王榮雁，陳朝軍，武世奎，高麗娜，周　南

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，呼和浩特　010110)

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辣椒堿藥理作用的分子機(jī)制研究進(jìn)展

王榮雁，陳朝軍*，武世奎，高麗娜，周南

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，呼和浩特010110)

摘要：目的對(duì)近年來辣椒堿的藥理活性及其分子的作用機(jī)制進(jìn)行綜述，提高對(duì)辣椒堿的研究水平。方法查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)，總結(jié)、提煉并闡明辣椒堿的應(yīng)用前景。結(jié)果辣椒堿具有鎮(zhèn)痛、抗癌、心血管保護(hù)以及堿脂活性作用。研究發(fā)現(xiàn)TRPV1受體對(duì)辣椒堿藥效的發(fā)揮起到了關(guān)鍵作用。結(jié)論預(yù)見辣椒堿在抗癌、心血管保護(hù)方面有巨大的新藥開發(fā)前景。

關(guān)鍵詞：辣椒堿；抗癌；心血管保護(hù)；藥理作用

辣椒堿(C18H27NO3，反-8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺)是從辣椒屬植物中提取的生物堿類[1]，具有辛辣氣味且難溶于水。市售辣椒堿主要有2種來源，一是以香草素與7-亞甲基-5-烯-1-羧酸酰氯反應(yīng)合成，二是從辣椒干燥果實(shí)中提取分離，二者藥理活性一致。辣椒堿透皮貼劑作為緩解神經(jīng)痛類臨床處方藥，已被美國藥典24版收載。Peppin J F[2]由實(shí)驗(yàn)得出,8%辣椒堿透皮貼劑治療外周神經(jīng)痛，鎮(zhèn)痛效果明顯，且不會(huì)帶來阿片類鎮(zhèn)痛藥樣的亢奮等不良反應(yīng)。近年來有關(guān)辣椒堿臨床應(yīng)用的研究發(fā)現(xiàn)，其在治療抗癌、肥胖、以及心血管疾病方面都發(fā)揮著積極作用，且這些作用的產(chǎn)生與TRPV1受體的激活存在著密切的關(guān)系。

1TRPV1受體

TRPV1是瞬時(shí)感受器電位超家族離子通道亞家族TRPV中的成員，TRPV由TRPV1～TRPV6組成。其中TRPV1～TRPV4是非選擇性陽離子通道，能被高溫激活，而TRPV5～TRPV6是單純的高選擇性Ca2+依賴型通道[3]。目前，TRPV1是受到關(guān)注較多的受體之一；該受體主要在周圍神經(jīng)系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元中表達(dá)，參與傷害性高溫及痛覺刺激引起的生理反應(yīng)[4]。有研究表明，TRPV1受體在皮膚角膜、膀胱、肺、呼吸道也有表達(dá)[5-6]。高溫及一些內(nèi)源性、外源性配體能夠激活TRPV1受體，并參與降溫及一些其他的生理反應(yīng)。具有鎮(zhèn)痛作用的辣椒堿則是作為外源性配體激活TRPV1受體從而在體內(nèi)發(fā)揮其藥效。

2辣椒堿介導(dǎo)TRPV1受體作用機(jī)制

2.1鎮(zhèn)痛機(jī)制TRPV1又稱辣椒堿受體，參與人體的溫覺感受[7]，廣泛分布于大鼠及人的腦細(xì)胞中[8]。選擇特定的核糖核酸探針對(duì)大鼠腦細(xì)胞中TRPV1的表達(dá)進(jìn)行探測(cè)，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)證實(shí)，TRPV1在皮質(zhì)、海馬、紋狀體、下丘腦、小腦等都有表達(dá)。Giordano C[9]在實(shí)驗(yàn)中證明了TRPV1參與痛覺感受，神經(jīng)痛引起前額葉皮層和下邊緣皮層活動(dòng)改變，谷氨酸纖維通過基底外側(cè)杏仁核、內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(mPFC)神經(jīng)元增強(qiáng)TRPV1興奮性，隨后谷氨酸在細(xì)胞外的水平增加，這有助于對(duì)有害刺激的處理。

辣椒堿競(jìng)爭(zhēng)性抑制TRPV1活性，從而使節(jié)前纖維對(duì)各種刺激，如物理刺激、內(nèi)源性、外源性化學(xué)刺激以及炎癥因子刺激均無應(yīng)答[10]。從分子學(xué)水平上說辣椒堿導(dǎo)致細(xì)胞外鈣依賴性受體蛋白構(gòu)型發(fā)生變化，鈣通道關(guān)閉使刺激無應(yīng)答[11]。一定濃度的辣椒堿激活TRPV1，使其釋放感覺神經(jīng)肽[12]，辣椒堿通過阻斷P物質(zhì)和感覺神經(jīng)元內(nèi)生長抑制激素的軸漿運(yùn)輸而阻止神經(jīng)肽恢復(fù)，由此神經(jīng)肽被消耗而濃度下降，從而達(dá)到緩解疼痛效果。辣椒堿不單是通過耗盡神經(jīng)肽物質(zhì)，而是通過一系列機(jī)制導(dǎo)致痛覺纖維的功能喪失(功能喪失包括膜電位下降、神經(jīng)肽耗盡、無法運(yùn)送神經(jīng)營養(yǎng)因子、表皮和真皮神經(jīng)纖維末端可逆收縮)。TRPV1刺激傳入神經(jīng)導(dǎo)致的機(jī)能喪失致使整個(gè)神經(jīng)元長期功能和表型改建。然而，辣椒堿能損傷感覺神經(jīng)，反復(fù)局部用藥會(huì)引起皮膚自主神經(jīng)纖維退化，對(duì)痛覺敏感程度下降[13]。

2.2抗癌機(jī)制最近一系列研究結(jié)果顯示，辣椒堿激活TRPV1使細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度增加，一定程度上也加速了腫瘤細(xì)胞的凋亡。

Han Bai等[14]采用注射蛙皮素方法誘導(dǎo)小鼠發(fā)生慢性胰腺炎和胰腺上皮內(nèi)腫瘤病變，根據(jù)炎細(xì)胞浸潤、間質(zhì)纖維化以及腺泡極性損失等指標(biāo)判斷小鼠感染了胰腺炎，進(jìn)一步發(fā)生胰腺上皮內(nèi)腫瘤病變，當(dāng)以一定劑量辣椒堿處理被誘導(dǎo)小鼠8周后，增殖細(xì)胞核標(biāo)記的細(xì)胞增殖顯著下降，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶磷酸化得到顯著抑制。由此得出辣椒堿通過抑制胰腺炎、K-ras基因突變達(dá)到了預(yù)防胰腺癌的效果。

辣椒堿能誘導(dǎo)胰腺癌[15]、骨瘤細(xì)胞癌[16]、膀胱癌[17]、膽管癌[18]等癌細(xì)胞凋亡，抗癌效果明顯。在辣椒堿誘導(dǎo)小細(xì)胞肺癌細(xì)胞(SCLC)凋亡的實(shí)驗(yàn)中表明[19]，辣椒堿對(duì)SCLC促凋亡作用不是受辣椒堿受體TRPV1支配，而是由TRPV6介導(dǎo)的。在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，正常肺細(xì)胞中TRPV6表達(dá)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于SCLC中TRPV6表達(dá)，因此辣椒堿通過激活TRPV6而誘導(dǎo)的肺癌細(xì)胞凋亡機(jī)制對(duì)正常細(xì)胞損傷程度極低，更有利于臨床上小細(xì)胞肺癌的治療。

線粒體是細(xì)胞凋亡的控制中心。線粒體膜電位降低，外膜通透性變高釋放細(xì)胞色素C，細(xì)胞色素C在dATP存在下與凋亡相關(guān)因子(Apaf)結(jié)合，形成多聚體后與caspase-9結(jié)合成凋亡小體，進(jìn)而激活caspase-3誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。線粒體還能釋放一些凋亡誘導(dǎo)因子，如AIF，參與細(xì)胞凋亡。辣椒堿作為抗腫瘤藥物的作用機(jī)制是通過作用于線粒體，促使人咽鱗癌細(xì)胞[20]、肝癌細(xì)胞[21]、結(jié)腸癌細(xì)胞[22]、乳腺癌細(xì)胞[23]的生長周期停滯于G1、G2期，進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。此外，Kathleen C. Brown等[24]在研究以辣椒堿對(duì)抗人小細(xì)胞肺癌的增殖實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，辣椒堿抗增殖活性與蛋白質(zhì)內(nèi)E2F轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞周期蛋白質(zhì)E表達(dá)能力下降有關(guān)。

2.3減肥機(jī)制肥胖是近年來威脅人類健康的巨大隱患。2008年Arianne L. Motter等[25]對(duì)TRPV1缺失的小鼠及正常小鼠飼喂高脂飼料，顯示TRPV1缺失小鼠的脂肪新陳代謝速率明顯高于正常小鼠，對(duì)TRPV1敏感的神經(jīng)可能與調(diào)節(jié)脂肪代謝有關(guān)。Yu Q等[26]在研究辣椒堿對(duì)兔子(與人類TRPV1基因序列更接近)肥胖抑制作用中發(fā)現(xiàn)，食用辣椒堿可以減少飲食誘導(dǎo)的肥胖發(fā)生。Leung F W[27]在研究中發(fā)現(xiàn)服用辣椒堿可以增加脂聯(lián)素及其受體的表達(dá)，從而降低肥胖大鼠的代謝異常。TRPV1在脂肪組織和373-L1脂肪細(xì)胞中都有表達(dá)，TRPV1受體能通過抑制前脂肪細(xì)胞向成熟細(xì)胞分化，負(fù)向調(diào)控脂肪細(xì)胞分化成熟從而阻止脂肪的生成。

2.4其他藥理活性機(jī)制TRPV1分布在心肌血管靠近心外膜[28]和血管內(nèi)皮細(xì)胞[29]的感覺神經(jīng)中。當(dāng)心肌回血量下降會(huì)激動(dòng)TRPV1釋放活性氧自由基，TRPV1通過神經(jīng)肽的釋放在血流血壓中起調(diào)節(jié)作用。血管舒張是由神經(jīng)元和TRPV1激動(dòng)引起的血管效應(yīng)機(jī)制共同作用的結(jié)果，感覺神經(jīng)中TRPV1激動(dòng)，釋放降血鈣素基因肽(CGRP)，引起血管舒張。就血管機(jī)制而言，激動(dòng)TRPV1導(dǎo)致蛋白激酶A和上皮細(xì)胞一氧化氮合酶釋放，從而釋放一氧化氮，使血管舒張[30]。研究顯示[31]，TRPV1參與心肌梗死引發(fā)的胸部刺痛，對(duì)非缺血性心臟傷害有保護(hù)作用。

E. Ternesten-Hasseus等[32]在一組臨床試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，服用辣椒堿可減輕環(huán)境刺激引起的慢性咳嗽，且該結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，然而其作用機(jī)制尚在研究中，可能是由辣椒堿激活TRPV1通道引起的。

3辣椒堿類似物

CH-19甜在美國和日本以天然辣椒素酯命名，含有天然辣椒素酯類物質(zhì)DHC約20%。Sasahara I等[33]通過實(shí)驗(yàn)證明，CH-19甜中所含辣椒素酯(CST)、二氫辣椒素酯(DTC)、降二氫辣椒素酯(NDTC)與辣椒堿中所含該類物質(zhì)具有相似的生物學(xué)效價(jià)，且對(duì)小鼠眼部、內(nèi)臟幾乎無毒性作用。灌胃CH-19甜可增加小鼠耗氧量，提高能量脂肪氧化。

4展望

目前，多項(xiàng)研究表明，辣椒堿在臨床方面有廣泛的應(yīng)用前景，然而這些發(fā)現(xiàn)尚處于起步階段。辣椒堿在腎結(jié)石所引起的疼痛、痛風(fēng)、緊張性頭痛等方面的應(yīng)用還需要進(jìn)一步研究，現(xiàn)已報(bào)道文獻(xiàn)中缺乏安全性和臨床應(yīng)用方面的審查。辣椒堿因其低親和力、高親脂性、弱效力使其在臨床應(yīng)用方面受到限制。辣椒堿具有強(qiáng)烈的灼燒感，病人順應(yīng)性差。若將辣椒堿封裝在脂質(zhì)體[34]內(nèi)制成微囊或采用電離子導(dǎo)入法，可避免其灼熱刺激。將納米技術(shù)應(yīng)用于辣椒堿緩釋制劑的制備，或?qū)⒓{米辣椒堿聯(lián)合其他藥物如抗癌藥物，可能會(huì)增強(qiáng)抗癌藥物的治療效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蘇良飛，周仲承，王克軍，等. 天然辣椒堿提取方法研究進(jìn)展[J]. 西北藥學(xué)雜志，2010，25(4)：封2-3.

[2]Peppin J F，Majors K， Webster L R， et al. Tolerability of NGX-4010，a capsaicin 8% patch for peripheral neuropathic pain[J]. J Pain Res，2011，4: 385-392.

[3]Nilius B，Owsianik G，Voets T，et al. Tranisient receptor potential cation chann-els in disease[J]. Physiol Rec，2007，87(1): 165-217.

[4]Mickle A D，Shepherd A J，Mohapatra D P. Sensory TRP channels: the key transducers of nociception and pain[J]. Prog Mol Biol Transl Sci，2015，131: 73-118.

[5]Cavanaugh D J，Lee H，Lo L，et al. Distinct subsets of unmyelinated primary sensory fibers mediate behavioral responses to noxious thermal and mechanical stimuli[J]. Proc Natl Acad Sci USA，2009，106(22): 9075-9080.

[6]Kobayashi K1， Fukuoka T，Obata K，et al. Distinct expression of TRPM8， TRPA1， and TRPV1 mRNAs in rat primary afferent neurons with adelta/c-fibers and c-olocalization with trk receptors[J]. J Comp Neurol，2005，493(4): 596-606.

[7]Cao E，Cordero-Morales J F，Liu B，et al. TRPV1 channels are intrisically heat sensitive and negatively regulated by phosphoinositide lipid [J]. Neuron，2013，77(4): 667-679.

[8]Mezey E，Toth Z E，Cortright D N，et al. Distribution of mRNA for vanilloid receptor subtype 1(VR1)，and VR1-like immunoreactivity，in the central nervous system of the rat and human[J]. Proc Natl Acad Sci USA，2000，97(7): 3655-3660.

[9]Giordano C，Cristino L，Luongo L，et al. TRPV1-dependent and indepent alterations in the limbic cortex of neuropathic mice: impact on glial caspases and pain perception[J]. Cereb Cortex，2012，22(11): 2495-2518.

[10]Anand P，Bley K. Topical capsaicin for pain management: therapeutic potential and mechanisms of action of the new high concentration capsaicin 8% patch[J]. Br J Anaesth，2011，107(4): 490-502.

[11]Liu L，Simon S A. Capsaicin-induced currents with distinct desensitization and Ca2+dependence in rat trigeminal ganglion cells[J]. J Neurophysiol，1996，75(4): 1503 -1514.

[12]鹿曉文，寇亮，杜莉. 瞬時(shí)受體電位香草酸亞型1介導(dǎo)疼痛及其調(diào)節(jié)機(jī)制[J]. 國際口腔醫(yī)學(xué)雜志, 2014，41(1): 82-87.

[13]Anon. Final report on the safety assessment of capsicum annuum extract， capsicum annuum fruit extract，capsicum annuum resin，capsicum annuum fruit powder，capsicum frutescens fruit，capsicum frutescens fruit extract，capsicum frutescens resin，and capsaicin[J]. Int J Toxicol, 2007，26(1): 3-106.

[14]Bai H， Li H， Zhang W， et al. Inhibition of chronic pancreatitis and pancreatic intraepithelial neoplasia (Pan I N) by capsaicin in LSL-KrasG12D/Pdx1-Cre mice[J]. Carcinogenesis，2011，32 (11): 1689-1696.

[15]Lin S， Zhang J， Chen H， et al. Involvement of endoplasmic reticulum stress in capsaicininduced apoptosis of human pancreatic cancer cells[J]. Evid Based Complement Alternat Med， 2013，2013: 629750.

[16]Cho W H，Lee H J，Choi Y J，et al. Capsaicin induces apoptosis in MG63 human osteosarcoma cells via the caspase cascade and the antioxidant enzyme system[J]. Mol Med Rep，2013，8(6): 1655-1662.

[17]D’Eliseo D，Manzi L, Velotti F. Capsaicin as an inducer of damage associated molecular patterns (DAMPs) of immunogenic cell death (ICD) in human bladder cancer cells[J]. Cell Stress Chaperones，2013，18(6): 801-808.

[18]S Baez，Y Tsuchiya，A Calvo，et al. Genetic variants involved in gallstone formation and capsaicin metabolism，and the risk of gallbladder cancer in Chilean women[J]. World J Gastroenterol，2010，3(16): 372-378.

[19]Lau J K，Brown K C ，Dom A M ，et al. Capsaicin induces apoptosis in human small cell lung cancer via the TRPV6 receptor and the calpain pathway[J]. Apoptosis，2014，19(8): 1190-1201.

[20]Le T D，Jin D，Rho S R，et al. Capsaicin-induced apoptosis of FaDu human pharyngeal squamous carcinoma cells[J]. Yonsei Med J，2012，53(4): 834-841.

[21]Impheng H， Pongcharoen S， Richert L，et al. The selective target of capsaicin on FASN expression and De novo fatty acid synthesis mediated through ROS generation triggers apoptosis in HepG2 cells[J]. PLoS ONE，2014，9(9): e107842.

[22]Junzhe Jin，Guofu Lin，Hong Huang，et al. Capsaicin mediates cell cycle arrest and apoptosis in human colon cancer cells via stabilizing and activating p53[J]. Int J Biol Sci, 2014，10(3): 285-295.

[23]Lin C，Lu W，Wang C，et al. Capsaicin induces cell cycle arrest and apoptosis in human KB cancer cells[J]. BMC Complement Altern Med，2013，13: 46.

[24]Brown K C，Witte T R，Hardman W E，et al. Capsaicin displays anti-proliferative activity against human small cell lung cancer in cell culture and nude mice models via the E2F pathway[J]. PLoS ONE，2010，5(4): e10243.

[25]Arianne L Motter，Gerard P Ahern. TRPV1-null mice are protected from diet-induced obesity[J]. FEBS Lett，2008，582(15): 2257-2262.

[26]Yu Q，Wang Y，Yu Y，et al. Expression of TRPV1 in rabbits and consuming hot pepper affects its body weight[J]. Mol Biol Rep，2012，39(7): 7583-7589.

[27]Leung F W. Capsaicin as an anti-obesity drug[J]. Prog Drug Res， 2014，68: 171-179.

[28]Zahner M R，Li D P，Chen S R，et al. Cardiac vanilloid receptor 1-expressing afferent nerves and their role in the cardiogenic sympathetic reflex in rats[J]. J Physiol，2003，551(Pt2): 515-523.

[29]Poblete I M，Orliac M L，Briones R，et al. Anandamide elicits an acute release of nitric oxide through endothelial TRPV1 receptor activation in the rat arterial mesenteric bed[J]. J Physiol，2005，568(pt2): 539-551.

[30]Yang D，Luo Z，Ma S，et al. Activation of TRPV1 by dietary capsaicin improves endothelium dependent vasorelaxation and prevents hypertension[J]. Cell M-etab，2010，12(2): 130-141.

[31]Pan H L，Chen S R. Sensing tissue ischemia:another new function for capsaicin receptors[J]. Circulation，2004，110(13): 1826-1831.

[32]Ternesten-Hasseus E，Johansson E L，Millqvist E，et al.Cough reduction using capsaicin[J]. Respir Med，2015，109(1): 27-37.

[33]Sasahara I，F(xiàn)uruhata Y，Iwasaki Y，et al. Assessment of the biological similarity of three capsaicin analogs (Capsinoids) found in non-pungent chili pepper (CH-19Sweet) fruit[J]. Biosci Biotechnol Biochem，2010，74(2): 274-278.

[34]張愛軍，封新，馬小亞，等. 辣椒素脂質(zhì)體凝膠劑的制備與釋放度的測(cè)定[J]. 西北藥學(xué)雜志，2011，26(4): 279-280.

Recent advances in molecular mechanisms of capsaicin′s pharmacological effect

WANG Rongyan，CHEN Chaojun*，WU Shikui，GAO Lina，ZHOU Nan(College of Phanmacy, Inner Mongonlia Medical University，Hohhot 010110，China)

Abstract:ObjectiveTo review the recent pharmacological action and phamacokinetics researches of capsaicin both domestic and abroad. MethodsRecent literatures were summarized and analyzed. ResultCapsaicin has the analgesic，anti-cancer，cardiovascular protective and reducing fat effect. Recent studies found that capsaicin receptor TRPV1 plays a key role in its pharmacological effects. ConclusionIt is anticipated that capsaicin has great prospects for new drugs development in anticancer and cardiovascular protection.

Key words:capsaicin；anti-cancer；cardiovascular protection；pharmacological effects

收稿日期：(2015-04-20)

通信作者：*陳朝軍，女，教授

作者簡(jiǎn)介：王榮雁，女，在讀碩士研究生

中圖分類號(hào)：R965

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1004-2407(2016)01-0108-03

doi:10.3969/j.issn.1004-2407.2016.01.034