3155-48-4 / 醉椒素的應用

背景及概述^[1]

卡瓦胡椒(PipermethysitcumForster)為多年生灌木類藥用植物，主要分布于南太平洋諸島國，如新幾內亞、密克羅尼西亞、斐濟、玻利尼西亞等。現代藥理學研究表明，卡瓦胡椒具有抗焦慮、鎮靜催眠、肌肉松弛、局部麻醉、抗炎抗菌等作用，因其無成癮性，耐受性好等優點，近幾年來成為美國和德國最暢銷的草藥之一，僅2000年在美國的銷售額就高達1950萬美元。

卡瓦胡椒的主要成分為α-吡喃酮類化合物，稱之為卡瓦內酯。卡瓦內酯在卡瓦根中的含量各異，為3％-20％，占總提取物的25％-70％，其中最主要的6種內酯是：醉椒素[(+)-醉椒素，含量1.8％]、亞甲二氧基醉椒素[(+)-Methysticin，含量1.2％]、去甲氧基甲氧基醉椒素[(+)-Desmethoxyangonin，含量1％]、甲氧基醉椒素[(+)-Yangonin，1％]、二氫醉椒素[(+)-Dihydro醉椒素，0.6％]和亞甲二氧基二氫醉椒素[(+)-Dihydromethysticin，0.5％]。

醉椒素(醉椒素)是從卡瓦胡椒根中提取的活性成分，曾有研究顯示，醉椒素對平滑肌膜有非特異性親肌作用，趙淑彥等研究結果表明，醉椒素舒張呼吸道平滑肌的作用可能是通過抑制M₃受體和鈣通道，減少Ca²⁺內流產生的。

應用^[2]

醉椒素是從卡瓦胡椒的根部提取的有效成分，具有抗炎和抗氧化作用，醉椒素及其衍生物目前被用于治療神經疾病，用作松弛劑、鎮靜劑和抗焦慮藥。醉椒素在制備治療骨質疏松藥物方面的應用。醉椒素通過抑制鈣介導的NFATc1和MAPK信號通路抑制破骨和骨吸收，同時還發現醉椒素治療可以減輕OVX小鼠的骨丟失。眾所周知，M-CSF和RANKL是啟動破骨細胞分化并刺激其骨吸收功能的主要細胞因子。NFATc1是促進破骨細胞分化的主轉錄因子，是在RANKL/RANK軸激活后誘導的。

NFATc1的表達依賴于腫瘤壞死因子受體相關因子6(TRAF6)以及NF-κB、MAPK和鈣信號通路。反過來，NFATc1調控使破骨細胞附著在骨上并介導其骨吸收功能的靶基因的表達。以往的研究中，醉椒素及其衍生物分子被建議調控LPS誘導的信號通路，如NF-κB、激活蛋白1(AP-1)和ERK。然而，醉椒素調控破骨細胞活動的確切機制未被探究。

有趣的是，發明人發現醉椒素可以抑制NFATc1和DC-STAMP的表達，這是一種破骨細胞融合前相關蛋白，并通過RNA和蛋白質分析，抑制下游效應ACP5(也稱為TRACP)、CTSK、MMP9和整合素β3的表達。這些發現提示了醉椒素抑制破骨和骨吸收的機制之一。然而，發明人發現在加入醉椒素后NF-κB通路的激活沒有改變，或許醉椒素對NF-κB通路影響的差異可能是由于細胞類型和培養體系的不同所致。

鈣信號是另一種調節破骨細胞發生的關鍵途徑，可被RANKL/RANK和磷脂酶Cγ激活，從而促進NFATc1的激活，特別是NFATc1可以在活性鈣信號傳遞過程中被自動放大。在發明人的研究中，卡文抑制細胞內鈣振蕩。因此，抑制鈣信號通路導致NFATc1失活可能是導致破骨細胞形成和活性下降的原因之一。MAPK通路作用于RANKL信號的下游。

MAPK活性通過主要的特異性絲裂原活化蛋白激酶(MAP2Ks)激活JNK、P38、ERK，參與MAPK磷酸化。例如，MEK1和MEK2負責ERK；MKK3和MKK6激活P38；MKK4和MKK7負責JNKs，而MKK4也參與P38磷酸化。MAPK通路和下游成分的激活促進破骨發生。在發明人的研究中，發明人證明醉椒素降低了JNK和P38的磷酸化，但減少了ERK的磷酸化。

相反，醉椒素在小鼠骨髓巨噬細胞中通過ERK2去磷酸化和髓系分化抑制腫瘤壞死因子-α的表達。腫瘤壞死因子-α反過來通過激活破骨細胞前體的RANKL信號來促進破骨發生。發明人推測，在同一細胞系中，不同的刺激條件下，所涉及的下游通路可能會轉移。除此之外，醉椒素可能對特定的MAP2Ks產生不同的影響。這些差異背后的機制值得進一步研究。

骨髓間充質干細胞來源的成骨細胞也有助于骨重塑。成骨細胞可以表達關鍵的破骨細胞分化因子RANKL，并通過產生骨保護素來平衡其下游作用。骨丟失也可能是由于成骨細胞和破骨細胞數量的失衡或這兩個細胞群體之間的溝通受損所致。以上研究結果表明，醉椒素可以抑制受體激活核因子-κB配體(RANKL)誘導的破骨細胞分化和融合，但對體外成骨細胞的分化和功能沒有影響，提示醉椒素對破骨細胞具有細胞類型特異性作用。

總之，這些結果提示醉椒素通過調節細胞內鈣介導的NFATc1和MAPK失活而抑制破骨細胞的形成和功能，而不影響成骨細胞(圖7)。此外，醉椒素還可以通過抑制破骨作用來抑制去卵巢引起的骨質疏松癥。發明人的數據表明，這種天然化合物在治療溶骨性疾病方面具有潛在的作用。

制備^[1，3]

方法1：一種醉椒素的分離純化方法，該方法包括以下步驟：

(1)原料藥材前處理：取卡瓦胡椒低溫烘干，粉碎成粗粉；

(2)超臨界萃取：將藥材粗粉投入萃取釜中進行萃取，萃取條件為：壓力18-30MPa，溫度30-45℃，時間為2-4小時，再壓力為4-8MPa，溫度為40-50℃下解析；

(3)柱層析：取出萃取物，加熱水分散后加入大孔吸附樹脂柱吸附，流速為1-3BV/h，先以3倍柱體積的30％乙醇洗脫，再以5倍柱體積的50％-80％乙醇洗脫，收集50％-80％乙醇洗脫液；

(4)脫色：洗脫液加入活性炭，加入量為洗脫液量的1-5％；

(5)結晶：將脫色液減壓濃縮析晶，粗晶再用乙醇-乙酸乙酯(1∶1)加熱溶解，冷藏結晶，結晶物干燥得醉椒素。

方法2：一種從卡瓦胡椒中提取醉椒素的方法，通過以下技術方案實現的：

1）將干燥的卡瓦胡椒粉碎，過40目篩，加入8-15倍量的乙醇溶液，進行回流提取；

2）提取液過濾，濾液減壓濃縮，濃縮液上大孔樹脂柱，用3-5BV水→5-8BV60%-80%乙醇洗脫樹脂柱，收集乙醇洗脫液；

3）洗脫液濃縮至原體積的1/7-1/5，放置析出結晶；

4）乙醇重結晶2-3次，干燥結晶得醉椒素。

主要參考資料

[1] CN201110117995.6一種醉椒素的分離純化方法

[2] CN201810881742.8醉椒素在制備治療骨質疏松藥物方面的應用

[3] CN201410446384.X一種從卡瓦胡椒中提取醉椒素的方法