吴茱萸碱和吴茱萸次碱的药理学研究进展3
胡长平 李元建
(中南大学药学院药理学系,长沙 410078)
2003
0411收稿,20030505修回
3
国家自然科学基金资助项目,No 30200361
作者简介:胡长平,男,34岁,博士生。研究方向:心血管药理学。
Tel :0731********,E 2mail :huchangping2001@https://www.doczj.com/doc/a816663591.html, ;
李元建,男,50岁,教授,博士生导师。研究方向:心血管药理学
中国图书分类号 R 205;R 282171;R 28411;R 287文献标识码 A 文章编号 100121978(2003)1021084204摘要 介绍吴茱萸碱和吴茱萸次碱的药理学研究进展,包括:心血管作用、抗血小板聚集和血栓形成、抗癌、抗炎、镇痛、对内分泌系统的作用、减肥和体温调节作用、对非血管平滑肌的作用、抗缺氧作用等。关键词 吴茱萸碱;吴茱萸次碱;药理
吴茱萸是一种传统的中药,始载于《神农本草经》,在临床应用已有数百年历史。近年来,国内外学者对其化学成分和药理作用进行了深入研究。本
文就其重要生物碱成分吴茱萸碱(evodiamine ,Evo )和吴茱萸次碱(rutaecarpine ,Rut )的药理学研究进展综述如下。
1 对心血管系统的作用
1.1 对心脏的作用 Evo (0103～1μmol ?L -1)和Rut (0103～3μmol ?L -1)可增强豚鼠离体心房收缩
力,提高其收缩频率。该作用可被竞争性辣椒素受
体(VR 1)拮抗剂Capsazepine (10μmol ?L -1)和非竞争性VR 1拮抗剂钌红(10μmol ?L -1)以及选择性降钙素基因相关肽(CGRP )受体拮抗剂CGRP 8～37(10μmol ?L -1)所取消,并且这两种生物碱与辣椒素之间可产生快速交叉耐受,提示Evo 和Rut 对豚鼠离体心房的兴奋作用与激活VR 1促进CGRP 释放有关[1]。
吴茱萸能有效治疗心绞痛,但其成分复杂,作用机制不清。Evo 和Rut 是其重要药理活性成分。我们发现,Rut (1μmol ?L -1)能增强晶体停搏液对豚鼠离体心脏的保护作用,其作用可被Capsazepine (10μmol ?L -1)和CGRP 8～37(1μmol ?L -1)取消[2]。随后,我们进一步证实Rut (100,300μg ?kg -1,iv )对在
体大鼠心脏缺血-再灌注损伤也有保护作用,其作
用可被Capsazepine (38mg ?kg -1,sc )和预先使用辣椒素(50mg ?kg -1,sc )耗竭感觉神经递质所取消[3]。上述研究还发现,Rut 能增加离体豚鼠心脏冠脉流出液中CGRP 的释放量,升高大鼠血浆CGRP 浓度,Capsazepine 和辣椒素在取消Rut 心脏保护作用的同时,也可取消其促CGRP 释放作用[2,3]。最近,我们发现Evo (1,3μmol ?L -1)对豚鼠心脏过敏具有保护作用,同时亦可增加冠脉流出液中CGRP 的释放量,而对组胺的释放无影响,其作用可被CGRP 8～37(013μmol ?L -1)所取消[4]。这些发现提示,Rut 和Evo 对心脏有保护作用,其作用亦与激活VR 1受体促进CGRP 释放有关。
1.2 对血管的作用 在大鼠胸主动脉和肠系膜上
动脉环,Evo 可浓度依赖性地抑制苯肾上腺素引起
的收缩反应,其抑制作用在血管内皮完整时较强,提示Evo 的血管舒张作用呈部分内皮依赖性[5]。其中对强直性收缩(慢收缩,由Ca 2+内流引起)的抑制作用较位相收缩(快收缩,由Ca 2+释放引起)强[5];在无Ca 2+液中加入CaCl 2后Evo 对苯肾上腺素所致收缩反应的抑制作用较加入K +去极化液时强[5]。提示,Evo 的舒血管作用主要是通过受体门控性Ca 2+通道减少血管平滑肌细胞(VSMC )Ca 2+内流所介导[5]。
Rut 可产生剂量(或浓度)依赖性的降压(10～100μg ?kg -1,iv )和舒血管效应(011～10μmol ?L -1),其机制主要涉及内皮细胞Ca 2+2NO 2c GMP 途径,也与减少VSMC Ca 2+内流有关[6]。其证据有:①一氧化氮合酶(NOS )抑制剂N ω2nitro 2arginine (L 2NNA )可明显抑制Rut 的降压作用;②在苯肾上腺素预收缩(强直性收缩)的大鼠胸主动脉和肠系膜上动脉环,去除内皮或加入NOS 抑制剂如L 2NAM E 、L 2NNA 、L 2N G 2nitro 2arginine 和对苯二酚(hydro 2quinone )以及腺苷酸环化酶抑制剂亚甲蓝,可取消或减弱Rut Ca 2+依赖性的舒血管反应,而细胞内Ca 2+动员拮抗剂TMB 28对其作用无明显影响;③Rut 可促进培养内皮细胞Ca 2+依赖性的NO 释放,增加胸主动脉环c GMP 的产生,去除内皮后其促c GMP 产生作用显著减弱;④预先加入Rut ,在细胞
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外有Ca2时,可明显抑制苯肾上腺素所致胸主动脉环位相收缩,无Ca2+时则无明显影响,TMB28可抑制Rut的血管舒张反应;⑤在细胞外有Ca2+或无Ca2+的情况下,预先加入Rut均可浓度依赖性抑制去甲肾上腺素所致胸主动脉环位相收缩,去除内皮时可显著减弱其舒张反应;⑥在细胞外有Ca2+时, Rut可增加内皮细胞内Ca2+浓度([Ca2+]i),而无Ca2+时Rut对内皮细胞[Ca2+]i无影响;在有Ca2+时,Rut可抑制KCl所致培养VSMC[Ca2+]i增加;无Ca2+时也可降低去甲肾上腺素所致VSMC [Ca2+]i增加;⑦全细胞膜片钳实验发现,Rut可开放内皮细胞非电压依赖性Ca2+通道,在VSMC可开放L2电压依赖性Ca2+通道。
我们最近发现,大鼠静脉注射Rut(30～300μg ?kg-1)产生降压效应同时,可升高血浆CGRP浓度,实验前4d皮下注射辣椒素(50mg?kg-1)耗竭感觉神经递质(包括CGRP),可取消其降压和促CGRP释放作用;预先应用Capsazepine(10μmol?L-1)和CGRP8～37(1μmol?L-1)可明显减弱Rut (011～10μmol?L-1)对大鼠胸主动脉和肠系膜上动脉环的舒张作用,并且Rut与辣椒素之间可产生快速交叉耐受,提示Rut的降压和舒血管作用可能与激活VR1受体促进CGRP释放有关[7]。在介导Rut降压和舒血管效应中,NO和CGRP的相互作用有待进一步研究。
2 对血栓形成和凝血系统的作用
在人富血小板血浆,Rut(40～200μmol?L-1)可抑制胶原、ADP、肾上腺素和花生四烯酸所诱导的血小板聚集,NOS抑制剂和亚甲蓝对其抗血小板活性无明显影响[8]。Rut(40～200μmol?L-1)对人“漂洗”血小板中cAMP和c GMP水平均无影响,但可抑制胶原和凝血酶所诱导的血栓烷素B2的形成[8]。此外,在[3H]2肌醇“负载”血小板,Rut(40～200μmol?L-1)可浓度依赖性抑制胶原和凝血酶所诱导的[3H]2单磷酸肌醇的形成[8]。在人血小板悬液抗凝实验发现,Rut(100～200μmol?L-1)不影响FITC2triflavin与血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa复合体的结合;对diphenylhexatriene标记血小板膜的荧光性、阿司匹林处理的血小板微粒体中血栓素合成酶活性以及胶原激活血小板中NO的产生也无明显影响[8]。Rut(50～100μmol?L-1)可浓度依赖性抑制胶原激活血小板内游离Ca2+增加和[3H]2花生四烯酸的释放[8]。这些发现提示,Rut的抗血小板聚集作用与抑制PLC活性,减少磷酸肌醇降解,抑制血
栓烷素形成,从而抑制血小板内Ca2+动员有关[8]。最近,小鼠在体实验证实Rut(25～200μg?kg-1,iv)具有抗血栓形成作用[9]。
3 抗癌作用
Rut可抑制2,3,7,82四氯二苯唑2p2二恶英(TCDD)与TCDD受体特异性结合(IC50=110nmol ?L-1),并降低苯唑芘烯7,82二氢二醇(benzo[a] pyrene7,82dihydrodiol)对XEM2细胞的致突变作用,与抑制细胞色素氧化酶P450(CYP)1A1活性有关[10]。最近,在小鼠和人肝微粒体进一步证实Rut (1μmol?L-1)是一种选择性的CYP1A抑制剂[11]。已知CYP是代谢活化前致癌物为终致癌物的主要酶类。这些发现提示,Rut可能具有抗癌作用。
Evo可能是一种无细胞毒性的有效抗肿瘤转移药[12]。其证据有:①Evo可抑制结肠262L5癌细胞的迁移和增殖,抗迁移的IC50为1125mg?L-1,约比抗增殖的IC50低20倍,在10mg?L-1时其迁移抑制率可达70%;②Evo可抑制结肠262L5癌细胞对基质凝胶(Matrigel)的侵袭,在10mg?L-1时抑制率可达70%;用Evo处理癌细胞24h,在浓度低于10mg ?L-1时对肿瘤生长影响很小,而超过48h时可呈浓度和时间依赖性抑制肿瘤生长;用10mg?L-1Evo 处理癌细胞后接种小鼠,可使转移性肺癌的形成减少70%;在接种癌细胞后d6给予Evo(10mg?kg-1)可使肺中癌结节数减少48%;③Evo可抑制Lewis肺肿瘤(LLC)、B162F10和结肠262L5细胞的侵袭,IC50分别为214,418和317μmol?L-1;LLC和结肠262L5细胞经Evo预处理后接种小鼠,肝、肺转移率显著降低。构效研究显示,N214位的甲基和C2 13b位的氢原子是其活性基团;Rut因无这两个活性基团,作用明显弱于Evo[12]。
4 抗炎、镇痛作用
Evo可抑制IFN2γ或脂多糖刺激培养的鼠巨噬细胞样细胞株RAW26417产生NO[13]。Rut可抑制培养的骨髓源性肥大细胞(BMCC)COX21和COX22依赖性P G D2产生,IC50分别为817和0128μmol?L-1;在转染COX22的HEK293细胞,也可抑制外源性花生四烯酸转化生成P GE2[14]。在培养的BMCC,Rut在浓度高达30μmol?L-1时对PLA2和COX21活性以及COX22蛋白和mRNA表达均无影响,提示Rut直接抑制COX22活性[14]。随后发现,同时加入Rut(011～10000μg?L-1)也可浓度依赖性抑制脂多糖刺激RAW26417细胞株产生P GE2,但仅在高浓度时才抑制总COX活性,对COX22蛋白和mRNA表达无影响;用Rut(1～10μg?L-1)预
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处理30min可明显抑制A23187所诱导的P G产生和[3H]2花生四烯酸释放,但对COX21和COX22活性无影响,提示Rut的抗炎作用可能与抑制花生四烯酸释放进而减少P G生成有关[15]。在体实验发现,Rut可抑制角叉胶所诱导的大鼠足爪肿胀[14]。
啮齿动物实验发现,Evo和Rut具有镇痛作用,可减轻醋酸所致扭体反应和福尔马林试验Ⅱ相反应,降低致炎足爪的痛阈[16]。提示,Evo和Rut的镇痛作用与其抗炎效应有关[16]。
5 对内分泌系统的作用
在培养睾丸间质细胞,Evo(100μmol?L-1)既可抑制睾酮的基础分泌,也可抑制人绒毛膜促性腺激素、forskolin、82Br2cAMP、雄烯二酮的促睾酮释放作用,提示Evo可通过抑制cAMP相关途径和17β2羟甾脱氢酶活性而抑制睾酮分泌[17]。Evo(011～10μmol?L-1)也可Ca2+依赖性地刺激牛肾上腺髓质分泌儿茶酚胺,增强乙酰胆碱和高钾(56mmol?L-1)促儿茶酚胺释放作用,恢复髓质对乙酰胆碱和高钾的敏感性[18]。在大鼠肾上腺皮质球状带细胞,Evo (1～1000μmol?L-1)既可抑制醛固酮的基础分泌,也可抑制血管紧张素Ⅱ促醛固酮释放作用以及孕烯醇酮羟化生成皮质酮和醛固酮,提示Evo可通过肾素-血管紧张素系统和11β2羟化酶调节醛固酮的合成与释放[19]。
6 减肥和体温调节作用
啮齿动物实验发现,Evo具有减肥作用[20]。小鼠喂饲含0103%Evo的基础饲料(约3g?d-1)12 d,可明显减少小鼠肾和附睾周围脂肪量[20]。大鼠喂饲含0102%Evo的高脂饲料21d,可显著降低体重、肾和附睾周周脂肪量、血清游离脂肪酸水平以及肝中总脂、甘油三酯和胆固醇水平,并增加肾周脂肪组织的解脂活性和褐色脂肪组织线粒体中G DP的结合量[20]。小鼠空腹状态时Evo(1～3mg?kg-1, sc)可降低深部体温1～2℃,Capsazepine(10mg?kg-1,sc)可取消其体温调节作用;进食后Evo对深部体温无影响,但可使尾部体表温度增加5℃以上,提示可通过促进热量散失而增加能量消耗[20]。之前有研究发现[20],正常体温大鼠在室温20℃时, Evo(215～10mg?kg-1,ip)可剂量依赖性降低体温,而在室温35℃热量散失达到最大时Evo对大鼠体温并无影响,提示其降温作用与促进热量散失有关; Evo(215～10mg?kg-1,ip)对下丘脑内注射热原所致大鼠发热也可剂量依赖性降低体温,在室温20℃时可降低大鼠代谢率,提示体温调定点升高时其降温作用与抑制热量产生有关;Evo也可抑制氯丙嗪
所致大鼠体温降低。这些发现提示,Evo可通过促进热量的产生和散失,增加能量消耗,从而抑制内脏周围脂肪堆积和体重增加,其作用与激活VR1受体有关[20]。
7 对非血管平滑肌的作用
Evo可抑制雄性大鼠胃排空和胃肠转运(0167～6mg?kg-1,po),升高血浆缩胆囊素(CC K)浓度,其作用可被选择性CC K1受体拮抗剂所取消[21];也可松弛兔离体海绵体平滑肌(0101～10μmol?L-1),其作用呈非内皮依赖性,与激活Ca2+激活K+通道、非选择抑制磷酸二酯酶有关[22]。Evo(0103～3μmol?L-1)收缩豚鼠离体支气管条,可被非选择性速激肽受体拮抗剂和Capsazepine所取消,提示其作用与激活VR1受体促进感觉神经释放速激肽有关; Rut(200μmol?L-1)无支气管收缩作用[1]。在乙酰胆碱预收缩的人和兔离体肛门内括约肌条,Rut (010001～100μmol?L-1)可产生浓度依赖性松弛作用,去除黏膜、黏膜下组织或加入NOS抑制剂、亚甲蓝以及N2马来酰亚胺(N2ethylmaleimide)对其作用无影响,而加入硝苯地平或去除细胞外Ca2+可显著减弱其松弛作用[23]。Rut可松弛大鼠离体子宫平滑肌,而Evo对子宫平滑肌张力无影响[6]。
8 其它药理作用
Evo和Rut均有较强抗缺氧作用,可延长KCN 中毒小鼠生存时间;在低压引起的小鼠缺氧模型中,与新斯的明合用可增强其作用,提示其抗缺氧作用涉及脑胆碱能机制[24]。N G108215神经元细胞离体实验发现,Rut(2～100μmol?L-1)可阻断延迟整流K+通道[25]。
9 结语
Evo和Rut是吴茱萸中重要生物碱成分,深入系统地研究两种生物碱的药理作用将有助于阐明吴茱萸的现代药理作用机制。此外,上述研究证实激活VR1受体是介导Evo和Rut药理作用的重要机制。VR1受体存在于感觉神经的末梢或胞体胞膜上,被预测是药物治疗的新靶点。因此,进一步阐明Evo和Rut的药理作用机制,以其为先导化合物,可望寻找以VR1受体为作用靶点的新药物。
参考文献
1 K obayashi Y,Hoshikuma K,Nakano Y et al.The positive in2 otropic and chronotropic effects of evodiamine and rutaecarpine,in2
doloquinazoline alkaloids isolated from the fruits of Evodia rutae2
carpa,on the guinea2pig isolated right atria:Possible involvement of
vanilloid receptors.Planta Med,2001;67(3):244～8
2 Hu CP,Xiao L,Deng HW,Li Y J.The cardioprotection of rutae2 carpine is mediated by endogenous calcitonin related2gene peptide
?
6
8
1
?中国药理学通报 Chinese Pharm acological B ulletin 2003Oct;19(10)
through activation of vanilloid receptors in guinea2pig hearts.Plan2 ta Med,2002;68(8):705～9
3 Hu CP,Li NS,Xiao L et al.Involvement of capsaicin2sensitive sensory nerves in cardioprotection of rutaecarpine in rats.Regul Pept,2003;114(1):45～9
4 Rang WQ,Du YH,Hu CP et al.Protective effects of calcitonin gene2related peptide2mediated evodiamine on guinea2pig cardiac anaphylaxis.N aunyn Schmiedebergs A rch Pharmacol,2003;367
(3):306～11
5 Chiou WF,Liao J F,Chen https://www.doczj.com/doc/a816663591.html,parative study of the vasodila2 tory effects of three quinazoline alkaloids isolated from Evodia ru2 taecarpa.J N at Prod,1996;59(4):374～8
6 Wang G J,Wu XC,Chen CF et al.Vasorelaxing action of rutae2 carpine:Effects of rutaecarpine on calcium channel activities in vas2 cular endothelial and smooth muscle cells.J Pharmacol Ex p Ther, 1999;289(3):1237～44
7 Hu CP,Xiao L,Deng HW,Li Y J.The depressor and vasodilator effects of rutaecarpine are mediated by calcitonin gene2related pep2 tide.Planta Medi,2003;69(2):125～9
8 Sheu J R,Kan YC,Hung WC et al.The antiplatelet activity of ru2 taecarpine,an alkaloid isolated from Evodia rutaecarpa,is mediated through inhibition of phospholipase C.Thromb Res,1998;92(2): 53～64
9 Sheu J R,Hung WC,Wu CH et al.Antithrombotic effect of ru2 taecarpine,an alkaloid isolated from Evodia rutaecarpa,on platelet plug formation in i n vivo experiments.B r J Haematol,2000;110
(1):110～5
10 Rannug U,Agurell E,Rannug A,Cederberg H.Certain trypto2 phan photoproducts are inhibitors of cytochrome P4502dependent mutagenicity.Envi ron Mol M utagen,1992;20(4):289～96
11 Ueng YF,Jan WC,Lin LC et al.The alkaloid rutaecarpine is a selective inhibitor of cytochrome P4501A in mouse and human liv2 er microsomes.Drug Metab Dispos,2002;30(3):349～53
12 Ogasawara M,Matsunaga T,Takahashi S et al.Anti2invasive and metastatic activities of evodiamine.Biol Pharm B ull,2002;25
(11):1491～3
13 Chiou WF,Sung Y J,Liao J F et al.Inhibitory effect of dehy2 droevodiamine and evodiamine on nitric oxide production in cultured
murine macrophages.J N at Prod,1997;60(7):708～11
14 Moon TC,Murakami M,Kudo I et al.A new class of COX22in2 hibitor,rutaecarpine from Evodia rutaecarpa.Inf lam m Res, 1999;48(12):621～5
15 Woo HG,Lee CH,Noh MS et al.Rutaecarpine,a quina2 zolinocarboline alkaloid,inhibits prostaglandin production in RAW264.7macrophages.Planta Med,2001;67(6):505～9
16 Matsuda H,Wu J X,Tanaka T et al.Antinociceptive activities of 70%methanol extract of evodiae fructus(fruit of Evodia rutae2 carpa var.bodinieri)and its alkaloidal components.Biol Pharm
B ull,1997;20(3):243～8
17 Lin H,Tsai SC,Chen JJ et al.Effects of evodiamine on the secre2 tion of testosterone in rat testicular interstitial cells.Metabolism, 1999;48(12):1532～5
18 Y oshizumi M,Houchi H,Ishimura Y et al.Effect of evodiamine on catecholamine secretion from bovine adrenal medulla.J Med In2 vest,1997;44(1～2):79～82
19 Hung PH,Lin LC,Wang G J et al.Inhibitory effect of evodiamine on aldosterone release by Z ona glomerulosa cells in male rats.Chi n J Physiol,2001;44(2):53～7
20 K obayashi Y,Nakano Y,K izaki M et al.Capsaicin2like anti2obese activities of evodiamine from fruits of Evodia rutaecarpa,a vanilloid receptor agonist.Planta Med,2001;67(7):628～33
21 Wu CL,Hung CR,Chang FY et al.Effects of evodiamine on gas2 trointestinal motilit y in male rats.Eur J Pharmacol,2002;457(2～3):169～76
22 Chiou WF,Chen CF.Pharmacological profile of evodiamine in iso2 lated rabbit corpus cavernosum.Eur J Pharmacol,2002;446(1～
3):151～9
23 Jiang J K,Chiu J H,Yu IT,Lin J K.In vit ro relaxation of rabbit and human internal anal sphincter by rutaecarpine,an alkaloid iso2 lated from Evodia rutaecarpa.L if e Sci,2000;66(24):2323～35 24 Yamahara J,Yamada T,K itani T et al.Antianoxic action of evo2 diamine,an alkaloid in Evodia rutaecarpa fruit.J Ethnopharma2 col,1989;27(1～2):185～92
25 Wu SN,Lo YK,Chen H et al.Rutaecarpine2induced block of de2 layed rectifier K+current in N G108215neuronal cells.Neu2 ropharmacology,2001;41(7):834～43
R esearch progress in pharm acological actions of evodiamine and rutaecarpine HU Chang2Ping,L I Yuan2Jian
(Dept of Pharm acology,School of Pharm aceutical Sciences,Cent ral South U niversity,Changsha 410078)
ABSRT ACT Research progress in pharmacological actions of evodiamine and rutaecarpine is reviewed, including cardiovascular effects,antiplatelet activity, antithrombotic activity,anti2invasive and metastatic activity,anti2inflammatory activity,antinociception,the effect on the endocrine system and non2vascular smooth muscles,anti2obese activity and thermoregu2 latory effect,etc.
KEY WORDS evodiamine;rutaecarpine;pharmacol2 ogy
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中国药理学通报 Chinese Pharm acological B ulletin 2003Oct;19(10)