民國100年8月號
野黄芩苷/燈盞乙素 (scutellarin) 的研究新知
野黄芩苷 (別名：燈盞乙素，scutellarin，7-(β-D-glucopyranuronosyloxy)-5,6-dihydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-4H-1-benzopyran-4-one)，在2011年又有許多關於scutellarin的研究文獻陸續發表，茲簡述如下：
1. 改善心肌梗塞的研究：
慢性心肌梗塞 (myocardial infarction，MI) 後的間質纖維化 (interstitial fibrosis) 為造成心臟衰竭的主因，抗纖維化療法有可能減輕此病理變化。因此Pan等人以冠狀動脈結紮法 (coronary artery ligation) 建立心肌梗塞大鼠實驗模型，探討了長期給予scutellarin對於心肌間質纖維化的影響及其藥理機制。於心肌梗塞大鼠連續8週給予scutellarin後，觀察心臟功能及組織病理變化；而於加入血管張力素II (angiotensin II，Ang II) 培養的心肌纖維母細胞 (cardiac fibroblasts，CFs) 給予scutellarin後，觀察其數量及膠原蛋白含量變化。
由心臟超音波與血液動力學實驗結果發現scutellarin能改善心肌梗塞大鼠的心臟功能，並能減少心肌間質纖維化；而對8週心肌梗塞之心臟，scutellarin能抑制FN1與TGFβ1的表現，但對於發炎細胞激素TNFα、IL-1β與IL-6則無影響。此外，scutellarin能抑制CFs受Ang II誘導之增殖和膠原蛋白生成及降低FN1與TGFβ1的表現，並能減少梗塞心臟組織及CFs受Ang II誘導的p38 MAPK與ERK1/2磷酸化。由上述實驗結果，Pan等人推測長期投予scutellarin可因抑制心肌間質纖維化而改善MI大鼠的心臟功能，其作用機制為抑制促纖維化細胞激素TGFβ1的表現以及p38 MAPK和ERK1/2的磷酸化 [20]。
2. 抑制皮膚纖維母細胞之膠原蛋白合成：
Karna等人以10-30 µM濃度的scutellarin加入人類皮膚纖維母細胞共同培養，24小時後評估scutellarin對人類皮膚纖維母細胞之膠原蛋白合成、脯胺酸肽酶 (prolidase) 活性的影響，並觀察β1 integrin、類胰島素生長因子-I受體 [insulin-like growth factor-I (IGF-I) receptor，IGF-IR] 與轉錄因子NF-κB之表現的變化情形。IGF-IR為膠原蛋白合成與脯胺酸肽酶活性最有力的調控因子，而脯胺酸肽酶亦受β1 integrin訊息傳遞所調控；另外，NF-κB為已知之膠原蛋白基因表現的抑制劑。
實驗結果發現，scutellarin能減少人類皮膚纖維母細胞合成膠原蛋白並伴隨著增加脯胺酸肽酶活性。scutellarin能增加IGF-IR與β1 integrin受體的表現並伴隨著增加NF-κB的表現。由上述實驗結果，Karna等人推測scutellarin減少人類皮膚纖維母細胞膠原蛋白的合成是藉由活化NF-κB而抑制膠原蛋白基因的表現 [21]。
3. 對血管內皮的保護作用：
崔琳等人研究了scutellarin對過氧化氫 (H2O2) 損傷血管內皮細胞的保護作用，將體外培養之人類臍靜脈內皮細胞 (human umbilical vein endothelial cells，HUVEC) 分為6組：正常對照組 (control)、氧化損傷組 (H2O2組)、氧化損傷加入維生素E對照組 (VitE+H2O2)、氧化損傷加入不同濃度的scutellarin 3組 (108 μM scutellarin+ H2O2、27 μM scutellarin+ H2O2、6.25 μM scutellarin+ H2O2) ，以VitE及不同濃度的scutellarin預先處理血管內皮細胞24小時後，加入1 mM H2O2繼續培養24小時，用MTT法檢測細胞存活率，同時檢測超氧歧化酶 (superoxide dismutase，SOD)、榖胱甘肽過氧化酶 (glutathione peroxidase，GSH-PX)、過氧化氫酶 (catalase，CAT) 的活性。
結果顯示scutellarin能與濃度相關性地抑制H2O2所引致之抗氧化酶SOD、GSH-PX活性的降低，與氧化損傷組比較具有統計學意義 (P<0.05) ，但對CAT活性無顯著的影響。此研究推測scutellarin對H2O2誘導的HUVEC損傷具有保護作用之機制可能與提高抗氧化酶SOD、GSH-PX的活性有關 [22]。
4. 抗缺血損傷之藥理：
過去研究發現scutellarin對腦部缺血損傷具有保護作用，因此Zhang等人以細胞膜片箝制技術 (whole-cell patch clamp technique) ，研究scutellarin對新鮮分離小鼠海馬迴CA1 (hippocampal CA1) 神經元之鈉離子電流 (sodium current，INa) 的影響，以瞭解其保護機制。
實驗結果顯示scutellarin能與濃度及箝制電位 (holding potential) 相關性地抑制INa。scutellarin濃度為50 μM時，能顯著使INa的穩態不活化曲線 (steady state inactivation curve) 向更負的電位 (negative potential) 移動，減緩INa從不活化態 (inactivation state) 恢復正常，並引起頻率依賴性阻斷INa (frequency-dependent block of INa)；另一方面，INa之電流-電壓 (I-V) 曲線與穩態活化曲線 (steady state activation curve) 的形態則未受scutellarin的影響。依據上述實驗結果，Zhang等人推論scutellarin能抑制神經的INa主要是影響INa的不活化態，而抑制Na+通道為scutellarin應用於抗缺血損傷奠定了新奇的藥理基礎 [23]。
5. 神經保護作用：
抑制微小膠細胞 (microglial) 過度反應 (over-reaction) 及發炎過程能減緩神經疾病 (例如：神經退化性疾病、中風) 的病程發展，因此Wang等人為了研究scutellarin之神經保護機制而特別探討了其對微小膠細胞的抗發炎作用。
在大鼠初代培養微小膠細胞株或小鼠BV-2微小膠細胞株實驗，可觀察到scutellarin能抑制脂多糖 (lipopolysaccharide，LPS) 所誘導的促發炎介質如一氧化氮 (nitric oxide，NO) 、腫瘤壞死因子α (tumor necrosis factor α，TNFα) 、介白素-1β (interleukin-1β，IL-1β) 與活性氧物質 (reactive oxygen species，ROS) 之生成，並能抑制誘發型一氧化氮合成酶 (inducible nitric oxide synthase，iNOS) 、TNFα與IL-1β的mRNA表現。
scutellarin能抑制LPS所誘導之NF-κB的核轉位及其與DNA結合的活性；亦能抑制LPS所誘導的c-Jun N-terminal kinase (JNK) 與p38磷酸化，但對細胞外訊息調控激酶 (extracellular signal regulated kinase，ERK) MAPK之活性則無任何影響。再者，scutellarin亦能抑制干擾素-γ (interferon-γ，IFN-γ) 所誘導的NO生成、iNOS mRNA的表現以及STAT1α (signal transducer and activator of transcription 1α) 的活化。此外，從scutellarin預處理BV-2細胞取得的制約培養液(conditioned medium)會比從僅以LPS處理的制約培養液有較少的神經毒性。
綜合上述實驗結果，Wang等人推測scutellarin對微小膠細胞具有抗發炎活性，而對於不同微小膠細胞媒介的神經發炎可能具有治療潛力 [24]。
6. 對氣道上皮細胞之黏液素 (mucin) 生成的抑制作用：
Jiang等人探討了scutellarin對氣道上皮細胞之MUC5AC黏液素生成的影響及其可能機制。以scutellarin預處理人類支氣管上皮16 (human bronchial epithelial 16，HBE16) 細胞60分鐘，然後暴露於人類嗜中性球彈力蛋白酶 (human neutrophil elastase，HNE) 或介白素 (IL) -13中12小時，再用反轉錄聚合酶鏈反應 (reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR) 與酶連結免疫吸附分析 (enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA) 檢測MUC5AC黏液素生成含量。
實驗結果顯示scutellarin能與濃度相關性地抑制HNE誘導MUC5AC mRNA和蛋白的表現，但scutellarin不能抑制IL-13誘導MUC5AC黏液素的生成。以西方墨點法 (western blotting) 檢測蛋白激酶C (protein kinase C，PKC)、訊息傳遞子與轉錄活化子6 (signal transducer and activator of transcription 6，STAT6) 以及ERK1/2的磷酸化，來探討細胞內scutellarin對MUC5AC黏液素生成的影響機制，結果顯示scutellarin能抑制PKC與ERK1/2的磷酸化，但對STAT6則無明顯影響。綜合上述實驗結果，Jiang等人推測scutellarin能經由抑制ERK與PKC訊息路徑而降低HBE16細胞之MUC5AC黏液素生成 [25]。
7. Scutellarin的毒性評估：
Li等人為評估scutellarin的安全性，進行了急性與亞急性毒性試驗。在急性毒性試驗中，以不同劑量的scutellarin灌胃給予小鼠，發現scutellarin會對一般性的行為產生與劑量有關的不良作用，但無法偵測到一半致死劑量 (LD50) 值，且其最大耐受劑量超過10 g/kg。在亞急性毒性試驗中，每日給予大鼠口服100 mg/kg與500 mg/kg的scutellarin，共連續30日，在最後一日檢測大鼠體重、心跳率、血壓、生化學參數、血液學參數、尿液常規檢查參數。
結果發現大鼠連續30日口服不同劑量的scutellarin不會導致死亡及生化學、血液學及尿液常規檢查的顯著改變，但會與劑量無關地降低血中尿素氮 (blood urea nitrogen，BUN) 與三酸甘油酯的濃度。由上述實驗結果，Li等人推測scutellarin對實驗鼠之毒性甚微或無毒性，而依急性與亞急性毒性試驗中所使用的劑量考量，認為scutellarin於治療使用時有足夠的安全範圍 [26]。
8. 藥物代謝與動力學研究：
Xing等人為了探討經口服或靜脈注射給予大鼠scutellarin後產生低生體可用率的機制，以口服或靜脈注射方式給予雌、雄大鼠scutellarin後，利用高效液相色層分析 (HPLC) 同時檢測大鼠血漿、尿液及糞便中scutellarin及其糖苷元 (aglycone) scutellarein的含量，並於體外以雌、雄大鼠肝臟微粒體 (microsomes) 進行代謝穩定度實驗，研究了scutellarin的代謝與動力學。
實驗結果發現，口服單劑量400 mg/kg的scutellarin後，scutellarin與scutellarein在雌性大鼠血漿中的濃度顯著高於雄性大鼠，而雌、雄大鼠之間的顯著差異主要在scutellarin的AUC、tmax2與Cmax2，且尿液中scutellarin的藥物動力學參數亦有明顯差異。此外，scutellarein在雌、雄大鼠的總排泄率分別為8.61%與16.5%，而大鼠糞便中的scutellarin與scutellarein總排泄率於口服給藥高於靜脈注射給藥。在體外實驗中，scutellarin的 t1/2與CLint值於雄性大鼠顯著高於雌性大鼠。
歸納以上結果，Xing等人推測大鼠口服scutellarin造成低生體可用率的機制可能為大量的scutellarin在大鼠胃腸道代謝成scutellarein 並隨糞便排出體外所致，而雌、雄大鼠的scutellarin與scutellarein藥物動力學參數有顯著差異是因為雄性大鼠有較高的CLint值及較低的吸收率所致 [27]。
Wang等人研究了scutellarin及其糖苷元scutellarein在小腸運輸及經由UDP-葡糖醛酸轉移酶 (glucuronosyltransferase) 為媒介的葡萄糖醛酸反應 (glucuronidation) 與β-葡萄糖醛酸解酶 (glucuronidase) 為媒介的水解反應進行首渡代謝 (first-pass metabolism) 的情形。
實驗結果顯示scutellarein較scutellarin更容易藉由被動擴散通過Caco-2單層細胞膜，而scutellarin為scutellarein的主要代謝物，其於scutellarein通過Caco-2單層細胞膜或與人類微粒體 (microsomes) 孵育期間形成。scutellarin廣泛地於人類肝臟微粒體 (human liver microsomes，HLMs) 生成，此可由HLMs之催化效率 (catalyzing efficiency，Clint) 遠高於人類小腸微粒體 (human intestinal microsomes，HIMs) 來闡示。酵素動力學分析顯示UGT1A9的催化效率在所測試之UGTs中為最高，其次為UGT1A1與UGT1A3。實驗中無明顯發現以P450為媒介的scutellarein羥基化作用 (hydroxylation) ，而scutellarin可能在HLMs與HIMs會被水解成scutellarein [28]。
劉建明等人從體內動物模型及體外細胞培養觀察scutellarin在小鼠肝臟的吸收及運輸情形，研究其可能的跨膜運輸機制。以HPLC檢測並比較不同劑量普伐他汀 (pravastatin) 預處理組小鼠及空白對照組小鼠其scutellarin在血漿與肝臟的濃度，以及檢測空白對照組肝細胞、有機陰離子傳輸多肽2 (organic anion transporting polypeptide 2，oatp2) 高表現組肝細胞以及普伐他汀處理的oatp2高表現組肝細胞對scutellarin的吸收情形。
實驗結果發現，小鼠灌服普伐他汀會改變scutellarin的藥物動力學參數，使scutellarin的血漿廓清率(CL)降低，而曲線下面積 (Area Under Curve，AUC) 增加。以pregnenolone-16α-carbonitrile (PCN) 誘導oatp2高表現組之肝細胞對scutellarin的吸收率較空白對照組為高，但同時加入普伐他汀則使肝細胞對scutellarin的吸收降低。此研究顯示普伐他汀和scutellarin之間可能存有潛在的藥物交互作用，劉建明等人推測可能是經由相互競爭oatp2為媒介的運輸路徑所致，而此路徑存在於肝臟對scutellarin的吸收過程中 [29]。
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