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穗花杉雙黃為淡黃色結晶,分子量為分子式為。難溶于水,易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙醋、氯仿等有機溶劑。在紫外光下有焚光。
目前國內外對穗花杉雙黃的抗炎、抗氧化、抗病毒、抗胖瘤、降血糖和擴張血管等多種生物活性均有研究。據(jù)報道,穗花杉雙黃酮是一種環(huán)氧化酶和黃標呤氧化酶抑制刻,黃噪呤氧化酶的半數(shù)抑制濃度(IC50)32.0mg/L;同時,它也是一種碟酸醋酶抑制劑,半數(shù)抑制濃度IC50是29μmol/L它對呼吸道合胞體病毒的IC50是5.5μmol/L。
其體外對柯薩奇病毒和泡滲病毒型具有良好抑制效果。它還可以在mRNA水平上抑制COX-2的表達,降低PEG2的含量,從而達到抗胖瘤的目的。它有很強抑制蛋白酪氣酸填酸酶IB的活性,從而治療Ⅱ型糖尿病與肥胖癥,而且能拮抗去氧腎上腺素引起的動脈收縮,具有擴張業(yè)管的作用。
研究顯示,AF 能夠通過抑制眾多炎性因子發(fā)揮抗炎作用,這有助于新型抗炎藥物的研發(fā)。核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)是參與哺乳動物體內固有免疫反應和慢性炎癥反應最主要的轉錄因子之一。NF-κB 參與調控包括 TNF-α、白介素(IL)-1β、IL-2、IL-6、iNOS、COX-2、趨化因子、黏附分子和集落刺激因子等在內的多種分子的免疫反應和炎癥反應,活化的 NF-κB 上調這些因子而引發(fā)炎癥反應。
研究顯示,AF 濃度依賴性抑制脂多糖(lipopolysac-charide,LPS)所致鼠性 RAW 264. 7 細胞誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的表達,從而抑制一氧化氮生成 。其機制是 AF通過阻止Ⅰ-κB 的磷酸化和蛋白酶水解實現(xiàn)對NF-κB 活化的抑制作用,這可能是 AF 發(fā)揮抗炎作用的基礎。
另外,在炎癥的發(fā)展過程中,前列腺素 E2(pros-taglandin E2,PGE 2 )是介導疼痛、炎癥和腫脹的重要介質。炎癥發(fā)生時,花生四烯酸在環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)的作用下衍生為 PGE 2 。眾多研究表明,AF 在動物實驗中能夠顯著下調COX-2 蛋白表達水平,抑制 PGE 2 的合成。
AF 對甲型流感病毒、乙型流感病毒、單純皰疹病毒的增殖均具有顯著的抑制作用,還可以通過對脂肪酸合酶的抑制減少柯薩基 B3 病毒的復制。而且 AF 還能夠在較低濃度范圍內有效抑制白色念珠菌、啤酒酵母菌和白吉利毛孢子菌 。
Hwang 等證實 AF 在線粒體介導的細胞凋亡進程中發(fā)揮重要作用。AF 能夠通過誘導線粒體功能障礙和羥基自由基來調節(jié)細胞凋亡,雙黃酮處理后的白色念珠菌普遍被標記為程序性死亡的細胞,破壞線粒體的完整性并誘導細胞,最終觸發(fā)程序性細胞死亡。
此外,AF 對誘發(fā)宮頸癌的人乳頭瘤病毒也有顯著抑制作用,AF 可以增強細胞周期素依賴性蛋白激酶抑制劑和抑癌基因 p53 的活性,通過下調細胞周期素等途徑,激活細胞凋亡蛋白酶 caspase-3 和caspase-9,從而抑制人乳頭瘤蛋白 E7 的表達,將細胞周期阻滯在 G 1 期,通過線粒體固有途徑誘導細胞凋亡,提示 AF 有可能開發(fā)為抗宮頸癌的藥物。
AF 是組織蛋白酶 B 抑制劑,組織蛋白酶 B 是木瓜蛋白酶類半胱氨酸蛋白酶家族的重要成員,它在惡性腫瘤的侵襲轉移過程中起到重要作用。在 B16F-10 黑色素細胞瘤誘導的實驗性肺轉移小鼠中,AF 表現(xiàn)出很好的抑癌和抗轉移能力。AF 治療能夠顯著降低肺膠原蛋白羥脯氨酸、氨基己糖、糖醛酸、血清唾液酸和 γ-谷氨酰轉肽酶的生化水平,上調肺組織抑制劑金屬蛋白酶-1 和金屬蛋白酶-2 的表達,從而降低腫瘤結節(jié)的形成和肺腫瘤后肺纖維化的發(fā)生率。
同時,血清中的各種促炎細胞因子和生長因子,如 IL-1β,IL-2,TNF-αF 和 GM-CS 的含量也發(fā)生相應變化,使得 NK 細胞抗體依賴性細胞的細胞毒性增強,腫瘤的淋巴循環(huán)免疫機制得以加強,減弱它們對腫瘤細胞正增長的刺激,抑制了腫瘤發(fā)生和轉移。此外,新生毛細血管形成是腫瘤生長和轉移的關鍵,而 VEGFs(血管內皮生長因子家族)及相關受體(VEGFR)在病理性血管形成過程中發(fā)揮著核心作用。
AF 可以與 VEGFs 結合形成復合體,抑制VEGFR 1 和 VEGFR 2 的磷酸化,從而抑制 VEGFA 或胎盤生長因子-1(PLGF 1 )介導的內皮細胞遷移和毛細血管樣通道形成,減少腫瘤細胞的血流和營養(yǎng)供給,抑制瘤細胞的生長和轉移。脂肪酸合成酶在乳腺癌中高度表達,為腫瘤生長和增殖提供營養(yǎng),人類表皮生長因子受體 2(hu-man epidermalgrowth factor receptor-2,HER2)基因過度表達可導致細胞過度增殖和表型惡性轉化。
研究發(fā)現(xiàn) HER2 基因在 30% 的乳腺癌患者中過度表達,這類患者腫瘤惡性程度高、復發(fā)和轉移發(fā)生早、預后差,對某些化療藥物有抵抗。Lee 等發(fā)現(xiàn) AF可通過 HER2 通路抑制脂肪酸合成酶的活性,降低人乳腺癌細胞中乙酰輔酶 A 與脂肪的結合,減少脂肪酸合成,降低腫瘤細胞活性,誘導細胞死亡,進而提高 HER2 陽性乳腺癌對藥物預防和化療敏感性,達到抑制腫瘤生長的效果。
AF 作為一種抗氧化劑能夠有效地淬滅 1 O 2 (單線態(tài)氧);保護 1 O 2 或芬頓反應(Fenton reaction)引起的質粒 DNA 單鏈斷裂;抑制磷脂脂質體中因芬頓反應或紫外線輻射引起的脂質過氧化。AF 能夠抑制紫外線(ultraviolet radiation b,UV-B)誘導正常人成纖維細胞中基質金屬蛋白酶-1(matrix metalloproteinase-1,MMP-1)的表達。
MMP-1 是基質金屬蛋白酶家族(matrix metalloproteinases,MMPs)的重要成員,它廣泛存在于細胞外基質中,并且能夠啟動幾乎所有細胞外基質成分的降解,最主要的后果是造成皮膚皺紋,加速皮膚老化。自然環(huán)境中的紫外線輻射能夠激活絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)通路中的ERK 信號轉導通路,再通過激活活化蛋白 1 誘導MMP-1 活性增加,最后導致細胞外基質降解。
研究表明,AF 能夠通過抑制細胞內的細胞信號轉導ERK 途徑,阻止 MMP-1 在正常人成纖維細胞中的表達。因此,AF 有可能開發(fā)成為一種良好的預防和治療皮膚光老化藥物。自由基反應在機體新陳代謝中處于動態(tài)平衡,當軀體受到損害時,自由基的生成與清除失去平衡,產生氧化應激損傷。過量的自由基可導致宿主細胞損傷,從而導致疾病的發(fā)生和發(fā)展。在一項自由基清除和人中性粒細胞彈性蛋白酶(human neutrophilelastase,HNE) 抑制實驗中,AF 表現(xiàn)出較強的DPPH,ABTS 自由基清除活性和 HNE 抑制能力,提示其清除自由基的特性有助于天然抗氧化劑的研發(fā)。
阿爾茨海默病 阿爾茨海默病是中樞神經(jīng)系統(tǒng)慢性退行性疾病,Aβ(β-淀粉樣蛋白)是腦內老年斑的主要成分,BACE-1(β 分泌酶)作用于 APP(β-淀粉樣蛋白前體)從而產生 Aβ,Aβ 聚合形成可溶性的低聚物或不溶性的原纖維是誘發(fā)阿爾茨海默病發(fā)生發(fā)展的關鍵步驟。研究發(fā)現(xiàn)AF 能顯著抑制 BACE-1 活性,有效抑制 Aβ 毒性和原纖維的形成,同時對活性氧、活性氮、Aβ 及 DNA 損傷誘導的神經(jīng)毒性具有保護作用。
缺氧缺血性腦損傷和神經(jīng)炎癥 在產后 7 d大鼠單側頸動脈結扎和缺氧誘導缺氧缺血性腦損傷模型及體外細胞培養(yǎng)的研究顯示,AF 通過干擾多種細胞和分子途徑保護大腦免受缺氧缺血損傷導致的神經(jīng)細胞凋亡和壞死,而且發(fā)病后的治療時間窗長達 6 h 之久。
其已明確的機制為:AF 能夠干擾caspase 活化來阻斷細胞凋亡;阻斷非 caspase 依賴的興奮毒性和細胞壞死;顯著降低 LPS 誘導的 NO的產生、iNOS 和 COX-2 的表達,從而減少損傷后小膠質細胞的炎癥活動。另外一項研究顯示,AF能夠顯著提高實驗小鼠的痛覺閾值,抑制 LPS 誘導的 NO、活性氧(reactive oxygen species,ROS)、羥自由基的釋放和 TNF-α 的表達,上調還原型谷胱甘肽水平,減少氧化應激刺激引起的神經(jīng)炎癥。
抗抑郁和抗焦慮 最新研究證實,AF 在小鼠動物模型中表現(xiàn)出顯著的抗抑郁和抗焦慮作用,其作用強度均高于傳統(tǒng)藥物丙咪嗪和地西泮,且藥物安全譜寬,沒有不良影響。其抗焦慮作用與 GABA 能系統(tǒng)有關,而其抗抑郁作用依賴于5-羥色胺與去甲腎上腺素能的相互作用。
這些為 AF 能否成為一種新型的神經(jīng)精神類藥物提供了強有力的依據(jù)。綜上,AF 能夠抵抗 BACE-1 損傷誘導的神經(jīng)毒性,抑制 NO,ROS、羥自由基的釋放和 TNF-α 的表達從而阻止神經(jīng)炎癥,并且能通過干預 GABA 能和去甲腎上腺素能系統(tǒng)產生抗抑郁和抗焦慮作用,這些證據(jù)提示,AF 能夠通過多種方式發(fā)揮神經(jīng)保護作用。
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