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当归四逆汤物质基础研究进展

  2024-01-22    17  上传者:管理员

摘要:当归四逆汤是治疗血虚寒厥证的代表方剂,具有温经散寒、养血通脉等功效。现代研究发现,其具有抗凝及抗血栓形成、改善末梢及全身血液循环、抗炎镇痛、解痉、提高神经传导速度等药理活性。在对当归四逆汤化学成分、药理作用综述的基础上,基于传统植物化学分离分析、血清药物化学、代谢组学、谱效关系、网络药理学和多靶点高通量筛选等技术方法,对当归四逆汤的药效物质基础予以总结和分析,为当归四逆汤的深入开发及相关制剂的质量控制等后续研究提供参考。参考文献49篇。

  • 关键词:
  • 化学成分
  • 当归四逆汤
  • 物质基础
  • 经典名方
  • 药效
  • 药理作用
  • 质量控制
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当归四逆汤始载于东汉张仲景的《伤寒论》,是2018年国家中医药管理局公布的《古代经典名方目录(第一批)》的经典名方之一,主治血虚寒厥证,有温经散寒、养血通脉之效。当归四逆汤由当归、肉桂、白芍、细辛、甘草、木通、大枣7味中药组成,药味亦可随证加减,其中前六味药经典配伍比例为3∶3∶3∶3∶2∶2。临床上当归四逆汤多用于冠心病、心绞痛、雷诺氏征、糖尿病周围神经病变、痛经、膝骨关节炎等疾病的治疗,疗效显著,开发前景良好。

中药药效物质基础是中药进入人体后作用于多个靶点并产生整体功效的化学组分群,主要有3个来源:单味药材固有成分、制备过程形成的产物、药物进入体内后与人体相互作用产生的代谢产物[1]。研究和确认这些化学组分群物质来源和状态有助于阐明中药药效物质、药理作用及其机制和临床疗效,这不仅关系到中药的安全、有效和质量控制,同时制约着中药现代化及国际化进程。本文基于当归四逆汤的化学成分和药理作用,从不同研究技术方法层面,综述其物质基础研究进展,以期为进一步开发研究和临床应用奠定工作基础。


1、化学成分


中药复方具有多成分、多靶点、综合作用的特点,其药效物质成分复杂,因此明晰整方的化学成分是物质基础研究的关键。目前,已经有学者针对当归四逆汤整体化学成分进行研究,使用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间-质谱联用(UHPLC-Q-TOF-MS)技术从当归四逆汤中分离鉴定出包括酚酸、核苷、黄酮类和萜类等31种化合物;酚酸类成分有没食子酸、原儿茶酸、绿原酸、隐绿原酸和阿魏酸;核苷类成分有腺苷、鸟苷和环磷腺苷;黄酮类成分有甘草苷、甘草素、异甘草素、芹糖甘草苷、山柰酚等;萜类成分有芍药苷、芍药内酯苷、苯甲酸、甘草酸等[2]。当归四逆汤中还含有三萜皂苷、挥发油、木脂素和多糖类等物质[3]。卢晨娜等[4]通过建立高效液相色谱(HPLC)指纹图谱,指认了当归四逆汤中10种主要成分,包括芍药苷、芍药内酯苷、阿魏酸、甘草苷、新甘草苷、桂皮醛、肉桂酸、甘草酸、细辛脂素和藁本内酯。当归四逆汤整体化学成分和复方中药效物质的分析研究仍较为薄弱,且研究方法主要集中在采用HPLC测定其中含量较高的活性物质,指标较为单一。


2、药理作用


2.1 抗凝及抗血栓形成、改善末梢及全身血液循环作用

樊凯芳等[5,6,7]对当归四逆汤干预动脉硬化闭塞症的作用机制进行系统研究发现,其可能与抑制原位癌基因c-myc和细胞外信号调节激酶1信号通路的表达有关。Chen等[8]发现当归四逆汤通过磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/内皮型一氧化氮合酶通路保护胰岛内皮细胞(MST1)免受缺氧损伤,且MST1是胰岛微血管的重要组成部分。由此可见,当归四逆汤在改善缺氧条件下胰岛微血管和微循环功能方面具有重要作用。Wu等[9]研究了当归四逆汤对血瘀证大鼠血液流变学的影响,结果表明当归四逆汤可显著降低大鼠全血黏度和红细胞聚集指数。熊俊闯[10]发现博来霉素诱导的硬皮病(SSc)小鼠口服当归四逆汤后,血栓素B2(TXB2)、血浆中血管性血友病因子(v WF)浓度降低,6-酮前列腺素F1ɑ(6-ketoPGF1ɑ)浓度升高,提示当归四逆汤具有抗血栓作用。

2.2 抗炎镇痛作用

Zhang等[11]观察当归四逆汤对坐骨神经慢性压迫损伤(CCI)模型大鼠的作用,发现当归四逆汤能抑制冷痛觉过敏,还能减轻机械性痛觉过敏和热痛觉过敏,其镇痛机制可能与下调瞬时受体电位(TRP)M8、TRPA1、TRPV1、TRPV2、TRPV3、TRPV4蛋白表达有关。还有研究发现,当归四逆汤减轻CCI所致神经病理性疼痛的作用机制可能与抑制脊髓背角神经炎症有关[12]。于丹等[13]通过构建大鼠多囊卵巢综合征(PCOS)病理模型推测,当归四逆汤可通过抑制肿瘤坏死因子(TNF)、核因子-κB(NF-κB)、Toll样受体信号通路,降低白细胞介素(IL)-6、IL-8、TNF-α等炎症因子的表达。程邦[14]采用胶原蛋白诱导的类风湿关节炎(RA)大鼠为模型,观察当归四逆汤对RA大鼠的干预作用,研究表明,与模型组比较,当归四逆汤组大鼠血清中炎症因子TNF-ɑ的含量明显下降。

2.3 解痉作用

现代研究表明,痛经与子宫平滑肌痉挛有关,舒张子宫平滑肌,可有效治疗原发性痛经[15,16]。齐峰等[17]研究发现,当归四逆汤可通过降低前列腺素F2ɑ/前列腺素E2(PGF2ɑ/PGE2)比值,解除平滑肌收缩痉挛,缓解缺血、缺氧状态,改善痛经。卻丹华等[18]采用注射己烯雌酚建立痛经大鼠模型,测定给药前后大鼠扭体次数及给药后子宫收缩抑制率等指标,结果显示当归四逆汤可降低大鼠扭体次数,升高子宫收缩抑制率,其作用机制可能与当归四逆汤活性成分与靶点蛋白相互作用抑制前列腺素内过氧化物合成酶2(PTGS2)在子宫内膜上的表达有关,提示当归四逆汤在镇痛的同时具有解痉作用。此外,阮叶萍等[19]发现,当归四逆汤对0.6%醋酸致痛小鼠的扭体抑制作用,可能与解除腹膜肌痉挛有关。

2.4 提高神经传导速度作用

周晓晶等[20]研究表明,当归四逆汤能提高链脲佐菌素(STZ)所致糖尿病模型大鼠的坐骨神经运动神经传导速度(MCV)和感觉神经传导速度(SCV),效果优于西药组,其机制可能与当归四逆汤下调糖基化终产物/糖基化终产物受体(AGEs/RAGE)含量有关。程思宇等[21]对糖尿病大鼠灌胃给药当归四逆汤8周后,俯卧固定分离大鼠坐骨神经,检测坐骨神经传导速度,发现当归四逆汤能显著提高模型大鼠坐骨神经传导速度。胡文梅等[22]发现,当归四逆汤能明显提高糖尿病周围神经病变(DPN)模型大鼠坐骨神经传导速度及血管内皮生长因子(VEGF)的表达水平,保护神经细胞。

2.5 其他作用

当归四逆汤还具有抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、促进排卵、调节脂质代谢等作用。研究发现,当归四逆汤能够抑制细胞异常增殖,其抗肿瘤核心成分为槲皮素和山柰酚,其机制可能与磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路影响肿瘤细胞增殖周期和促进肿瘤细胞凋亡有关[23]。也有研究表明,当归四逆汤有降低不孕症大鼠体质量的趋势,能明显升高子宫指数,使子宫内膜厚度显著增厚,卵泡总数显著增加,从而有助于受孕[24]。刘闽夷[25]研究表明,当归四逆汤能显著改善DPN周围神经髓鞘异常,其作用机制与提高施万细胞中脂肪酸合酶(FASN)蛋白表达,从而促进脂肪酸合成有关。


3、基于不同技术方法的物质基础研究概况


3.1 基于传统植物化学分离分析的物质基础研究

随着中药分离分析技术的发展,已有许多学者针对当归四逆汤不同提取部位、单体化合物进行药理研究,确定有效成分,阐明物质基础。当归四逆汤中萜类物质具有抗炎镇痛、抗氧化、心血管和神经系统保护等药理活性[25,26];酚酸类物质的药理活性主要是抗炎、抗氧化、抗血栓、心血管保护、降低心肌缺血和耗氧量、抗肿瘤等,其中阿魏酸为发挥药效的主要化学成分[27,28];黄酮类物质也表现出抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗菌抗病毒、胃保护、皮肤保护等效应[29],其中异甘草素能抑制氧化应激和激活抗炎通路核因子-E2相关因子2/血红素加氧酶-1(Nrf2/HO-1)以达到抗氧化和抗炎的目的[30];三萜皂苷类物质主要为甘草、木通和大枣贡献,具有抗肿瘤、抗病毒、免疫调节、抗纤维化等药理作用[31]。当归四逆汤中含有的挥发性组分也是药效物质基础的重要来源,当归挥发油含有Z-藁本内酯、别罗勒烯和丁烯基苯酞等成分,具有抗炎镇痛、解痉、抑制血小板聚集等多种药理作用;肉桂油还能够解除内脏平滑肌痉挛、缓解痉挛性疼痛的发作[3];细辛中的挥发油、木脂素均具有缓解多种急慢性疼痛的功效,甲基丁香酚和细辛脂素可能是其功效发挥的物质基础[32,33]。还有研究表明,当归多糖具有造血活性、促进免疫、抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗衰老、抗病毒、护肝等多种药理活性[34]。

3.2 基于血清药物化学的物质基础研究

中药复方化学成分复杂,然而其药效物质基础与其药材饮片所固有的成分并不完全相同。一般认为,多数药物入血后原型成分或其代谢产物才能输送到作用靶点,进而产生药效。因此基于中药血清药物化学“中药复杂化学成分-血中移行成分-体内直接作用物质-药效物质基础”的研究思路,对血中移行成分进行鉴定分析,是筛选中药复方潜在药效物质基础的重要途径。本文通过文献调研发现,以当归四逆汤为对象的入血成分研究报道较少。Li等[3]采用UHPLC-Q-TOF-MS分析当归四逆汤灌胃后大鼠的入血成分,共检测到22个入血成分,质谱分析鉴定出其中10个成分(包括L-色氨酸、芍药内酯苷、甘草苷、阿魏酸、glycyrrhizin-4'-celestin、邻甲氧基肉桂醛等),均为原型成分。还有学者考察了当归四逆汤口服后单一成分在大鼠血清中的含量及药代动力学,包括阿魏酸、芍药苷、肉桂酸和甘草酸,结果表明口服当归四逆汤后,这4种成分均能被快速吸收入血[35,36,37]。

3.3 基于代谢组学的物质基础研究

代谢组学能利用现代分析技术对机体内的内源性代谢产物进行实时动态监测,从整体水平反映中药复方干预下机体内小分子代谢产物的变化,获得与证候相关的生物标记物,因此已被广泛应用于中药物质基础探索中。Huang等[38]利用代谢组学方法寻找血瘀证的生物标记物,研究当归四逆汤与血瘀证生物标记物的关系,采用UHPLC-Q-TOF-MS技术对模型组及药物干预组大鼠动态尿代谢图谱进行比对,最终确定了10个潜在药效成分。郑华等[39]采用一维核磁共振氢谱(1H-NMR)代谢组学技术对小鼠血浆代谢指纹图谱进行模式识别,筛选出肉碱、苯丙氨酸、异丁酸、赖氨酸、组氨酸和胆固醇6个潜在生物标记物,提示其可能与当归四逆汤发挥抗凝血作用有关。Cheng等[40]对当归四逆汤治疗RA进行了代谢组学研究,找出了与当归四逆汤治疗RA相关的7个潜在生物标记物,推导出了与此相关的氨基酸代谢、肠道微生物代谢和三羧酸循环等5个代谢通路,为当归四逆汤作用机制和药效物质基础的深入探究奠定了基础。

3.4 基于谱效关系的物质基础研究

中药谱效关系是通过灰色关联度分析、回归分析、人工神经网络等多种数据处理方法将中药指纹图谱表征的化学成分与药效作用有机整合,进而揭示其主要活性成分群的一种研究方法。秦霞等[41]以小鼠凝血酶时间为观测指标,用正交投影偏最小二乘法研究当归四逆汤抗凝血作用与其HPLC指纹图谱数据的关系,发现了17个对延长小鼠凝血酶时间贡献较大的色谱峰,并识别出其中6个化合物,即阿魏酸、肉桂酸、芍药苷、甘草酸、甘草苷和异甘草苷;研究结果还表明,当归对其抗凝药效贡献程度最大。目前关于当归四逆汤抗凝血作用的谱效关系研究较少,其不同部位化学成分与药效也存在差异,尚且不能系统表征活性成分与抗凝药效间的关系。

3.5 基于网络药理学的药效物质基础研究

近年来,网络药理学已被广泛应用于中药药效物质基础研究。网络药理学可以在广泛存在的数据库基础上收集和筛选出中药潜在活性成分和靶点,并构建可视化的“活性成分-作用靶点”网络拓扑结构,预测药效物质基础。此外,网络药理学常与分子对接技术联合使用建立成分与疾病靶标的网络关系。许金国等[42]通过指纹图谱指认出当归四逆汤中9个色谱峰,即阿魏酸、藁本内酯、肉桂酸、邻甲氧基桂皮醛、芍药苷、芍药内酯苷、细辛脂素、甘草苷和甘草酸,随后基于网络药理学建立了当归四逆汤“成分-靶点-通路”,发现这9个活性成分对应关键靶点48个、信号通路78条,根据文献研究推测这9个活性成分可作为当归四逆汤温经散寒、养血通脉的物质基础。Shi等[43]采用网络药理学结合分子对接方法从当归四逆汤中筛选得到西托糖苷、苯甲酰芍药苷、细辛脂素、甘草酚、邻苯二甲酸二甲氧乙酯等活性分子,预测其可通过作用于VEGF、TNF等11个核心靶点来干预SSc。Wang等[44]建立了一种阐明当归四逆汤治疗RA物质基础和作用机制的网络药理模型,该模型筛选得到124个活性成分、846个靶点蛋白,以及MAPK、环磷酸腺苷、缺氧诱导因子-1等20条信号通路;为验证模型的可靠性,选取活性成分中的异甘草素进行体外实验,结果表明,异甘草素可抑制脂多糖诱导的RAW264.7细胞产生一氧化氮,减少炎症的产生,推测该模型得到的活性成分为当归四逆汤治疗RA的物质基础。Feng等[45]基于网络药理学和分子对接技术构建了当归四逆汤加减治疗膝骨性关节炎的“成分-靶点”网络图,预测了槲皮素、山柰酚、汉黄芩素、黄芩素和β-谷甾醇为其主要药效物质基础。

3.6 基于多靶点高通量筛选技术的药效物质基础研究

多组分、多靶点的整合调节是中药复方物质基础研究的思想指导。多靶点高通量筛选技术就是基于“配体-靶点”理论,从细胞、酶、基因、受体等水平出发,来揭示中药复方制剂的效应物质基础,它有助于研究人员从复杂的中药中快速筛选和表征多靶点的生物活性化合物[46]。生物芯片技术、亲和超滤[47]、模拟仿生技术等都属于多靶点高通量筛选技术。朱洪嘉等[48]采用体外酶活性实验建立了当归四逆汤直接凝血酶(THR)抑制活性检测方法,并结合超滤离心质谱技术对抑制THR的活性成分进行筛选和鉴定,结果表明当归四逆汤中抑制THR活性的物质为藁本内脂、丁基苯酞、香芹酮、Valenciaxanthin、当归内酯、氧化芍药苷、Kanzonol P、甘草宁、辛醇葡萄糖苷、Apo-10'-violaxanthal、香豆基棕榈酸、亚麻酸、苯甲酰芍药苷、环七(异)亮氨酸、环六(异)亮氨酸、环四(异)亮氨酸和白芍苷R3。付佳琪等[49]运用高通量测序技术对U266人多发性骨髓瘤细胞及外周血清外泌体进行基因测序,并运用网络药理学成功从当归四逆汤中筛选出桦木酸、山柰酚、槲皮素3种抗血管新生的中药活性成分。


4、结束语


当归四逆汤作为主治血虚寒厥证的经典名方,在临床上应用广泛,疗效确切。目前,针对当归四逆汤药效物质基础的研究较多,但仍不够全面和系统。归纳总结相关文献发现,当归四逆汤的化学成分研究多集中于单味药材固有成分,因中药复方是所有药物整体协同作用对人体产生的预防或治疗效果,所以建议今后的相关研究应多从中药的整体性出发,聚焦于整方化学成分分析。其次,由于现有仪器分离检测能力的限制,复方中一些微量、痕量的有效组分难以被制备和检测,而这些成分可能就是复方发挥效应的物质基础。以上情况为物质基础研究带来了挑战,适宜的研究方法和检测技术需要进一步提升。此外,临床疗效才是中药复方物质基础研究的金标准,只有研究方法和临床实践有机结合,才能进一步阐明复方的物质基础,提高临床疗效和安全性。

近年来,随着科学技术的迅猛发展与多学科交叉趋势日益明显,新的研究理论、思路及方法层出不穷,大大丰富了中药复方药效物质基础研究。各种新技术的广泛应用为当归四逆汤物质基础更深层次的研究提供了新的途径,除本文提到的技术方法外,包括“成分敲除/敲入”技术、肠道菌群研究、分子生物色谱、仿生技术、蛋白质组学、复杂系统熵聚类技术等尚未应用到当归四逆汤的物质基础研究中,有待进一步探索和创新。


参考文献:

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[6]樊凯芳,王欢,李晓亮.当归四逆汤对血管平滑肌细胞中ERK1、c-myc蛋白表达的影响[J].中华中医药杂志,2019,34(10):4867-4869.

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[19]阮叶萍,金铭.当归四逆汤镇痛作用实验研究[J].浙江中医药大学学报,2012,36(10):1108-1111.


基金资助:山东省中医药科技发展计划项目(编号:2019-0074);国家中医药管理局公益性行业专项(编号:2016-2-11);山东省中医药科技项目(编号:M-2023166);


文章来源:王明慧,田崇娅,丁语晨等.当归四逆汤物质基础研究进展[J].山东中医药大学学报,2024,48(01):121-127.

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