钩藤特征性生物碱的离子通道活性

《Chemistry & Biodiversity》：Ion-Channel Activity of Characteristic Alkaloids From Uncaria rhynchophylla

　　

从钩藤（Uncaria rhynchophylla）中分离得到11种特征性单萜吲哚生物碱（monoterpenoid indole alkaloids），完成结构鉴定，并使用全细胞膜片钳记录（whole-cell patch-clamp recordings）平行评估了其对人类Nav1.7、Nav1.5、Cav3.1和Kv1.5通道的抑制作用。Nav1.7和Nav1.5表现出最广泛的响应，活性抑制剂对这两种钠通道显示出微摩尔级IC₅₀值。柯楠因型（corynanthe-type）生物碱是Cav3.1抑制的主要贡献者，而Kv1.5敏感性较低，主要对钩藤碱（rhynchophylline）和异钩藤碱（isorhynchophylline）产生响应。观察到的通道偏好与生物碱化学型（chemotype）和结构特征相关。该比较分析揭示了所检测的四种离子通道之间的差异性活性，为进一步的电生理学和机制研究提供了基础。

《钩藤特征性生物碱的离子通道活性》论文解读

钩藤（Uncaria rhynchophylla）是茜草科钩藤属植物，传统中药名为钩藤，长期以来用于治疗高血压、惊厥及疼痛相关疾病。吲哚生物碱被认为是其主要活性成分，代表性化合物包括钩藤碱、异钩藤碱、柯诺辛、毛钩藤碱等，主要分为钩藤碱型螺环氧化吲哚类和柯楠因型吲哚类。此前研究多聚焦单一化合物或粗提物，且实验条件各异，限制了不同生物碱之间的直接横向比较。电压门控离子通道为这种比较提供了合适靶点：Nav1.7主要与伤害性感受和疼痛信号相关，Nav1.5是心脏主要钠通道，Cav3.1是T型钙通道重要亚型且参与神经元兴奋和癫痫样放电，Kv1.5则与心房电生理及血管平滑肌膜电位调节有关。因此，该研究选择上述四种通道作为筛选面板，目的是在统一电生理平台下比较钩藤特征性生物碱的离子通道活性，探讨不同化学型是否具有通道偏好。

研究人员从钩藤中分离出11种已知单萜吲哚生物碱，包括钩藤碱、异钩藤碱、柯诺辛、柯诺辛B、柯诺辛因、异柯诺辛因、毛钩藤碱、去氢毛钩藤碱、柯楠因、二氢柯楠因和吉索西嗪甲醚，并通过NMR分析确定结构。在50 μM初筛浓度下，所有化合物对四种通道的抑制并非均匀分布。Nav1.7和Nav1.5响应化合物最多，Cav3.1主要被柯楠因型生物碱抑制，Kv1.5整体敏感性较低。在初筛中抑制率超过50%的化合物进一步进行浓度-反应实验，计算IC₅₀值。

该论文发表于《Chemistry》。研究的主要技术方法如下：钩藤钩状物于2019年10月采自中国云南省普洱市，由中国科学院昆明植物研究所Xiao Cheng教授鉴定，凭证标本编号20191016保存于该所。研究人员使用HEK293T细胞瞬时转染人源Cav3.1、Nav1.5、Nav1.7或Kv1.5通道cDNA，并采用全细胞膜片钳记录，在标准化通道特异性记录条件下进行电生理检测。所有化合物先以50 μM初筛，对抑制率超过50%者进行多浓度浓度-反应实验，数据以Hill方程拟合获得IC₅₀。

结果部分可概括如下：

**分离与结构鉴定**：得到11种已知单萜吲哚生物碱，分属钩藤碱型螺环氧化吲哚类和柯楠因型吲哚类，结构经NMR和文献数据比对确认。

**50 μM初筛**：四种通道的抑制分布差异显著。毛钩藤碱、去氢毛钩藤碱、柯楠因、二氢柯楠因和吉索西嗪甲醚对Cav3.1、Nav1.5、Nav1.7表现出较强且一致的抑制；而柯诺辛因、异柯诺辛因和柯诺辛对测试通道作用较弱；Kv1.5整体不敏感。

**Nav1.7和Nav1.5抑制活性**：6个化合物浓度依赖地抑制两种钠通道，包括毛钩藤碱、去氢毛钩藤碱、吉索西嗪甲醚、柯楠因、二氢柯楠因和异钩藤碱。对Nav1.7的IC₅₀在6.8～18.7 μM之间，对Nav1.5在5.8～18.2 μM之间；吉索西嗪甲醚对两种钠通道均表现出最强抑制。参考化合物PF-01247324对Nav1.7和Nav1.5的IC₅₀分别为15.6和11.5 μM。整体上，相同化合物对两种钠通道的效力相近，未表现出明显亚型选择性。

**Cav3.1抑制活性**：5个柯楠因型生物碱对Cav3.1产生可测抑制，IC₅₀在7.7～24.3 μM之间，其中去氢毛钩藤碱和吉索西嗪甲醚活性最强，米贝地尔参考IC₅₀为2.4 μM。与此前观察到的钠通道广谱响应不同，Cav3.1抑制呈现较清晰的结构类分离：柯楠因型化合物显著有效，而钩藤碱型螺环氧化吲哚类在该通道上作用较弱。

**Kv1.5抑制活性**：大多数生物碱在50 μM时仅产生弱至中等抑制，仅钩藤碱和异钩藤碱符合浓度-反应分析条件，IC₅₀分别为30.4和33.1 μM，参考抑制剂DPO-1的IC₅₀为0.2 μM。该通道的整体敏感性明显低于其他三种通道。

**结构-活性趋势**：在Nav1.7、Nav1.5和Cav3.1上有活性的化合物主要为非螺环的柯楠因型骨架，而钩藤碱型螺环氧化吲哚类作用较弱。去氢毛钩藤碱对Nav1.5和Cav3.1的IC₅₀数值低于毛钩藤碱；柯楠因和二氢柯楠因效力相近；吉索西嗪甲醚在钠通道抑制剂中活性最强；异钩藤碱对Nav1.7和Nav1.5的抑制强于钩藤碱，提示螺环氧化吲哚的立体化学差异可能影响活性。但该化合物系列较小，多数比较并非完全配对，且未研究结合位点，因此这些观察应视为初步的结构相关活性趋势。

讨论部分指出，钩藤的传统用途为研究其结构多样化生物碱的离子通道活性提供了药理学背景。在本研究使用的异源表达系统中，这些生物碱对Nav1.7、Nav1.5、Cav3.1和Kv1.5表现出化合物依赖和通道依赖的抑制活性。但这一结果既不能证明这四种通道介导钩藤已报道的药理效应，也不能直接验证其传统用途。研究所揭示的活性模式为在天然细胞和相关疾病模型中进一步考察提供了可检验的方向。

结论部分可翻译为：本研究在相同膜片钳平台上检测了钩藤11种特征性生物碱对Cav3.1、Nav1.5、Nav1.7和Kv1.5的作用。活性在不同化合物和通道间不均衡。Nav1.7和Nav1.5对测试化合物响应最广，柯楠因型生物碱是Nav1.7、Nav1.5和Cav3.1抑制的主要贡献者，而Kv1.5敏感性较低，主要被较高浓度的钩藤碱和异钩藤碱抑制。通过在相同膜片钳平台上比较这些结构相关的生物碱，该研究确立了钩藤特征性生物碱在选定离子通道面板中的比较活性谱。结果表明活性不是由单一标记化合物主导，而是随通道亚型和生物碱化学型变化。这一结构相关谱有助于连接钩藤的化学多样性与离子通道活性，也可能为其特征性生物碱的进一步电生理和机制研究提供指导。