猪毛蒿化学成分及羟甲香豆素药理作用研究进展

胡 悦，孙敬蒙，张炜煜*

1长春中医药大学药学院，长春 130117；2吉林大学第一医院，长春 130021

猪毛蒿(ArtemisiascopariaWaldst.et Kit.)为菊科多年生草本植物，在《神农本草经》和《本草纲目》中均有记载。味辛、苦，性微寒，归脾、胃、肝胆经。其功能广泛，具有清热利湿、利胆护肝之功效[1]，可食用亦可药用。药用可治疗湿热黄疸、湿疮瘙痒、传染性黄疸型肝炎等疾病，具有较大的医药价值。

2006年，Dou等[2]从猪毛蒿茎叶中提取得到具有高效杀虫活性的物质，鉴定为羟甲香豆素，又名4-甲基伞形酮(4-methylumbelliferone，4-MU)，具有利胆，杀虫等药理活性，临床中现主要用于胆结石等胆道疾病。随着现代药理研究的不断深入，发现4-MU具有抗肿瘤，抗炎，抑制表皮增生等新的药理活性。因此，本文对猪毛蒿的化学成分及活性成分羟甲香豆素的药理作用进行归纳总结，以期为猪毛蒿及其活性成分4-MU的研究和应用提供一定参考。

1 化学成分

猪毛蒿中含有多种化学成分，可分为香豆素类、挥发油类、黄酮类、有机酸和脂肪酸类等。

1.1 香豆素类

猪毛蒿含有丰富的香豆素类化合物，其表现出来的利胆活性与其所含香豆素密切相关，其中羟甲香豆素是最具代表性的化合物，具有多种药理作用，已作为治疗胆道疾病药物已批准上市。猪毛蒿中的香豆素类成分见表1和图1。

表1 猪毛蒿中的香豆素类成分Table 1 Coumarins in A.scoparia

图1 猪毛蒿中的香豆类成分结构Fig.1 Structures of coumarins identified from A.scoparia

1.2 挥发油类

猪毛蒿香气浓烈，含有多种挥发油成分，其化合物组成主要为单萜烯、倍半萜烯、炔基化合物和其他含挥发成分化合物(见表2、图2)。

续表2(Continued Tab.2)

图2 猪毛蒿中的挥发油类成分结构Fig.2 Structures of volatile oils identified from A.scoparia

1.3 黄酮类

黄酮类化合物广泛存在于植物和浆果中，可有效清除体内的氧自由基，可作为抗氧化剂。研究发现，猪毛蒿中含有黄酮类化合物，其具体化合物结构和名称见表3和图3。

图3 猪毛蒿中黄酮类成分结构 Fig.3 Structures of flavonoids identified from A.scoparia

表3 猪毛蒿中的黄酮类成分Table 3 Flavonoids in A.scoparia

1.4 有机酸和脂肪酸类

猪毛蒿中还含有一些有机酸、脂肪酸等化合物。这些物质的存在极大的提高了猪毛蒿的药用价值,其具体化合物结构和名称见表4和图4。

图4 猪毛蒿中有机酸和脂肪酸类成分结构 Fig.4 Structures of organic acids and fatty acids identified from A.scoparia

表4 猪毛蒿中有机酸和脂肪酸类成分Table 4 Organic acids and fatty acids in A.scoparia

2 羟甲香豆素药理作用及作用机制

现代研究表明，4-MU具有利胆、抗肿瘤、抗炎等药理作用，本文对4-MU的药理作用及作用机制进行综述(见图5)。

图5 羟甲香豆素的药理作用Fig.5 Pharmacological effects of hymecromone

2.1 利胆、解痉和镇痛作用

4-MU为香豆素衍生物，可加强胆囊收缩，促进胆汁分泌，具有明显的利胆作用[28]，作为新型利胆药已批准上市。其利胆机制可能是4-MU在肝脏二次代谢为羟甲香豆素葡糖苷酸(4-MUG)，4-MUG可作为有机阴离子随Na+、K+分泌到胆道系统，在胆道内形成较高的药物浓度，以促进胆汁的分泌，胆汁分泌量与 4-MU及4-MUG呈剂量依赖性[29]。

Moradi等[30]发现4-MU对乙酰胆碱和氯化钡所引起的十二指肠收缩现象具有较强的解痉功效。Liu等[31]将羟甲香豆素片用于胆道系统感染患者165例，临床总有效率达到92.7%，显效率为48.5%，4-MU有解除胆道口括约肌痉挛，对胆总管结石有一定排石效果。

研究发现，4-MU还具有一定的镇痛作用，且效果强于阿托品[32]。Abate等[33]采用规格为300 mg的4-MU片治疗由胆管运动障碍引起的胆源性消化不良症，结果显示，88.5%的患者服用后认为具有较强的镇痛作用。

2.2 抗肿瘤作用

2.2.1 诱导肿瘤细胞凋亡

研究发现，4-MU抑制肿瘤细胞的增殖与诱导癌细胞凋亡有关。细胞凋亡是为适应更好的生存环境，细胞由基因控制而发生的主动的且有序的死亡。Theodoros等[34]研究发现4-MU通过促使人乳腺癌ERα+MCF-7细胞凋亡而发挥抗癌作用，其作用机制可能为，4-MU通过影响PARP-1/p53信号通路以诱导癌细胞凋亡。另有研究证明4-MU通过增加凋亡蛋白Bcl-2相关X蛋白(Bax)和相关蛋白分子的表达可诱导犬乳腺肿瘤CF33细胞凋亡，抑制细胞增殖[35]。Caecilia等[36]研究发现，4-MU可通过影响凋亡相关蛋白的表达等机制诱导肝癌细胞凋亡，抑制癌细胞增殖。研究者发现4-MU可下调HBV-TG小鼠体内成纤维细胞特异性蛋白1(Fsp1)的表达，降低HA的含量。在体外实验中通过qRT-PCR和Western blot证实了4-MU通过介导p53上调凋亡调节因子Puma和Bax，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2的表达诱导肝癌Huh7细胞凋亡。Qin等[37]发现4-MU通过抑制透明质酸的合成，抑制沉默信号调节因子1(SIRT1)的表达，刺激下游信号因子p53和caspase-3的表达，触发少突胶质瘤细胞的凋亡机制。Ban等[38]研究发现4-MU增加p53 mRNA表达，激活Bax的表达并抑制Bcl-2表达，改变线粒体膜通透性，导致细胞色素c释放，诱导人慢性粒细胞白血病K562细胞发生caspase依赖的细胞凋亡。综合以上可知，4-MU在诱导癌细胞凋亡过程中抑癌基因p53起着关键性的作用，p53介导的细胞信号转导途径在调节细胞正常生命活动中起重要作用。

2.2.2 抗血管生成

血管生成对肿瘤的发展至关重要，被认为是癌症的标志之一。4-MU可以通过下调血管相关因子抑制肿瘤血管新生，Piccioni等[39]通过免疫组化法检测了经不同浓度4-MU处理的体外培养的人肝癌Kupffer和Hepa 129细胞株，结果显示，细胞内的VEGF-mRNA表达水平显著下降，提示这可能是4-MU抑制肿瘤新生血管形成的机制之一。García等[40]使用4-MU对体外培养的人脐静脉内皮细胞RF24和微血管内皮细胞HMEC进行干预，MTT法检测显示两种细胞株存活率明显降低。研究发现4-MU改变了基质金属蛋白酶2(MMP-2)的表达，影响了细胞周期分布，但4-MU如何影响内皮细胞的一系列行为仍待进一步研究。

2.2.3 抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭

肿瘤细胞的侵袭转移是一个多基因参与、多因素影响的复杂过程。研究证实透明质酸(HA)可促进癌细胞的迁移和侵袭[41]。在体外培养的人皮肤成纤维细胞及以往研究中，已经发现了4-MU可以抑制HA的合成，可作为HA合成抑制剂[42]。4-MU可通过调节HA和HA受体CD44的相互作用，从而触发一系列的信号传导，影响细胞侵袭和转移能力。Theodoros等[34]研究发现4-MU可通过抑制HA/CD44相互作用抑制乳腺癌MDA-MB-231细胞向癌细胞周围组织侵袭和迁移能力。其作用机制为，4-MU抑制透明质酸合成酶2(HAS2mRNA)活性，增加透明质酸降解酶(HYAL-1、HYAL-2)的表达，降低MMP-2含量和CD44的表达，从而抑制HA在细胞外基质和胞内的合成和沉积及细胞迁移能力。Hayato等[43]也证明，4-MU通过抑制了HA/CD44的相互作用，降低HA的积累，有效治疗胰腺癌。证明HA/CD44相互作用是肿瘤侵袭和转移中的关键性标志。4-MU也可通过中性鞘磷脂酶2/神经酰胺调控来抑制HA合成以减少癌细胞迁移能力[44]。研究人员将含有大量HA的少突胶质瘤G26-24细胞经4-MU处理后，发现4-MU激活中性鞘磷脂酶2表达，提高神经酰胺的表达，进而激活神经酰胺介导的蛋白磷酸酶2(PP2A)，降低蛋白激酶B(Akt)磷酸化、HAS2mRNA活性，从而抑制HA生成，减少G26-24的迁移和侵袭力。4-MU还可通过抑制肿瘤-间质信号通路，降低胰腺导管腺癌细胞细胞的HA生成和细胞迁移[45]。4-MU还具有抑制恶性周围神经鞘肿瘤[46]，黑色素瘤[47]，直肠癌[48]，胰腺癌[49]，胶质瘤[50]等细胞的迁移和侵袭等能力。

2.3 抗炎作用

脂多糖(Lipopolysaccharid，LPS)可诱导细胞产生各种炎症因子，释放活性氧，造成炎症。文献报道，4-MU可治疗由LPS诱导的肺炎。McKallip等[51]研究发现4-MU可通过抑制炎症因子 IL-1β，IL-6，IFNγ和TNF-α的增加，减少HAS2mRNA的表达以降低肺通透性，从而减轻由LPS诱导的肺炎。此前研究发现4-MU可治疗由葡萄球菌肠毒素B诱导的肺部炎症[52]。Li等[53]用外源性LPS刺激角膜成纤维细胞建立体外角膜基质细胞炎症损伤模型发现，4-MU可能通过抑制由LPS刺激而导致Toll样受体4(TLR4)的活化，从而减少炎性细胞因子IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α的释放以及具有致炎作用的内源性HA的合成来减轻炎症反应。

2.4 抗肝纤维化作用

4-MU对早期肝纤维化有抑制作用。Irina等[54]利用NGS转录组、Q-PCR和免疫组化分析等技术发现4-MU可减少HA沉积以减轻纤维形成。其作用机制可能为4-MU阻断CCl4激活的转化生长因子-β(TGF-β)和Wnt/β-catenin信号通路以抑制卵泡抑素样蛋白1(FSTL1)的表达，以减轻CCl4诱导的肝纤维化。据文献报道，IL-6是肝癌细胞发展的关键细胞因子[55]，其含量增高可诱发肝纤维化，Piccioni等[56]研究发现4-MU可通过下调IL-6水平以减轻肝纤维化。

2.5 其他作用

羟甲香豆素药理活性非常广泛，也可用于白血病治疗、子宫内膜异位症以及抑制表皮细胞过度增殖等疾病。

Ban等[57]研究发现4-MU可诱导人慢性粒细胞白血病K562细胞凋亡。4-MU通过增加p53mRNA表达，激活促凋亡因子Bax的表达并抑制抗凋亡因子Bcl-2表达，从而降低线粒体膜电位，导致细胞色素c释放，发挥细胞凋亡作用。4-MU具有治疗人慢性粒细胞白血病的能力。

Rilla等[58]发现4-MU通过下调含有表皮细胞生长因子(EGF)的表皮角质形成细胞中HA积累，抑制大鼠表皮角化细胞迁移，有效防止表皮过度增殖。EGF是表皮HA合成的特异性上调因子，可刺激角质形成细胞增殖并增加HA含量，影响表皮生长速率[59]。其作用机制尚不明确。因此，4-MU可作为一种潜在的用于治疗过度的表皮活化的药物。

据报道，4-MU对于治疗子宫内膜异位症的治疗可能有极大潜力，HA及其受体是子宫内膜异位症的关键分子。McLaughlin等[60]研究发现4-MU可通过阻断HA/CD44之间的相互作用并抑制下游信号传导，降低子宫内膜上皮细胞和间质细胞的CD44、HAS2mRNA和HAS3mRNA表达，从而降低子宫内膜细胞对腹膜间皮细胞的黏附、迁移和侵袭。

4-MU还具有软骨保护作用[61]，以及治疗Graves眼眶病[62]等疾病的作用。

3 展望

现如今，随着医学科学研究的发展和化学研究的深入，传统中药被发现具有许多新的药理活性。猪毛蒿作为我国使用历史悠久的传统中草药，具有丰富的临床应用基础及利胆，解痉等广泛药理作用。本文是通过阅读关于猪毛蒿的化学成分及活性成分4-MU的药理方面的国内外文献，对猪毛蒿化学成分及4-MU药理活性进行了综述，发现猪毛蒿含有香豆素类、挥发油类、黄酮类、有机酸和脂肪酸类。猪毛蒿含有多种有效成分且活性成分4-MU的作用机制在体内外上均得到研究，这为4-MU的临床应用提供了理论依据，也为猪毛蒿的进一步研究与发展应用奠定基础。但综述过程中发现仍有以下不足之处，到目前为止国内外对猪毛蒿的成分分析中还有很多成分需要进一步研究。对于4-MU研究仍然停留在实验室基础研究阶段，涉及初步药效学、药动学特性和安全性等成药性评价方面的研究报道较少。应对其进行进一步研究。