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编号:10231070
γ-亚麻酸药理药效研究进展
http://www.100md.com 《中草药》 1999年第7期
     作者:葛海涛* 刘志礼

    单位:南京大学生物科学与技术系 210093

    关键词:γ-亚麻酸;药理;药效

    中草药990737 摘 要 总结了近年来γ-亚麻酸在抗菌、治疗艾滋病、肿瘤及心血管疾病等方面的活性及其机制的研究进展。

    γ-亚麻酸(GLA)分子式C18H30O2,化学名6,9,12-十八碳三烯酸,为无色油状液体,在空气中极易被氧化。GLA主要存在于多种草本植物中,首先从月见草Oenothera biennis L.中被发现(含量约7%~10%),亦大量存在于玻璃苣Borago officinalis L.[1]和黑茶隵Ribes nigrum L.[2]种子油中,含量分别为21%~25%和15%~20%,近年来的研究表明,GLA也存在于多种藻类及低等真菌类中,如螺旋藻属的极大螺旋藻Spirulina maxima[3]和毛霉属的球胞毛霉Mucor globorus、微小毛霉M.pusillus。
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    GLA是人体必须脂肪酸之一,在体内能够被代谢形成二高-γ-亚麻酸(DGLA)或花生四烯酸(AA),进而转化为前列腺素(PGs)和白三烯(LT)。由于GLA和其系列代谢物在免疫系统、心血管系统、生殖系统、内分泌系统中都具有重要而广泛的生理效应,其潜在的药用及临床价值受到了广泛的关注。

    1 抗菌作用

    GLA对多种革兰氏阴性菌、阳性菌及藻类的生长抑制作用已被证实,但是该活性的生化机制尚待进一步的研究。一般认为GLA进入细胞壁之后,结合或插入细胞膜,改变膜的流动性及其它生理性质,从而使生长受到抑制。Ohta等人研究了10种脂肪酸及其对金黄色葡萄球菌野生株及抗梅丝西林突变株(MRSA)的细胞毒性作用[4]。发现饱和及单烯不饱和脂肪酸不具有抗菌活性,多不饱和脂肪酸中GLA表现最大的抑制活性,对金黄色葡萄球菌和MRSA的最小抑制浓度为亚油酸(18∶2)的1/2和1/8,为AA(20∶4)的1/8,当GLA达到500 μg/mL时,15 min即可杀死全部的细菌。
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    在革兰氏阴性菌类群中,GLA可以抑制铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa(MIC=200~300 μg/mL)[5]和大肠杆菌[6]等等。把42株大肠杆菌接种于含GLA的培养基中5 h后,观察到有0、18.2%、72.7%的细菌生长受到抑制(分别相应于100、200、300 μg/L浓度GLA)。实验同时指出该抑制作用与GLA导致的AA生物合成变化或诱导产生的细胞因子无关。

    同样,许多藻类生物在GLA存在下生长也受到抑制,如绿藻纲(Chlorophyceae)的蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa、莱因衣藻Chlamydomoras reinhardii[7]以及针胞藻纲(Raphidophyceae)的Heterosigma akashiwa (MIC=25 μg/mL)。GLA被△15脱氢酶还原所得产物6,9,12,15-十八碳四烯酸(ODTA)对藻类表现出更高的抗菌活性(约10倍于GLA)[8],作用于硅藻纲(Bacillariophyceae)、甲藻纲(Dinophyceae)、针胞藻纲、隐藻纲(Cryptophyceae)、裸藻纲(Euglenophyceae)和绿藻纲中多种藻类,1 μg/mL的浓度即可对甲藻纲的Gymnodinium nagasakiense、G.sanguineum和针胞藻纲中赤潮藻类 Chattonella antique等产生强烈的抑制作用。
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    2 抗HIV感染作用

    Kinchington等人的研究表明[9]:在添加γ-亚麻酸锂(LiGLA)的培养基中培育4 d后,大约有90%的被HIV感染的细胞被杀死,同时未被感染的对照组细胞只损失了20%。在添加抗氧剂VE后,LiGLA的毒性明显降低,所以认为LiGLA对HIV慢性感染细胞的选择性杀伤效果可能与膜脂过氧化状态的变化有关。类似的实验也证实了上述的结果[10],当LiGLA浓度达到20 μg/mL时,被HIV有效感染的人类T淋巴细胞在2 d内全部死亡,处于病毒潜伏期的细胞则在2~4 d内死亡50%。用α-肿瘤坏死因子(TNFα)处理被感染细胞后,病毒复制被诱导活化,此时LiGLA的杀伤效果亦达到最大值。但GLA作为有前景的抗逆转录病毒潜在药物,其中的杀伤机制尚需要深入的研究。

    3 抗肿瘤作用

    GLA已被确认对40多种肿瘤细胞有明显的抑制作用,包括乳腺癌、肺癌、皮肤癌、子宫癌、卵巢癌、前列腺癌及胰腺癌[11~14]等等。由于其对肿瘤细胞具有特异性毒性,同时对分离或混合培养的非肿瘤细胞没有损伤作用,因而GLA被认为是颇具潜在价值的抗肿瘤药物。在肿瘤细胞中普遍存在△6脱氢酶失活或活性显著降低的现象,从而导致非正常的高油酸(18∶1)水平,同时多不饱和脂肪酸含量相对较低,添加于培养基中的GLA等多不饱和脂肪酸可以进入肿瘤细胞内,但是否参与细胞的代谢的程度因供给量和细胞株不同而异。实验表明[15],在体外培养的3株不同肿瘤细胞中,仅1株不能对吸收的GLA进行延长或脱氢,GLA对其表现最大毒性(致死量5 μg/mL),其余2株能不同程度地将GLA代谢为DGLA或AA,致死量则为10~20 μg/mL,因此GLA的抗肿瘤活性可能在于分子自身而非其代谢产物,可能供给GLA改变了细胞的脂肪酸组成,增加了多不饱和脂肪酸的含量,改变了细胞膜脂酰基团的组成,正是这些结构变化影响了膜上运输蛋白、离子通道、一些受体及酶的性质。
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    Jiang等人发现体外实验中,LiGLA可以抑制HGF/SF引起的肝癌细胞转移性及侵袭性,而且细胞表面E-粘着蛋白也发生了变化[16],E-粘着蛋白是抑制细胞移动的胞间连接分子,用GLA处理24 h后,在肺癌细胞、乳房癌细胞、黑素瘤细胞及肝癌细胞中,E-粘着蛋白表达量显著增加,亚油酸(LA)和AA均不能导致类似的变化。GLA也可以促进α-Catenin(一种在E-粘着蛋白和细胞骨架之间的连接蛋白)的表达[17],而在许多肿瘤细胞中α-Catenin的含量明显低于正常水平。HGF/SF导致的膜皱缩与肿瘤细胞转移性的增加密切相关,实验表明[18]:GLA也可以通过抑制Ezrin(一种膜-细胞骨架连接蛋白)的酪氨酸磷酸化及其向皱缩区的移动来抑制膜皱缩,从而控制肿瘤细胞的转移性和侵袭性。

    4 抗炎作用

    近年来,GLA被认为对类风湿性关节炎、肠炎、脉管炎、肾炎等多种炎症均具有疗效或改善作用[19,20]。实验表明,喂服3~6g/d的GLA可以导致血清脂类中的GLA、DGLA和AA的增加[21],嗜中性白细胞磷脂中DGLA量亦明显增多,但其中GLA和AA水平无任何改变。同时还可以观察到3 g/d GLA处理3周以后,嗜中性白细胞合成更少的白三烯B4(P<0.05)和血小板活化因子,这些数据揭示GLA的抗炎效果是通过在嗜中性白细胞等炎症相关细胞中升高DGLA含量水平并减弱AA生物合成来实现的。
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    5 抗粥样硬化作用

    巨噬细胞和血管平滑肌细胞(VSMC)是粥样硬化中主要反应细胞,将巨噬细胞从喂以不同数量GLA的雌鼠腹膜中分离[22],用不同抗体处理后,与VSMC共培养,并测量VSMC繁殖效率和胞间cAMP水平。在对照实验中,将VSMC和外源前列腺PGE1共培养,发现对比从未喂食GLA小鼠中分离得到的巨噬细胞和富含GLA的巨噬细胞,后者可明显降低VSMC的繁殖,用抗PGE1抗血清处理(1∶50或1∶100)能阻断其对VSMC繁殖的负调节作用;而且富含GLA的巨噬细胞能以两步方式升高cAMP水平,外源PGE1(1~10 nmol)也可导致一个相似的两步cAMP反应,因而认为喂食GLA可加强小鼠巨噬细胞来源的PGE1,抑制VSMC的无节制繁殖。类似的研究也证明了VSMC的DNA合成能被8.2%~10.1%的GLA所阻止[23],同时细胞内PGE1升高4倍。该效果可以被环氧合酶所遏制,外源PGE1的添加可消除该遏制效果,说明GLA可通过一个环氧合酶依赖方式来有效地抑制VSMC的DNA合成。另外,GLA及其代谢物DGLA、AA、PGE1还具有调血脂的功能[24],可以降低血浆总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白,升高高密度脂蛋白含量,并能抑制血小板的聚集和动脉粥样斑块的形成,使实验性心肌梗死区缩小。所以GLA在临床上可以用于防治冠心病、心肌梗死、阻塞脉管炎等。
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    6 治疗高血压

    将患有原发性高血压的雄性成鼠的肝或肾切片与[1-14C]亚油酸(60μmol/L)或[1-14C]GLA培养1 h后[25],从其三酰甘油和前列腺素中测出大量的放射活性,在肝切片中,大约15%的亚油酸转化为亚麻酸,亚麻酸被主要转化为AA,而肾脏不能代谢亚油酸,却可将GLA平均代谢成DGLA和AA,说明GLA在肾脏内可以转化为AA,进一步产生血压调节物质-前列腺素PGE2,PGE2能够通过激活血管平滑肌腺苷酸环化酶[26],增加cAMP水平而舒张血管,调节机体水和电解质代谢,增加肾血流量或与其它血管活性激素相互作用等方式来参与血压调节。

    此外,GLA还被发现可以用于糖尿病的辅助治疗,锌缺乏症的改善,γ射线放疗的增敏,对于亨廷顿氏舞蹈症、苯丙酮尿症、更年期综合征、帕金森氏症、哮喘、湿疹、甲状旁腺亢进等多种病症也具有不同的治疗效果[27~30]。目前国外出现了大量有关GLA的单、复方及衍生药物的专利申请,以GLA为主要药用成分的中成药月见草油胶囊已被用于降血脂等方面的治疗,相信随着其生理效应应用范围的拓展和体内外活性机制研究的不断深入,GLA将具有更广阔的药用前景。
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    (1999-01-14 收稿, 百拇医药(葛海涛* 刘志礼)