馬錢子藥理毒理作用及減毒機理研究進展

吳攀鋒 方居正

（1.河南中醫藥大學第一臨床醫學院，河南鄭州 450046；2.平頂山市中醫醫院，河南平頂山 467099）

馬錢子別名番木鱉，為馬錢科植物馬錢Strychnos nux-vomicaL.的干燥成熟種子，味苦性溫，有大毒，具有通絡止痛、散結消腫之功，多用于治療跌打骨折、咽喉腫痛、風濕頑痹、麻木癱瘓等病癥[1]?！侗静菥V目》[2]載：“彼人言治一百二十種病，每證各有湯引?！薄夺t學衷中參西錄》[3]言：“其毒甚烈……開通經絡，透達關節之力，實遠勝于它藥也?！彼幚韺W方面，馬錢子已被驗證能對炎癥、微生物感染、神經系統、骨骼細胞、心血管系統、癌癥等產生作用。但因其對中樞神經、肝臟、腎臟及心臟可造成毒性，臨床多通過炮制和配伍以達到減毒治病的效果。筆者從藥理、毒理及減毒機理三個方面對馬錢子的研究進展進行了分析和總結，介紹如下。

1 藥理作用機制

1.1 鎮痛抗炎 馬錢子堿是馬錢子的主要成分之一，具有明顯的鎮痛抗炎作用。馬錢子堿可通過減少鈉離子（Na+）通道的電流來減輕小鼠的神經性疼痛，在急性疼痛模型中，馬錢子堿能顯著抑制小鼠痛覺性熱和機械刺激誘導的反應，同時還可減輕慢性收縮損傷小鼠的熱過敏和機械異常痛[4]。李永豐等[5]使用機械縮足反應閾值和熱縮足潛伏期來檢測大鼠的疼痛行為，結果馬錢子堿能通過鉀離子（K+）通道調節外周疼痛。馬錢子堿和馬錢子堿氮氧化物能通過抑制炎癥組織中前列腺素E2的釋放，降低血液中白細胞介素（IL）-1、IL-6、腫瘤壞死因子（TNF）-α以及5-羥色胺（5-HT）的含量，增加5-羥基吲哚-3-乙酸的含量從而發揮抗炎功能[6]。一種含有馬錢子堿的新型凝膠滲透材料可抑制大鼠輔助關節炎（CIA）模型中的CIA癥狀和滑膜細胞增殖，表明其對類風濕關節炎具有療效；在小鼠耳腫脹試驗中顯著緩解了二甲苯誘導的耳水腫，在福爾馬林實驗中緩解了福爾馬林注射的疼痛，表現了其抗炎鎮痛的特性[7]。

馬錢子抗炎鎮痛的特性有助于治療許多疾病引起的疼痛，如CIA、腰肌勞損、神經性疼痛和痛經等。但目前關于其抗炎鎮痛的研究主要集中于馬錢子堿，其他成分研究不足，下一步應加大對于馬錢子其他化合物的研究。

1.2 促進骨折愈合及軟骨損傷修復 實驗觀察發現，馬錢子粉能顯著提升骨折家兔血清中堿性磷酸酶和微量元素的濃度，并且給藥組表現出更快的骨折愈合速度和更好的愈合效果，這表明馬錢子粉具有促進骨折愈合的作用，這種作用可能是通過改善骨折處局部的血液供應、增強鈣鹽沉積、加快骨痂形成而實現的[8]。修復受損的軟骨是治療骨關節炎（OA）的主要方法，一項關于馬錢子防治OA作用機制的實驗表明，馬錢子總堿可能是通過抑制脂質過氧化反應，增加超氧化物歧化酶（SOD）表達而促進自由基的清除，最終導致自由基減少而抑制軟骨細胞凋亡，起到保護和修復軟骨的作用[9]。中藥外治跌打損傷歷史悠久，效果顯著，馬錢子通絡止痛、消腫散結的功效使其成為肌肉骨骼系統疾病的常用外治用藥，尤其隨著現代外用制劑水平的發展，馬錢子在肌肉骨骼系統疾病中的應用將更加廣泛。

1.3 興奮神經 馬錢子堿和士的寧是馬錢子中主要的生物堿，二者都能興奮神經中樞。研究表明，士的寧可以提高脊髓的興奮性，刺激脊髓反射功能，改善大腦皮層感覺中樞功能，加快急性脊髓炎患者神經功能的恢復；并能刺激延髓，提高血管運動中樞和呼吸中樞的興奮性；此外，還能刺激大腦皮層，喚醒處于抑制狀態的患者，改善患者的聽覺、視覺、味覺、觸覺等受體功能[10-11]。

馬錢子堿能通過血腦屏障進入中樞神經系統，并對中樞神經產生作用，尤其是脊髓的前角細胞，導致反射興奮性顯著增加[12]。此外，馬錢子堿增強了乙酰膽堿（ACH）與毒蕈堿M1受體的結合，使其成為開發針對帕金森?。≒D）和阿爾茨海默病等神經退行性疾病藥物的良好候選者[13]。已有報道指出，馬錢子堿對PD、肌肉強直、三叉神經痛和癲癇具有潛在治療作用[14]。

鑒于馬錢子堿和士的寧等對神經系統的作用，馬錢子可用于治療面癱、癲癇、PD、缺血性卒中、重癥肌無力等多種神經系統疾病。

1.4 保護心臟 LIU B等[15]通過檢測實驗模型大鼠心肌梗死面積、血清心臟標志酶、內源性抗氧化劑、炎癥介質和組織病理學分析等評估馬錢子堿的心臟保護特性，結果馬錢子堿通過增加內源性抗氧化劑，降低脂質過氧化標記酶的狀態，有效恢復梗死面積，改善組織病理學損傷，揭示馬錢子堿對心肌保護作用可能與TNF-α、IL-6信號分子的激活有關。

李明華等[16]考察了馬錢子堿對豚鼠心臟乳頭肌動作電位和收縮力的影響，結果表明馬錢子堿通過阻斷心肌鈣離子（Ca2+）通道，降低Ca2+含量，減少心肌的耗氧量，達到抗心律失常作用。馬錢子堿還可降低豚鼠心室肌細胞鈉電流和延遲整流鉀電流幅值，顯示出與Ⅰ類、Ⅲ類抗心律失常藥相同的作用機制[17]。由此可見，馬錢子抗心律失常的作用機制可能與其阻滯心室肌細胞Na+、K+、Ca2+通道電流有關。

臨床中，馬錢子常被當作活血化瘀藥使用，但目前關于馬錢子對心血管作用方面的實驗研究相對較少，相關藥理作用機制還有待完善。

1.5 抗腫瘤 馬錢子堿在各種類型癌癥中都具有強大的抗腫瘤活性，包括胃癌、結腸腺癌、肝細胞癌、神經膠質瘤和多發性骨髓瘤等，其抗腫瘤作用機制與誘導細胞凋亡、抑制血管生成、逆轉腫瘤多藥耐藥以及抑制腫瘤細胞遷移和轉移有關[18-19]。

馬錢子堿可在體外抑制人肝癌HepG2細胞的增殖，機制可能是馬錢子堿首先作用于絲裂原活化蛋白激酶激酶7（MKK7）基因，MKK7激酶活化了c-Jun氨基末端激酶（JNK）基因，引起了脂肪酸合成酶（Fas）和Fas相關死亡結構域蛋白（FADD）基因變化的途徑以誘導腫瘤細胞凋亡[20]。結直腸癌的發病與Wnt信號通路聯系緊密，馬錢子堿參與Wnt/β-連環蛋白（β-catenin）信號通路的調節，通過調控Wnt/β-catenin分子AXIN1和p-β-catenin，在體內外均可誘導結直腸癌細胞凋亡，抑制癌細胞的生長和遷移。索明珠等[21]發現馬錢子堿不僅可以抑制乳腺癌細胞系MDA-MB-231增殖，誘導其凋亡，還能抑制MDAMB-231細胞在體外形成的血管生成擬態結構，其機制可能與馬錢子堿處理后血管生成擬態標志蛋白（VEGF/VE-cadherin/EphA2/MMP-9/MMP-2）的表達水平下調有關。梁虹等[22]研究表明，馬錢子堿通過抑制人慢性白血病細胞系K562/A02細胞多藥耐藥基因MDR1 mRNA及其編碼產物P-糖蛋白（P-gp）的表達，降低化療藥物自細胞內溢出，從而部分逆轉K562/A02細胞的耐藥性。

目前，關于馬錢子抗腫瘤測試多在體外進行，較容易控制和操作，為了更準確地評估其抗腫瘤作用，還需要進行更多的體內試驗。

1.6 抑制微生物生長和免疫調節 一種由馬錢子生物合成的馬錢子-ZnO復合材料，在10～12 nm范圍內的濃度為100～200 μg/mL時，對多重耐藥性（MDR）-金黃色葡萄球菌、MDR-大腸桿菌、MDR-銅綠假單胞菌、MDR-鮑曼不動桿菌表現出顯著的殺菌能力[23]。

馬錢子堿可有效抑制T淋巴細胞增殖，減輕小鼠耳廓腫脹程度，提示馬錢子堿具有細胞免疫抑制作用[11]。鄒瑩等[24]研究發現，炙馬錢子能通過降低自身免疫性重癥肌無力大鼠ACh受體抗體（AChR-ab）含量，調節血清中轉化生長因子-β1（TGF-β1）水平，進而抑制T、B淋巴細胞的活化。上述研究證明，馬錢子在治療自身免疫性疾病中可能具有臨床價值。

1.7 其他 馬錢子堿對不同濃度的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶具有抑制作用，與二甲雙胍治療組相比，馬錢子以時間和劑量依賴性的方式降低鏈脲佐菌素誘導的糖尿病大鼠的血糖水平[25]。此外，馬錢子還具有改善酒精依賴、促進小腸運動、抗氧化等多種作用[26]。

2 毒理作用機制

2.1 腎臟毒性 連續管飼馬錢子提取溶液7 d后，實驗大鼠表現出不同程度的腎細胞間質松弛和炎性細胞浸潤，近端和遠端小管表現萎縮擴張，腎盂有輕微擴張，從而揭示存在腎毒性，進一步研究發現馬錢子是通過影響苯丙氨酸和色氨酸（TRP）的生成及代謝來影響機體腎毒性的[27]。張美玉等[28]研究發現，馬錢子總生物堿是馬錢子致大鼠腎損傷的作用部位，能夠引起大鼠腎小管上皮濁腫、腎小球腫大水腫等病理變化。

2.2 肝臟毒性 趙霞等[29]為探討馬錢子的肝毒性機制，將斑馬魚幼魚暴露于不同濃度馬錢子溶液中，結果馬錢子導致了斑馬魚幼魚谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶活性增加，過氧化氫酶及SOD活性降低，丙二醛含量增加，說明肝損傷嚴重，且細胞受到氧化應激損傷；實時聚合酶鏈反應（PCR）結果顯示抗氧化酶和解毒酶基因表達降低，視黃醇結合蛋白4（RBP4）基因和TGF-β1基因表達水平呈濃度相關性增加，而3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶（hmgcra）基因表達水平下降；由此認為，馬錢子的肝毒性與氧化應激損傷和脂肪代謝失衡有關。另一項研究發現，馬錢子對嘌呤代謝、氨基酸和胺類代謝、脂肪酸和脂質代謝、糖類和糖醇代謝均有顯著影響，其肝損傷機制與脂肪酸、氨基酸代謝的下調以及其他脂肪酸和嘌呤代謝的上調有關[30]。

2.3 心臟毒性 安全劑量下馬錢子具有保護心肌、抗心律失常等作用，但用量不當亦可誘發心臟毒性。吳小娟等[31]將馬錢子生物堿提取物制備成凝膠膏劑進行試驗，結果發現1.98 mg/cm2（以馬錢子堿計）連續皮膚給藥6 個月，家兔心臟出現微灶性炎癥和血管充血現象，且部分家兔在停藥4 周后仍未好轉，提示馬錢子生物堿可能會導致不可逆轉的心臟病理學變化。長-QT綜合征是心臟毒性的重要表現之一，有研究指出，士的寧在不改變心肌細胞形態、活力及鈣濃度的情況下，通過阻斷人eag相關基因（hERG）通道和延長QT間期來產生心臟毒性[32]。

2.4 神經毒性 士的寧作為極強的中樞興奮劑，對脊髓有高度的興奮作用，高劑量的士的寧可誘發中樞或外周興奮性反應，如感覺多動、呼吸困難、強直性抽搐等，最終因呼吸困難或脊髓麻痹或心臟驟停而死亡[33]。士的寧具有強大的甘氨酸受體拮抗功能，不僅可阻斷抑制性神經遞質甘氨酸的突觸后受體，還可抑制脊髓和運動神經元中抑制性神經遞質的釋放，由此造成神經興奮性遞質不受約束，出現視覺、聽覺、感覺器官異常興奮、運動障礙和肌張力增高等表現[34]。SUN L J等[35]通過檢測大鼠腦組織及血液中神經遞質的含量，發現馬錢子總生物堿可導致大鼠腦組織及血液中多巴胺及酪氨酸含量顯著降低，谷氨酸、5-HT及TRP水平顯著升高，提示馬錢子總生物堿造成的神經興奮性損傷除了士的寧強大的甘氨酸拮抗功能外，還可能與機體內神經遞質紊亂有關。

馬錢子毒性劇烈，除了對中樞神經、肝臟、腎臟、心臟產生毒性外，對生殖胚胎、腦、皮膚等方面的毒性作用也需要我們在臨床使用中密切關注。

3 減毒機理

3.1 炮制減毒 炮制是降低中藥毒性的常見方法。馬錢子常用的炮制方法有油炸法、烘烤法、奶制法、醋炙法及砂燙法等。高溫條件下馬錢子堿和士的寧堿醚鍵發生斷裂，氧化分解為氮氧化物，而新生成的氮氧化物藥性更高、更持久，且毒性更低[36]。

盧軍等[37]對馬錢子生品、牛奶炮制品、砂燙炮制品中馬錢子堿和士的寧含量進行測定，結果砂燙炮制品和牛奶炮制品中馬錢子堿和士的寧含量均降低；通過小鼠急毒性試驗發現牛奶炮制品和砂燙炮制品按最大給藥劑量給藥，小鼠仍未出現死亡情況，可見炮制能有效降低馬錢子毒性。JIANG X等[38]研究發現，砂燙炮制后馬錢子堿、士的寧、番木鱉次堿均有顯著下降，同時在砂燙炮制后士的寧及馬錢子堿的氮氧化物含量顯著增加。馬恩耀等[39]考察了醋馬錢子炮制前、中、后高效液相色譜（HPLC）指紋圖譜的差異，結果馬錢子生品醋制后，2 種色譜峰含量明顯降低；繼續經砂炒后新增2 個色譜峰，并消失1 個色譜峰，由此推測炮制導致馬錢子中某些生物堿成分下降，同時某些生物堿轉化成了其他物質，這可能與炮制減毒的機理有關。

上述研究表明，炮制馬錢子可通過降低生物堿含量、轉變化學結構、增加有效成分等機制達到減毒增效目的，但對炮制后有關化學成分的變化以及這些變化對毒效影響的研究還需深入。

3.2 配伍減毒 配伍是減輕中藥毒性的又一特色方法。馬錢子毒性猛，發作快，臨床可與甘草、白術、芍藥、蘇木、肉桂、桂枝等配伍以減輕毒性。

梁曉東[40]采用HPLC法對馬錢子與白術以1∶4比例配伍煎劑前后馬錢子堿和士的寧的含量進行測定，結果發現與馬錢子單煎劑比較，馬錢子堿和士的寧分別下降23.5%和8.5%；馬錢子與白術以1∶6比例配伍煎劑后，馬錢子堿和士的寧分別降低29.0%和16.6%。表明馬錢子與白術配伍可有效降低馬錢子毒性，且減毒最佳配伍比為1∶6。馬錢子中活性成分主要由CYP3A4酶代謝，與馬錢子相比，白術與藥物代謝酶結合的能力更強，且白術能部分誘導CYP3A4酶活性，使CYP3A4酶對白術的代謝增多，對馬錢子代謝減少，這可能是白術降低馬錢子毒性機制之一[41]。閆靜等[42]應用電噴霧質譜法對馬錢子與延胡索配伍后主要生物堿的變化進行測定，結果發現延胡索等量配伍馬錢子后，與馬錢子生品單煎劑相比，士的寧和馬錢子堿的溶出率分別下降了46.27%和57.58%；并隨著延胡索用量的增加，士的寧和馬錢子堿的含量繼續下降。由此推測馬錢子與延胡索合煎后，延胡索中生物成分能減緩馬錢生物堿的溶出。胡亞[43]通過藥理實驗表明，馬錢子堿、士的寧的吸收受P-gp抑制劑維拉帕米的影響，芍藥苷、芍藥內酯苷可抑制馬錢子堿、士的寧的吸收，使馬錢子堿和士的寧在細胞內蓄積減少，進而起到減毒作用。

綜上，馬錢子配伍主要通過減少生物堿含量、影響相關代謝酶、抑制毒性成分溶出與吸收等機制達到減毒目的，但其配伍后的物質基礎變化、內在機制等仍不明確，應為接下來的研究重點。

4 結語

馬錢子具有抗炎鎮痛、保護心臟、興奮神經、抗腫瘤、促進骨折愈合、抑制微生物生長、調節免疫等多方面功效，但嚴重的生物毒性限制了其臨床應用，因此在利用炮制、配伍手段減毒的同時，也應加快對新劑型、新工藝等的研究來實現馬錢子的減毒增效。當前抗癌藥物需求迫切，馬錢子抗腫瘤效果顯著，在臨床上得到廣泛關注。因此，為全面了解馬錢子抗腫瘤作用以及其他潛在的藥理機制和作用靶點，未來可通過蛋白質組學、代謝組學、網絡藥理學及網絡毒理學等多種方法對馬錢子的有效成分、藥理活性、毒理作用進行全面、系統的研究，充分發揮馬錢子的藥用價值。