基结合，使p34cdc2蛋白酶不 显活性，不能对S期启动因子的正调控，抑制G］向S期转变；且在给药后，亚 二倍体细胞和片段化DNA增高，呈现细胞凋亡早期变化特点Van等（5）通过荧 光观察和诱凋亡导研究，指出RH本身有细胞毒性外，还能作为底物和AP-1结 合，能增加结肠表皮细胞对细胞毒剂的敏感性，不插入DNA就可诱导细胞凋亡。

1.12影响肿瘤细胞的能量代谢Miccadei等（6）发现，当谷氨酸盐作为R H作用底物时，RH能使鼠肝脏细 胞线粒体外的磷酸化电位显著减低，并认为电位降低主要是RH抑制了呼吸链的 电子传递，使磷酸化率降低RH在呼吸链中有抑制呼吸作用，在琥珀酸氧化呼 吸链上能刺激复合体W经选择呼吸链的特定部分研究，证实RH不抑制电子流 通过细胞色素氧化酶和辅酶Q-细胞色素b-细胞色素c1电子同路，但抑制电子 传输和ADP-驱动H+摄入，进而影响氧化磷酸化，在琥珀酸和辅酶Q间也抑制 琥珀酸氧化（可能是抑制了琥珀酸脱氢酶辅酶）；且当琥珀酸减少而抑制细胞色 素b时，RH能粒体内底物或谷氨酸盐+苹果酸盐上诱导NAD（P） H氧化， 因此，RH通过抑制脱氢酶辅酶而抑制鼠肝脏线粒体电子传递，特别是电子传递 链处于氧化状态或线粒体内膜基质处于凝缩状态⑺Lin等（8）报道RH通过活化 天氡氨酸蛋白酶促进多聚核糖聚合酶 （PARP）裂解和DNA裂解，进而诱导 HL-60（凋亡，给100mmolRH，6h后就能观察到凋亡细胞，显示RH通过降低线 粒体的膜电位），促进细胞色素C从线粒体释放到胞浆中，并促进Bid蛋白裂 解，引起线粒体死亡，导致细胞凋亡。

Iosi等（9）用50mmol RH作用于A431上皮细胞，8 h和24 h 后可观察到显著的细胞形态受损变化认为细胞表面和线粒体可能是RH的作用 靶点；另外，电子磁性共振仪（EPR）显示细胞膜是RH损伤的直接靶点，胞质内 小叶下的细胞结构（微丝系统）也发生了重排；因此，RH可能选择性地影响细胞 能量代谢继而改变细胞膜功能和结构Delpino（10）证实，RH使神经胶质瘤细胞蛋白合成显著减少，存在时间、剂 量依赖性，不改变蛋白合成模式RH影响细胞呼吸和糖酵解，导致蛋白合成相 应减少，RH作为生物调节剂降低了细胞的生存率实验显示RH作用于神经胶 质瘤细胞4h后，细胞数没有明显减少，作24h和48h后，则显著减少，可能是 药物没有干扰细胞的复制过程，而是选择性地影响了肿瘤细胞的能量代谢（11） RH能抑制神经胶质瘤细胞氨基酸的结合，但不影响氨基酸摄入、不抑制转运系 统和TMV-mRNA,因此，蛋白合成过程不受影响，抑制只能是由能量减少引起 此机制与其他代谢抑制剂作用相似，但因RH影响呼吸和酵解，有效作用浓度较 低（12）RH作用于艾氏腹水癌细胞后，能显著地抑制2-脱氧糖和3-甲基糖的摄入 实验证实RH不影响糖的磷酸化，不干扰转运糖的载体合成，抑制程度与载体数 量减少无关，细胞内载体的活性也不受影响，因此，摄入抑制是由于RH和细 胞膜的相互作用，导致细胞膜的功能改变，使摄取减弱而抑制了糖酵解（13）。

艾 氏腹水癌细胞的氧摄入量随RH浓度的增加而降低RH能抑制需氧和厌氧的糖酵 解，需氧的乳酸产量随药物浓度升高而降低，最大有效量为0.1 mmol/L，厌氧 的乳酸产量也随浓度增加而降低，最大有效量为0.22 mmol/LR H能降低细胞 内乳酸、丙酮酸盐、葡萄糖-6-磷酸盐的量，而糖利用和葡萄糖的摄入又与乳酸 的产量有关（14）1.2抗菌活性在1.5〜25mg/ml深度，大黄酸对葡萄球菌、链球菌、白喉杆菌、枯草杆菌、 副伤寒杆菌、痢疾杆菌等均有抑制作用其作用之一是抑制线粒体呼吸链电子传 递大黄酸对金黄色葡萄球菌的核酸和蛋白质合成有较强的抑制作用，对无细胞 系统DNA的生物合成也有抑制作用1.3抗炎作用小鼠急性TNF损伤中，肝脏内巨噬细胞增加3倍，这些细胞的分布与肝细 胞损害的部位一致，枯否细胞激活后释出的I N F-a、I L-1等，可使一些血管内 皮细胞的粘附因子增加，从而吸引炎症细胞到病灶局部，造成炎症反应炎症反 应和肝细胞的损伤是肝纤维化的启动因素，阻断其发生及发展，必然可阻止肝纤 维化的进展研究发现（15）, RH可抑制中性粒细胞的趋化和吞噬作用以及巨噬细 胞的迁移和吞噬作用，并抑制IL-1的活性及花生四烯酸的产生。

I L-12在感染性 炎症所致脏器损伤中具有重要作用赵琪等（16）人研究显示，RH能抑制LPS诱 生巨噬细胞I L-1 2 mRNA过度表达且能使[Ca2+] i降低，表明RH能通过抑制 细胞内信号传递的强度达到抑制大鼠腹腔巨噬细胞I L-1 2 mRN A表达的目的 倪弘等（I7）人研究显示，RH对小鼠腹腔巨噬细胞内白三烯C4、B4的生物合成 具有较强的抑制作用，并能提高巨噬细胞内c AMP水平，抑制其花生四烯酸代 谢，同时，可显著抑制内毒素刺激引起的细胞内钙增加进一步研究（18）发现， RH能提高相应TNF-a浓度下的胰腺细胞成活率，降低培养上清中乳酸脱氢酶、 淀粉酶、N-乙酰-D-氨基葡萄糖苷酶的水平，说明RH对TNF-a所致胰腺细胞损 伤具有保护作用郭美姿等（19, 20）人观察RH对小鼠急性肝损伤的影响发现，RH 可明显降低反应炎症程度的血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）水平，观察RH对大鼠 肝纤维化的影响发现RH可明显降低反应炎症程度的血清III型前胶原（P Lm） 及AL T水平，说明RH可通过减轻肝脏的炎症反应，从而保护肝细胞，防治肝 脏纤维化1.4治疗糖尿病肾病研究表明，大黄酸具有改善糖代谢异常，逆转胰岛素抵抗，有效防止糖尿病 肾病的独到疗效及新的药效特点，是目前已知治疗糖尿病肾病药物所不具备的， 并且安全性较好。

研究人员对大黄酸进行了系统的体外和体内活性研究，发现大 黄酸能够通过抑制细胞葡萄糖转运蛋白1的功能，抑制细胞糖代谢己糖胺通路的 活性，抑制内皮细胞PAI-1的表达，保护内皮细胞的功能，逆转胰岛素抵抗等机 制发挥其治疗糖尿病肾病的作用，这些都是糖尿病肾病治疗中新的作用机制其 药效已在一系列动物模型，如1型糖尿病肾病（STZ大鼠模型，NOD小鼠模型） 和2型糖尿病肾病（高糖高脂饮食模型，db/db小鼠模型）模型中给予了验证目 前，国际上尚无类似的疗效如此独特的治疗糖尿病肾病的新药降糖作用：糖尿病时血糖水平升高是DN产生的最重要原因动物实验发现， RH具有降糖作用（21-24）其降糖机制需进一步研究，RH对胰岛B细胞和胰岛素 分泌的影响将是进一步研究的方向调脂作用：糖尿病又称糖脂病，多种脂质异常代谢产物参与影响了DN的进 程，其中氧化低密度脂蛋白（OXLDL）发挥了重要作用，动物实验（21-24）发现， RH可改善血脂代谢紊乱，表现为血甘油三酯和胆固醇的降低，高密度脂蛋白（HP L）升高，低密度脂蛋白（LDL）降低，有研究（25）别表明，RH可以抑制脂肪细 胞瘦素mRN A的表达，从而降低脂肪细胞周围瘦素水平，可能是RH具有调脂 作用的机制之一。

改善胰岛素抵抗：改善胰岛素抵抗可以减轻肾损伤，细胞内乙糖胺通路的活 性改变与细胞胰岛素抵抗的发生有关，RH不仅能在体外明显抑制系膜细胞乙糖 胺通路的关键性限速酶：谷氨酰胺-6-磷酸果糖乙酰转换酶（GFAT）的活性，而且 也在体内明显抑制糖尿病大鼠肌肉组织中GFAT的活性（26）在小剂量STZ诱导 的2型糖尿病大鼠模型，通过胰岛素抑制试验证实，RH能明显降低糖尿病大鼠 血浆稳态葡萄糖水平（SSPG），提高胰岛素敏感性（21）减少尿蛋白的排泄：蛋白尿是导致DN恶化的重要因素，在DN动物模型研 究（21-24）中发现RH具有明显的降低尿蛋白排泄作用，其降低尿蛋白排泄的机制 尚需进一步研究，RH是否可改善肾脏的血流动力学，RH对滤过膜的影响将是 进一步研究的方向1.5抗突变有研究（27）表明，细胞色素P450 （CYP1A1）为致癌相关代谢酶，它可将致 癌物或致突变物氧化成活性产物，后者能与DN A共价结合，引起基因突变或影 响基因的扩增及表达，从而导致组织突变或癌变RH能抑制致癌物3-氨基-1- 甲基-5H-吡哆［4，3, b ］吲哚（Tr p-P-2）对CYP IA1的诱导作用，降低CYP1A1 的活性。

该作用与RH的三环结构及侧环上的氧基结构有关另有研究（28）表明， 100 mM的RH对苯并吡在肝癌细胞株HepG2所介导的DNA损伤具有抑制作用， 其抑制率为71%1.6抗氧化作用CC14、D-GalN所致的中毒性肝损伤和CC14、乙醇引起的肝损伤纤维化中， 自由基及其引发的脂质过氧化是其损伤的主要机制，抗氧化治疗必定有利于减轻 肝损伤和肝纤维化化学发光法（29）表明，RH对大鼠脑匀浆脂质过氧化或Mailla rd反应引起的极弱化学发光均有猝灭作用，该作用强度与对丙二醛（MDA）的抑制 率存性关系电化学方法（3表明，RH中的羟基与超氧阴离子发生单电子 转换反应，阻断了邻苯三酚自氧化的自由基链反应，从而具有清除活性氧自由基 作用有研究（卩，2显示，在CCl4、D-GaIN所致的急性肝损伤和CCl4、乙醇引 起的肝纤维化动物模型中，RH能显著降低丙二醛（MDA），提升超氧化物歧化 酶（SOD）水平提示RH具有清除活性氧和抗脂质过氧化作用可能是其保肝和抗 肝纤维化的机制之一1.6药物的联合应用RH对乳癌、CNS、结肠癌和肺癌有抑制作用，IC50为1.8 （ 21.1 mg/m1）联 合应用维生素C和E能增加对结肠癌细胞的毒性（31）。

RH和丝裂霉素（MMC）合 用，能抑制。