全 文 :中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第6期2008年6月·801·
专论
基于细胞凋亡表达的生晒参、红参和西洋参四性研究展望
胡胜全h2,周红祖3,余惠曼¨,刘塔斯2
(1.深圳市中药药学与分子药理学国家重点实验室,广东深圳 518057;2.湖南中医药大学药学院,
湖南长沙410007,3.深圳市二医院,广东深圳518035)
摘要:中药四性的研究一直是困扰中医药界的热点和难点问题,迄今未取得实质性的进展,严重影响了中医药现
代化的进程。把细胞凋亡学应用于中药四性的研究,定性定量刻画中药四性的生物学效应与细胞凋亡的关系。从细
胞分子水平建立一个中药四性的模式识别系统,将成为衡量中药四性的一个新突破。结合国内外大量文献研究和
本课题组的研究基础。对中药四性的发展和定位提出新的观点和思路,对中药四性的研究进行评述和前瞻性分析。
关键词:中药四性;细胞凋亡;生晒参I红参,西洋参
中图分类号:R9 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)06—0801—04
Prospectofstudiesonfournaturesofginseng,redginseng,andAmerican
ginsengbasedonexpressionofapoptosis
HUSheng—quanl”,ZHOUHong—ZU3,YUHui-minl,LIUTa—si2
(1.StateKeyLaboratoryofChineseMedicinea dMolecularPh macology,Shenzhen518057,ChinaI
2.CollegeofPharmacy。HunanUniversityofTraditionalChineseMedicine,Changsha410007,
ChinaI 3.ShenzhenSecondHospital,Shenzhen518035,China)
Abstract:Tostudyonthefournatures(cold,hot,warm,andC001)ofChinesemateriamedica
(CMM)isacentralandknottyissueinthefieldoftraditionalChinesemedicine(TCM)andnosubsta tial
progresshasbeenmadesofar,whichisanobstacleinthecourseforthemodernizationofTCM.By
applicationofapoptosisforesearchingt efournaturesofCMM,therelationshipbetweenthebiological
efficiencya dapoptosishasbeenexplainedinaqualitativendquantitativeway.Apatternrecognition
systemforthefournaturesofCMMhasbeensetupina molecularlevel.Thatisa breakthroughto
measurethefournaturesofCMM.Basedontheabundantliteraturesathomeandabroad,andthestudy
doneaswell,theoriginalthinkinga dfreshviewpointntheorientationndevelopmentforthefour
naturesofCMMhavebeenputforwardnthenthexplanationndprospectiveanalysisonthemhave
beencarriedout.
Keywords:thefournatures(cold,hot,warm,andC001)ofChinesemateriamedica;apoptosis;
ginseng;redginseng;Americanginseng
中药四性即寒、热、温、凉4种功能之气,是中医
药最重要的基本理论之一,在中药药性(四性、五味、
归经和升降浮沉等)理论中占据核心地位。寒和凉、
温和热,性质相同而程度有异,热甚于温,寒甚于凉。
然而,如何客观准确的界定中药四性?寒热温凉是否
有相应的物质基础?至今没有可为各家公认的标准。
近年来,虽然有关中药四性的研究不少,但抑或基于
感性经验和原始积累的研究方法,将中药四性理论
模式化;抑或基于间接测定或相关分析,其结果往往
没有说服力甚至牵强附会,具有较大的局限性和片
面性,中药四性的研究并没有实质性的突破和进展。
1972年,Kerr等提出细胞凋亡并对其特征加以
描述后,大量的研究发现细胞凋亡调节紊乱(不足或
过度)可导致肿瘤、自身免疫性疾病或神经退行性变
收稿日期:2008—01—11
基金项目:“973”计划前期研究专项(2006CB708516)
作者简介:胡胜全(1982一),男,湖南省长沙市人.研究助理.硕士研究生,研究方向为中药与神经生理的研究。
Tel:(0755)26737176Fax:(0755)26972852E—mail:hushengquan@tom.corn
*通讯作者余惠曼Tel:(0755)26737461Fax:(0755)26972852E—mail:yuhuimin972@yahoo.tom.cn
万方数据
.802· 中草焉ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第6期2008年6月
等许多人类疾病。能否结合中药在诱导肿瘤细胞凋
亡和抑制神经细胞凋亡中的应用,从细胞分子水平
建立一个中药四性的模式识别系统,从本质上揭示
中药四性的科学内涵,将成为中药四性研究的一个
新突破。
1 四性与细胞凋亡的微观构建
从理论上讲,某一类功效相同或相近的中药,既
然可以对某种相应的寒热症型起到调节作用,则必
然存在着具有共同规律的能客观反应其寒、热性能
的指标。机体生理一功能状态的变化,在组织细胞能
量转化上必须有所反映,线粒体是细胞内主要的能
量形成所在。当各种细胞外刺激,!glDNA损伤、热休
克、生长因子缺乏等启动或抑制细胞凋亡后,线粒体
功能发生紊乱。其中线粒体膜通透性改变在细胞凋
亡中起重要作用,线粒体通透性改变可释放多种分
子启动凋亡。因此,得出结论:①中药药性功能的体
现必须是融合在与机体的相互作用过程中;②药物
与机体的相互作用必须有能量的转化和转移;⑧能
量的变化本质上是组织细胞内线粒体的改变;④线
粒体功能紊乱启动细胞凋亡程序;⑤通过测定线粒
体膜电位和凋亡启动的相关基因蛋白表达程度及其
相应的连锁变化,反馈得到药物作用于机体后在组
织细胞能量上的变化,构建中药四性(药性)与细胞
凋亡之间的关系,初步阐明中药四性相关凋亡模型
的信号转导机制,建立中药四性的凋亡学模型、细胞
线粒体膜电位模型。
更重要的是,细胞凋亡可直接影响到机体神经一
内分泌一免疫网络调节功能,因此,从细胞分子的水
平,结合神经递质、内分泌激素、受体、各种免疫细胞
及免疫分子的研究,建立基于细胞凋亡的中药四性
的整体调节网络模式,更能客观的反应中药四性的
药性属性。
2生晒参、红参和西洋参四性文献考证
历代医家由于其所处的历史年代及实践经验以
及自身认识水平的差异,对中药四性的认识各不相
同,从而使中药四性在认识水平上出现严重的混乱
或模糊认识。如人参、西洋参和红参的四性文献研究
表明:“若治虚热而误用丽参(系指红参),无异抱薪
救火,⋯⋯;若治虚寒而误投辽参(系指生晒参),
几于落井下石,⋯⋯。”这段恰如其分的比喻,说明红
参在药性上温的程度要甚于生晒参。《本草正义》指
出红参“气味浓厚,色亦重浊,具有温养生发之
性,⋯⋯。”可见,对于大失血、大吐泻及久病虚损至
极,无气大伤的危重病症,应选用红参,不宜选用生
晒参,同样表明红参药性强于生晒参。《医学衷中参
西录》指出:“西洋参能补助气分,兼能补益血分,为
其性凉而补,凡欲用人参而不受人参之温补者,皆可
以此代之”,人参温之程度甚于西洋参一目了然。人
参、红参和生晒参四性的文献考证见表1。
裹l 生晒参、红参和西洋参四性文献考证
Table1 Literaturetextualresearchonfournaturesof
ginseng,redginseng,andAmericanginseng
3生晒参、红参和西洋参与细胞凋亡的关系
细胞凋亡(apoptosis)也称为程序性死亡,是一
种为基因所调控的自主性的有序死亡过程,贯穿于
整个个体发育的各个阶段。凋亡调节紊乱(不足或过
度)可导致肿瘤、自身免疫性疾病或神经退行性病变
等许多人类疾病。中药大多能诱导肿瘤细胞凋亡而
抗癌,通过抑制神经元凋亡而治疗神经退行性疾病。
国内外许多研究表明,生晒参、红参、西洋参的
复方制剂、有效部位和单体能显著诱导肿瘤细胞凋
亡,保护神经元免受射线和神经毒素的损伤。
3.1 诱导肿瘤细胞凋亡:肿瘤分子生物学研究表
明,癌基因(如Bcl一2、c—myc等)和原癌基因的激活与
肿瘤的发生、发展有着紧密的关系,这些癌基因和表
达产物也是细胞凋亡的重要调节因子。中药的抗癌
作用大多通过下调这些基因的表达,促使肿瘤细胞
凋亡‘1~引。
西洋参总皂苷启动细胞凋亡的线粒体途径,使
得位于线粒体上的Bel一2蛋白表达下降,Bax蛋白表
达增加,进而激活下游的caspase一3,并裂解其底物
PARP;同时,可上调细胞膜上Fas抗原的表达,再进
一步活化caspase一3而产生caspasec d 路径的
级联放大反应,最终使S,。。肉瘤细胞和人白血病
K562细胞DNA断裂而凋亡。
人参复方补中益气汤诱发肝癌细胞凋亡,将细
胞周期阻滞在G。/G。期,抑制肝癌细胞株的增殖[5]。
Shin等口1发现人参所含的多糖ginsan具有诱导巨
噬细胞杀伤B。。黑素瘤的细胞毒作用,并能有效诱导
B,。凋亡。人参多糖(40btg/mL)可使人白血病细胞
株(K562)细胞体积变小,核质比例减小,Fas的表达
明显增强;光镜、电镜均可见经人参多糖诱导后的
万方数据
中草菊ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第6期2008年6,El·803·
K562细胞出现凋亡小体[7]。
Katano等[83从红参中提取得到的总皂苷,在低
浓度时对体外培养的肿瘤细胞株HeLa、MK一1、B。。、
SW。:。、M⋯K562、MRC一5呈细胞静止素样作用,高
剂量时则有细胞毒作用。
3.2抑制神经细胞凋亡:神经退行性疾病的发生是
和多种凋亡相关基因的表达紧密联系的。目前已知
的c—myc、p53、Bax等相关蛋白基因的表达能诱导神
经元调亡,而Bcl一2、Bcl—X则能抑制神经元凋亡。大
多数中药可以通过上调Bcl一2、Bcl—X等凋亡抑制基
因的蛋白表达或下调c—myc、p53、Bax等调亡诱导基
因的表达发挥治疗疾病的作用。
一定剂量人参皂苷Rg,预处理有明显阻断Ap卜们
诱导大鼠皮层神经元凋亡的作用[9]。20(S)一人参皂苷
Rg。通过抑制线粒体caspase途径能对抗无血清培养
基所引起的内皮细胞凋亡[10。。jirill报道了0.1~100
弘mol/L的人参皂苷Re能削弱B淀粉样蛋白和无血
清培养基对PC一12诱导的神经毒性,而人参皂苷Rg。
通过抑制氧化应激来对抗多巴胺所诱导的PC一12细
胞凋亡[1引,亦能对抗鱼藤酮所引起的细胞毒性n引。人
参皂苷Rg。对PC一12细胞有神经保护作用,能显著对
抗谷氨酸盐所诱导的神经毒性[1引。
4设想及展望
4.1 尝试阐明中药四性一化学成分一线粒体一凋亡学
特性的相关性,筛选中药四性的标识性化学成分和
部位:生晒参、红参和西洋参来源于同科同属植物,
功效、化学成分、药理作用相近,但其药性却有很大
差异。皂苷类是人参、红参和西洋参的主要药理活性
成分,在组成上没有很大区别,但在总皂苷、分组皂
苷和单体皂苷的量上,人参、红参和西洋参有一定的
差异(表2)[15~22]。
现代药理早已证明,二醇组皂苷对中枢神经有
表2生晒参、西洋参、红参中皂苷类成分■的比较
Table2 Comparisononcontentsofsaponlnsinginseng,redginseng,andAmericanginseng
抑制作用,三醇组皂苷则有兴奋作用。西洋参中二醇
组皂苷和三醇组皂苷的比值为2~4:1,而这一比值
在人参中则下降为1~2:1。生晒参炮制过程中使得
部分二醇组皂苷向三醇组转化,导致红参中二醇组
皂苷和三醇组皂苷的比值进一步减小。三醇组皂苷
在生晒参、红参和西洋参中的逐步上升,使得他们对
中枢神经的兴奋作用亦逐步增加。从谱效关系来看,
皂苷可能是影响生晒参、红参和西洋参的物质基础。
因此,可从皂苷诱导肿瘤细胞凋亡和抑制神经细胞
凋亡这两个平台出发,通过测定线粒体膜电位和凋
亡启动的各相关基因蛋白表达程度,初步阐明中药
四性一化学成分一线粒体一凋亡学特性的相关性,筛选
中药四性的标识性化学成分和部位。
4.2尝试建立基于中药药性作用的肿瘤学药物筛
选平台和老年性疾病的药物筛选平台:对中药四性
的识别和定位是融合在药物对肿瘤和神经退行性疾
病的治疗之中。在对生晒参、红参和西洋参及其他大
量中药进行四性的筛选过程中,通过中药和凋亡的
相关性研究,将提供大量的抗肿瘤和神经退行性疾
病的药物信息,从而建立基于中药药性作用的抗肿
瘤和老年性疾病的药物筛选平台。
本课题组拟通过建立对白血病细胞株HL一60和
胃癌细胞株SGC一7901的抗肿瘤药效筛选平台以及
对Ap。。一。;和MPP+诱导的SH—SY5Y细胞凋亡的神经
保护新药筛选平台,用生晒参、红参和西洋参水提物、
总皂苷、分组皂苷、主要单体(Rg。、Re、Rb。)分别作用
于以上药效筛选平台,来分析和比较生晒参、红参和
西洋参药效的共性和差别,并把有效部位和单体在生
晒参、红参和西洋参中的量和药效联系起来,从而定
位药性,并推测最终发挥作用的物质基础。
在Ap。5嗡和MPP+诱导SH—SY5Y细胞凋亡的
老年痴呆性疾病(Alzheimer7Sdisease,AD)和帕金
森病(Parkinson7Sdisease,PD)的体外模型系统中,
用生晒参、红参和西洋参水提物进行干预。结果发现
生晒参、红参和西洋参水提物均能对抗由A口。。嗡和
MPP+诱导的SH—SY5Y细胞凋亡。流式细胞仪测定
分析表明,A8:。州诱导SH—SY5Y细胞72h后,细胞
凋亡率增加到(37.30士0.69)%,而1mg/mL生晒
参、红参和西洋参水提物进行干预处理后,细胞凋亡
率分别降低到(14.70±0.90)%、(4.00±1.00)%和
(10.52±0.93)%,其中红参保护作用更强,与生晒
参和西洋参具有显著性差异。同样,MPP+诱导SH—
SY5Y细胞60h后,细胞凋亡率增加到(40.52±
1.68)%,生晒参、红参水提物使细胞凋亡率分别降
低到(7。84士1.52)%和(6.26士1.12)%,而西洋参
水提物则降低到(21.3±1.77)%,与生晒参、红参比
万方数据
·804· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第6期2008年6月
较有统计学意义(P
MPP+诱导的SH—SY5Y细胞凋亡具有明显的保护I-c].Seoul;Proceedingofthe5thInternationalGinseng
作用,而且红参的作用强于生晒参和西洋参,推测药 [93藻罴丢“m陈,晓19春88,‘朱元贵。等.p淀粉样肽1—4。通过激活
性温热的中药可能增强细胞的能量代谢,对受损的 。。。pase一3诱导大鼠皮层神经元凋亡[J].解剖学报,2003,
神经元具有更强的保护作用。接下来的实验将更深 [1。]M34i(。4J):K3,7鬻:H,ch0YL,甜以2。(s)“。。e。。。ideRg。
人、更系统的研究有效部位及单体的神经保护作用 。。p。。。t。。。doth。li。1。。11。popto。i。。i。inhibiti。。of。a
和抗肿瘤作用及其作用机制,Western免疫印迹分 mitochondrialcasp sepathway[J]·BiochemBiophysicRes
析凋亡基因的蛋白表达水平。从凋亡率和相关凋亡 [11]嚣::‰茹’0麓零Z9三以Gins。。。。ideR。。。。。。。。。。一
基因的蛋白表达水平来定位中药四性的差异性。 amyloidandserum—freeinducedn urotoxicityinPCI2cells
5结语 [,。]恐。JxEcth,nozp。ha。rmYacGol,’i嚣6i1鬈:三8篁‘G沁。。。。mR。。
基于细胞凋亡表达的中药四性研究,是在传统 。tt。。uat。。d。p。。i。。一i。duced。p。pto。j。inPcl2。 ll。by
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瘤学、生理学、分子生物学、遗传学等众多学科的先
[13]L47。3。。:91-K1。w,Y。。gKKL MakNK川。厶N。。roprot。。ti。。
进技术,所做的有益的尝试,可望最终建立可重复、 effectsofginsenoside—Rg。inPrimarynigralneuronsagainst
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《中草药》杂志2008年增刊征文启事
随着经济和文化全球化趋势的推进,中药走出国门,为世界、为人类服务的呼声越来越高。
中药现代化标准化、国际化势在必行。为了推动中药材种植标准化,中药饮片可控性以及中药
化学、中药药理和中药制剂的现代研究,《中草药》杂志编辑部拟于2008年10月编辑出版《中草
药》杂志2008年增刊(有正式刊号,与正刊统一编号)。凡未公开发表和未在国内外会议报告过
的研究论文和综述文章均属征集范围。截稿日期为2008年7月底。论文寄至天津市鞍山西道
308号《中草药》杂志编辑部,邮编300193,并在信封注明“征文”字样。论文经专家审评录用后,
入编《中草药》杂志2008年增刊。
万方数据
基于细胞凋亡表达的生晒参、红参和西洋参四性研究展望
作者: 胡胜全, 周红祖, 余惠晻, 刘塔斯, HU Sheng-quan, ZHOU Hong-zu, YU Hui-min,
LIU Ta-si
作者单位: 胡胜全,HU Sheng-quan(深圳市中药药学与分子药理学国家重点实验室,广东,深圳
,518057;湖南中医药大学药学院,湖南,长沙,410007), 周红祖,ZHOU Hong-zu(深圳市二医
院,广东,深圳,518035), 余惠晻,YU Hui-min(深圳市中药药学与分子药理学国家重点实验
室,广东,深圳,518057), 刘塔斯,LIU Ta-si(湖南中医药大学药学院,湖南,长沙,410007)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2008,39(6)
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胶囊中大黄、红参、三七的薄层色谱鉴别[期刊论文]-中国药业2008,17(22)
7. 吴建英.肖玮.黄斌 红参山楂饮治疗高脂血症临床观察[期刊论文]-中国中医药信息杂志2009,16(10)
8. 童巧珍.周日宝.刘湘丹.盛孝邦.高彦宁.GAO Yan-ning 药用百合鳞叶中总DNA提取方法的研究[期刊论文]-中国
药房2008,19(6)
引证文献(4条)
1.赵益.左铮云.刘霞.孙有智 中药不良反应与其药性相互关系的文献研究[期刊论文]-中草药 2011(2)
2.赵天增.秦海林.张海艳 再论现代中药饮片[期刊论文]-中草药 2009(7)
3.陈智伟.周红祖.余惠旻 干姜、大黄和丹参水提物对 MPP诱导的 SH-SY5Y 细胞凋亡的药性学对比研究※[期刊论
文]-中国中医药现代远程教育
2012(24)
4.蒋俊.高成林.贾晓斌.陈彦.蔡宝昌.吴皓 萸黄连寒热药性研究概况及其研究思路与方法[期刊论文]-中草药
2009(9)
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