苏木SappanLignum又名苏枋、赤木、红柴等,是豆科植物苏木CaesalpiniasappanL.的干燥心材,主产于我国四川、广西、云南、广东等地,药用历史悠久,《中国药典》2020年版收录其干燥心材为入药部分,具有行血逐瘀、消肿止痛的功效,临床常用于治疗跌打损伤、血滞经闭、瘀血肿痛、产后瘀阻腹痛等[1]。目前,已从苏木提取物中分离鉴定出多种生物活性物质,其中巴西苏木素(brazilin,BZ)作为含量最为丰富的高异黄酮类化合物,被认为是苏木的主要活性成分[2]。既往研究表明BZ具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抑菌、舒张血管、抗动脉粥样硬化和降血糖等多种药理活性,且BZ是一种天然红色染料,在日用化工、医药和卫生等领域有着广阔的应用前景[3-4]。
近年来诸多学者对BZ进行了深入研究,发现其在免疫调节、抗病毒、抗抑郁、抗惊厥、抗骨关节病和神经保护等方面也表现出较好的生物活性,可作为一种潜在的候选药物用于多种疾病的预防和治疗[5]。基于此,本文系统归纳和总结近年来BZ的药理作用及机制,以期为BZ的研究开发和临床应用提供参考和依据。
1抗炎作用炎症是机体的一种防御机制,异常的炎症反应与许多重要疾病有关,因此炎症的调节在临床上具有重要意义。BZ具有良好的抗炎活性,可通过促进血红素氧合酶-1(HO-1)的表达,抑制核因子-κB(NF-κB)和激活蛋白-1(AP-1)的活化,来抑制脂多糖诱导的巨噬细胞中前列腺素E2、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、诱导一氧化氮合酶(iNOS)和NO的表达[6-8]。
Nirmal等[9]以牛血清白蛋白为底物评估了BZ的抗炎活性,发现低浓度(0.1μg/mL)BZ可通过抑制高达46.8%的蛋白质变性表现出抗炎活性。Mueller等[10]对苏木乙醇提取物中的BZ及其他4种活性成分的抗炎作用进行分析,发现BZ在巨噬细胞和SW1353软骨细胞中的抗炎作用最强,可降低促炎因子IL-6和TNF-α的表达和分泌。此外,在金黄色葡萄球菌诱导的乳腺炎小鼠模型中,BZ可通过降低Toll样受体2(TLR2)的表达,抑制NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的激活,进而减少炎症介质的产生,改善乳腺炎小鼠的炎症损伤[11]。
另有报道显示BZ能提高自噬流量的水平,通过诱导促存活自噬来抑制类风湿性关节炎成纤维细胞样滑膜细胞中NF-κB的活化和炎症反应[12]。银屑病是一种慢性炎症性皮肤病,Choi等[13]采用TNF-α诱导的人角质形成HaCaT细胞作为银屑病皮炎的体外模型,发现BZ可减轻TNF-α诱导的皮肤屏障损伤,抑制细胞中促炎细胞因子和趋化因子的mRNA表达,并显著降低NF-κB、蛋白激酶B(Akt)、MAPKs[细胞外信号调节激酶(ERK)、氨基末端激酶(JNK)、p38]和信号转导和转录激活因子3(STAT3)的磷酸化,为开发治疗银屑病的创新药物提供了新视角。
2抗氧化作用BZ的主要活性之一是其抗氧化作用。Chen等[14]采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)法测定了BZ的抗氧化活性,结果显示BZ对DPPH自由基有较强的清除能力,其半数抑制浓度(IC50)为0.067μg/mL,远高于维生素C,具有良好的抗氧化活性。Zhang等[15]采用DPPH、2,2′-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐[2,2′-azobis(2-methylpropionamidine)dihydrochloride,AAPH]、NaClO和类芬顿反应法评估了BZ对人血清白蛋白(HSA)氧化降解的保护作用,结果显示BZ能减轻HAS的氧化损伤并具有与HAS的结合能力,可能通过抑制自由基生成和调节细胞内氧化还原平衡来发挥其保护作用。
此外,BZ能通过增加人表皮角质形成细胞中谷胱甘肽过氧化物酶7(glutathioneperoxidase7,GPX7)的表达,抑制活性氧(ROS)和H2O2的产生,减轻长波紫外线所致的皮肤氧化损伤[16]。而在人真皮成纤维细胞中,BZ可提高超氧化物歧化酶(SOD)活性,抑制基质金属蛋白酶1(MMP1)、MMP3、I型及III型胶原蛋白的表达,并降低ROS的产生,从而延缓中波紫外线诱导的皮肤衰老[17]。
另外,BZ对氧化应激诱导的视网膜损伤具有较好的治疗作用,可显著减轻N-亚视黄基-N-视黄基-乙醇胺光氧化,降低细胞内ROS水平,抑制H2O2诱导的视网膜神经节细胞死亡[18]。Lee等[19]则在秀丽隐杆线虫模型中发现BZ可通过提高SOD的活性,降低细胞内ROS的积累,增加应激抵抗蛋白SOD-3和热休克蛋白16.2的表达来延长秀丽隐杆线虫在正常和应激条件下的寿命,这提示BZ具有显著的抗氧化活性。除此之外,BZ还可通过激活磷脂酰肌醇-3-羟激酶(PI3K)/Akt和ERK途径,上调HO-1的表达,抑制叔丁基过氧化氢诱导的耳蜗毛细胞株HEI-OC1死亡来减轻氧化应激损伤[20]。
3抗菌作用现代研究表明,BZ对金黄色葡萄球菌、屎肠球菌、肺炎克雷伯菌、枯草芽胞杆菌和牙龈卟啉单胞菌等多种细菌具有抑制作用[21]。Nirmal等[9]采用微量肉汤稀释法评价了BZ的抗菌活性,发现BZ对革兰阳性菌的抗菌活性高于革兰阴性菌,其最低抑菌浓度和最低杀菌浓度分别为31.3~250.0、62.5~250.0μg/mL。
Pattananandecha等[22]发现BZ在24h内对大肠杆菌、肠炎沙门氏菌和副溶血性弧菌等食源性致病菌的抑制率均为100%,表明BZ具有作为天然防腐剂的潜力。García-Heredia等[23]则在针对肠聚集性和肠出血性大肠杆菌的研究中发现,BZ能抑制大肠杆菌的生长和生物膜的形成,改变其群集运动及毒力基因志贺毒素2(Stx2)、集聚黏附菌毛调节基因(aggR)、肠定植因子基因(Pic)、RNA聚合酶σ因子S(rpoS)的表达。实验发现,BZ具有抗变形链球菌感染的作用,除了能够抑制生物膜的形成,还能清除已形成的生物膜[24]。
此外,BZ与万古霉素表现出协同作用,可通过调控胞间黏附素基因A(icaA)、icaR和附属基因调节因子A(agrA)基因的表达来抑制金黄色葡萄球菌中细胞间多糖黏附素的合成,进而破坏生物膜的形成[25]。另外,BZ与氨基糖苷类抗生素联用时,在体外显示出对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)杀菌作用显示出协同作用,这可能有利于MRSA感染的联合治疗[26]。
4抗肿瘤作用4.1抑制肿瘤细胞增殖细胞的无限增殖是肿瘤细胞的一个重要特征,多项研究表明BZ可通过抑制细胞增殖发挥抗肿瘤作用。1项体外抗增殖实验显示,BZ能显著抑制子宫颈鳞状细胞癌SiHa细胞、乳腺癌MDA-MB-231细胞、非小细胞肺癌A549和NCI-H1299细胞的增殖活性,其IC50分别为44.3、48.7、45.4和48.7μmol/L[27]。在人肝癌MHCC97H细胞中,BZ可导致细胞周期阻滞并抑制细胞增殖,该效应与增加抑癌基因p16的表达,下调细胞周期蛋白依赖性激酶4(CDK4)、CDK6的表达密切相关[28]。
Chatterjee等[29]通过研究BZ对乳腺癌MCF-7细胞增殖的影响,发现BZ可通过激活p53和p38MAPK信号通路,抑制DNA甲基转移酶1(DNMT1)的表达,上调细胞周期抑制剂p21的水平,进而抑制MCF-7细胞的增殖。此外,Zhang等[30]在膀胱癌T24细胞中发现BZ可显著抑制T24细胞的增殖,其作用机制可能与特异性上调细胞癌基因Fos蛋白(c-Fos)的表达水平有关;利用转染和转录组学进一步发现,c-Fos和生长阻滞与DNA损伤诱导基因45β(GADD45β)是BZ抑制T24细胞增殖的潜在靶标分子,BZ可通过c-Fos和GADD45β所介导的不同信号通路抑制T24细胞增殖[31]。
4.2诱导肿瘤细胞凋亡细胞凋亡是一种有组织的、由基因控制的细胞死亡过程,诱导肿瘤细胞凋亡被认为是肿瘤治疗的重要策略。研究证实,BZ可呈剂量相关的方式抑制人胶质母细胞瘤U87细胞的增殖,使细胞周期阻滞于G1期,并通过上调剪切型聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶(cleaved-PARP)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)、Caspase-7表达激活Caspase依赖性途径诱导U87细胞凋亡[32]。
Kim等[33]发现BZ可通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC)的活性,降低细胞周期调节蛋白如CyclinD1、CyclinB1和CyclinE的表达,上调Caspase-3的表达并调节多发性骨髓瘤U266细胞中B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)家族的蛋白水平,从而诱导G2/M期细胞周期停滞和凋亡。自整合障碍因子(BAF)的磷酸化会导致严重的细胞周期缺陷,BZ可通过与BAF直接结合抑制牛痘相关激酶1(VRK1)介导的BAF磷酸化,继而在细胞末期阻断核膜重组,导致细胞周期停滞在G2/M期,并最终诱导A549细胞凋亡[34]。
Handayani等[35]发现BZ与顺铂联合使用对人结肠癌WiDr细胞具有协同增敏作用,可阻断细胞周期进程,诱导细胞凋亡,显著抑制WiDr细胞的生长。在皮肤鳞状细胞癌SCC12细胞中,穆震等[36]发现BZ对SCC12细胞具有良好的杀伤作用,可通过提高细胞内ROS水平,激活JNK信号通路来诱导SCC12细胞发生线粒体依赖性凋亡。此外,Suyatmi等[37]研究发现BZ能通过上调p53、Caspase-3和Caspase-9的表达来诱导A549细胞凋亡。人表皮生长因子受体2(HER2)是肿瘤治疗的重要蛋白靶点之一,在许多人类癌症中过表达。Jenie等[38]发现BZ可增强阿霉素对HER2过表达乳腺癌MCF-7/HER2细胞的毒性并诱导凋亡,其作用机制与下调Bcl-2表达,阻滞细胞周期于G2/M期有关。
4.3抑制肿瘤细胞迁移和侵袭肿瘤细胞的迁移和侵袭是恶性肿瘤的主要特征之一,也是导致超90%癌症患者死亡的最重要原因。Yang等[39]用不同质量浓度(10、15µg/mL)BZ处理乳腺癌4T1和MDA-MB-231细胞24h后,通过细胞划痕实验和Transwell实验评估细胞的迁移和侵袭,结果显示BZ能显著抑制4T1和MDA-MB-231细胞的生长、迁移和侵袭。上皮-间质转化(EMT)是驱动肿瘤转移的重要因素。研究发现,BZ可通过激活Wnt/β-环连蛋白(Wnt/β-catenin)信号通路,抑制N-钙黏蛋白和波形蛋白的表达,促进E-钙黏蛋白的表达,从而阻断EMT进程,抑制人卵巢癌SKOV3细胞的迁移和侵袭[40]。此外,Jenie等[38]证实BZ与阿霉素联用可显著抑制MCF-7/HER2细胞的迁移和侵袭能力,其协同机制与下调HER2、p120、MMP2和MMP9的表达有关。
4.4诱导肿瘤细胞自噬自噬是介导细胞物质降解和回收的重要途径,在许多人类癌症中发挥着重要作用,具有抑制肿瘤发生和促进肿瘤发展的双重作用。在骨肉瘤MG-63细胞中,BZ可通过扰乱细胞内的Ca2+稳态,激活调控叉头框家族蛋白O3A(FoxO3A)依赖性自噬通路,进而促进自噬相关基因(ATGs)、UNC-51样激酶1(ULK1)、自噬关键调控蛋白复合物Beclin1和微管结合蛋白1轻链3II(LC3II)的表达,诱导细胞发生自噬性死亡[41]。
此外,贾亚萌等[42]发现BZ能够诱导舌癌Tca8113细胞发生自噬,其机制涉及腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/mTOR信号通路和上调微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)表达及促进p62的降解。在头颈部鳞状细胞癌Cal27细胞中,BZ可通过阻断ROS-NF-κBp65依赖性自噬途径,抑制LC3II和自噬关键调控蛋白复合物Beclin1的表达来诱导Cal27细胞凋亡[43]。
综上可知,BZ在抗乳腺癌、膀胱癌、皮肤癌以及头颈部鳞癌方面效果显著,可通过抑制肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭,诱导肿瘤细胞凋亡,调控细胞自噬等多种机制发挥抗肿瘤作用,是肿瘤治疗的重要候选药物,具体机制见图1。
5心血管保护作用5.1抑制细胞增殖和迁移血管平滑肌细胞(VSMC)的异常增殖和迁移是动脉粥样硬化和再狭窄等血管疾病的重要发病机制[44]。Guo等[45]发现BZ可剂量相关性地抑制血小板衍生生长因子(PDGF)-BB诱导的VSMC的增殖和迁移,其机制可能与阻断PDGF-Rβ-ERK1/2和Akt信号通路,抑制血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)和MMP-9表达以及诱导G0/G1细胞周期停滞有关,表明BZ可作为一种抗增殖剂用于血管疾病的治疗。
5.2减轻心肌损伤Qi等[46]通过建立大鼠心肌缺血再灌注损伤(MIRI)模型和缺氧/复氧H9c2细胞模型,发现BZ可增强SOD和谷胱甘肽过氧化物酶的活性,减少丙二醛和ROS的产生,上调蛋白激酶C(PKC)、核因子E2相关因子2(Nrf2)、HO-1和醌氧化还原酶-1的表达。然而,当使用PKC抑制剂后可阻断BZ对Nrf2的激活作用,这表明BZ可通过PKC途径激活Nrf2/HO-1通路发挥抗氧化作用,进而减轻MIRI。
5.3舒张血管BZ具有诱导血管舒张的作用,可促进离体大鼠主动脉和人脐静脉内皮细胞中NO的产生,提高内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的活性,增加可溶性环磷酸鸟苷(cGMP)的含量,机制与诱导细胞外Ca2+内流,进而激活Ca2+/钙调蛋白依赖的NO合成有关[47]。Yan等[48]发现BZ可通过降低去甲肾上腺素诱导的ERK1/2和肌球蛋白轻链的磷酸化水平,以内皮依赖性和非依赖性途径诱导大鼠主动脉环舒张,同时,BZ可通过阻断电压依赖性和受体操纵性Ca2+通道来减弱血管收缩,从而起到预防或治疗高血压的作用。此外,BZ对苯肾上腺素诱导的大鼠肠系膜动脉收缩也具有明显的舒张作用,可通过释放内皮衍生舒张因子NO和前列腺素来维持和调节血管张力[49]。
5.4抑制血小板聚集血小板聚集在某些情况下可导致病理性血栓形成,进而引发心血管疾病等严重并发症。BZ可抑制由凝血酶、胶原蛋白和二磷酸腺苷(ADP)诱导的血小板聚集,机制与抑制磷脂酶A2活性及Ca2+浓度的增加有关[50]。Ji等[51]通过评估BZ的体外抗血小板聚集活性,发现BZ可通过抑制蛋白酶活化受体4(PAR4)的表达来抑制血小板聚集。
综上可知,BZ主要通过抗凝、舒张血管、抑制血管平滑肌细胞增殖和迁移等途径减轻心血管损伤,在防治心血管疾病方面具有良好的临床应用前景和研究价值,具体机制见图2。
6神经保护作用6.1抑制β-淀粉样蛋白(Aβ)产生阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease,AD)是一种以进行性记忆丧失和认知功能障碍为特征的神经退行性疾病,其典型病理改变为β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)斑块和神经原纤维缠结在新皮层和海马体中的沉积[52]。有研究表明,BZ对Aβ25-35诱导的人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞具有保护作用,可降低细胞中蛋白质二硫键异构酶(PDI)的表达,减少氧化应激和细胞凋亡[53]。
Du等[54]采用对接模拟系统对天然化合物库进行了虚拟筛选,发现BZ具有抑制Aβ42原纤维生成和成熟原纤维重塑的双重功能,可保护SH-SY5Y细胞免受Aβ42诱导的细胞毒性。Guo等[55]发现BZ能以生理相关的亲和力[Kd=(46.0±6.8)μmol/L)]与Zn2+结合,并有效螯合Aβ42-Zn2+复合物中的Zn2+,从而抑制Zn2+介导的Aβ42聚集,并减轻Aβ42对SH-SY5Y细胞的毒性。此外,Man等[56]应用原子模拟来定量研究配体干扰Aβ寡聚体形成的能力,发现BZ具有作为Aβ寡聚体拮抗剂的潜力,其机制与BZ阻断β-折叠以及对Aβ16-22肽具有高亲和力有关。
6.2抑制α-突触核蛋白(α-syn)的形成、传播和扩增帕金森病是仅次于AD的第2大神经退行性疾病,其中α-syn的异常聚集是其主要病理特征之一[57]。Liu等[58]评估了BZ对α-syn原纤维生成的抑制作用及其对PC12神经细胞的保护作用,发现BZ可通过直接与α-syn五聚体相互作用来抑制α-syn原纤维的形成,破坏成熟α-syn原纤维的重塑,以剂量相关性的方式减弱α-syn聚集体诱导的细胞毒性。研究表明病理性α-syn在细胞间的传播及扩增是影响帕金森发病和进展的关键过程,BZ不仅可以通过特异性结合α-syn单体的紧密构象来保持α-syn的天然未折叠状态,而且还可通过诱导大原纤维簇的形成来降低原代神经元中预形成的组装体的毒性,消除帕金森病患者脑组织中α-syn组装体的传播和扩增[59]。
6.3减轻缺血性脑损伤研究显示小分子BZ对缺血性脑损伤具有显著的神经保护作用。Guo等[60]利用HuProt™人蛋白质组芯片发现脱氧羟腐胺羟化酶(DOHH)是BZ的直接作用靶标,BZ可通过激活DOHH/真核翻译起始因子5A(eIF5A)信号通路,上调线粒体膜电位的水平,增加微管相关蛋白2(MAP2)、细胞色素C氧化酶IV(COXIV)、磷酸酶与张力蛋白同源物诱导激酶1(PINK1)、ATG3和LCB3II的表达,进而促进线粒体自噬,在体内外发挥对脑缺血神经的保护作用。
综上可知,BZ可通过抑制Aβ和α-syn原纤维的形成减轻神经功能损伤,通过促进线粒体自噬缓解脑缺血损伤等,具体机制见图3。
7降血糖作用糖尿病是一种慢性代谢性疾病,以血糖水平的升高为特征,常伴随多种并发症的发生。Guo等[61]发现BZ能有效抑制人胰岛淀粉样多肽(hIAPP)的纤维形成,分解成熟的原纤维,并减轻其对大鼠胰岛素瘤INS-1细胞的毒性,这表明BZ可通过干预hIAPP的聚集和毒性来保护胰岛细胞,具有潜在的治疗2型糖尿病的作用。糖异生是机体维持正常血糖水平的重要途径,BZ可减少肝细胞内环磷酸腺苷(cAMP)的产生并抑制其下游信号转导拮抗胰高血糖素诱导的糖异生,亦可通过提高果糖-6-磷酸、己糖-6-磷酸、果糖-2,6-二磷酸的水平,增加6-磷酸果糖激酶-2和丙酮酸激酶的活性等抑制糖异生,促进糖酵解[62-63]。
葡萄糖转运体4(GLUT4)的转运受阻是导致机体发生胰岛素抵抗的主要因素之一,BZ可通过激活PI3K信号通路上调GLUT4的表达,诱导细胞内池GLUT4向脂肪细胞质膜易位,从而改善大鼠附睾脂肪细胞的胰岛素抵抗,达到降糖效果[64]。此外,BZ还能改善糖尿病肾病(diabeticnephropathy,DN)模型小鼠的血糖水平和肾功能,对DN小鼠具有保护作用,该机制可能与抑制NF-κB的活化和细胞外基质的积聚有关[65]。
8骨保护作用BZ能阻断NF-κB受体活化因子配体诱导的细胞的破骨细胞分化,降低酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)、MMP-9、活化T细胞核因子1(NFATc1)的表达,下调环氧合酶-2(COX-2)、iNOS、TNF-α和IL-6的水平,抑制ERK的活化,同时可减少体内脂多糖诱导的骨丢失,对骨质疏松具有一定的治疗作用[66]。
Jung等[67]发现BZ可显著抑制炎性细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表达,降低II型胶原诱导的关节炎小鼠的足肿胀程度和关节炎指数,从而预防关节破坏及表面侵蚀,促进骨形成,这表明BZ具有潜在的抗类风湿性关节炎的作用。此外,研究证实BZ还可有效阻断人骨关节炎软骨细胞的分解代谢过程,这主要与减少IL-1β和TNF-α刺激的软骨外植体中糖胺聚糖的流失,抑制NF-κB途径中的NF-κB1/p50有关[68]。
9其他药理作用及体内药动学研究9.1其他药理作用BZ还具有抗病毒、免疫调节以及减轻肾损伤等其他药理作用。研究显示BZ对严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)主蛋白酶(SARS-CoV-23CLpro)具有良好的抑制作用,其半数最大效应浓度(EC50)为(5.24±0.21)μmol/L,是一种有效的SARS-CoV-23CLpro共价抑制剂[69]。Jia等[70]发现BZ能通过抑制NF-κB的激活,下调TNF-α和IL-1β的表达来减轻缺血再灌注诱导的肾损伤,抑制炎症反应和细胞凋亡。抑郁症是21世纪最严重的精神障碍之一,Wang等[71]通过新奇抑制摄食实验、旷场实验、蔗糖偏爱实验3种行为学实验验证了BZ对抑郁小鼠抑郁和焦虑样行为具有显著改善。
此外,在卵清蛋白诱导的哮喘模型小鼠中,BZ可降低小鼠支气管肺泡灌洗液中IL-4、IL-5、IL-13、嗜酸性粒细胞趋化因子-1(Eotaxin-1)、TNF-α水平以及GATA结合蛋白-3(GATA-3)、肌腱膜纤维肉瘤原癌基因转录因子(c-Maf)、MMP2、MMP9的表达,提示BZ可通过抑制辅助性T细胞2(Th2)细胞的活化来减轻哮喘小鼠的气道炎症、气道高反应性和气道重塑,具有作为开发为治疗过敏性哮喘药物的潜力[72]。BZ的药理作用见图4。
9.2体内药动学研究目前,研究者多采用HPLC、UPLC-MS/MS和LC-MS/MS法进行BZ的药动学研究。周贤珍[73]应用UPLC-MS/MS开展BZ在大鼠体内的药动学研究,发现BZ的绝对生物利用度仅为19.4%,其在大鼠体内的血浆浓度-时间曲线符合非隔室模型,推测有部分药物可能因首过效应的影响而不被吸收,从而导致BZ的生物利用度偏低。Deng等[74]发现大鼠单次poBZ100mg/kg后,其血浆浓度迅速增加,最高达(3437.50±1109.40)ng/mL,可快速被吸收入血,但其消除半衰期相对较短(4.54±1.89)h,血药浓度呈进行性下降。
Jia等[75]采用HPLC法在大鼠体内探索静脉给予BZ后的药动学特征,结果发现在静脉给药情况下主要参数峰浓度(Cmax)、药时曲线下面积(AUC0~24)和AUC0-∞均随BZ25、50和100mg/kg剂量的增加而增加,说明注射用BZ在大鼠体内呈线性动力学特征。另外,Jia等[76]开发了一种简单灵敏的LC-MS/MS法来测定大鼠生物样品中的BZ水平,结果发现单次ivBZ50mg/kg后,其主要分布于肝、肺、肾等脏器,且肾组织中的AUC0~24最高,但24h内BZ在尿液和粪便中的总回收率较低,分别约为0.19%、0.32%,这可能与肝脏的首过效应有关。
10结语与展望BZ作为一种具有多种药理学特性的多面体分子,目前已被证实在抗菌、抗病毒、抗肿瘤、降血糖、抗炎、抗氧化、心脏保护、神经保护以及骨保护等方面作用显著,具有预防或治疗不同疾病的巨大潜力。研究表明,BZ具有广谱抗肿瘤作用,对肺癌、膀胱癌、乳腺癌、皮肤癌、肝癌等多种癌症均具有较好的治疗作用,可通过调节Caspase-3、Nrf2/HO-1、Bcl-2、MAPK、Wnt/β-catenin、CyclinD1、MMP9等相关靶点或通路,发挥促进细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭等活性。
此外,BZ对心血管具有保护作用,主要通过舒张血管、抑制炎症反应、抗血小板聚集、抑制血管平滑肌增殖和迁移等实现。对于中枢神经系统,BZ能通过抑制Aβ和α-syn原纤维的形成、促进线粒体自噬以及抑制氧化应激和凋亡等发挥神经保护作用。因此,BZ有望作为一种新型治疗剂或辅助药物应用于各种慢性退行性疾病和癌症。BZ的药理作用及机制见表1。
然而,基于BZ的药理研究仍需进一步深入:
(1)BZ在神经保护作用的研究方面较为单一,其机制多集中在抑制Aβ和α-syn的产生,因此未来可以开展基于调控氧化应激、炎症反应、自噬、凋亡、线粒体功能及神经血管稳态等方向的实验研究,以深入揭示其发挥作用的靶点和分子机制。
(2)BZ具有广谱抗肿瘤活性且能增强癌细胞的化疗敏感性[33,35],因此今后可联合常规化疗药物开发用于治疗耐药瘤株的新型化疗辅助剂或佐剂。
(3)BZ虽长期以来被用作食品、织物和化妆品中的着色剂,但BZ在神经毒性、心脏毒性和生殖毒性等方面尚缺乏系统全面的毒理学或安全性评估数据,未来还需进行深入的临床前和临床毒理学研究,明确可能存在的毒性剂量关系,为后续相关研究提供参考。
(4)BZ因水溶性较差、肝脏清除率较高以及绝对生物利用度偏低等问题[73,76],限制了其作为药物制剂最大限度的在机体内发挥治疗潜力,后期可以通过结构修饰或者利用微球、纳米技术等载体系统改善其药动学参数,延长BZ在体内的停留时间,减少药物代谢和清除率,以提高生物利用度,如Li等[77]采用纳米自组装技术构建了巴西苏木素-铈纳米颗粒(BX-CeNPs),发现BX-CeNPs可通过靶向降低NF-kB抑制蛋白磷酸激酶β(IKKβ)蛋白磷酸化水平,在体内外实现炎症表型转换进而减轻心血管炎症损伤,这为炎症相关疾病的治疗提供了创新的干预策略。
(5)目前BZ的药理研究多停留在基础研究阶段,缺乏与人体推荐剂量相关的临床证据,BZ在体内如何发挥作用的相关机制尚未可知。因此,在今后的研究中还需进行相关的临床药物实验和随机临床试验,以验证其有效性和安全性。
总之,随着对巴西苏木素研究的不断深入和全面探索,将更全面地了解其潜在治疗效果和机制,为其在临床应用中发挥更大作用提供更坚实的科学依据。