袁海梅，黃 旭，宋 雨，彭 聰，馬 玉，楊 敏

(1.成都大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都 610106；2.旺蒼縣葳蕤種植專業(yè)合作社，四川 廣元 628207；3.成都大學(xué) 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部雜糧加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610106)

0 引 言

炎癥 (Inflammation) 是具有血管系統(tǒng)的活體組織對各種損傷因子刺激所產(chǎn)生的防御反應(yīng)，可發(fā)生于機(jī)體的任何部位和組織，是機(jī)體清除刺激因素以及對局部組織損傷進(jìn)行修復(fù)的過程.但過度炎癥和炎癥敏感受損則會擾亂免疫系統(tǒng)，影響機(jī)體行使免疫功能[1].研究表明，感染病毒后引起機(jī)體產(chǎn)生過激的炎癥反應(yīng)和免疫穩(wěn)態(tài)失衡誘發(fā)的細(xì)胞因子風(fēng)暴是導(dǎo)致重癥肺炎乃至死亡的主要原因[2-3].控制炎癥是防止病情進(jìn)一步惡化的有效方法，目前臨床常用的抗炎藥分為甾體類和非甾體類，但他們常伴各種副作用[4].因此，研究開發(fā)高效安全的抗炎藥物成為了藥學(xué)界研究的熱點(diǎn).

花椒屬 (ZanthoxylumL.)植物傳統(tǒng)上作為藥物用于治療炎癥引起的疾病[5]，例如，花椒屬植物兩面針 (Z.nitidum) 廣泛用于牙膏中，具有消除牙痛與清新口氣的作用；花椒屬植物單面針 (Z.dissitum) 是著名中成藥婦科千金片中主要藥味之一，廣泛用于慢性盆腔炎等婦科炎癥的治療.花椒屬植物的抗炎活性主要與揮發(fā)油、苯丙素、生物堿、黃酮和酚類等成分有關(guān).本文系統(tǒng)歸納了花椒屬植物中具有抗炎活性的提取物和單體成分，并對活性成分的作用機(jī)制進(jìn)行了分析，以期為抗炎新藥研發(fā)和臨床應(yīng)用提供參考.

1 提取物抗炎研究

通過對花椒屬植物的提取物進(jìn)行體內(nèi)外抗炎活性研究，發(fā)現(xiàn)具有抗炎活性的提取物主要包括揮發(fā)油、醇提取物以及總生物堿.

1.1 揮發(fā)油

花椒屬植物揮發(fā)油是一類具有芳香氣味的揮發(fā)性油狀成分，大量研究表明，花椒屬植物揮發(fā)油成分具有抗炎作用，其抗炎研究主要集中在青花椒(Z.schinifolium)、花椒(Z.bungeanum)和大葉臭花椒 (Z.myriacanthu)3種植物，研究部位主要為果實(shí)和種子.其中，花椒(Z.bungeanum)種子揮發(fā)油改善哮喘引起的肺部炎癥和組織損傷的抗炎活性為抗哮喘藥物研發(fā)奠定了基礎(chǔ).

花椒屬植物揮發(fā)油能夠減少炎癥介質(zhì)，從而發(fā)揮抗炎作用.青花椒(Z.schinifolium)揮發(fā)油能夠抑制脂多糖 (LPS) 誘導(dǎo)RAW 264.7巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶 (iNOS) mRNA的轉(zhuǎn)錄和環(huán)氧合酶-2 (COX-2) 基因轉(zhuǎn)錄，IL-1β生成以及人髓系白血病單核細(xì)胞 (THP-1)對人臍靜脈血內(nèi)皮細(xì)胞 (HUVEC) 的黏附[6].大葉臭花椒(Z.myriacanthum)果實(shí)揮發(fā)油 (MQEO) 能夠顯著抑制LPS 誘導(dǎo)的RAW 264.7巨噬細(xì)胞中一氧化氮 (NO) 的產(chǎn)生；顯著減輕葡聚糖硫酸鈉 (DSS) 誘導(dǎo)的小鼠腸道炎癥癥狀，包括腹瀉、直腸出血和體重下降，還能減少結(jié)腸長度的縮短，以及改善組織病理學(xué)損傷；顯著降低結(jié)腸組織過氧化物酶 (MPO)、基質(zhì)金屬蛋白酶9 (MMP-9) 表達(dá)及促炎細(xì)胞因子(IL-1β、IL-6與IL-12p35) mRNA水平，明顯抑制結(jié)腸黏膜核轉(zhuǎn)錄因子-κB (NF-κB)p65的激活；還能顯著抑制LPS刺激下THP-1細(xì)胞中TNF-α和IL-1β的產(chǎn)生，減少NF-κB 抑制蛋白 (IκB) 和IκB 激酶復(fù)合物 (IKK) 的磷酸化，下調(diào)Toll 細(xì)胞樣受體 4 (TLR4) 的表達(dá).因此，MQEO對DSS誘導(dǎo)的腸道炎癥具有保護(hù)作用，其抗炎活性可能與TLR4介導(dǎo)的NF-κB信號通路有關(guān)，有望作為一種抗炎藥物使用[7-8].黃花花椒(Z.coreanum)果實(shí)揮發(fā)油 (ZCO) 能夠顯著抑制佛波醇-12-肉豆蔻酸酯-13-乙酸酯(PMA)/鈣離子A23187 (A23187) 誘導(dǎo)的大鼠嗜堿性白血病肥大細(xì)胞 (RBL-2H3) 中β-己糖胺酶釋放；抑制2,4-二硝基苯-牛血清白蛋白(DNP-BSA) 和PMA/A23187誘導(dǎo)的RBL-2H3細(xì)胞中IL-4的釋放；降低LPS刺激的RAW 264.7 巨噬細(xì)胞中TNF-α的釋放，IL-6 分泌以及NO的產(chǎn)生；同時，能夠降低iNOS和COX-2蛋白表達(dá)；此外，還能夠降低NF-κB轉(zhuǎn)錄和NF-κB p65蛋白表達(dá)，抑制JNK、ERK和p38蛋白的磷酸化，也可以升高IkB-α的水平；降低PMA誘導(dǎo)的293T細(xì)胞中NF-κB的轉(zhuǎn)錄.體內(nèi)試驗(yàn)研究表明，ZCO能夠降低二硝基氯苯 (DNCB) 誘導(dǎo)老鼠耳部水腫，改善皮膚損傷，顯著降低表皮和真皮厚度以及炎癥細(xì)胞浸潤，有望被開發(fā)成為一種新型的抗過敏藥物[9].但目前的研究均集中在揮發(fā)油總提取物方面，對揮發(fā)油中發(fā)揮抗炎活性的單體化合物研究較少，因此，需進(jìn)一步研究揮發(fā)油中發(fā)揮抗炎活性的單體化合物.

花椒屬植物中的揮發(fā)油具有改善哮喘引起的肺部炎癥和組織損傷的抗炎活性.研究表明，花椒(Z.bungeanum)種子提取的揮發(fā)油 (ZBMS) 能夠顯著延長乙酰膽堿、組胺以及卵清蛋白誘導(dǎo)的豚鼠哮喘發(fā)作的潛伏期 (LPIA)；顯著抑制二甲苯誘導(dǎo)的小鼠耳部水腫；顯著抑制卡拉膠誘導(dǎo)的小鼠足趾腫脹，并呈劑量依賴性；顯著減少檸檬酸誘導(dǎo)的豚鼠咳嗽次數(shù)，延長LPIA[10].抗炎機(jī)制研究表明，該揮發(fā)油能顯著減少卵清蛋白誘導(dǎo)的哮喘小鼠模型中支氣管肺泡灌洗液中白細(xì)胞總數(shù)和嗜酸性粒細(xì)胞的數(shù)量，降低IL-5和IL-4的水平，顯著下調(diào)白三烯 C4 合酶 (LTC4S)、IL-8、單核細(xì)胞趨化蛋白-1 (MCP-1) 和趨化因子受體-3 (CCR-3) 水平，同時，增加IFN-γ水平.研究還發(fā)現(xiàn)，該揮發(fā)油通過抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶 (ERK) 和c-Jun氨基末端激酶 (JNK) 信號通道達(dá)到抑制哮喘期間的肺部炎癥和組織損傷的抗炎活性[11].該實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了ZBMS傳統(tǒng)上用于治療哮喘和其他炎癥性關(guān)節(jié)疾病的合理性，同時，為治療哮喘的新藥研發(fā)也奠定了基礎(chǔ).

1.2 醇提取物

花椒屬中關(guān)于抗炎活性研究的醇提取物主要為甲醇或者乙醇作為溶劑的提取物，報道的關(guān)于醇提取物抗炎活性研究所采用的細(xì)胞模型主要為LPS/IFN-γ誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞，體內(nèi)模型為卡拉膠、完全弗氏佐劑(CFA)或者二甲苯所致的小鼠足跖或者耳朵腫脹，通過評價其腫脹消腫程度或者炎癥相關(guān)因子判定其抗炎效果.

早期，Tezuka等[12]研究發(fā)現(xiàn)，花椒(Z.bungeanum)甲醇提取物能夠顯著抑制LPS刺激J774.1巨噬細(xì)胞以及LPS/IFN-γ誘導(dǎo)的小鼠腹腔巨噬細(xì)胞中NO產(chǎn)生.Lima等[13]從巴西當(dāng)?shù)匾环N花椒屬植物(Z.riedelianum)發(fā)現(xiàn)，其葉 (LCE) 和樹皮 (BCE)的乙醇提取物均可以顯著抑制卡拉膠誘導(dǎo)的大鼠足跖水腫，不過兩種提取物都對葡聚糖、組胺和制霉菌素所致大鼠足跖水腫均無顯著影響.進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，青花椒(Z.schinifolium)的乙醇提取物 (EZS)能夠抑制TNF-α誘導(dǎo)的HUVEC中血管細(xì)胞黏附分子-1 (VCAM-1)、細(xì)胞間黏附分子-1 (ICAM-1) 和E-選擇素 (E-selectin) 的產(chǎn)生及其蛋白表達(dá)，減少急性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞 (HL-60) 對TNF-α誘導(dǎo)的HUVEC的黏附，下調(diào)MCP-1和 IL-8 mRNA，以及p65 NF-κB表達(dá)水平；此外，還可以抑制活性氧自由基 (ROS) 的產(chǎn)生，降低 JNK和p38蛋白的磷酸化，并且還能恢復(fù)IκB-α水平.以上結(jié)果表明，EZS抑制HUVEC血管炎癥過程可能與抑制ROS、JNK、p38 和NF-κB活化密切相關(guān)[14].此外，胡椒木 (Z.piperitum) 的葉和小枝乙醇提取物 (ZPE-LR) 能夠顯著降低12-氧-十四烷酰醇-13-乙酸酯 (TPA) 誘導(dǎo)的小鼠耳朵水腫厚度和重量，并且呈劑量依賴性地下調(diào)iNOS和 COX-2 mRNA的表達(dá)以及COX-2的蛋白表達(dá)水平.機(jī)制研究表明，ZPE-LR能顯著下調(diào)LPS誘導(dǎo)RAW 264.7 細(xì)胞中iNOS 和COX-2蛋白表達(dá)，抑制ROS以及次黃嘌呤腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶 1 (HPRT1)的生成，同時，增加核糖體蛋白 L8 (RPL8) 的生成[15].

1.3 總生物堿

花椒屬植物花椒(Z.bungeanum)中的總生物堿能較強(qiáng)抑制二甲苯所致小鼠耳腫脹[16]，表明花椒(Z.bungeanum)中的生物堿具有一定的抗炎作用.

2 單體成分抗炎研究

2.1 苯丙素

苯丙素類化合物是莽草酸途徑產(chǎn)生的一類化合物，按其結(jié)構(gòu)分為簡單苯丙素、香豆素和木脂素.苯丙素化合物是花椒屬植物中的主要化學(xué)成分之一，同時也是花椒屬植物中抗炎單體成分研究最多的化合物.

2.1.1 簡單苯丙素

花椒屬中分離得到的簡單苯丙素類化合物具有抗炎活性，現(xiàn)有的抗炎活性研究均通過是否抑制甲酰甲硫氨酸—亮氨酰—苯丙氨酸(fMLP) 誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放的活性進(jìn)行評價.簡單的苯丙素具有C3-C6的基本骨架，其結(jié)構(gòu)式見圖1.

圖1 花椒屬植物具有抗炎活性簡單苯丙素化學(xué)結(jié)構(gòu)

人類中性粒細(xì)胞在機(jī)體對微生物的防御和各種疾病的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要作用.當(dāng)受到外界不當(dāng)刺激時，活化的中性粒細(xì)胞分泌一系列的細(xì)胞毒素，如超氧陰離子自由基、ROS、顆粒蛋白酶、生物活性脂類和中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶，這些細(xì)胞毒素是慢性炎癥疾病中破壞組織的主要因素.通過藥物抑制中性粒細(xì)胞激活后一系列毒素的產(chǎn)生，被認(rèn)為是改善炎癥疾病的一種有效方法[17].目前，科研人員從花椒屬植物蘭嶼花椒 (Z.integrifoliolum)、簕欓花椒 (Z.avicennae) 和椿葉花椒 (Z.ailanthoides) 中分離得到的苯丙醇化合物吳茱萸素B (1)[18]、吳茱萸素C (2)[19]、苯丙醇類二聚體化合物左旋二氫蓽澄茄脂素(3)[20]、苯丙醛化合物integrifoliolin (4)[21]以及苯丙酯類化合物methyl (E)-p-hydroxycinnamate (5)[22]均能抑制fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子的產(chǎn)生.在這些簡單苯丙素類化合物中，苯丙醇類化合物的抑制活性較強(qiáng)，吳茱萸素C (2) 的抑制作用甚至強(qiáng)于對照藥品布洛芬，同時研究還發(fā)現(xiàn)，苯丙醇類二聚體化合物左旋二氫蓽澄茄脂素(3)的抑制活性最強(qiáng)，因其結(jié)構(gòu)的特異性，這類結(jié)構(gòu)的抗炎活性值得深入研究.此外，苯丙醇化合物吳茱萸素B (1)、苯丙醛化合物integrifoliolin (4)和苯丙酯類化合物methyl (E)-p-hydroxycinnamate (5)還具有抑制fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中彈性蛋白酶釋放的活性.

2.1.2 香豆素

香豆素是一類具有芳香甜味的順式鄰羥基肉桂酸的內(nèi)酯，香豆素類化合物廣泛分布于植物界，是花椒屬植物中的主要成分之一，這類化合物表現(xiàn)出了顯著的抗炎活性.花椒屬植物中的香豆素類化合物的抗炎活性研究主要集中在簡單香豆素和吡喃香豆素兩類，其結(jié)構(gòu)式見圖2.

圖2 花椒屬植物具有抗炎活性香豆素化學(xué)結(jié)構(gòu)

早期，Chen 等[21]發(fā)現(xiàn)從簕欓花椒(Z.avicennae)分離得到的具有氧橋架接形成二氧六環(huán)特殊結(jié)構(gòu)的香豆素(7′S,8′S)-4′-O-methylcleomiscosin D (6) 和黃花菜木脂素D (7) 均對fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子的產(chǎn)生具有抑制作用，其活性明顯強(qiáng)于類似結(jié)構(gòu)的苯丙素類化合物(7′S,8′S)-bilagrewin、(7′S,8′S)-5- demethoxy-bilagrewin、(7′S,8′S)-5-O-demethyl-4′-O- methylbilagrewin和 (7′S,8′S)- nocomtal.側(cè)鏈僅含有甲氧基的簡單香豆素類化合物aesculetin dimethyl ether (8) 對fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子的產(chǎn)生具有抑制作用[17].萜烯基香豆素5′-羥基橙皮油素(9) 和methylschinilenol (10) 均具有抑制fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子產(chǎn)生的活性，然而，5′-羥基橙皮油素(9)還具有抑制fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞產(chǎn)生彈性蛋白酶釋放的活性.構(gòu)效關(guān)系表明，類似化合物中，C-5′位上羥基取代的化合物5′-羥基橙皮油素(9)活性優(yōu)于甲氧基取代的化合物5′-methoxyauraptene；側(cè)鏈含有羥基的5′-羥基橙皮油素(9)活性優(yōu)于側(cè)鏈含有甲氧基的methylschinilenol (10)；不過，methylschinilenol (10)活性強(qiáng)于無取代基的化合物(2′E,5′E)-7′-methoxy-3′,7′-dimethylocta-2′,5′-dienyloxy)coumarin[22].同樣，萜烯基香豆素collinin (11)和7-(6′R-hydroxy-3′,7′- dimethyl-2′E,7′- octadienyloxy)coumarin (12)均能呈劑量依賴地抑制LPS 誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞中NO的產(chǎn)生，iNOS以及COX-2 表達(dá).在這類萜烯基香豆素中，C-7位上氧代萜烯基取代以及C-7′和C-8′位上的雙鍵對NO產(chǎn)生的抑制活性影響較大.同時，萜烯基側(cè)鏈無羥基取代明顯增加抑制NO產(chǎn)生的活性[23].關(guān)于這類萜烯類香豆素的構(gòu)效關(guān)系為抗炎先導(dǎo)化合物的研究提供了理論基礎(chǔ).

研究人員發(fā)現(xiàn)，擁有2,2-二甲氧基-2H-吡喃骨架的線型吡喃香豆素化合物花椒樹皮素甲(13)和美花椒內(nèi)酯(14)均能不同程度地抑制fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放，C-5位上含有甲氧基的化合物美花椒內(nèi)酯(14)活性優(yōu)于C-8位上含有甲氧基的化合物luvangetin.同時，還發(fā)現(xiàn)在C-5,6上擁有2,2-二甲氧基-2H-吡喃骨架的角型吡喃香豆素化合物中，在C-8位擁有甲酰基取代的8-formylalloxanthoxyletin (15)和無取代基的alloxanthoxyletin (16)抑制超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放的活性明顯優(yōu)于擁有長鏈取代基的avicennin (17)和(E)-avicennone (18).基于以上抗炎活性成分分析，從簕欓花椒(Z.avicennae)中分離得到的美花椒內(nèi)酯(14)，8-formylalloxanthoxyletin (15)和別黃木素(16)具有較強(qiáng)的抑制超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放的活性，可以對其深入研究，有望開發(fā)為治療或預(yù)防炎癥性疾病的藥物[20,24].

2.1.3 木脂素

木脂素是苯丙素氧化聚合而成的一類特殊天然產(chǎn)物，其具有廣泛的抗炎活性.此類化合物廣泛分布在花椒屬植物中，是花椒屬植物主要抗炎活性成分之一，抗炎活性研究主要集中在駢雙四氫呋喃型木脂素和四氫呋喃型木脂素兩類，其結(jié)構(gòu)式見圖3.

圖3 花椒屬植物具有抗炎活性木脂素化學(xué)結(jié)構(gòu)

Chen 等[19]從蘭嶼花椒(Z.integrifoliolum)分離出的3個尤普麥特苯駢呋喃型木脂素類化合物(-)-simulanol (19)、(-)-5-methoxybalanophonin (20)和(-)-蛇菰寧(21)均對fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子的產(chǎn)生具有抑制作用，其中(-)-simulanol (19)的抑制作用甚至強(qiáng)于對照藥品布洛芬.在這類木脂素中，具有3-羥基-1-丙烯基結(jié)構(gòu)的(-)-simulanol (19)抑制活性強(qiáng)于其擁有3-oxoprop-1-enyl group結(jié)構(gòu)的(-)-5-methoxybalanophonin (20).另外，在C-5上，擁有甲氧基取代的(-)-5-methoxybalanophonin (20)的活性強(qiáng)于無取代類似物(-)-蛇菰寧(21).

花椒屬植物中具有抗炎活性的駢雙四氫呋喃型木脂素類化合物類型眾多，主要分為1R-2R-5R-6S型、1R-2S-5R-6S型、1R-2S-5R-6R型、1S-2S-5S-6R型和1R-2S-5R型.其中，1R-2R-5R-6S型(+)-細(xì)辛指素(22)對fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放具有抑制作用[17].1R-2S-5R-6S型(+)-芝麻素(23)[17]對fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放具有抑制作用，而(-)-丁香樹脂酚(24)[20]僅能抑制超氧陰離子產(chǎn)生.在這類木脂素中，通過(23)和(24)的抗炎活性顯示，2R型優(yōu)于2S型，C-3′和C-4′位上含有亞甲二氧基的化合物的活性強(qiáng)于C-3′位上含甲氧基及C-4′位上含氧異戊烯基結(jié)構(gòu)的化合物 (piperitol 3,3-dimethylallylether)，同樣，含有甲氧基的(24)活性強(qiáng)于含羥基和甲氧基的(25)，因此，這類木脂素中亞甲氧基可能是其抗炎活性基團(tuán).另外，還發(fā)現(xiàn)，1R-2S-5R-6S型去甲檳榔堿(25)能夠抑制LPS刺激RAW 264.7細(xì)胞中NO的產(chǎn)生[25].1R-2S-5R-6S型pinoresinol-di-3,3-dimethylally lether (26)能夠降低LPS刺激RAW 264.7細(xì)胞中NO、前列腺素E2(PGE2)以及IL-6產(chǎn)生[26].1R-2S-5R-6R型xanthoxylol-3,3- dimethylallyl ether (27)能夠抑制LPS刺激RAW 264.7細(xì)胞中NO的產(chǎn)生[25].1S-2S-5S-6R型(-)-辛夷脂素(28)和L-細(xì)辛素(29)顯著降低LPS刺激RAW 264.7細(xì)胞中NO和PGE2的含量[26].1R-2S-5R型禿毛冬青素 I(30)具有抑制超氧陰離子產(chǎn)生的活性，構(gòu)效關(guān)系顯示，在C-6位上含有酮基的化合物(30)活性優(yōu)于4-羥基-3,5-甲氧基取代的化合物 (24)[20].

隨后，Chen等[18]從椿葉花椒(Z.ailanthoides)中分離得到特殊四氫呋喃型木脂素類化合物(-)-蓽澄茄內(nèi)酯(31)能夠抑制fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子產(chǎn)生，其抑制活性與對照藥品diphenyleneiodonium相當(dāng).四氫呋喃型木脂素類zanthplanispine (32)和落葉松樹脂醇二甲醚(33)能夠抑制LPS刺激RAW 264.7細(xì)胞中NO的產(chǎn)生.其中，具有特殊四氫呋喃結(jié)構(gòu)的木脂素zanthplanispine (32)具有明顯抑制NO產(chǎn)生的活性，其活性甚至強(qiáng)于對照藥品吲哚美辛.值得說明的是，在40 μg/mL濃度下，經(jīng)細(xì)胞活性測定，這些化合物均無細(xì)胞毒性作用.因此，這些化合物對NO產(chǎn)生的抑制作用不是由于其非特異性的細(xì)胞毒性[25].

2.2 生物堿

大部分花椒屬植物中都含有生物堿，生物堿也是花椒屬植物中主要抗炎活性成分之一.該屬植物中的生物堿抗炎活性研究主要集中在喹啉類、異喹啉類和酰胺類生物堿.迄今為止，研究顯示花椒屬中已有20個生物堿具有抗炎活性.

2.2.1 喹啉類

喹啉類生物堿是以喹啉環(huán)為基本母核衍生而成，廣泛分布于蕓香科大部分植物中，具有多種生物活性.同樣，花椒屬中喹啉類生物堿的抗炎活性的評價也均通過是否抑制fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放活性來判定，其結(jié)構(gòu)式見圖4.

圖4 花椒屬植物具有抗炎活性喹啉類生物堿化學(xué)結(jié)構(gòu)

研究發(fā)現(xiàn)，從蘭嶼花椒(Z.integrifoliolum)分離得到的喹啉類生物堿N-甲基佛林德堿(34)是該植物中分離得到抗炎活性最強(qiáng)的化合物，其對fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子的產(chǎn)生具有抑制作用，甚至強(qiáng)于對照藥品布洛芬的抑制活性，但其二聚體化合物paraensidimerin C 卻無活性[19].進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，N-甲基佛林德堿(34)還具有抑制中性粒細(xì)胞中彈性蛋白酶釋放的活性，其抗炎活性甚至強(qiáng)于對照藥品苯甲基磺酰氟[17].從簕欓花椒(Z.avicennae)分離得到3個喹啉類生物堿茵芋堿(35)、大葉桉亭(36)和γ-花椒堿(37)，均對fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子的產(chǎn)生具有抑制作用.其中，具有7,8-甲氧基 (35)和8-羥基 (36)取代的喹啉類生物堿的抑制活性強(qiáng)于8-甲氧基取代 (37)或者C-7,8位均無取代的生物堿 (dictamnine)[21].通過對簕欓花椒(Z.avicennae)分離得到的喹啉類生物堿茵芋堿(35)、γ-花椒堿(37)和1-methyl-2-pentylquinolin-4(1H)-one (38)的抗炎活性研究，同樣證實(shí)了在C-7位上有甲氧基取代的茵芋堿(35)抑制fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放的活性強(qiáng)于無取代基的γ-花椒堿(37).此外，喹啉類生物堿1-methyl-2-pentylquinolin-4(1H)-one (38)也具有優(yōu)異的抑制超氧陰離子產(chǎn)生和彈性酶釋放的活性.

2.2.2 異喹啉類

異喹啉類生物堿是由苯丙氨酸和酪氨酸途徑合成的異喹啉類或四氫異喹啉類衍生物，主要分布在花椒屬植物[5].異喹啉類生物堿也具有優(yōu)異的抗炎活性，是花椒屬植物的主要抗炎活性成分之一，其抗炎活性研究主要集中在苯菲啶類生物堿、四氫苯菲啶類生物堿以及阿樸啡類生物堿，其結(jié)構(gòu)式見圖 5.

圖5 花椒屬植物具有抗炎活性異喹啉類生物堿化學(xué)結(jié)構(gòu)

苯菲啶類生物堿去甲白屈菜紅堿(41)顯著抑制LPS刺激RAW 264.7巨噬細(xì)胞中NO和PGE2產(chǎn)生[26]；苯菲啶類生物堿德卡林堿(40)和四氫苯菲啶類生物堿6-acetonyl-8-O-demethyldihydrochelerythrine (42)可以抑制fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放，而類似結(jié)構(gòu)的四氫苯菲啶類生物堿6-丙酮基白屈菜紅堿(43)僅對超氧陰離子產(chǎn)生具有抑制作用.構(gòu)效關(guān)系顯示，在這類苯菲啶類生物堿中，對于超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放的抑制活性，C-8位上的羥基取代化合物(40)和(42)活性明顯強(qiáng)于甲氧基取代化合物(43).同時，N和C-6位上無取代基的N(5)=C(6)骨架的苯菲啶類化合物(40)活性強(qiáng)于N位上甲基和C-6位上含有乙酰甲基取代的四氫苯菲啶類化合物(42)和(43).另外，德卡林堿(40)也是從樗葉花椒(Z.ailanthoides)分離得到抑制超氧陰離子產(chǎn)生活性最強(qiáng)的化合物[17,20].這樣的構(gòu)效分析結(jié)果同樣在如下的抗炎活性研究中得到了驗(yàn)證，具有N(5)=C(6)骨架的苯菲啶類生物堿抗炎活性優(yōu)于四氫苯菲啶類生物堿.苯菲啶類兩面針堿(39)與四氫苯菲啶類二氫白屈菜紅堿(44)均能顯著抑制二甲苯引起的小鼠耳腫脹，同樣，苯菲啶類生物堿兩面針堿(39)抑制效果最強(qiáng)，其抑制效果與陽性藥物氫化可的松注射劑相當(dāng).其中，苯菲啶類生物堿兩面針堿(39)，一般以氯化物的形式存在于自然界中，也稱為氯化兩面針堿 (NC)，首次從兩面針(Z.nitidum)報道后，其優(yōu)異的藥理活性引起了科研人員廣泛關(guān)注，尤其是抗腫瘤和抗炎活性[27].IL-10 是最受關(guān)注、最為重要的一種抗炎性細(xì)胞因子，其可通過多種途徑發(fā)揮抗炎作用，如拮抗促炎細(xì)胞因子的分泌，增強(qiáng)5-羥色胺 (5-HT)的作用以及調(diào)整絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路等[4].研究發(fā)現(xiàn)，NC (2 μM)能夠顯著增加LPS刺激RAW 264.7巨噬細(xì)胞中IL-10產(chǎn)生以及其mRNA的水平.進(jìn)一步機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，NC通過增強(qiáng)蛋白激酶 B (Akt)信號通道，進(jìn)而抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶I (TOP I)來提高IL-10產(chǎn)生.該研究首次證明NC通過靶向TOP I增加IL-10水平來達(dá)到抗炎作用，同時，這些結(jié)果為理解炎癥反應(yīng)中的穩(wěn)態(tài)機(jī)制提供了新的線索，為炎癥的治療干預(yù)提供新的思路[28].

此外，阿樸啡類生物堿木蘭花堿(45)顯著抑制LPS刺激RAW 264.7巨噬細(xì)胞中NO、PGE2以及IL-6產(chǎn)生[26]；阿樸啡類生物堿鵝掌楸堿(46)還能顯著抑制二甲苯引起的小鼠耳腫脹[27].

2.2.3 酰胺類

酰胺類生物堿具有良好的抗炎活性，在蕓香科和花椒屬植物的化學(xué)分類中發(fā)揮著重要作用，其抗炎活性研究集中在烷基酰胺類和芳香酰胺類，其結(jié)構(gòu)式見圖 6.

圖6 花椒屬植物具有抗炎活性酰胺類生物堿化學(xué)結(jié)構(gòu)

研究表明，芳基酰胺類新化合物ailanthamide (47)對fMLP誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞中超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放具有抑制作用，而具有N-(E)-3-(4-羥苯基)丙烯基的結(jié)構(gòu)活性明顯優(yōu)于具有N-苯甲酰基結(jié)構(gòu)的N-(4-methoxyphenethyl)-N-methylbenzamide[18].通過LPS刺激RAW 264.7巨噬細(xì)胞模型對從花椒(Z.bungeanum)中分離得到的不飽和脂肪酸酰胺類生物堿進(jìn)行抗炎活性研究[29]，結(jié)果表明，4種不飽和脂肪酸酰胺類生物堿zanthoamides A (48)、四氫花椒素(49)、ZP-amide A (50)和 (2E,7E,9E)-N-(2-hydroxy-2-methylpropyl)-6,11-dioxo-2,7,9-dodecatrienamide (51)可以抑制NO產(chǎn)生，而其他分離得到的類似結(jié)構(gòu)不飽和脂肪酸酰胺類卻無活性.其中，側(cè)鏈為不飽和脂肪鏈的四氫花椒素(49)具有最強(qiáng)的抑制活性.酰胺不飽和脂肪鏈中不具有含氧基團(tuán) (如羥基和羰基)，不飽和脂肪鏈在抑制NO產(chǎn)生的活性中可能發(fā)揮了重要作用.不過該構(gòu)效分析的結(jié)構(gòu)并未在如下的研究中得到完全的驗(yàn)證，研究發(fā)現(xiàn)，2個同分異構(gòu)體酰胺類化合物zanthoxylumamides A (52)和zanthoxylumamides B (53)均對LPS刺激RAW 264.7巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的NO具有抑制作用，酰胺類化合物(53)活性優(yōu)于同分異構(gòu)體(52)，而兩者的側(cè)鏈不飽和脂肪酸側(cè)鏈均具有羥基和羰基，只是位置互換.為了更加清楚基團(tuán)結(jié)構(gòu)的差異化對活性的影響，對不飽和脂肪酸酰胺類生物堿的構(gòu)效關(guān)系深入分析顯得十分必要，這樣才能夠以不飽和酰胺類生物堿為先導(dǎo)化合物來進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾與優(yōu)化.該項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，zanthoxylumamides B (53)能有效抑制iNOS、COX-2、IL-1β、TNF-α和IFN-βmRNA以及蛋白水平的表達(dá)，下調(diào)磷脂酰肌醇3-激酶 (PI3K)/ Akt/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白 (mTOR)、MAPKs (ERK、p38和JNK)和干擾素調(diào)節(jié)因子 3 (IRF3)激活的表達(dá)，降低NF-κB亞基的核易位以及防止IKKα/β和IκB-α磷酸化過度表達(dá)，其作用機(jī)制可能與抑制LPS刺激巨噬細(xì)胞NF-κB激活、髓樣分化因子 88 (MyD88)和IRF3信號通路有關(guān)[30].

2.3 黃酮類

黃酮類化合物是一種以2-苯基色酮為骨架，廣泛分布于自然界的一類多酚化合物，具有重要的藥理活性.花椒屬植物中黃酮類化合物也具有抗炎活性，其結(jié)構(gòu)式見圖7.

圖7 花椒屬植物具有抗炎活性其他類化學(xué)成分化學(xué)結(jié)構(gòu)

Cho等[22]從簕欓花椒(Z.avicennae)分離得到的黃酮類化合物香葉木素(54)具有抑制超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放的作用，并且香葉木素(54)是從該植物中分離得到具有最強(qiáng)抑制超氧陰離子產(chǎn)生的化合物，有望開發(fā)為治療炎癥相關(guān)疾病的化合物.有趣的是，從該植物分離的黃酮類化合物芹菜素(55)僅能抑制超氧陰離子產(chǎn)生.構(gòu)效關(guān)系顯示，黃酮類化合物苯環(huán)上取代基的種類和個數(shù)對抗炎效果影響較大.隨后，Santhanam等[31]開展了印度花椒(Z.rhetsa)中分離得到的黃酮類化合物橙皮苷(56)對UVB (290～320 nm)誘導(dǎo)HDF細(xì)胞的抗炎活性研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，橙皮苷(56)能夠顯著抑制炎癥細(xì)胞中炎癥細(xì)胞因子IL-6、IL-1β和 TNF-α的產(chǎn)生，同時下調(diào)NF-κB、MMP1、MMP3和MMP9的表達(dá).因此，橙皮苷(56)具有開發(fā)為防曬和抗光老化配方活性成分的潛力.

2.4 酚 類

同樣，花椒屬中的酚類成分也具有較好的抗炎活性，其結(jié)構(gòu)式見圖7.

研究人員從花椒(Z.bungeanum)分離得到的酚苷類化合物4-O-β-D-glucopyranosyl-dihydroferulic acid (57)呈濃度梯度顯著抑制LPS刺激J774.1巨噬細(xì)胞中 iNOS mRNA 的表達(dá)；在10 μg/mL的濃度下，4-O-β-D-glucopyranosyl-dihydroferulic acid (57)的抑制活性甚至強(qiáng)于對照藥品地塞米松[12].有趣的是，化合物(57)的結(jié)構(gòu)更類似于具有抑制iNOS mRNA表達(dá)活性的抗炎藥物撲熱息痛，而不是天然抑制劑.另外，從簕欓花椒(Z.avicennae)分離得到的酚類化合物羥苯甲酯(58)被證實(shí)是該屬植物中抑制彈性蛋白酶釋放活性最強(qiáng)的化合物[22]，有望開發(fā)為治療炎癥相關(guān)疾病的化合物.在這類苯環(huán)結(jié)構(gòu)類似物中，在C-1上具有甲氧羰基結(jié)構(gòu)的羥苯甲酯(58)對于超氧陰離子產(chǎn)生和彈性蛋白酶釋放的抑制作用強(qiáng)于(E)-3-甲氧基-3-羰基-1-烯基取代化合物methyl (E)-p-hydroxycinnamate (5)和羧基取代化合物p-hydroxybenzoic acid.

2.5 其他成分

花椒屬植物中的萜類和酯類成分也具有抗炎活性，其結(jié)構(gòu)式見圖7.研究人員相繼從青花椒(Z.schinifolium)揮發(fā)油中提取得到萜類化合物香芳醛(59)、檸檬烯(60)以及酯類化合物乙酸香葉酯(61)，均可以抑制LPS誘導(dǎo)RAW 264.7 細(xì)胞中COX-2 的轉(zhuǎn)錄，萜類化合物檸檬烯(60)還可以抑制IL-1β和IL-6的合成[6].

3 結(jié) 語

花椒屬植物中的多種成分均具有抗炎活性，本文列出了花椒屬植物中具有抗炎活性的提取物和單體化合物，主要包括揮發(fā)油、苯丙素、生物堿、黃酮和酚類等化學(xué)成分.其中苯丙素和生物堿類成分的抗炎活性尤其突出，使其具有巨大潛力開發(fā)成為新一代的廣譜性抗炎藥物.花椒屬植物中抗炎活性成分可通過多種途徑緩解炎癥反應(yīng)，包括抑制MAPK和NF-κB信號通路等相關(guān)因子活化，減少促炎細(xì)胞因子IL-1β、IL-2、IL-6、TNF-α、PGE2、LTC4S、NO和ROS的釋放，下調(diào)黏附分子ICAM-1、E-selectin和VCAM-1的蛋白表達(dá)，降低超氧陰離子生成和彈性蛋白酶釋放以及增加抗炎細(xì)胞因子IL-10釋放等.這些研究成果將為抗炎新藥研發(fā)和臨床應(yīng)用提供科學(xué)的思路.在此基礎(chǔ)上，對花椒屬植物中抗炎活性成分的體內(nèi)研究和毒理學(xué)評估可能是未來的熱點(diǎn)研究方向.