程 果， 徐国兵，2*

(1.安徽中医学院药学院，安徽合肥 230031;2.安徽省食品药品检验所，安徽合肥 230051)

香豆素，又称双呋喃环和氧杂萘邻酮，是自然界中重要的一类天然有机化合物，具有抗肿瘤、抗HIV、抗氧化等药理作用。由于香豆素及其衍生物结构的特殊性，其药理作用成为国内外持续研究的热点。现就近5年香豆素的药理研究综述如下。

1 药理作用

1.1 抗肿瘤作用和细胞毒性 近几年来，不同香豆素的抗肿瘤作用的研究已逐步深入到分子机制上，主要是通过改变细胞周期、诱导细胞凋亡、通过多种信号途径及对谷胱甘肽转硫酶/NADPH醌氧化还原酶 (GST/NQO)体系的影响等抑制肿瘤细胞的增殖［1］。

Yang等［2］研究发现秦皮乙素对正常人体细胞的毒性弱于癌细胞，通过细胞培养模型首次发现秦皮乙素可引起细胞凋亡，且其细胞毒性具有剂量依赖性，IC50为37.8 mmoL。秦皮乙素引起的细胞凋亡主要与活性氧 (ROS)介导的线粒体功能紊乱有关，其使细胞周期停留在有丝分裂G1-S 期。Kempen I等［3］证实在 2-oxo-2H-1-benzopyran-3-carboxylic acid衍生物的6位加入取代基，其产物能明显减少HT1080纤维肉瘤细胞的入侵作用，并证明以芳基酯取代3位的硫酯或氨基化合物，其生物作用明显增强。

Ngo等［4］从越南滇南溪桫Chisocheton siamensis中分离出多种香豆素，其中以(E)-4-(1-hydroxypropyl)-5，7-dihydroxy-6-(3，7-dimethyl-2，6-octadienyl)-8-(3-methyl-1-oxobutyl)coumarin为代表的4种香豆素能明显抑制结肠癌，腺癌，宫颈癌，肺癌细胞株的生长，所有衍生物均有抑制细胞增生的作用，并且羟基的数目和位置对其抑制作用有明显影响。Bhattacharyya等［5］合成 4-甲基-7羟基香豆素(SC)，其制成PLGA三聚体纳米粒子 (NC)，对黑色素瘤细胞A375有抗癌作用。实验证明，NC对小牛胸腺DNA的抑制作用具有剂量依赖性。这种将香豆素制成纳米粒子的方法，为香豆素今后的治疗途径开辟了新方法。Liu等［6］合成一种新的香豆素，其中包含4，5-双羟基吡唑部分，表现出潜在的端粒酶抑制作用，对人类胃癌细胞SGC-7901表现出强烈抑制作用，主要是通过修改端粒酶重复扩增法而抑制端粒酶。Yang等［7］通过Perkin法合成14种羟基化的3-苯基香豆素，其对人前骨髓细胞癌HL-60和人肺上皮细胞癌A549具有抑制作用，研究发现，芳香环A上的直链羟甲基和直链二羟基可显著增强其对恶性肿瘤细胞增殖的抑制作用，其中，6-methoxy-7-hydroxy-3-(4'-hydroxyphenyl)coumarin抗癌作用最强，通过改变细胞周期和诱导细胞凋亡发挥作用。

1.2 对人体酶代谢的影响 Uesawa等［8］研究发现药物代谢酶CYP3A和香豆素类化合物存在明显的构效关系，CYP3A底物的logIC50与呋喃香豆素的静电势能、相对分子质量等具有显著联系。Li等［9］研究显示，香豆素通过自由加速和操纵模拟分子动力学，进入人体细胞色素P450 2A6。Chimenti F 等［10］以-carboxamido-7-substituted coumarins为骨架合成一系列香豆素，体外测试这些化合物对人类单胺氧化酶的抑制作用，研究表明3位的N-芳基，N-烷基酰胺和7位的苄氧和4'-F-苄氧对其抑制作用和选择性有影响。Pisani等［11］通过对4位取代基的设计，发现7-［(m-halogeno)benzyloxy］coumarins为新型的单胺氧化酶 (MAO)抑制剂，其体内外对MAO-B的选择性抑制具有快速通过血脑屏障，作用可逆，体外毒性低的特点，可作为候选的神经变性药物。

Chilin等［12］发现部分香豆素可作为酪氨酸激酶 2(CK2)抑制剂骨架，而CK2为重要的多效性蛋白激酶，其活性异常被怀疑是引起肿瘤形成的重要原因。其中3，8-dibromo-7-hydroxy-4-methylchromen-2-one为最有希望的抑制剂，并可与CK2形成结晶。Fais等［13］以香豆素为骨架合成coumarin-resveratrol hybrids，其为有效地CK2抑制剂，其中3-(3'，4'，5'-trihydroxyphenyl)-6，8-dihydroxycoumarin 抑制作用最强，为非竞争性的酪氨酸激酶抑制剂。Zhou等［14］设计并合成3种具有苯基哌嗪官能团的香豆素类似物，以多奈哌齐为参照物研究其抗胆碱酯酶作用，结果证明3种化合物与参照物具有类似的抗胆碱作用。Pisani等［15］通过将香豆素与3-羟基-N，N-二甲苯胺或3-羟基-N，N，N-三烷苯铵连接，实验证明两种化合物对乙酰胆碱酯酶 (AChE)和丁酰胆碱酯酶 (BChE)均有抑制作用。其中前者对AChE和BChE具有显著的亲和力且对AChE和BChE具有卓越的选择性。利用分子动力学模型研究发现，其选择作用的关键在外围的双结合位点。

1.3 抗抑郁和中枢神经保护作用 Chen等［16］等研究发现对轻度抑郁的小鼠，补骨脂Psoralea corylifolia种子中的总呋喃香豆素具有良好的治疗作用，并有剂量依赖性。实验证明其抗抑郁作用是以氧化性应激系统、下丘脑-垂体-肾上腺皮质 (HPA)系统以及 MAO等为介导的。天冬氨酸受体 (NMDARs)与神经退化性疾病有关，Irvine等［17］报道6-bromocoumarin-3-carboxylic acid(UBP608)是NMDARs的负向酶变构调节剂，香豆素作为重组NMDAR调节剂，在对二者构效关系的研究发现，在香豆素环中，6，8位的溴或碘能增强其对NMDAR的抑制作用。香豆素可作为谷氨酸N2亚组的选择性抑制剂，应用于治疗神经退化性疾病，如神经痛、抑郁、癫痫。6-bromo-4-methylcoumarin-3-carboxylic acid(UBP714)则能增强对CA1区海马体中磷酸合酶NMDAR的调控作用，同时还是亚基选择性NMDAR增效剂的模板，用于治疗认知缺陷或精神分裂症。

尚有研究表明香豆素具有抗惊厥和神经毒性作用［18］，也有报道［19］称以香豆素为骨架的氧杂环化合物可作为单胺氧化酶抑制剂，用于治疗帕金森综合征。

1.4 抗人类免疫缺陷病毒 (HIV)作用 艾滋病 (AIDS)即获得性免疫缺陷综合征，由HIV引起，目前用于临床治疗的药物，主要以HIV的逆转录酶、HIV整合酶、HIV蛋白酶为靶点。Xu等［20］报道藤黄科红厚壳属植物提取液中有效成分calanolide A具有增强人体免疫力的作用。calanolide A的类似物dihydro-costatolide不仅可以抑制野生型逆转录酶，而且可以抑制最常见的 Y181C突变型逆转录酶。Sancho等［21］发现欧前胡素的抗HIV作用是通过转录因子sp1完成的。HeLa细胞的细胞周期中，欧前胡素通过抑制周期蛋白D1的蛋白表达与基因转录，使细胞分裂停止在G1期，同时其还可以阻止HIV-1病毒的复制。Mahajan等［22］合成 2-(coumarin-4-yloxy)-4，6-(substituted)-s-triazine一系列衍生物，为无核苷逆转录酶抑制剂，并能有效抑制HIV-1、HIV-2和HIV-1的室温突变型K103N和Y181C。4位和6位加入三嗪骨架生成的衍生物展现出良好的抗HIV作用，表现出与奈韦拉平和依非韦伦相当的药性。

1.5 保肝作用 Shin等［23］在对蛇床子Cnidium monnieri的研究中发现，在HSC-T6肝星状细胞的体外实验中，蛇床子果实能有效减少其细胞增殖，在对从蛇床子中分离出的香豆素的研究中发现，其中两种香豆素蛇床子素和欧前胡素对HSC-T6细胞增殖的抑制具有时间和浓度依赖性，该抑制作用和其减少细胞中胶原蛋白含有量有关。为确定天然香豆素，线型呋喃香豆素，角型呋喃香豆素对小鼠肝药酶的影响，Kleiner等［24］分别给小鼠口服线型呋喃香豆素，异虎耳草素和欧前胡素，实验证明，三者均有诱导谷胱甘肽巯基转移酶 (GST)的作用。细胞色素P450(P450)和GST作为酶家族的成员，影响致癌物质的代谢。线型呋喃香豆素对P450的诱导作用最强，特别是对P450 2B和3A。实验证明口服异虎耳草素，可诱导野生型小鼠肝中细胞色素Cyp2b10，Cyp3a11的mRNA的表达和GST自身的雄甾烷受体 (CAR)增加，相反的，CAR减少的小鼠体内由异虎耳草素诱导的CYP2b10 mRNA减弱，这提示异虎耳草素是通过接受CAR对CYP2b10的诱导作用。当前数据指示，天然香豆素基于其化学成分，通过诱导多种外源物质代谢酶而发挥作用。

1.6 抗氧化作用 Zhang Y［25］等以7-苄氧基香豆素为基础合成4-席夫碱-7-苄氧基香豆素及其衍生物，实验证明部分衍生物其体外抑制DPPH的作用强于丁羟甲苯和叔丁基羟基茴香醚。Roussaki［26］等通过对一系列香豆素类似物的苯环与2-羟基苯乙酮和2-水杨醛进行分子间缩合反应，产物可体外抑制DPPH和脂质过氧化反应，并有一定的抗炎作用。Lin［27］等研究8种香豆素衍生物对活性氧簇 (ROS)的抑制作用，发现其中aesculetin的作用最强，能保护细胞对抗ROS介导的蛋白质损伤。研究表明苯环上羟基数目与其对ROS的抑制有关。Thuong［28］等在对5种韩国药用植物的脂质过氧化实验中发现，香豆素中具有儿茶酚基，而2，3，19位的儿茶酚基在自由基清除和抑制脂质过氧化中发挥重要作用，开端处的吡喃酮环增强其抗氧化作用。相反，香豆素中的配糖体则减弱此作用。

1.7 抗菌及抗病原微生物作用 香豆素类化合物具有抗菌活性，新生霉素、氯新生霉素及香豆霉素均属于香豆素类化合物抗生素。Guan等［29］在合成的一系列香豆素衍生物中，证 明 (E)-methyl-2-{2-［(3-hexyl-4-methyl-coumarin-7-yloxy)methyl］phenyl}-2-(methoxyimino)acetate 对黄瓜灰霉菌有抗菌作用，强于丁香菌酯。Methyl-2-［(3，4-dimethylcoumarin-7-yloxy)methyl］phenyl(methoxy)carbamate 对小麦白粉病的抗菌作用，与醚菌酯近似。Chimenti等［30］合成N-substituted-3-carboxamido-coumarin，发现其能杀灭20余种幽门螺旋杆菌，包括5种甲硝唑耐受型，在40种香豆素的抗真菌实验中，对真菌菌株白色念珠菌、烟曲霉菌、镰刀菌素均有抑制作用，实验证明其抗菌作用与C-8位上的烷基有关［31］。

1.8 抗炎镇痛作用 瑞香素为从瑞香属植物中提取的香豆素类似物，具有临治疗风湿性，类风湿关节炎的作用，其通过可抑制细胞因子白介素1发挥作用。同时还有抗炎镇痛作用的还有白芷香豆素等［32-33］。Pan等［34］用巴豆油制作大鼠关节炎模型，证明东莨菪亭高剂量组大鼠的关节组织中新血管生成明显减少，同时，东莨菪亭对关节内血管内皮生长因子、纤维母细胞生长因子和白介素6的超表达均有免疫抑制作用。Moon等［35］通过实验发现，异欧前胡素可以减少肥大细胞中环氧化酶和 (COX)的生成，却无法阻止COX-1与COX-2的蛋白生成。

1.9 光化学作用 呋喃香豆素作为天然的植物光敏剂，能增加生物对UVA的敏感程度。Hara等［36］研究发现皮肤细胞中微核的光化学作用可引起苯并芘和8-甲氧补骨脂素的光化学毒性。Viola等［37］研究发现细胞周期的改变分化以及凋亡可以通过补骨脂素类化合物进行诱导，且在较低剂量时，补骨脂类化合物可影响细胞的紫外线激活，说明其具有生物活性且细胞毒性较低。

1.10 抗凝血作用 香豆素类是临床广泛应用的口服抗凝血药，为维生素K拮抗剂。Abdelhafez等［38］合成20余种香豆素，经过体内外抗凝对比实验，发现3-pyrazolyl-4-hydroxycoumarin抗凝作用最强。Jung等［39］将 p-methoxybenzaldehyde经过分子内环化反应和缩合反应定向去碳酸基等，最后与4-羟基香豆素反应，生成氟羟香豆素，作为第二代抗凝剂，其疗效接近法华林。

2 结语

香豆素具有多种药理活性，在治疗肿瘤，艾滋病方面尤为显著。其作用机理主要有抑制钠、钙等离子通道;控制其细胞内浓度;调节人体内细胞因子、黏附分子、酶等蛋白的表达;与DNA直接结合，抑制其合成;清除氧自由基，阻断脂质过氧化反应等。

作为一类重要的天然产物，目前还有相当多的香豆素成分其药理作用机制不明确，对许多药理活性尚未建立起理想的模型。因此，提取分离抗肿瘤前体化合物进行合成和结构修饰，探讨其在治疗癌症方面分子机制和作用原理，筛选出高效低毒抗癌药物，设计绿色高效的合成方法，并建立合理有效地评价模型，将是成为今后研究的主要方向。

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