石蒜碱及其药理活性的研究进展药学1002班 2302100219王晓晖摘要：石蒜碱(lycorine)是从我国广泛分布的多年生草本植物石蒜鳞茎中分离 出的一种化学单体，属于异喳咻类(isoquinoline)植物生物碱，具有很大的药用 价值，木文主要综述了石蒜碱的来源结构及其主要的药理学作用和机制关键词： 石蒜属植物石蒜碱药理活性肿瘤作用机制1石蒜碱石蒜碱是石蒜属植物石蒜中所含有的主要的生物碱，也是其药理活性的主要体现 者1. 1石蒜属植物的简介石蒜属(Lycoris)植物全世界有约20余种，主要分布在我国和日本，韩鲜半岛和 缅甸等中南亚国家有少数品种分布石蒜形态优美，花色鲜艳，是优秀的园艺植 物石蒜味辛，性平，有解毒、祛痰、利尿、催吐之功效，用于治疗咽喉肿痛、 痈肿疮毒、水肿、小便不利、咳嗽痰喘、食物中毒等病症，现代医学认为它对中 枢神经系统和心血管系统等有作用石蒜属植物活性成分主要是生物碱，其中医 药上最重要的生物碱有石蒜碱、加兰他敏和力可拉敏等L 2石蒜属植物的物种资源石蒜和忽地笑为石蒜科石蒜属植物，单子叶，多年生草本，球根石蒜属植物全 世界有约20余种，主要分布在我国和日本，韩鲜半岛和缅甸等中南亚国家有少 数品种分布。
我国的石蒜属植物种质资源最丰富，有15利主要分布在长江以南, 绝大多数野生种群(约75%)分布在华东地区，其中江苏种质资源最多，约13 种，浙江次之，约9种，其他省区2〜3种(安徽4种，贵州、陕西和湖南各3种，江 西、云南、四川、重庆、甘肃和广西等省区各2种)石蒜属植物垂直分布幅度最 大的是石蒜，其次是忽地笑，分布地最北端的是鹿葱，最南端的是忽地笑1. 3石蒜属植物的药用价值 石蒜不仅是优良的园艺植物，也是传统的药用植物石蒜鳞茎有毒性，味辛，性 平，有解毒、祛痰、利尿、催吐之功效，主要应用于治疗咽喉肿痛、痈肿疮毒、 水肿、小便不利、咳嗽痰喘、食物中毒等症［1L2石蒜碱的结构与性质2.1石蒜碱的结构［2］a—OHn图1 石蒜碱（IOHRj R3 R4p—OH —OCH2O—p—OH OCH3 OH）和伪石蒜碱（D ）的化学结构2.2石蒜碱的理化性质棱住状晶体熔点275-280C （分解）有右旋光性不溶于水，难溶于乙醇 和乙酰盐酸石蒜碱是针状晶体，熔点217C （分解）苦味酸石蒜碱是黄色针 状晶体，熔点202C （分解）石蒜碱熔点275〜280C（分解），比旋光度3】峻・129 （98%乙醇）；稍溶于乙醇、乙醍，不溶于水。
其盐酸盐为长针状结晶，熔点217C （分解），La］库+43若带一分子结晶水，熔点则为206Co3石蒜碱的药理活性3.1抑制乙酰胆碱酯酶作用乙酰胆碱是脑神经元中传递信息的一种神经递质，脑细胞有了这种神经递 质，感觉和记忆力才得以形成而乙酰胆碱酯酶是神经系统中水解乙酰胆碱的一 种主要酶类，其基本功能为催化水解神经递质乙酰胆碱现代研究表明，老年痴 呆症患者脑内乙酰胆碱大量减少，因此，抑制乙酰胆碱酯酶的活性是治疗本病的 一条要途径采用生物自显影的方法测定石蒜碱对乙酰胆碱酯酶(AChE)的抑制作 用，结果发现，石蒜碱对AChE具有较弱的抑制作用(IC50M50M),通过和具有相 同活性的石蒜碱类似物进行结构比较，推测石蒜碱及其衍生物的AChE抑制活性与 分子中的两个游离羟基有关Elgorashi E E等【3】也进行了类似的研究，他们 研究了23种石蒜科生物碱的AChE抑制活性，结果发现，石蒜碱的1位被乙酰氧基 取代后对AChE有显著的抑制活性(IC50二0. 96 M),其抑制作用是加兰他敏的两倍 以上，而1、2位都用乙酰氧基取代后，活性降低(IC50二211 M)【4】由此可见， 分子中的1位和2位的取代基团对活性的影响很大。
也有学者认为石蒜碱的c环芳 香化以后对AChE的抑制活性增强LeeSS等【5】在石蒜碱的基础上合成了一 些衍生物，通过测定这些衍生物的AChE抑制活性，并通过AutoDock 3. 05等分 子对接软件研究石蒜碱及其衍生物与AChE间的作用，总结了石蒜碱及其衍生物对 AChE抑制作用的构效关系：石蒜碱分子中D环的开环可以提高其AchE抑制活性， 而且使溶解性变大；分子中氮原子上的取代基对活性有显著影响，氮原子上甲基 或丁基取代后活性较强，比乙基、丙基等取代的活性强以上研究提示我们，通 过对石蒜碱及其衍生物构效关系的深入研究，有望发现比现有药物作用更强的乙 酰胆碱酯幅抑制药物体外实验表明，石蒜碱对人乳腺癌细胞、人结肠癌细胞、人离体鼻咽癌细胞 等有明显的抑制作用，其作用机制可能是抑制DNA和蛋白质的合成石蒜碱抑制肿 瘤细胞增殖的机制比较复杂，对不同的肿瘤细胞，其机制还有一些差别，通过对 其构效关系的研究，推测A、B、C三个环可能是其抗癌活性的必须结构3. 2. 1对多发性骨髓瘤的抑制Hl性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)是产生单克隆免疫球蛋白的浆细胞恶性增 生性血液肿瘤，占血液系统恶性肿瘤患者的10%,是一种难治性血液系统疾病， 易对标准化疗剂量耐药，随着世界人口的老龄化，发病率有上升趋势，危害性日 趋严重。
我们拟以人多发性骨髓瘤细胞系KM3为研究对象，观察石蒜碱治疗多发 骨髓瘤的体外效应和探讨其作用机制，期望为MM的治疗及抗肿瘤药物作用靶点提 供新的思路【6】 通过MTT比色，绘制生长曲线观察石蒜碱的抑瘤效应；显微镜直接观察，乳 酸脱氢酶（LDH）活性检测反映细胞膜完整性；DNA凝胶电泳分析，荧光染色观察细 胞形态研究石蒜碱诱导凋亡效应；流式细胞仪分析细胞周期时相变化和细胞凋亡 率；应用细胞免疫组化SABC技术和激光共聚焦显微镜观察细胞色素c从线粒体中 的释放；进行caspase-3、8、9比活性分析caspase的活化；运用Western Blot 检测Bel-2家族抗凋亡蛋白Bel — 2和促凋亡蛋白Bax以及细胞周期调节蛋白 CyclinDl及Cdk4在石蒜碱作用前后的表达改变【7】实验结果提示石蒜碱具有体外抑制KM3细胞增殖，诱导KM3细胞凋亡作用，可 能是一个潜在的治疗多发性骨髓瘤新药【8】石蒜碱通过激活线粒体通路和膜死 亡受体通路诱导KM3细胞凋亡，Bax / Bel—2是石蒜碱诱导肿瘤细胞凋亡的重要作 用靶点，并通过下调CyclinDl/Cdk4阻止肿瘤细胞增殖3. 2. 2对人白血病的抑制III石蒜碱在体内外可明显抑制人早幼粒细胞白血病HD60细胞增殖，并诱导HL-60 细胞和多发性骨髓瘤细胞凋亡［9. 10］化疗是白血病与其他肿瘤的主要治疗手段 之一，高效低毒化疗药物的研发长期以来是肿瘤研究中的热点，研究发现，石蒜 碱在微摩尔数量级对U937细胞有明显增殖抑制作用，其I如值同既往报道的抑制 HL-60细胞细胞增殖的浓度相近【11】。
Be 1-2家族主要包括抗凋亡蛋白如bcl-2、bcl-xL及促凋亡蛋白如bax、bid> bad等细胞凋亡的发生与抗凋亡蛋白下调、促凋亡蛋白升高及蛋白质线体转位 （如bax）有关既往报道石蒜碱诱导IIL-60细胞凋亡时下调Bel-2蛋白表达并上调 bax蛋白表达【12】研究发现，石蒜碱诱导U937细胞凋亡bcl-2蛋白表达无明显 变化，但Mel—I和bcl-XL蛋白表达均有下降，其中以Mel. 1蛋白减少最为明显； 石蒜碱对Mel-1蛋白的抑制作用先于PARP剪切（PARP剪切是化疗药物诱导细胞凋 亡发生的一个早期指标）【13】,而对bcl-XL蛋白的抑制作用则发生在PARP剪切后 提示血1一1蛋白可能真正介导了石蒜碱对U937细胞的凋亡诱导作用MclT基因 是在筛选TPA（佛波酯）诱导人髓样白血病细胞系ML—1分化的早期反应基因时发 现的，近来研究发现，Mcl-1基因在原发性或耐药白血病细胞中高表达另有体 外实验表明：Md-l过度表达可使细胞抵抗紫外（uv）及多种化疗药物诱导的细胞凋 亡L ［ 141；利用抑制Mel一I转录的小分子化合物或SiRNA、Antisense寡核昔酸 降低Mcl-1表达后，肿瘤细胞可被诱导凋亡。
因此，以抑缶ijMcl-I基因为靶点的 化疗药物已成为抗白血病治疗的研究热点【151 Mcl. 1$白半衰期较短，具有 翻译阻断作用的高三尖杉酯碱可明显抑制Mcl-I蛋白表达并诱导细胞凋亡有研 究表明，石蒜碱可能对细胞蛋白质合成有抑制作用，机理为在蛋白翻译水平上降 低Mcl —1表达后诱导细胞凋亡低浓度的石蒜碱在体外可•明显抑制Nel. 1蛋白表 这并诱导白血病细胞凋亡，石蒜碱可能对异常高表达Mcl—I蛋白的相关肿瘤有治 疗应用前景3. 2. 3对乳腺癌的抑制乳腺癌是严重危害女性健康的恶性疾病，早期乳腺癌患者的无病生存期和总 生存期已经有了明显的提高，经合理治疗，90%以上可获长期生存【16】系 统 的治疗对晚期转移性乳腺癌患者收效甚微，目前，化疗药物仍是治疗晚期转移性 乳腺癌的主要策略天然药物由于资源丰富，药理作用机制多样，成为发 现抗肿瘤新药的主要源泉,•石蒜碱是从我国广泛分布的多年生草本植物石蒜鳞 茎中分离出的一种化学单体，属于异喳哧类植物碱，它是石蒜科植物抗肿瘤 生物碱主要成分之一下面石蒜碱降低人乳腺癌细胞MCF-7存活率及其机制石蒜碱作为石蒜属植物的抗肿瘤有效成分之一，其药理作用已经有了一定的 研究。
研究表明，石蒜碱及其盐酸盐对大鼠W-256肉瘤细胞的生长有明显抑制作用【17】其在体内外可明显抑制人早幼粒细胞白血病HL-60细胞增殖， 并诱导HL与0细胞凋亡；在体内实验中，石蒜碱对白血病小鼠模型也有应好的治疗作用【18.19】而本研究表明，石蒜碱具有对人乳腺癌细胞MCF-7同样有 有效的抑制作用线粒体是细胞中进行生物氧化并产生能量的场所，它是细胞的能量转换器， 三肄酸循环、电子传递及氧化磷酸化均粒体进行，它对维系生命运动至关重 要由于线粒体膜上各种离子泵的作用，使线粒体膜内外维持着不同的离子浓度 梯度，造成了MMP在正常情况下，线粒体结构完整，线粒体膜内外维持较高的跨 膜电压当细胞发生凋亡，线粒体即发生崩解，MMP也随之消失MMP的崩解被许 多学者称之为细胞凋亡的特异性标志【20】，是细胞凋亡发生的先导多种毒素、 细胞氧化应激或缺血、缺氧等病理因素所致细胞凋亡，均首先发生MMP崩解通 过检测线粒体膜电压可以评价细胞凋亡程度o JC-1是一种碳氤化合物类荧光染 料，在细胞内以聚合物和单体两种不同形式存在在MMP较高时，JC一 1聚集 粒体的基质中，形成聚合物，可以产生橙红色荧光；在MMP较低时，JCT不能聚 集粒体的基质中，此时Jc. 1为单体，可以产生绿色荧光。
因为JC—1能较特 异地与线粒体内膜结合，只粒体膜崩解时才释放出来，因此检测结果可靠， 敏感性高，利用流式细胞仪检测经JC一 1染色的细胞可以准确了解细胞MNP情况 研究结果发现，石蒜碱可以有效抑制McF-7细胞增殖并造成其MMP下降，这提示， 石蒜碱可以通过损害癌细胞线粒体功能从而达到对乳腺癌的治疗效果【21】石蒜碱及其衍生物的抗肿瘤活性已经得到确证，而且对石蒜碱抗肿瘤作用机 制的研究也较为深入，但由于石蒜碱没有专利保护，开发成新药没有很大经济效 益，而且石蒜碱本身具有局部刺激性，因此有必要对其构效关系进行深入研究， 通过对取代基的改变甚至仔核结构的改变以发现活性更强的化合物近年来，计 算机辅助药物筛选技术在抗肿瘤药物筛选中已经有应用，我们可以探索应用此 技术进行此类化合物的快速筛选，已发现活性更强、靶点明确的抗肿瘤药物3. 3抗病毒作用机制的研究石蒜碱对多种RNA和DNA病毒具有抗病毒活性，Gabrielsen B等副研究发现 石蒜碱对日本脑炎病毒、黄热病病毒、登革热病毒等多种。