中药红曲的药效研究
- 概述
红曲别名:红曲霉、紫红曲霉、赤曲、红米、福曲、丹曲，为不规则形的颗粒，状如碎米；外表棕红色，质脆，断面粉红色，微有酸气，味淡，以红透质酥，陈久为佳。红曲是以籼米为原料，采用现代生物工程技术分离出优质的红曲霉菌（monascus purpureus）经液体深层发酵精致而成，它应用范围广泛，包括食品类；药品类（药品着色剂、功能性保健品）；化妆品类。早在《本草纲目》中记载到红曲主治：消食活血，健脾燥胃，治赤白痢下水谷。治女人血气痛，及产后恶血不尽。而1979年，日本学者远藤章[1-3]首次从泰国出产的红曲中分离筛选得到一种可抑制体内胆固醇合成的活性物质莫纳可林K，并从红曲菌发酵产物中分离到莫纳可林L、莫纳可林J等其他十多种莫纳可林类化合物。而莫纳可林类化合物是合成胆固醇的关键酶羟甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMG—CoA还原酶）的竞争性抑制剂，所以它可以有效减少或阻断内源性胆固醇的合成，其中以莫纳可林K的活性最为显著。同时红曲还能产生许多对人体有益的成分，如必需氨基酸、不饱合脂肪酸等。特制红曲现在已经用制药，大量研究发现它具有非常强大的降低总胆固醇、降低低密度脂蛋白胆固醇、降低血清甘油三酯、降低动脉粥样硬化指数、升高高密度脂蛋白胆固醇的显著综合疗效。
斑马鱼(Danio rerio)原产于印度东部、孟加拉国、尼泊尔等地，是一种热带淡水硬骨鱼。斑马鱼因其体侧具有 5 条延伸至尾部的水平蓝色条纹而得名，属辐鳍亚纲(Actinopterygii)、鲤科(Cyprinidae)、短担尼鱼属(Danio)，大多成鱼体长约为 3～5 cm, 寿命约为 2～3 年。斑马鱼具有子代数量多、体外受精、胚胎透明、可以做大规模遗传突变筛选等生物学特性，因此成为一种良好的脊椎动物模式生物。随着研究的深入,斑马鱼不仅应用于遗传学和发育生物学研究，而且拓展和延伸到疾病模型和药物筛选领域。由于斑马鱼基因与人类基因的相似度达到87%，这意味着在其身上做药物实验所得到的结果在多数情况下也适用于人体，作为模式生物的优势很突出。
- 研究背景
随着我国经济的发展及人民生活水平的提高，冠脉粥样硬化和冠状动脉硬化性心脏病(CHD)相对和绝对地增多,现已跃居人口死亡的主要原因之一。高胆固醇血症( hypercholesteremia)是引起此类疾病的危险因素之一，降低血脂可以减少死亡。代谢途径表明，人体自身合成胆固醇需经过一系列代谢过程，其中关键就是羟甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA)在其还原酶(HMG-CoA-R)的作用下生成甲羟戊酸，再进一步合成胆固醇。而红曲中有效成份正是HMG-CoA还原酶的竞争性抑制剂，从而就阻断了合成胆固醇的通路，从源头抑制胆固醇合成，降低血清胆固醇，进而起到治疗与预防心脑血管疾病的作用。
目前主要的降血脂药物为他汀类、贝特类、烟酸及其衍生物、红曲制剂等。红曲中的主要功能成分有红曲色素、洛伐他汀类（Monacolin K）、麦角甾醇、酶类活性物质和gamma;－氨基丁酸等化合物。我国学者戴伟等[4]对高血脂大鼠给予红曲（含莫纳可林K 15mg/g）1.0g/kg，可使血清总胆固醇（TC）降低36.6%，低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）降低52.5%，甘油三酯（TG）降低32.8%，效果均好于药物洛伐他汀。杜新芳等[5]采用最大耐受剂法和Ames实验分别研究了红曲提取物的急性毒性和突变性，结果表明：红曲提取物的毒性级别为无毒级；在实验条件下，未发现其有致突变性。中医理论认为高血脂基本病机为脾失健运、痰浊内生，健脾化痰、活血化瘀是治疗高血脂症的基本原则。红曲本来就有活血祛淤、健脾消食、化浊降脂等功效，与其他中药材合理配伍，从本源上改善高血脂患者体质，起到降血脂作用。周小林等[6]用山楂、红曲、荷叶、熟地、山药、首乌、白术、茯苓、半夏、泽泻、陈皮、丹参等药物组成水煎成山楂红曲荷叶汤，根据中医理论，本方共奏健脾益肾、祛痰降浊、活血化瘀之效。本实验研究表明，山楂红曲荷叶汤对大鼠血管平滑肌增殖具有抑制作用，对防治高血脂引起的动脉粥样化硬化有一定的临床应用价值。红曲中含有莫纳可林类化合物、不饱和脂肪酸、碳水化合物、蛋白质、氨基酸、异黄酮、生物碱等化合物。实验发现每天服用红曲其中含5-6mg的莫纳柯林K的效果等同于每天服20~40mg纯的洛伐他汀[7-8]。红曲服用安全性高、副作用小，经济合理，并能有效的治疗冠心病、脑中风等心脑血管疾病及与高血脂相关的疾病，如糖尿病、肾病综合征及脂肪肝，被认为是当前最有前途的降脂物质。
现在国内大部分高脂研究所用的模式动物为大鼠等哺乳动物，虽然这种模式动物能提供可比性较高的筛选评估结果，但实验周期较长（通常需要1个月以上）、成本高，不能直接观察到实验结果（需解剖动物）、不适用于高通量筛选等。而斑马鱼作为模式动物，实验周期短，大部分实验能够在1 ～ 7 ｄ内完成。斑马鱼在受精后7ｄ内全身透明，可结合活体染料、荧光示踪、抗体、核酸探针等方法同时观察化合物对多个器官的毒性反应。如郭殿武[11]用标准化的高脂肪食物喂食斑马鱼，使斑马鱼血液中的脂肪含量快速升高，用油红O染色使血液中脂类被呈红色，由此建立斑马鱼高脂血症模型( 造型成功率＞ 90%) 。并通过脂肪染色与斑马鱼尾部血管脂肪染色定量分析，对药物的体内降血脂效果进行快速、可靠的评价。许多药物，特别是中药、天然药物须经体内代谢后才表现生物活性，斑马鱼作为一种可同时、快速评价多种器官毒性的体内研究模型，在评价这类药物毒性与安全性方面有其独到的优势。斑马鱼体型小，不仅饲养成本低，而且药物用量少。斑马鱼实验的用药量通常仅为啮齿类动物实验的1 /1000 至1 /100。斑马鱼的给药方式多样：一般来说，溶解在水环境中的小分子物质可以通过斑马鱼皮肤和鳃直接吸收。而难溶于水的药物以及大分子类药物可以通过注射到卵黄囊、静脉窦或者循环系统的方式给药。成年斑马鱼可以通过口腔插管方式给药。综上所述，斑马鱼模型系统既具有细胞等体外实验用药量少、实验费用低、周期短、高通量等特点，又具备整体动物实验可观察多个器官、可评价药效学及药动学、可评价代谢物活性等优势。
目前为止，降血脂的评价方法主要采用降血脂动物模型，动物模型虽然更能够模拟人类高血脂的情况，但是周期长、花费大，不适合化合物的广泛筛选。因此建立一种高血脂细胞体外评价技术，快速筛选、研究和开发具有降低高脂血症的功能因子非常重要。
三、拟研究的问题
1.研究红曲相较于他汀类药物降血脂作用的安全性，有效性。
2.了解斑马鱼作为高脂研究的模式动物，相较于大鼠等哺乳动物的优点。
