血小板活化因子及其受体拮抗剂的研究进展

1568 中华中医药杂志(原中国医药学报)2011年7月第26卷第7期 CJTCMP, July 2011,Vol. 26, No.7 综述 血小板活化因子及其受体拮抗剂的研究进展 袁奇， 张小华， 乔延江 （北京中医药大学，北京 100102） 摘要：目的：综述血小板活化因子（PAF）及其受体拮抗剂的研究进展。方法：根据已报道的介绍PAF及其 受体拮抗剂的相关文献，介绍PAF及其拮抗剂的研究进展。结果：从PAF的结构、作用机制、PAF受体拮抗剂类 型等方面介绍了PAF及其拮抗剂的研究进展。结论：PAF是具有广泛生物活性的磷脂细胞因子，参与人体多种生 理、病理过程。而PAF受体拮抗剂可以拮抗PAF引起的病理反应。对PAF及其受体拮抗剂的研究对人类疾病的治疗 有巨大意义。 关键词：血小板活化因子；生物活性；化学结构；作用机制；PAF受体拮抗剂 Research advances in PAF and its receptor antagonist YUAN Qi， ZHANG Xiao-hua， QIAO Yan-jiang （Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100102, China） Abstract: Objective: Reviewing the resent developments in research of platelet activating factor(PAF) and its receptor antagonist. Methods: Describing the current researches about PAF and its receptor antagonist according to the related literatures. Results: Summarizing the resent research results about PAF and its receptor antagonist from the aspects of chemical structure, action mechanism and types of receptor antagonist. Conclusion: PAF is a Phospholipids Cell Factor which has very wide biological activity. It participates in many kinds of physiological and pathological process which can be prevented by receptor antagonist of PAF. So researching on PAF and its receptor antagonist has a profound signifi cance on treatment of human disease. Key word: Platelet activating factor; Biological activity; Chemical structure; Action mechanism; PAF receptor antagonist 通讯作者：张小华，北京市朝阳区望京中环南路6号北京中医药大学中药学院45号信箱，邮编：100102，电话（传真）E-mail：xhua_zhang CO CH3 O CH CH2 CH2O P RO OO O CH2 CH2N 1 2 3 图1 血小板活化因子结构 血小板活化因子（platelet activating factor， PAF）是体内一 种重要的磷脂类递质。 PAF主要由中性粒细胞、 血小板、 肥大 细胞、 内皮细胞和巨噬细胞等产生， 是目前发现作用最强的脂 质递质， 在体内具有广泛的生物活性。 PAF须和PAF受体结合 才能产生生物活性。 近年来大量研究证明PAF受体拮抗剂能拮 抗这些功能的发挥， 对PAF诱导的疾病具有很好的治疗和预防 作用。 因此， 对PAF生物学效应及其受体拮抗剂的研究， 有助于 对PAF参与的有关疾病的防治。 PAF的结构 PAF的化学结构为1-O-烷基-2-乙酰基-Sn-甘油-3-磷酸 胆碱（1-O-alkyl-2-acetly-Sn-glycero-3-phosphocholine） ， 是一 种具有胆碱极性头部基团的甘油磷脂（结构见图1） 。 其骨架是 甘油分子， C-1位连接的是醚链脂肪醇， R为不同的烷基或双键 结构1。 C-2位连接的是乙酰基。 PAF的结构为发挥其生物活性所必需， 并且其应答是立体 特异的。 如果C-1位上的醚链脂肪醇被脂肪酸所代替， 则PAF的 生物活性仅为原活性的1%； 若C-2位连接的乙酰基为丙酰基所 代替， 则PAF的作用明显减弱； 若以丁酰基代替， 则PAF的作用 完全丧失。 PAF的作用机制 PAF发挥生物效应主要是通过与细胞膜表面的PAF受体 （PAFR）结合而实现， PAF与其受体结合的复合物主要通过5 种途径来产生活性。 1. 与G蛋白偶联 PAF在体内与受体结合后， 可与G蛋白产 生偶联。 鸟苷三磷酸酶（GTP）能强烈抑制PAF与受体的结合， 促进PAF从受体复合物上解离， 在Na+存在下这种解离作用增 加， 表明G蛋白与PAF受体作用相关联。 2. 调控磷脂酶 PAF受体与G蛋白偶联后，磷脂酶C （PLC）被激活， 它作用于4， 5-二磷酸磷脂酰肌醇， 使其分解 产生三磷酸肌醇（IP3）和甘油二脂（DG） ， 前者可诱导细胞 Ca2+浓度的升高， 后者可激活蛋白激酶C（PKC） 。 除PLC外， 磷 1569 中华中医药杂志(原中国医药学报)2011年7月第 26 卷第7期 CJTCMP, July 2011,Vol. 26, No.7 脂酶A2（PLA2）和磷脂酶D（PLD）也参与PAF受体反应， PLA2 使细胞内前列腺素E2浓度增高， PLD则与PLC一起促进胞内 DG的产生2。 3. 调控Ca2+浓度 Ca2+主要来自于细胞内质网贮存Ca2+的 释放和胞外钙流入率的增加3。 用PAF受体拮抗剂L659789则能 完全阻止胞内贮存Ca2+的释放， 但不阻止胞外Ca2+的内流， 表明 胞外钙流是一种非受体依赖性的反应， 而用Ca2+螯合剂EDTA、 钙通道抑制剂异博定能抑制PAF的这种作用， 同时也可抑制 PAF诱导兔血小板的聚集， 证实Ca2+浓度升高是PAF诱导血小 板聚集的一个重要因素。 4. 调控蛋白激酶 在PAF受体反应中， 有蛋白激酶参与， 已得到部分阐明的有蛋白激酶C（PKC） 、 酪氨酸激酶、 丝裂素 激活蛋白（MAP）激酶等。 PKC由DG激活， 在高Ca2+浓度下可 使特定的蛋白质或酶上的某些氨基酸如丝氨酸、 苏氨酸残基 磷酸化。 酪氨酸激酶催化酪氨酸残基的磷酸化， 在胞膜内侧 PAF受体的氨基酸环上有2个酪氨酸残基， 该酶可能通过对这 2个残基的磷酸化影响PAF的受体反应。 在CHO细胞， 克隆的 PAF受体能强烈促发42和44kD两种MAP激酶的活性。 可能与 酪氨酸激酶有关， 而MAP激酶则又可促使其它一些蛋白质的 磷酸化。 5. 调控基因表达 PAF可通过受体反应促进某些基因的表 达。 研究表明PAF能增加星形胶质细胞前列腺素E2（PGE2） 的释 放4， 诱导共培养的神经元和胶质细胞环氧化酶22（COX22）和 肿瘤坏死因子2A （TNF2A） 的表达上调5， PAF参与诱导脊髓损 伤后促炎性细胞因子IL21B和IL26的表达6。 并能抑制脊髓原 癌基因c2fos的表达7。 血小板活化因子拮抗剂的类型 PAF受体拮抗剂能拮抗或阻断PAF与受体结合， 可分为特 异性和非特异性2大类。 1. 非特异性受体拮抗剂 常见非特异性受体拮抗剂有3-去 偶氮腺甙 （3-deazadenosine） 和L-高半胱氨酸 （L-homocysteine） 等， 可干扰磷脂甲基化而减少血小板合成PAF。 其他磷脂同类 衍生物也能抑制PAF脂酰转移酶， 阻断PAF合成。 腺苷酸环化 酶激活剂和磷酸二脂酶抑制剂可升高细胞内CAMP， 抑制磷酸 酶A2和乙酰转移酶而阻止PAF合成。 糖皮质激素可直接抑制磷 酸酶A2， 抑制PAF合成。 2. PAF特异性受体拮抗剂 PAF特异性受体拮抗剂可分成 天然和人工合成2大类。 2.1 天然的PAF受体拮抗剂 天然植物中很多成分都有 PAF的拮抗作用， 现发现中草药中有拮抗PAF作用的植物有川 芎、 山蒟、 石楠藤、 海风藤、 银杏、 前胡、 辛夷、 白果、 防己、 十 大功劳叶等。 研究得最广泛的天然PAF受体拮抗剂是银杏苦内 酯B（BN52021） ， 能抑制PAF与受体结合、 阻止鸟苷酸环化酶活 化、 胞内钙升高和磷脂酰肌醇升高所介导的一系列生理生化反 应。 它阻止PAF诱导的兔血小板凝聚的IC50为0.25mol/L。 临床 研究表明， BN52021对烧伤、 顺铂诱导的肾毒、 多发性硬化症、 关节炎等具有治疗作用， 对败血性休克效果尤好。 Merck研究小 组从中草药海风藤中筛选出海风酮（kadsurenone） ， 发现它对 PAF受体拮抗活性很高， 阻断3H-PAF与人血小板膜结合的Ki值 为58nmol/L， 小鼠或豚鼠口服该化合物2 550mg/kg可阻断PAF 诱导的症状发生， 但在动物体内作用时间较短8。 LIAO C H等9 从蜂斗菜属植物中提取出Ballenolide G能选择性且非浓度依赖 地抑制PAF诱导的血小板聚集和ATP释放， 抑制PAF诱导的血 小板凝聚的IC50为5.6mol/L， 抑制3H-PAF与血小板结合的IC50 为2.5mol/L。 Merck研究小组发现樟科植物外拉樟桂中提取 的木脂素类化合物外拉樟桂脂素（veraguensin） 为良好的PAF受 体拮抗剂， 其抑制PAF与兔血小板膜结合的IC50为1.1mol/L。 并以它为先导物， 合成了一系列二芳基四氢呋喃类PAF受体拮 抗剂。 万鼎铭等10研究证明从槲寄生中提取的抗血小板活化因 子的有效活性成分高圣草素-7-O-B-D-葡萄糖甙（HG）能够 将3H-PAF置换下来， 且置换呈剂量依赖性和饱和性的特点， 这 说明HG是通过PAF受体而发挥作用的特异性PAF拮抗剂。 研究 还证明HG对PAF受体结合的抑制率IC50为8.010-7mol/L， 与其 他天然PAF拮抗剂相比IC50值较小。 近年来的研究还证明有些 黄酮类化合物具有抗PAF的生物活性。 如从槐花中提取的成分 芦丁可浓度依赖性地拮抗PAF与兔血小板膜受体的特异性结 合， 抑制PAF介导兔血小板黏附与PMNs内游离Ca2+浓度升高， 表明芦丁抗PAF的作用机制是通过抑制PAF受体活化， 进而阻 断PAF诱发的反应11； 芦丁的苷元斛皮素也有拮抗血小板活化 因子的功能12； 红花中提取的有效成分山柰酚（kaempferol， Kae）是一种黄酮醇类化合物， 可抑制PAF介导的兔血小板聚 集、 5-HT释放及胞浆内钙离子浓度升高13。 此外， 红花中的杨 梅素也有类似作用14。 潘家祜等15研究海洋药物时发现褐藻多 糖硫酸酯具有PAF拮抗作用， 其IC50为0.0126g/L。 生物活性相 对较低。 微生物中也存在特异的PAF受体拮抗剂， FR900452、 FR49175就是从真菌 （S， phcafaciens） 或微生物发酵中分离出的 具有双烷硫呱嗪骨架的化合物。 2.2 人工合成的PAF受体拮抗剂 常见的有WEB2086、 WEB2170、 ORP4874、 STY2108、 RP248740等。 其中STY2108 作用最强， 其IC50为1.0310-10mol/L。 RP248740还可干扰花 生四烯酸、胶原和凝血酶引起的血小板聚集。在PAF受体拮 抗剂的研究中人们更多的是研究人工合成的PAF拮抗剂， 因 为人工合成品药效强大， 生物利用度高， 药物供应量充足。 Schmidt等用樟科植物中提取的木脂素化合物外拉樟桂脂素 （veraguensin）为先导物， 合成了效价更强的一系列二芳基四氢 呋喃类PAF拮抗剂。 其中最引人注目的是MK-28716， 它是一种 具有强效的、 特异性的且具有口服活性的PAF受体拮抗剂， 抑 制人血小板膜上PAF受体的K1值为6.1nmol/L。 体内研究表明， 1570 中华中医药杂志(原中国医药学报)2011年7月第26卷第7期 CJTCMP, July 2011,Vol. 26, No.7 MK-287提高了小鼠因PAF致死的存活率， 并能增加血浆中N-乙 酰-D-氨基葡糖苷（NAGA）的活性。 四氢呋喃环上的氧以 及3位CH2根据生物电子等排原理置换成S后， 所得到的2， 4-二 芳基-1， 3-二硫戊环类化合物（如TG28）同样为有效的PAF受 体拮抗剂17。 Nalto Y等18合成了含季铵盐的PAF结构类似物如 CV-3988、 CV-6209等， 但是由于在高浓度时具有溶血性， 临床 应用受到限制。 因此， 对CV-6209进行改造， 合成了TCV-309， 它克服了以往PAF结构类似物引起的注射时溶血和血管损伤等 缺点， 并且具有一定的口服活性， 目前正处于二期临床试验阶 段， 可用于内毒素血症的治疗19。 另外， 卫材公司的E-5880具有 良好的耐受性， 正处于临床试验二期， 用于内毒素血症和蛛网 膜下腔出血的治疗。 Fujita M等20合成的氨基甲酸酯3B既能拮 抗PAF受体， 也能抑制血栓素合酶， 可用于治疗血栓性疾病。 目 前， 上海第二医科大学药物研究所与法国科学家合作， 通过模 拟PAF分子结构， 成功研制了一系列具有PAF受体拮抗和胆碱 酯酶抑制双重活性的化合物， 是一类具有潜在价值的AD治疗 药物。 随着对PAF的进一步研究， 将开发出一些选择性强、 效价 高、 副作用小的PAF受体拮抗剂， 为PAF致病机制的研究提供了 有力的工具。 在众多抗PAF受体拮抗的药物中应用最广泛的是CV3988、 BN52021、 WEB2170、 WEB2086。 天然PAF受体虽然生物效应广 泛， 但药效强度一般不如人工合成物， 而且理化性质往往不适合 制成药物。 因此合成特异性强， 半衰期长， 口服疗效高的药物是 今后PAF拮抗剂的研究方向。 结论与展望 PAF是一种多功能磷脂递质， 有广泛的生物活性， 可引起 很多生理、 病理反应， 如血栓形成、 低血压、 支气管痉挛、 内脏 器官损伤、 神经损伤、 急性胰腺炎、 哮喘等。 PAF受体拮抗剂能 阻断这些效应的发生， 有很大的应用价值。 PAF受体拮抗剂能 促进血小板活化， 抑制血栓形成； 能抑制哮喘病人接触抗原后 的早期支气管收缩； 抑制特异质个体接触抗原后的迟发性皮肤 过敏； 对脑缺血及脑炎性损伤有保护作用21； 对肝、 胰、 胃、 肠 的损伤也有保护作用。 因此， PAF受体拮抗剂近年来广受医药 学研究者的重视。 但PAF拮抗剂真正用于临床的并不多， 故寻 找与发展新型、 高效、 安全、 低毒、 方便的药物具有重要意义。 PAF拮抗剂有天然和人工合成2大类， 天然拮抗剂的获取会受 到资源的限制， 运用很不方便。 人工合成一些高效的拮抗剂很 有必要。 新药的发现有赖于对PAF各种性质的全面、 深入了解， 因此对PAF的研究将对于某些疾病病理机制的阐明及其防治具 有重要的理论与实际意义。 参 考 文 献 1 Honda Z,Ishii S,Shimizu T.Platelet activating factor receptor.J Biochem,2002,131(6):773-779 2 常亚丽,常冬梅,黄平,等.银杏内酯B抑制中性粒细胞活化的 研究.中国临床药理学杂志,2010,26(9):677-679 CHANG Ya-li,CHANG Dong-mei,HUANG Ping,et al.Study on activation of neutrophil inhibited by Ginkgolides B.Chin J Clin Pharmacol,2010,26(9):677-679 3 黄千贻,李慕军.血小板活化因子对精子功能的影响.中华男 科学杂志,2007,13(6):538-541 HUANG Qian-yi,LI Mu-jun.Effect of Platelet-Activating Factor on Sperm Function.National Journal of Andrology,2007,13(6):538-541 4 Teather L A,Lee R K,Wurtman R J.Platelet-activating factor increases prostaglandin E2 release from astrocyte-enriched cortical cell cultures.Brain Res,2002,946(1):87-95 5 Boetkjaer A,Boedker M,Cui J G,et al.Synergism in the repression of COX-2 and TNFa-induction in platelet activating factor stressed human neural cells.Neurosci Lett,2007,426(1):59-63 6 Hostettler M E,Carlson S L.PAF antagonist treatment reduces pro- inflammatory cytokine mRNA after spinal cord injury.Neuroreport, 2002,13(1):21-24 7 马国平,杨京利,田玉科,等.鞘内注射PAF受体拮抗剂对SNL 大鼠痛敏和脊髓c2fos表达的影响.华中科技大学学报(医学 版),2009,38(4):457-460 MA Guo-ping,YANG Jing-li,TIAN Yu-ke,et al.Effects of intrathecal injection with PAF Receptor Antagonists on behavior and c2fos expression in Spinal Cord of Rats with Spinal Nerve Ligation.Acta Med Univ Sci Technol Huazhong(Medical Sciences),2009,38(4): 457-460 8 许长林,单璐琛,孙业伟,等.川芎嗪衍生物TBN对家兔血小板 聚集性的影响.中药材,2010,33(9):1450-1453 XU Chang-lin,SHAN Lu-chen,SUN Ye-wei,et al.Inhibitory effect of TBN on Platelet aggregation in rabbit.Journal of Chinese Medicinal Materials,2010,33(9):1450-1453 9 LIAO C H,KO F N,WU T S,et al.Bakkenolide G,a natural PAF- receptor antagonist.J Pharm Pharmacol,1997,49(12):1248 10 万鼎铭,徐从高,张茂宏.高圣草素-7-O-D-葡萄糖甙抗血 小板活化因子的竞争抑制实验.郑州大学学报,2005,40(3):399 WAN Ding-ming,XU Cong-gao,ZHANG Mao-hong.Competitive- inhibitive experiment of homoeriodictyol-7-O-D-glycoside as PAF antagonist in ramulus viscin.Journal of Zhengzhou University, 2005,40(3):399 11 金鸣,臧宝霞,吴伟,等.芦丁拮抗血小板活化因子与受体结合 的作用.中草药,2005,36(3):390 JIN Ming,ZANG Bao-xia,WU Wei,et al.Inhibition of rutin on binding of platelet activating factor and receptor.Chinese Traditional and Herbal Drugs,2005,36(3):390 12 臧宝霞