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不同剂量丹参素对小鼠产后子宫内膜边缘干细胞的增殖修复作用
丹参素的实验药理研究概述
作者:
洪艳妮黄永亮温华香黄宗伟
指导老师:
蔡晶
[摘要]目的:
对丹参素近年来实验药理方面的研究进行概述。
方法:
查阅近年来的文献,归纳总结丹参实验素药理作用研究的新进展。
结果:
丹参素是丹参中的主要水溶性有效成分,具有明显的药理活性,包括心肌保护、抑制血栓形成、神经保护、防治肝纤维化及抗肿瘤、抗炎和增强免疫等作用。
结论:
丹参素具有多种药理作用,具有广阔的应用前景,其研究和开发将有助于对丹参的进一步认识与应用。
[关键词]丹参素;药理作用;研究进展
丹参为唇形科植物丹参SalviamiltiorrhizaBunge的干燥根,始载于《神农本草经》,被列为上品,历代本草均有收载。
是化学成分研究进行的比较深入的一种中草药。
从20世纪30年代起人们对丹参的化学成分即开始进行研究,已阐明结构的成分近50种。
研究表明,丹参中脂溶性成分主要为丹参酮型的二萜类化合物;水溶性成分主要为酚性芳香酸类化合物,多含有苯丙烷结构,以及该类酸缩合形成的多酚芳酸。
丹参素和原儿茶醛是丹参水溶性成分中的主要药效成分。
分离丹参水提液,可得到D-(+)酽(3,4-二羟基苯基)乳酸,由于它是一种游离酸,不稳定,故将其制成钠盐,称为丹参素钠.本文就丹参素的药理作用研究进展做了概述,为丹参的进一步开发提供依据。
1对心血管系统的作用
丹参素具有缩小心肌梗死范围和减轻病程的作用,同时对心肌缺血/再灌注损伤具有保护作用。
陆文铨[1]等研究表明丹参素(6、12、24mg/kg)剂量组均能对抗垂体后叶素及异丙肾上腺素引起的大鼠急性心肌缺血T波偏移,并且能够保护心肌细胞,显著降低冠脉结扎造成急性心肌缺血大鼠血清中CK和LDH溢出。
丹参素对心肌保护机制包括钙拮抗、清除自由基、保护线粒体以及抗氧化等诸多方面。
1.1钙拮抗作用丹参素抗心肌缺血的作用机制之一就是舒张冠脉,其冠脉舒张作用与阻滞钙内流有关。
Lam等[2]通过大鼠离体冠状动脉灌流实验证明,丹参素对大鼠冠状动脉有明显的舒张作用,这种舒张作用大部分是通过阻滞血管平滑肌细胞钙内流而产生。
钱卫民[3]等研究丹参素对豚鼠心肌细胞膜L-型钙通道的影响,在离子通道水平证明丹参素对L-型钙通道电流具有明显的阻断作用。
费丽萍[4]采用钙荧光探针Fura-2半定量分析,发现丹参素通过抑制红细胞膜上的电压依赖钙通道,抑制KCI激发的钙内流,使红细胞内游离钙浓度降低。
1.2清除自由基,抗氧化作用大量实验证实,丹参素是一种强抗氧化剂。
Zhao等[5]通过实验证明,丹参素具有清除自由基,抗氧化损伤的活性,可清除羟基自由基(HO·),超氧离子自由基(02·-),二苯代苦味酰肼(或l,1-二苯基苦基笨肼,DPPH)自由基,ABTS[2,2-联氮-双-(3.乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)]自由基,且其清除能力大于维生素C,对过氧化氢导致的人静脉血管内皮细胞损伤的保护作用也与抗氧化活性有关。
1.3钙激活钾通道的激活机制钙激活钾通道是血管平滑肌上最主要的外向电流通道,张洁等[6]应用膜片钳技术,研究了丹参酮ⅡA磺酸钠和丹参素的冠脉舒张作用是否与钙激活钾通道活动相关,并比较其效应和作用机制。
结果表明,丹参素能激活心肌细胞内向整流钾通道而具有保护心肌的作用,提示丹参对心血管活动的影响可能不仅限于阻滞钙通道这一途径。
因为钙激活钾通道是冠脉平滑肌上最主要的外向电流通道,与冠脉舒张密切相关。
丹参素对通道的激活则表现为通道开放概率和通道开放数量的增加,而开放概率的增加又主要通过减少平均关闭时间来实现,通道平均开放时间无明显变化,同时丹参素对通道的激活作用需要一系列的胞内过程来完成。
2对血液系统的作用
丹参素是丹参中抗心肌缺血的主要成分,有明显抑制血小板聚集和体外抗血栓形成的作用口[7、8]。
丹参素可提高红细胞的负电荷,使彼此不易聚集;降低全血粘度,抑制血小板聚集,激活纤溶酶系统;增加红细胞膜的机械强度,减少红细胞的破坏。
大剂量丹参素及复方丹参都有增加血管脆性的作用,这可能与丹参素具有抗血小板聚集和促进纤维蛋白降解功能有关。
[9]它可提高机体抗凝和纤溶活性,并且具有明显的抗凝血及抑制体外血栓形成的作用。
[7]另外,它可以抑制血小板合成与释放TXA2等前列腺素类血管物质的能力。
姜开余等[10]考察丹参素对血小板、白细胞和血管内皮细胞表达各种细胞黏附分子,包括P_选择素(P—selectin)、细胞间黏附分子(ICAM一1)、血管细胞黏附分子(VCAM一1)、E-选择素(E-selectin)的影响。
研究结果表明,丹参素对白细胞黏附具有抑制作用;对凝血酶引起血小板P1选择素表达未见明显抑制作用;对肿瘤坏死因子a(TNR)诱导的VCAM-1、E-selectin表达增加可产生抑制作用。
总之,丹参素对细胞因子活化内皮细胞有抑制作用,从而有利于保护血管内皮,减少白细胞的黏附。
可能是其发挥抗血栓形成作用的机制之一。
3对神经系统的作用
缺血再灌注性脑损伤所致的神经细胞死亡有坏死和凋亡两种方式,在脑缺血缺氧早期引起的神经元死亡主要以坏死为主,而继发性或迟发性神经元死亡(DND)则以凋亡为主。
抑制神经细胞凋亡的发生有利于缺血性脑血管疾病的治疗。
SH-SY5Y细胞来源于人的神经母细胞瘤,具神经元细胞特征,多被作为拟神经元,用以进行神经保护和神经退行性疾病的研究模型[11]。
脑缺血再灌注后细胞内钙稳态异常,大量Ca2+蓄积在细胞内产生严重的毒性作用,参与兴奋性神经毒、自由基等因素介导的DND的病理级联反应,导致神经细胞功能与结构的障碍。
缺血损伤引起了大脑不同区域的细胞内钙集聚。
张文生等[12]诱导培养的SHSY5Y细胞凋亡的发生。
随着缺糖缺氧损伤时间的延长,细胞内Ca2+随之明显增高,细胞凋亡的发生也越来越多,坏死的细胞也增多,代表细胞损伤程度的LDH的释放也越来越多。
丹参素能显著改善缺氧缺糖损伤所致的线粒体氧化磷酸化功能障碍,调节细胞能量代谢的作用,使LDH的释放、细胞Ca2+水平、细胞凋亡及坏死的百分率均明显降低,对缺血性损伤的神经细胞有保护作用[13]。
这种作用可能与其抑制神经细胞内钙超载有关。
孙超等[14]建立低氧低糖损伤SH-SY5Y细胞模型。
以SRB方法测定存活细胞数,相差和荧光显微镜观察细胞凋亡,采用细胞培养上清乳酸脱氢酶(LDH)活性反映细胞受损伤程度,并测定了细胞内脂质过氧化产物丙二醛(MAD)水平和超氧化物歧化酶(SOD)活性以反映细胞氧化胁迫状态。
结果低氧低糖损伤24h,存活细胞数量明显减少,SH-SY5Y细胞皱缩、吖啶橙和溴化乙啶双染可见明显核皱缩、碎裂及凋亡小体出现,细胞培养上清LDH水平明显升高,细胞内MAD含量明显升高,SOD水平降低,表明细胞受到严重的氧化胁迫损伤。
丹参素可抑制细胞内SOD活性的降低,对上述各损伤指标均有明显的干预作用,且具有浓度依赖性。
得出丹参素对低氧低糖所致SH-SY5Y神经瘤细胞损伤有明显保护作用,有望成为有临床应用价值的神经保护剂。
庞鹤[15]等研究发现丹参素能显著提高SH-SY5Y细胞线粒体膜电位和活性,降低细胞凋亡及坏死的百分率,其作用随剂量增加而作用增加。
结果表明丹参素可抑制缺氧/缺糖损伤所致的线粒体膜电位和活性的降低,从而具有稳定线粒体膜电位的作用,抑制神经细胞凋亡的发生。
WangXJ等[16]发现丹参素可逆转1-甲基-4-苯基吡啶离子(MPP)所引起的神经细胞毒性反应。
推测其机制在于丹参素具有抗氧化作用,提示丹参素应用于帕金森(Parkinson)综合征的治疗将有广阔的前景。
4防治肝纤维化作用
中药丹参已被证实具有明显的抗纤维化作用,丹参素可以在一定范围内呈剂量依赖性地直接刺激体外培养小鼠肝细胞的增殖,表明丹参素还有促进肝细胞修复再生的作用。
郑元义等[17]用猪血清制作大鼠肝纤维化动物模型,研究丹参素对肝脏的作用。
结果表明,丹参素可明显降低大鼠体内透明质酸,对大鼠免疫性肝纤维化有明显的防治作用。
其主要机制为丹参素对肝星状细胞(HSC)明显的增殖有抑制作用。
武鹏宇[18]等:
观察丹参素对肝星状细胞增殖、活化及TGFB,BMP受体表达的影响,进一步探索丹参素抗肝纤维化的机制。
得出丹参素可通过抑制肝星状细胞增殖和TGFB。
诱导的肝星状细胞活化,负性调控肝纤维化过程,其机制可能为抑制TGFl3受体表达并拮抗TGFl3引起的BMP受体表达下调,进而影响下游Smad分子。
5抗肿瘤作用
张丽娟[19]研究丹参素对B16F10黑色素瘤恶性生物行为的影响表明体内外丹参素具有较强的抑制B16F10肿瘤细胞侵袭、迁移的能力,抑制相关蛋白VEGF、MMP.2、MMP.9表达,并且有促进机体免疫功能,这说明丹参素有可能降低癌细胞的恶性度,并且改善肿瘤与机体的微环境,提高机体对肿瘤细胞的识别,从而抑制肿瘤转移。
方杰[20]在细胞水平观察了丹参和丹参素对乳腺癌MCF细胞株的杀伤作用以及血清成分的影响。
丹参素具有抑制细胞内胆固醇合成关键酶B羟p甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMG-CoA还原酶)活性的作用。
丹参素抑制乳腺癌细胞株的机制可能与阻断肿瘤细胞胆固醇合成途径有关,因为胆固醇是真核细胞生长分裂过程中必不可少的物质。
在丹参素存在的情况下,肿瘤细胞可能因缺乏胆固醇来源而生长受抑制。
6抗炎与增强免疫作用
DingM等[21]研究了丹参提取液的药理作用及其对肿瘤因子诱导的血管内皮通透性升高的影响。
结果表明丹参素对肿瘤因子诱导的血管内皮通透性升高具有抑制作用,同时丹参素可以抑制血管内皮生长因子(VEGF)的表达。
研究表明丹参素降低细胞通透性升高是其抗炎机制之一。
许锋等[22]采用大鼠肝巨噬细胞(KC)分离与培养技术,动态观察丹参及其有效成分丹参素对内毒素(LPs)刺激下KC分泌白细胞介素1(IL_1)、白细胞介毒6(IL-6)和肿瘤坏死因子(TNF)的影响。
LPS具有明显的刺激KC活化作用,在一定LPS浓度范围内,KC分泌的细胞因子与LPS刺激浓度呈平行关系。
IL-6升高最早,活性最强。
丹参和丹参素对LPS刺激下KC分泌的多种细胞因子有明显的抑制作用,这种抑制作用呈剂量依赖性。
其抑制机制包括促进活化的KC分泌免疫抑制物质PGE2和抑制GMCSF的分泌。
7防治皮肤病的作用
姜会庆等[23]于培养的人皮肤成纤维细胞中加入丹参素,培养8h后,转录因子NF-KB结合活性几乎被完全抑制,NF-1结合活性降低了50%,琼脂糖凝胶电泳显示出清晰的梯状DNA片段,RT-PCR方法测定显示,I型前胶原a1和a2的mRNA水平分别降低了56%和59%。
提示丹参素抑制成纤维细胞核转录因子NF-B的活性并诱导其发生凋亡,抑制成纤维细胞核转录因子NF-1的活性而调控胶原的合成与分泌,这可能是其抑制增生性瘢痕的细胞分子生物学机制。
吴京海等[24]初步研究其对银屑病患者外周血单个核细胞(PBMC)黏附分子表达的影响。
结果表明,寻常型银屑病患者PBMC表面ICAM-1的表达明显升高,而经丹参素处理后,其表达有显著下降,说明丹参素具有抑制ICAM-1表达的作用。
丹参素与银屑病PBMC孵育后,其与人脐静脉内皮细胞(HUⅥ犯)的黏附减弱,这同样也提示丹参素可能通过抑制PBMC与血管内皮细胞的黏附而达到治疗银屑病的效果。
另外,在正常人中,丹参素对PBMC与内皮细胞的黏附及黏附分子的表达无显著影响。
丹参治疗银屑病的机制之一可能就是通过降低黏附分子的表达而实现的。
8对干/祖细胞的作用
内皮祖细胞(EPC)不仅参与出生后血管形成,还参与修复损伤血管内皮,在缺血性疾病中扮演着重要的角色。
肖刚峰等[25]观察丹参素对体外培养内皮祖细胞(EPC)数量和功能的影响。
以密度梯度离心法获取外周血单个核细胞,培养7d后,收集贴壁细胞并加入丹参素,5、10、20nag·L-1干预72h。
荧光显微镜和流式细胞仪鉴定EPC,分别观察EPC的数量、增殖、迁移及黏附能力。
结果与对照组相比,丹参素干预组可促进外周血EPC扩增,并显著改善外周血EPC的黏附、迁移和增殖能力。
研究表明丹参素可增加培养EPC的数量并改善其功能。
提示丹参对包括冠心病在内的缺血性疾病保护作用的部分机制可能是通过其水溶性成分作用增加外周血中EPC的数量并改善其功能,从而促进内皮修复血管新生[26]。
丹参素影响EPC数量和功能可能与减少EPC的凋亡,通过其他信号转导途径而调节EPC的分化和增殖有关。
柴俊德[27]采用分离培养造模方法,观察丹参素对氧化低密度脂蛋白(Ox-LDL)损伤外周血内皮祖细胞(EPCs)功能的影响,并探讨其可能的作用机制。
丹参素能够通过抗氧化损伤及抗炎症作用改善Ox-LDL损伤后内皮祖细胞的功能,提示丹参素在高胆固醇血症病人中有着广阔的应用前景。
9其它作用
丹参素可拮抗低氧性肺血管收缩作用,提示可为肺心病、成人呼吸窘迫综合症(ARDS)等危重疾病的治疗提供帮助[28]。
丹参素对微循环障碍具有明显改善作用,它可降低血浆乳酸含量,能改善细胞缺血缺氧所致的代谢障碍。
张广明等证明丹参素能有效的清除低氧引起的异常增加的氧自由基、提高机体组织的携氧能力、抑制高原缺氧所至的低氧性肺动脉收缩、保证心、脑等重要器官的氧供应。
总之丹参素能提高血液的携氧能力,延长机体耐受缺氧的能力,有效的减轻低氧所致的心脑肾肺等重要器官的损伤,为高原病的防治提供了依据。
结语
综上所述,丹参素为丹参的主要活性成分,在丹参的水溶性部分中含量较高,易于提纯,具有预防、治疗多种疾病的作用。
丹参素的药理作用研究为阐明丹参素的作用机制及丹参类药物的临床应用奠定了基础。
丹参素的药理作用有些已用于临床治疗,但尚有许多药理作用未被利用,希望能早日开发探索丹参素的多种药理作用,使之在临床治疗疾病方面得到充分利用,充分挖掘研究中药有效成分对疾病作用的机制,推动中医药现代化的发展。
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