摘要吴茱萸碱为芸香科植物吴茱萸，石虎和疏毛吴茱萸中的主要活性物质，是一种天然吲哚类生物碱。近年来由于其广泛的药理活性而逐渐被人们关注。目前研究发现吴茱萸碱能够显著抑制多种癌细胞增殖，诱导细胞周期阻滞以及细胞迁移等细胞进程。此外，吴茱萸碱在心血管类疾病(高血脂症等)，手足癣等疾病中均具有显著药理活性。但目前研究发现吴茱萸碱具有潜在的毒性作用，如肝毒性，肾毒性以及心脏毒性等。然而吴茱萸碱的药理及毒理机制尚不明确，体内外毒性报道较少。因此该文对吴茱萸碱近年来的药理学和毒理学相关研究进行梳理和总结，为进一步深入研究吴茱萸碱提供研究思路及文献参考。
关键词吴茱萸碱;药理学;毒理学;TGF-β
吴茱萸为芸香科植物吴茱萸Evodiarutaecarpa(Juss.)Benth.、石虎E.rutaecarpa(Juss.)Benth.var.officinalis(Dode)Huang或疏毛吴茱萸E.rutaecarpa(Juss.)Benth.var.bodinieri(Dode)Huang的干燥成熟果实[1]，其主要产地为贵州、云南、浙江等地。吴茱萸具有止呕、抗溃疡、镇痛等作用，常用于治疗呕逆吞酸、厥阴头痛、五更泄泻等[2]。其主要活性生物碱为吴茱萸碱，属于天然吲哚类生物碱。目前研究报道其在抗肿瘤，抗炎等方面具有较强的药理活性。本文通过对近十年来吴茱萸碱相关文献进行梳理，对其药理及毒理研究进展进行综述。
1药理活性
1.1抗癌活性
近年来研究发现吴茱萸碱具有较强的抗癌活性，能够显著抑制多种癌细胞增殖。吴茱萸碱的细胞毒性作用主要与诱导癌细胞凋亡、抑制癌细胞增殖、影响癌细胞周期和迁移等途径有关。
1.1.1肺癌
肺癌是目前发病率和死亡率增长最为迅速的恶性肿瘤之一，通常发现较晚且预后情况较差，对生命健康具有重大威胁[3]。近年来研究发现吴茱萸碱能够通过多种途径诱导细胞凋亡发挥抗癌作用。HONGJY等研究显示吴茱萸碱能够诱导肺癌细胞系G2/M期细胞周期阻滞和凋亡，显著抑制细胞周期相关蛋白[4]。此外，吴茱萸碱显著降低procaspase-3蛋白表达，表明吴茱萸碱可能通过内源性凋亡途径诱导肺癌细胞凋亡[5]。但MOHANV研究发现吴茱萸碱诱导细胞色素C释放，激活caspase-3和caspase-9内源途径的级联反应，同时激活DR5(deathreceptor5)和Caspase8诱导的外源性细胞凋亡途径，表明吴茱萸碱可能通过内源性和外源性诱导2种途径共同诱导肺癌细胞凋亡[6]。
此外，吴茱萸碱可能通过激活DNMTs(DNAmethyltransferase)诱导的Notch3甲基化，增强吴茱萸碱的抗癌活性[7]。YANGX等发现随着吴茱萸碱浓度的增加，其与Notch3蛋白结合力未发生显著变化，而吴茱萸碱与PSEN2(Presenilin2)结合强度呈剂量递增[8]。进一步研究发现，吴茱萸碱抑制Notch3信号通路，可能通过γ-外泌体复合物阻止Notch3在细胞表面裂解，影响Notch3信号通路传导而抑制癌细胞增殖[9]。
吴茱萸碱对肺癌的作用与影响肺癌细胞的迁移有关。上皮-间质转化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT)是被认为是肿瘤转移的关键点[10]。目前研究发现吴茱萸碱在A549肺癌治疗模型中，能够显著降低细胞中EMT相关分子的蛋白水平(N-钙粘蛋白、波形蛋白和E-钙粘蛋白)，同时升高E-cadherin(上皮标志物)蛋白表达[11]。此外，在Lewis肺癌细胞(LLC)细胞模型中，吴茱萸碱在30μmol.L-1能够完全抑制HGF(hepatocytegrowthfactor)刺激的肺癌细胞侵袭和迁移，并在低浓度时呈浓度依赖性[12]。
吴茱萸碱能够通过特定靶点抑制肿瘤血管生成，例如抑制血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)，转化生长因子(transforminggrowthfactor,TGF)，表皮生长因子(epidermalgrowthfactor,EGF)等。SHYUKG等采用吴茱萸碱预处理人脐静脉内皮细胞，其形成能力显著降低。此外，吴茱萸碱可显著降低鸡胚绒膜尿囊膜的血管密度。进一步研究发现吴茱萸碱可能通过下调磷酸化ERK(extracellularregulatedproteinkinases)和VEGF的表达，进而调控毛细血管的形成[13]。
1.1.2肝癌
目前癌症患者死亡率中，肝癌患者死亡率位于第二[14]。肝癌的早期治疗以手术切除为主，但术后的复发或转移率较高，因此术后预后情况尤为重要。常用于治疗癌症的药物通常副作用较大且患者顺应性差，难以达到预期治疗效果。
中药中多种单体具有显著的抗肝癌细胞增殖活性，但具有特异性抗转移作用的单体却很少。LIUFF等建立基于核周室分析的肝癌细胞抗转移中药单体筛选系统，提示吴茱萸能够有效降低Huh7细胞转移[15]。研究亦显示吴茱萸碱能够显著抑制肝癌细胞增殖，阻滞细胞周期，显著诱导TNF-α(TumorNecrosisFactor-α)表达[16]。进一步研究发现，吴茱萸碱与小檗碱联合使用能够显著提升抗癌活性。CHAODC等研究认为左金丸及其主要生物碱(小檗碱和吴茱萸碱)以剂量依赖性的方式抑制TPA(Tetradecanoylphorbol-1,3-acetate)诱导的HepG2细胞AP-1(activatorprotein-1)和NF-κB(nuclearfactorkappa-B)活性。此外吴茱萸碱还能够降低SC79激活的p-Akt(phospho-proteinkinaseB)水平，降低肿瘤特异性生长因子(tumorsuppliedgroupoffactors,TSGF)和甲胎蛋白(alphafetoprotein,AFP)活性，导致caspase-3裂解和Bax/Bcl2升高，发挥抗肝癌作用[17]。近年来研究发现，缺氧能够促进肝癌细胞增殖、转移和抗辐射等能力，同时激活缺氧诱导因子1α(hypoxiainduciblefactor-1,HIF-1α)表达。吴茱萸碱与伏立诺他连用时通过下调HIF-1α协同抑制肝癌细胞在缺氧条件下增殖[18]。通过建立原位异种肝内移植免疫活性小鼠模型，首次表明左金丸及其所含主要生物碱(小檗碱和吴茱萸碱)能够显著抑制模型鼠癌细胞生长，通过基因芯片和基因网络分析进一步表明c-myc在吴茱萸碱抑制癌细胞中发挥至关重要的作用[19]。目前已有研究表明吴茱萸碱能够抑制NF-κB和MAPK活性，调控肝癌细胞增殖。核苷酸结合寡聚结构域1(nucleotide-bindingoligomerizationdomains-1,NOD1)属于NOD样受体家族，是一种模式识别受体，能够诱导NF-κB和MAPK(mitogen-activatedproteinkinase)依赖的转录途径。XING-XIANGUO等研究发现吴茱萸碱显著降低表达NOD1、p-P65、p-ERK、p-p28和p-JNK水平，表明吴茱萸碱可能通过抑制体内外NOD1信号通路进而诱导肝癌细胞凋亡[20]。此外，在体内、外实验中发现吴茱萸处理后的HepG2细胞抑制PRAME表达，其可能通过表观调控H3K27的三甲基化抑制PRAME表达达到抑制作用[21]。
1.1.3胃癌
胃癌是一种起源于胃肠粘膜的恶性癌症，由于胃癌早期较难发现，导致其死亡率较高。根据全球癌症数据统计，胃癌死亡人数占总癌症死亡人数的8%[22]。早期研究发现吴茱萸碱能够诱导平滑肌酶表达上调，水解鞘磷脂为神经酰胺，认为是吴茱萸碱诱导胃癌细胞凋亡的主要机制[23]。通过建立SGC-7901细胞同步化模型，发现吴茱萸碱可逆并稳定的诱导有丝分裂阻滞，表明吴茱萸碱诱导的胃癌细胞凋亡与有丝分裂停止以及随后的有丝分裂滑脱有关[24]。此外，LI-YANG等研究发现吴茱萸碱处理后，SGC07901细胞中caspase3/8/9和Bax表达均有显著升高，Bcl2表达显著降低，抑制SGC7901细胞G2/M期细胞周期，诱导细胞凋亡，从而抑制SGC-7901细胞的增殖[25]。
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吴茱萸碱在单独使用时虽然具有显著的抗癌活性，但是同时会导致胃癌细胞中IL-8炎症因子表达升高，可能促进胃癌细胞转移。HAI-LIANSHI等将小檗碱与吴茱萸碱连用，发现吴茱萸碱通过ERK1/2、SAPK/JNK、JAK2和AP-1途径刺激IL-8的分泌可被小檗碱拮抗[26]。但HONG-LILI等建立的体内胃癌模型研究发现单用小檗碱与吴茱萸碱和小檗碱联合使用对胃癌组织影响无显著性差异，两者合用对于治疗胃癌无明显的协同作用[27]。此外，LIUX等建立SGC-7901和人外周血单核细胞模型，分别使用吴茱萸碱或吴茱萸碱联合z-VAD-fmk干预模型后发现，两种方案均能显著抑制mTOR、4E-BP1和p70S6K基因表达[28]，此外，研究发现吴茱萸碱与多种癌症治疗方案合用后的抑制效率更高[29]，为临床联用吴茱萸治疗胃癌提供新方案[30]。
1.1.4大肠癌
大肠癌主要分为结肠癌和直肠癌，是全球范围内高发的恶性肿瘤，其发病率和死亡率一直处于恶性肿瘤前列。大肠癌的发病主要与高脂肪低纤维饮食习惯有关，发病早期患者无显著症状，随着病程发展患者会出现腹痛、便血等症状[31]。
OGASAWARAM等对75种天然化合物对大肠癌细胞迁移和增殖的影响进行研究，其中吴茱萸碱、黄连碱、罂粟碱、厚朴酚、山柰酚这5种化合物显著影响肿瘤细胞的增殖和迁移，而吴茱萸碱对细胞的迁移能力影响最为明显，其M/P值(migration/proliferation)最低，进一步研究吴茱萸碱对细胞迁移能力和抑制作用的评估中发现，10mg.mL-1吴茱萸碱能抑制70%癌细胞运动活性，30mg.mL-1以上时会显著降低细胞活性[32]，其可能通过调控Notch和WNT信号通路发挥抗癌活性[33]。肿瘤转移和炎性浸润是大肠癌发病的主要特征。吴茱萸碱能显著降低细胞上清液中自分泌因子(AMF)蛋白水平，并抑制PGI降低癌细胞迁移，并通过抑制JAK2/STAT3途径，调节p53信号通路的活性，下调MMP3(recombinantmatrixmetalloproteinase3)的表达，诱导细胞凋亡[34]。ZHOUP等建立结直肠癌体内、外癌症模型，研究发现吴茱萸碱对HT-116和HT-29细胞迁移侵袭具有显著抑制作用，同时抑制Sirt1(sirtuin1)介导的NF-κB途径，抑制CRC细胞迁移与侵袭[35]。此外，吴茱萸碱对结肠癌的抑制作用可能是通过抑制细胞中IGF-1的表达，降低PI3K/Akt信号转导，进而下调HIF-1α表达[36]。BMP9(bonemorphogeneticprotein9)能够显著增强吴茱萸碱对HIF-1α诱导作用，同时增强p53磷酸化，进一步的研究表明吴茱萸碱的抗癌活性与上调HIF-1α激活p53有关[37]。在SW480结肠癌模型中发现，吴茱萸碱能够抑制Bcl2，诱导caspase-3、Bax、LC3Ⅱ和Beclin1表达，诱导细胞自噬和细胞凋亡协同作用细胞死亡[38]。此外，HUANGC等采用TGF-β1诱导的体外肿瘤模型研究发现，小檗碱和吴茱萸碱治疗能够显著调控DNMTs和靶向microRNAs表达升高[39]。
1.1.5其他癌症
除了上述涉及癌症外，吴茱萸碱在多种癌症中均有显著的药理活性，如：循环系统(白血病[40]);内分泌系统(胰腺癌[41]、甲状腺癌[42]，前列腺癌[43]、肾癌[44]、);泌尿系统(尿路上皮细胞癌[45]、膀胱癌[46]);生殖系统(卵巢癌[47]、宫颈癌[48]、乳腺癌[49]);呼吸系统(口腔癌[50]、鼻咽癌[51]、舌癌[52]);运动系统(骨肉瘤[53]);神经系统(黑色素瘤[54]、胶质母细胞瘤[55]);消化系统(胆管癌[56])等。吴茱萸碱抗癌活性同时涉及多条通路，如：吴茱萸碱抑制IL-6诱导的STAT3信号激活，上调SHP-2表达水平，发挥抑制胆管癌肿瘤增殖的作用[56];在多种癌症模型中，吴茱萸碱处理后凋亡小体显著增加，同时G0/G1期细胞阻滞，caspase相关蛋白表达异常[57]。
1.2抗炎活性
吴茱萸是较早用于抗炎的中药之一，其主要成分吴茱萸碱具有潜在的抗炎活性。炎症是一种机体受到损伤刺激、感染以及组织应激和功能障碍时触发的适应性反应，并通过一系列复杂调节网络共同调控[58]。
目前研究发现吴茱萸碱在LPS(lipopolysaccharide)诱导的细胞炎症中具有重要作用。LPS诱导的巨噬细胞模型中，吴茱萸碱呈剂量依赖增强NLRP3炎症小体活化，诱导IL-1β和caspase-1裂解增加，并通过诱导α-微管蛋白乙酰化增强炎症小体活性，降低机体炎症反应[59]。此外，YANSHI等发现吴茱萸碱可显著抑制LPS诱导的P65-NF-κB表达升高和活性氧生成[60]。吴茱萸碱对缺氧诱导的炎症反应也有显著作用。体内研究发现吴茱萸碱在缺氧模型中抑制HIF-1α进而抑制COX2(cyclooxygenase-2)和iNOS(induciblenitricoxidesynthase)表达，同时抑制前列腺素E2的释放[61]。在体内研究中发现吴茱萸通过调节NLRP3和NF-κB炎症小体显著改善机体炎症反应[62]。
此外，过敏性疾病通常伴随着炎症反应，如嗜碱性粒细胞和肥大细胞显著增加，前列腺素、组胺和白三烯等细胞炎症因子增多。WANGY等采用HUVECs构建炎性损伤细胞模型，研究发现不同浓度吴茱萸碱预处理能够显著提升细胞存活率，促进NO分泌，同时呈浓度依赖性抑制TLR4、p65和NF-κB表达[63]。SHIN等人建立过敏小鼠模型评估吴茱萸碱抗炎及抗过敏活性，研究发现吴茱萸碱能够显著降低小鼠体内TNF-α和IL-4等细胞炎症因子表达，基于研究发现吴茱萸碱可能调节肥大细胞和嗜碱性粒细胞中过敏反应相关的细胞因子合成，进而改善IgE(ImmunoglobulinE)诱发的过敏性疾病[64]。
1.3心血管活性
高脂血症是由血浆中胆固醇和甘油三酯异常所导致，能够诱发冠心病和动脉粥样硬化等一系列疾病。ZHOUX等研究发现吴茱萸碱能够显著调整机体对胆固醇吸收，在与小檗碱合用时高血脂大鼠的血清胆固醇(serumtotalcholesterol,TC)，甘油三酸酯(triglyceride,TG)，低密度脂蛋白胆固醇(lowdensitylipoprotein,LDL-C)和肝TC含量降低，此外两种生物碱合用时能够显著促进对HFD(high-fatdiet)诱导的大鼠血清胆固醇的降脂作用[65]。胆固醇升高也是诱导动脉粥样硬化的原因之一。目前研究发现辣椒素受体(TRPV1)激活对心血管保护具有重要作用[66]，CHIOUWF等研究发现吴茱萸碱能够激活TRPV1表达，同时活化一氧化氮合酶舒张血管[67]。WEIJ等以此为基础进一步构建动脉粥样硬化小鼠和基因敲除小鼠模型，发现吴茱萸碱可能通过介导TRPV1受体，降低血清胆固醇减轻高血脂症，改善肥胖和动脉粥样硬化症[68]。此外，吴茱萸碱能显著改善肥胖。YKobayashi等认为吴茱萸碱与辣椒素类似，能够通过引起过量产热和热量损失消耗热量，从而降低内脏脂肪堆积降低体重[69]。JIANGDF等认为吴茱萸碱通过调控PPAR-g表达，降低脂肪组织中胆固醇调节元件结合蛋白(sterolregulatoryelementblindingprotein,SREBP-1c)和脂肪酸合酶mRNA表达同时增加脂肪敏感性脂肪酶表达，导致机体降低热量和体重[70]。进一步通过向列蛋白组织技术(NPOT)研究发现吴茱萸碱能够与ATP结合盒转运蛋白A1(ABCA1)结合，促进胆固醇外排[71]。
此外，脂质代谢紊乱也是糖尿病的主要病因之一。组成型雄甾烷受体(constitutiveandrostanereceptor,CAR)在药物代谢和排毒中起着重要作用，其对脂肪生成和糖异生具有显著抑制作用[72]。LUSHANYU等研究认为吴茱萸碱能够激活CRA介导的FoxO1和肝细胞核因子4α(roleofhepatocytenuclearfactor4α,HNF4α)募集到磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvatecarboxykinase,PEPCK)和葡萄糖6磷酸酶(glucose-6-phosphatase,G6Pase)上基因启动子抑制糖异生活性，表明吴茱萸碱具有潜在降血糖和抗糖尿病活性[73]。
目前研究已发现吴茱萸碱具有舒张血管的作用，并对多种心血管疾病具有较好的治疗效果。β1-AR受体拮抗剂主要用于缺血性心脏病和慢性心力衰竭[74]。XUEH等通过筛选发现吴茱萸碱是一种潜在的β1-AR拮抗剂，体内实验表明吴茱萸碱可通过调控β1-AR减轻心肌缺血损伤[75]。此外，吴茱萸碱还参与调控降钙素相关基因有关肽(calcitoningenerelatedpeptide,CGRP)。RANGWQ等使用特定抗原攻击预敏豚鼠模型，发现吴茱萸碱显著降低心脏过敏引起的心脏血流量降低等症状，进一步实验表明吴茱萸碱通过调控CGRP释放产生心脏过敏损伤保护作用[76]和保护大鼠心肌缺血损伤[77]。此外，吴茱萸碱可显著阻止心脏成纤维细胞和HUVEC细胞中Smad2，Smad3，ERK1/2和Akt的激活以及Smad4的核易位，预防心脏纤维化[78]。
1.4神经系统活性
近年来随着人口老龄化加快，阿尔兹海默症等神经退行性疾病发病率显著升高。目前研究发现吴茱萸碱具有显著的神经系统活性，逆转咖啡因诱导小鼠下丘脑中γ-氨基丁酸A受体亚基(γaminobutyricacid,GABA)的表达，降低睡眠中断程度，在临床治疗神经系统相关疾病中可能发挥至关重要的作用[79]。ZHANGYN等发现吴茱萸碱能被动扩散通过单细胞血脑屏障模型，同时吴茱萸碱对MPP+或H2O2损伤的PC12细胞具有浓度依赖性神经保护作用，表明吴茱萸碱可作为神经保护的潜在药物[80]。目前研究认为阿尔兹海默症与脑内淀粉样蛋白异常表达有关。ZHANGYF等发现吴茱萸碱能够显著降低脑内淀粉样蛋白沉积，升高血清乙酰胆碱和胆碱乙酰转移酶水平，降低血清、下丘脑和脑中乙酰胆碱酯酶水平[81]。在体内实验中吴茱萸碱能够改善认知功能障碍小鼠的认知能力，并显著提高海马中谷胱甘肽活性并降低超氧化物歧化酶活性，增加AKT/GSK-3β信号通路的活性，并抑制核因子-κB的活性。此外，吴茱萸碱显着抑制海马中的神经胶质细胞活化和神经炎症(TNF-α，IL1β和IL-6水平)[82]。吴茱萸碱的抗炎活性被认为能够有效治疗神经痛。WUPP等研究发现吴茱萸碱可以预防紫杉醇诱导的DRG细胞线粒体膜电位以及PGC-1α(peroxlsomeproliferator-activatedreceptorγcoactlvator-1α)，UCP2((uncouplingprotein2)和SOD2(superoxidedismutase-2)表达的丧失，并通过抑制神经炎症改善抗癌药物导致的神经疼痛[83]。
1.5其他活性
除上述研究的吴茱萸碱药理活性外，吴茱萸碱还有多种药理活性在不断被发现，如：抗菌活性，主要是通过诱导α-微管蛋白乙酰化增强NLRP3介导的IL-1β产生和嗜中性白细胞募集，这是抵抗宿主病原体感染关键机制[59];YINH等建立地塞米松诱导的斑马鱼骨质疏松症模型，发现吴茱萸碱恢复了斑马鱼的MMP3-OPN-MAPK途径，显著升高钙磷含量，增加骨骼形成，具有显著抗骨质疏松活性[84]。——论文作者：杨春启1,2，连闻雨2,3，王宇光2*，高月2*
