本文的通讯作者是来自加州大学尔湾分校(University of California-Irvine)药学院药物科学系的Olivier Civelli教授,第一作者为Lamees Alhassen等人。该论文以“The Analgesic Properties of Corydalis yanhusuo”为题,作为一篇综述文章(Review)发表于期刊 Molecules 的2021年第26卷第24期(发布日期为2021年12月10日)。论文的核心主题是系统性地梳理和总结传统中药延胡索(Corydalis yanhusuo,简称YHS)及其所含生物碱类化合物在镇痛方面的植物化学和药理学研究进展。
本文首先从疼痛的公共卫生负担和现有镇痛疗法的局限性出发,引出了寻找新型镇痛化合物的必要性。文章指出,疼痛,特别是慢性疼痛,不仅严重影响患者生活质量,也给医疗系统带来沉重经济负担。目前的主流镇痛药物,如非甾体抗炎药和以阿片类药物为代表的强效镇痛药,均存在明显的副作用,包括胃肠道损伤、耐受性、依赖性和呼吸抑制等风险。因此,从传统药用植物中发掘具有镇痛活性且副作用更小的天然化合物,成为一个重要的研究方向。延胡索作为在亚洲使用了数个世纪的镇痛草药,是这一领域的理想研究对象。
文章的第二部分介绍了延胡索的植物学特征和传统用途。延胡索属于罂粟科(Papaveraceae),其块茎提取物(YHS)在中医中主要用于活血、行气、止痛,治疗胸痹、腹痛、痛经等多种疼痛症候。现代研究表明,YHS对神经、消化、心血管系统均有药理作用,并在抗血栓和抗癌方面显示出潜力。文章特别引用了Wang等人于2016年的一项系统性动物研究,该研究证实了YHS标准化提取物在小鼠多种疼痛模型(甩尾、福尔马林舔爪、von Frey细丝、热板及脊神经结扎模型)中均能有效缓解急性痛、炎症痛和神经病理性痛,且未产生耐受性。该研究还发现,在多巴胺D2受体敲除小鼠中,YHS的镇痛作用减弱,提示其作用机制至少部分与多巴胺D2受体有关。
接下来,论文的核心内容转向对延胡索中主要生物碱类成分及其镇痛药理作用的详细阐述。文章指出,从延胡索中已分离鉴定出超过160种化合物,其中生物碱被认为是其最重要的生物活性成分,已发现80余种。本文重点评述了其中9种与镇痛作用密切相关的生物碱,并分别介绍了它们的化学结构、药理活性及可能的机制。
脱氢紫堇碱(Dehydrocorydaline, DHC):这是延胡索中含量最丰富的生物碱,约占生物碱总量的50%。研究表明,DHC在醋酸扭体和小鼠福尔马林足底注射等炎症疼痛模型中,通过腹腔注射能剂量依赖性地减轻疼痛,且不影响运动功能。其镇痛作用可被阿片受体拮抗剂纳洛酮部分阻断,提示DHC可能通过阿片系统发挥作用。此外,在骨癌疼痛模型研究中,DHC不仅能镇痛,还能抑制脊髓中小胶质细胞向促炎的M1表型极化,同时促进抗炎的M2表型极化,表明其可能通过调节神经免疫反应来缓解癌痛。
左旋四氢巴马汀(Levo-tetrahydropalmatine, l-THP):这是一种已上市使用的镇痛成分,用于治疗轻中度疼痛。l-THP是多巴胺D1和D2受体的拮抗剂,同时也与D3受体结合。研究表明,它在慢性炎症性和神经病理性疼痛模型中具有抗痛觉过敏作用,且不产生运动缺陷。其镇痛效应可被选择性D1受体拮抗剂所阻断,表明其作用涉及D1受体的激活。除了镇痛,l-THP在治疗可卡因和阿片成瘾方面也显示出潜在价值。
脱氢紫堇单酚碱(Dehydrocorybulbine, DHCB):该成分被Zhang等人(2014)首次报道为一种新型镇痛化合物。DHCB能透过血脑屏障,在甩尾、福尔马林、脊神经结扎等多种疼痛模型中均显示出有效且无耐受性的镇痛作用。与YHS整体提取物类似,其在急性痛和神经痛模型中的作用在多巴胺D2受体敲除小鼠中被削弱,但在炎症痛模型中则不然,说明其部分通过D2受体拮抗发挥作用。另一项研究指出,DHCB的镇痛作用可被P2X4受体和D2受体激动剂所拮抗,表明其可能通过调节P2X4受体信号通路来缓解脊髓损伤后的神经痛。
小檗碱(Berberine):这是一种广泛存在于多种植物中的原小檗碱类生物碱。其镇痛作用涉及多种机制。在内脏痛模型中,小檗碱的作用可被纳洛酮或选择性μ、δ阿片受体(MOR, DOR)拮抗剂阻断,表明其可能作用于MOR和DOR。长期给予小檗碱能上调皮质神经元中MOR和DOR的表达。在神经病理性疼痛模型中,小檗碱能剂量依赖性地提高机械和热痛阈值,并减少TRPV1介导的疼痛行为。此外,其抗胆碱酯酶活性也被认为与镇痛有关,因为乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制剂能增强阿片类药物的镇痛效果。小檗碱还能在神经炎症模型中抑制氧化应激和促炎因子(如NF-κB, TNF-α, IL-6)的表达。
巴马汀(Palmatine):是小檗碱的结构类似物。其镇痛抗炎作用表现为能够降低LPS诱导的巨噬细胞和小鼠体内促炎细胞因子IL-6和TNF-α的水平,并抑制TRIF依赖的NF-κB通路。在糖尿病并发神经病理性疼痛的大鼠模型中,巴马汀能降低海马区P2X7受体的表达和细胞外信号调节激酶1/2(ERK 1/2)的磷酸化,从而减轻痛觉超敏和异常性疼痛。
尖刺碱(Oxyacanthine):一种双苄基异喹啉类生物碱。研究表明其具有抗炎特性,在小鼠足爪水肿模型中能缓解疼痛,但其效力低于小檗碱,具体作用机制尚不明确。
木兰花碱(Magnoflorine):一种季铵盐类异喹啉生物碱,因其结构与吗啡有相似之处而引起关注。它在高剂量下显示抗炎作用,能抑制一氧化氮(NO)的产生,并保护巨噬细胞免受LPS诱导的凋亡。木兰花碱被鉴定为潜在的NF-κB抑制剂,并能负向调节MAPK信号通路中的BRAF蛋白,从而抑制炎症反应。它能剂量依赖性地降低TNF-α, IL-1β和IL-6等促炎因子的表达,其机制可能与抑制Toll样受体4(TLR4)介导的NF-κB和MAPK信号通路有关。但文章也指出,其口服生物利用度较低,药代动力学特性可能限制其药物开发。
哥伦巴明(Columbamine):另一种原小檗碱类生物碱。研究表明它能抑制单胺氧化酶B(MAO-B),而MAO-B抑制剂在神经痛和术后痛中已显示出镇痛活性。分子对接模拟显示,哥伦巴明能与MAO-B的活性位点结合。此外,在小鼠耳肿胀和醋酸扭体模型中,较高剂量的哥伦巴明表现出抗炎和镇痛作用。
紫堇定(Corydine)和紫堇灵(Corydaline):这两种异喹啉生物碱被Kaserer等人(2020)鉴定为新型的μ阿片受体(MOR)激动剂。在醋酸扭体模型中,它们能显著抑制扭体反应,且此作用可被MOR拮抗剂纳曲酮所阻断。进一步的体外研究表明,它们是偏向于激活G蛋白通路而不招募β-arrestin-2的“偏向性激动剂”(G protein-biased agonists),这类激动剂被认为可能保留镇痛效力同时减少阿片类药物常见的副作用(如呼吸抑制、便秘等)。因此,它们被视为有潜力的新型阿片类镇痛先导化合物。文章也提到,紫堇灵被发现能以拮抗剂形式结合多巴胺D1受体,但其能否有效透过血脑屏障尚需更多药代动力学研究。
最后,文章总结了全文要点,并指出了未来研究的方向。延胡索及其生物碱具有多靶点、多机制发挥镇痛作用的潜力,涉及阿片受体系统、多巴胺受体系统、炎症因子通路、离子通道(如P2X4, TRPV1)、神经免疫调节等多个层面。特别是部分生物碱(如DHCB, l-THP)显示出不产生耐受性的特点,以及部分成分(如紫堇定/灵)作为新型偏向性MOR激动剂的发现,为开发更安全有效的非成瘾性镇痛药物提供了宝贵的天然分子模板和理论依据。
本文的学术价值在于,它首次对延胡索中与镇痛相关的多种异喹啉生物碱进行了系统性的梳理和综述,将分散的研究成果整合在一个清晰的框架内,不仅总结了每种主要生物碱的实验证据和作用机制,还揭示了延胡索镇痛作用的复杂性和多面性——即其整体疗效源于多种活性成分通过不同机制协同作用的结果。这为深入理解传统中药“多成分、多靶点”的作用特点提供了范例,也为基于天然产物的创新镇痛药物研发指明了具体的方向和候选化合物。对于从事疼痛药理学、天然药物化学以及中医药现代化研究的研究人员而言,这篇综述是一份重要的参考资料。