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Advances in study on anti-fungal mechanism of Chinese herbal medicines

抗真菌中药的作用机理研究进展



全 文 :抗真菌中药的作用机理研究进展
谢小梅t 3 o许 杨u
kt q江西中医学院 o江西 南昌 vvsssy ~
u q江西2’„Œ联合研究院 南昌大学 食品科学教育部重点实验室 o江西 南昌 vvsswzl
≈摘要  综述了 |s年代以来在研究抗真菌中药作用机理方面取得的进展 !存在的问题并对中药的抗真菌研究前
景进行了展望 ∀
≈关键词  中药 ~抗真菌机理 ~进展
≈中图分类号  • u{x ≈文献标识码  „ ≈文章编号  tsst2xvsukusswlsv2suss2sv
自从第一个抗真菌药物两性霉素 …问世以来 o人类与真
菌病的斗争已持续了 ws多年 ∀迄今 o人们在预防和治疗真
菌病特别是浅表真菌病方面已取得极大进展 o对深部真菌病
的研究也有一定成效 o然而由于深部真菌感染率的逐年上
升 !治疗的难度 !真菌的抗药性 !现有药物的毒副作用等因素
存在 o使得人们仍在不断寻找高效低毒的抗真菌药物 ∀中药
副作用小 o来源广 o价格低廉 o较少出现耐药等 o使研究开发
抗真菌中药具备良好前景 ∀因此 o从 us世纪 us年代开始 o人
们便开始从中药中寻找高效低毒的抗真菌中药 o至 ys年代
已成功地筛选出许多具有抗真菌活性的中药 ∀特别是进入
|s年代后 o抗真菌中药的研究有了长足的进步 o如开展了中
药抗真菌作用的有效成分研究≈t2w  !中药联合应用的抗真菌
作用研究≈x  !抗真菌作用的复方研究≈y  !中药抗真菌的作用
机理研究等 o这些研究主要集中在中药的抗真菌作用方面 o
对中药的抗真菌机理研究开展较少 ∀然而 o研究和探索抗真
菌中药的作用机理 o无疑将有助于指导这类药物的合理使
用 o并为发现和研制更理想的抗真菌药提供有益的线索和理
论依据 ∀本文就近年来有关中药抗真菌作用机理的研究现
状综述如下 ∀
1 对真菌细胞壁 !细胞膜的作用
真菌的细胞壁和细胞膜 o在维持细胞固有形态 !细胞高
渗状态 !完成胞内外物质交换 !营养物质吸收 !生物合成等方
面起重要作用 ∀真菌细胞壁的主要成分是己糖或氨基己糖 o
细胞膜的主要成分是磷酯类 !鞘酯类和固醇组成 ∀真菌细胞
壁的多糖成分 !细胞膜的麦角固醇是真菌细胞所特有 o因此 o
抑制这些成分的生物合成必将破坏真菌的细胞壁 !细胞膜结
构 o而起到抗真菌作用 o故这些生物代谢途径已成为发展新
抗真菌药物的重要靶位 ∀中药对真菌细胞壁 !细胞膜的作用
靶位或作用方式大多数是通过电镜观察或其他方法而间接
≈收稿日期  ussv2sv2ts
≈基金项目  国家自然科学基金资助项目kvstyss||l
≈通讯作者  3谢小梅 oר¯ }ksz|tlztt{{wz
得知 o其准确的作用机理尚不清楚 ∀ ⁄¤√¬§≈z 用 Χανδιδα αλβι2
χανσ细胞筛选真菌细胞壁合成抑制剂时 o对 Χ. αλβιχανσ形态
及可能靶点进行了分类 o其中细胞体积增大 o球形 o母细胞周
围有许多小芽 o推测可能是干扰细胞壁葡聚糖的合成或出芽
位点的选择 ~干扰细胞壁生物合成的药物常引起细胞形态的
显著变化 o细胞形态的变化提示抑制剂可能的作用靶点或作
用方式 ∀王理达等用激光扫描共聚焦显微镜并作细胞扫描
图像分析发现 o用紫檀芪 !白鲜碱处理 Προτοτηεχα ωιχκερηαµιι
和 Σαχχηαροµψχεσ χερεϖισιαε Štz时 o细胞体积显著增大近球形 o
同时电镜也观察到紫檀芪处理 Π. ωιχκερηαµιι 后子细胞壁消
失 oΣ . χερεϖισιαε Štz紫檀芪处理组细胞周围有众多小芽 o提
示紫檀芪 !白鲜碱可能干扰了细胞壁的合成≈{  ∀
王理达≈| 等对 tv种生物提取物及生药活性成分对 Π.
ωιχκερηαµι及 Σ . χερεϖισιαε Štz 的抗真菌活性筛选时发现 o各
种生药提取物及生药活性成分对不同种微生物的抑制效果
显著不同 o澳洲茄胺对威克海姆原藻的最小有效浓度k Œ≤l
比啤酒酵母类 Šz型的 Œ≤ 低 ws倍 o认为澳洲茄洲胺是甾
醇生物合成途径的阻断剂 o主要靶点是生物合成途径中的关
键酶 uw2甾醇甲基转移酶 ∀
夏忠弟 !李沛涛等≈ts ott 用同位素标记和电镜研究了山苍
子油乳剂对白色念珠菌的抗菌机制 ∀发现该香精中能抑制
标记前体的掺入k胸腺嘧啶核苷 !尿嘧啶核苷 !亮氨酸 !葡糖
胺 !醋酸钠标记前体l o电镜观察可见胞壁疏松 !膜密度减少 o
推测该精油可抑制胞壁和胞膜成分的合成 o引起菌体破裂 o
内容物渗出致真菌死亡 o用同样方法 o夏忠弟等≈tu 研究了 Α2
蒎烯k一种植物性芳香单体l对白念菌的抗菌机制 o发现 Α2蒎
烯作用后 o菌细胞壁及细胞膜破裂 o菌体内容物渗出 o胸腺嘧
啶核苷 !尿嘧啶核苷 !亮氨酸 !醋酸钠标记前体掺入较对照组
显著减少 o尤以醋酸钠标记前体的掺入受抑更为明显 o据此
认为 oΑ2蒎烯可能通过抑制胞壁多糖成分 !胞膜麦角固醇的
合成导致菌细胞破裂而起到杀菌作用 ∀
宋军等≈tv 用扫描电镜和透视电镜观察到丁香酚作用真
#ssu#
第 u|卷第 v期
ussw年 v月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂²¯ qu| oŒ¶¶∏¨ v
¤µ¦«oussw
菌后超微结构的改变与 …¬©²±¤½²¯¨oƒ ±¨·¬¦²±¤½²¯¨作用白假丝酵
母后的改变相同≈tw otx  o推测丁香酚可能首先作用于真菌细胞
膜 o引起膜的损伤 !破坏和通透性改变 o这样一方面药物进入
细胞内 o使线粒体膜受到损伤 o引起细胞能量代谢障碍 o同时
由于细胞膜在真菌的胞壁合成中有重要作用 o又可影响到细
胞壁的合成更新 o最终导致细胞死亡 ∀
关洪全≈ty 对紫丁香的抗菌有效成分 v ow2二羟基苯乙醇
的衍生物 ≥≠2st的抗真菌活性及其机理进行了探讨 o动态观
察了 ≥≠2st对石膏样毛癣菌细胞超微结构的影响 o发现质膜
首先发生改变 o随着药物作用时间的延长 o质膜改变更加明
显 o线粒体膜 !核膜破损 o导致细胞内容物渗漏 o破坏细胞的
正常代谢而致细胞死亡 o这可能是该药的抗真菌机理之一 ∀
曹煜≈tz 用透视电镜观察了珊瑚姜挥发油抗红色毛癣菌作
用 o认为珊瑚姜挥发油的抗真菌作用机制可能是首先损伤细
胞膜 o最终导致细胞死亡 ∀
张文娟≈t{ 在对肉桂醛的抗黄曲霉作用及超微结构的研
究中发现 o肉桂醛有明显的抗黄曲霉作用 o主要是通过破坏
真菌细胞壁 o使药物渗入菌细胞内 o破坏细胞器而起强大的
杀菌作用 ∀罗曼等≈t| 通过测定黄曲霉对糖和蛋白质等营养
物质的吸收利用率 ! ≈‘¤n2Žn  „×°¤¶¨ 活性 !细胞膜通透性并
结合扫描电镜 !快速显微多道分光光度法 o研究了柠檬醛致
黄曲霉质膜损伤的机理 o认为该醛可破坏黄曲霉细胞质膜选
择通透性 o降低质膜电导率 !≈‘¤n2Žn  „×°¤¶¨ 活性和对营养
物质吸收利用 o揭示了该醛通过损伤细胞质膜而抑制黄曲霉
的分子机理 ∀
2 对真菌细胞核酸 !蛋白质的作用
王理达等≈{ 用激光扫描共聚焦显微镜结合丫啶橙k¤¦µ¬2
§¬±¨ ²µ¤±ª¨ o„’l染色 o通过对细胞的荧光强度进行分析 o研究
了澳洲茄胺 !紫檀芪和白鲜碱对两种真菌细胞遗传物质的影
响 o发现经澳洲茄胺 !白鲜碱 !紫檀芪处理后的 Π. ωιχκερηαµιι
细胞的荧光强度均明显低于对照组 o说明这些药物直接作用
的靶位即便不是遗传物质也间接干扰了核酸的正常合成 ~而
用白鲜碱和紫檀芪处理的 Σ . χερεϖισιαε Štz 细胞的 ⁄‘„ 和
• ‘„ 含量显著增加 o并可见多核细胞 o说明可能由于药物直
接干扰了 ⁄‘„的正常合成 o导致染色体在 Šu到  期重复复
制 ∀李大宁等≈us 用流式细胞仪测定了 v种中药活性成分k小
檗碱 !黄芩苷 !丁香酚l对白念菌 ⁄‘„合成周期的影响 o发现
随着药物浓度升高 o白念菌处于 ≥2Šu2 期的细胞比例呈降
低趋势 o即细胞分裂受到抑制 o并发现药物处理后的细胞荧
光强度减弱 o表明 ⁄‘„ 含量的减少 ∀夏忠第等≈tt otu 用同位
素标记胸腺嘧啶核苷 !尿嘧啶核苷 !亮氨酸掺入法 o显示山苍
子油 !Α2蒎烯对白色念珠菌核酸及蛋白质合成有显著抑制作
用 o并随药物浓度增加掺入抑制率也增加 ∀白玫≈ut 用v‹2ק•
掺入法试验表明茴香醛对白念菌核酸代谢有显著抑制作用 ∀
罗曼等≈uu ouv 采用多道分光光度分析系统与单细胞凝胶电泳
图像分析相结合 o阐明了柠檬醛致黄曲霉孢子丧失萌发力的
机制 o认为柠檬醛首先通过改变膜的通透性损伤质膜进入细
胞 o进入细胞后 o与 ⁄‘„相互作用 o使 ⁄‘„产生不可逆损伤 o
且与柠檬醛浓度存在明显的剂量关系k在小于 w °ª#pt情况
下l o从而失去对代谢的调节控制以及自我复制的正常进行 ∀
3 对细胞能量代谢及其他作用
真菌的线粒体是一个重要的细胞器 o包含有参与呼吸作
用 !脂肪酸降解和各种其他反应的酶类 o如细胞色素 !‘„⁄‹
脱氢酶 !琥珀酸脱氢酶和 „×°磷酸化酶 o以及三羧酸循环的
酶类 o是细胞呼吸产生能量的场所 ∀罗曼等≈uw 应用生物化
学方法并结合扫描电镜 o观察了柠檬醛作用黄曲霉后线粒体
形态的变化 o并研究了柠檬醛对黄曲霉细胞线粒体氧化还原
酶类以及对线粒体呼吸速率的影响 o结果显示 o柠檬醛处理
组线粒体发生不规则增加 o形态不规则 o结构无序 o表面粗
糙 ~同时线粒体氧化还原酶如琥珀酸脱氢酶活性 !苹果酸脱
氨酶的活性k以 ‘„⁄°n或 ‘„⁄n为辅酶时l以及线粒体呼吸
速率均较对照组明显降低 o认为柠檬醛一方面减少能量合成
和利用 o同时还通过降低 ‘„⁄°‹ 合成量而减少还原力 o不可
逆地抑制核酸 !蛋白质 !脂类及糖的合成而导致细胞死亡 ∀
叶元康等≈ux 认为大蒜可通过氧化蛋白质巯基使蛋白质
灭活 o与含巯基的化合物竞争或非竞争地抑制某些酶而影响
真菌的代谢 ∀
4 问题及展望
从掌握的资料来看 o中药的抗真菌机理仍存在许多问题
有待研究 ∀
4 q1 对抗真菌中药机理研究应更深入 !细致
由于真菌本身是一复杂的有机体 o对中药活性成分的反
应可能是复杂的且多方面的 ∀因此 o对中药抗真菌机理的研
究 o不应停留在电镜观察细胞超微结构变化上和对真菌的宏
观影响上 o应深入细致地探讨中药活性成分是如何作用于这
些细胞结构而使其发生改变 o特别是对胞壁 !胞膜主要成分
生物合成关键酶的影响 o甚至可以采用一些先进的生物技
术分离有关酶基因 o来揭示中药的抗真菌作用机理 ∀
4 q2 应加强对曲霉菌的抗菌机制研究
深部曲霉菌感染是临床各科严重并发症之一 o并已成为
许多疾病的主要死亡原因 ∀目前对中药抗深部曲霉菌的机
理研究较少 o今后应加强这方面的研究 ∀本实验室正在开展
这方面的研究工作 ∀
4 q3 从中药阻断真菌致病环节着手研究中药的抗真菌作用
机制
目前这方面研究较少 ∀人们在白念菌的致病性研究中 o
发现细胞壁成分中的蛋白酶 !甘露聚糖蛋白复合体和真菌的
毒力 !侵袭力有关≈uy ouz  ∀有作者≈uy 发现飞龙掌血等药性苦
寒的中草药可抑制白念菌的体外黏附作用 ∀人们也发现了
许多与烟曲霉致病有关的毒力因子≈u{ ou|  ∀可以在体外或利
用动物模型来研究中药对真菌致病因子的作用 o从而探讨中
药的抗真菌作用机理 ∀相信人们通过不断研究探索 o不仅可
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第 u|卷第 v期
ussw年 v月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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能深刻揭示中药的抗真菌机理 o而且还可能发现中药抗真菌
的新的作用靶点和对真菌有较高选择性的中药 ∀
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¤±§¥¬²¶¼±·«¨¶¬¶q Μεδιχαλ Μψχολογψousst ov|k¶∏³³¯ °¨ ±¨·tl }| q
Αδϖανχεσιν στυδψ ον αντι2φυνγαλ µεχηανισµ
οφ Χηινεσε ηερβαλ µεδιχινεσ
÷Œ∞ ÷¬¤²2° ¬¨t o ÷˜ ≠¤±ªu
kt . ϑιανγ Ξι Χολλεγε οφ Τραδιτιοναλ Χηινεσε Μεδιχινε , Νανχηανγ vvsssy , Χηινα ;
u q ϑιανγ Ξι2ΟΑΙ ϑοιντ Ρεσεαρχη Ινστιτυτε , Τηε κεψλαβορατορψ οφ φοοδ σχιενχε οφ ΜΟΕ ,
Νανχηανγ Υνιϖερσιτψ, Ναν χηανγ vvsswz Χηιναl
[ Αβστραχτ] Œ±·«¨ ³¤³¨µoµ¨¶¨¤µ¦«³µ²ªµ¨¶¶¤±§³µ²¥¯ °¨¬±·«¨ ¶·∏§¼ ²± ¤±·¬2©∏±ª¤¯ ° ¦¨«¤±¬¶° ²©≤«¬±¨ ¶¨ «¨µ¥¤¯ ° §¨¬¦¬±¨ ¶·«¤·¤ª¤¬±¶·
©∏±ª¬¤µ¨ µ¨√¬¨º §¨¶¬±¦¨ t||s qŒ± ¤§§¬·¬²±o·«¨ ©∏·∏µ¨ ³µ²¶³¨¦·¬±·«¬¶©¬¨ §¯¤µ¨ ©²µ¨¦¤¶·¨§q
[ Κεψ ωορδσ] ≤«¬±¨ ¶¨ «¨µ¥¤¯ ° §¨¬¦¬±¨ ~¤±·¬2©∏±ª¤¯ ° ¦¨«¤±¬¶° ~¤§√¤±¦¨¶
≈责任编辑 古云侠 
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第 u|卷第 v期
ussw年 v月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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