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香精与香料(34)—麝香酮与麝香

2022年02月21日中外香料香精第一资讯浏览量:0

中文名称: 麝香酮

英文名称: Muscone

CAS号: 541-91-3

英文同义词: Musk; MUSCONE; Muskone; FEMA3434; MGC126323; MGC126324; DL-MUSCONE; MUSCONEII; Muscone>MUSCONE95%

中文同义词: 酮麝香; 3-甲基环十五酮; 3-甲基环戊癸酮

分子式: C16H30O

分子量: 238.41

香精与香料(34)—麝香酮与麝香

麝香酮

一、麝香酮性质、用途与生产工艺

1、背景介绍

麝香是中国的特产,《神农本草经》将其列为上品。梁陶弘景《本草集注》、明李时珍《本草纲目》等历代著作均有记载。麝香以通诸窍、开经络、透肌骨,内治中风、中气、中恶及小儿惊厥,外治跌打损伤及疮毒等症而著称。在国家药典中,有10%的中成药需用麝香,北京和上海应用麝香配伍的中成药达1/4以上。目前京沪两地医药界用麝香酮代替天然麝香与其他中药配伍制成的中成药主要有苏合香丸、紫雪散、周氏回生丹、牛黄清心丸、第一丹、西黄丸、六神丸等。这些用麝香酮代替天然麝香制成的中成药用于治疗冠心病、小儿高烧、急性肠胃炎、跌打损伤、五宫科炎症、乳腺炎、淋巴结核、扁桃腺炎、腮腺炎等疾病均收到良好疗效。麝香酮是天然麝香的主要功能成分,可作为香料的重要组成成分,具有沉柔、令人愉快的强烈麝香香气,而且能使香精具有高雅、润和的香气,是不可多得的高级调香香料。同时,麝香酮还具有天然麝香的某些重要药理作用。麝香酮在临床上的应用始于20世纪70年代,北京医药界首先把麝香酮单独制成气雾剂和含片在临床上用来治疗冠心病,缓解心绞痛。

2、概述

麝香酮,学名3-甲基环十五烷酮,天然产的左旋体是无色液体,有强烈的麝香气味。相对密度0.862。(17/4℃),熔点-19℃,沸点15℃(1.01×10(5)Pa),折光率1.4776(17℃)。天然麝香酮是从鹿科动物林麝Mosochus Bersxoxskii Fleror或原麝Mo-SchumoschiferusL成熟雄体香囊中的干燥分泌物麝香经蒸馏提取得到的活性成分之一。合成的外消旋体是白色针状晶体,不溶于水,溶于乙醇。1906年Walavm发现在天然麝香中含有2%左右。1926年Ruzicka确定结构为3-甲基环十五酮。制法是用十二碳三烯镍的络合物先与丙二烯反应,变为一个增加了三个碳原子的新络合物,然后将它和三级丁基异腈反应,生成十五元环的亚胺,再经水解还原,即得外消旋麝香酮,产率为40%。麝香酮具有芳香开窍、通经活络、消肿止痛作用,小剂量对中枢神经有兴奋作用,大剂量则有抑制作用。对离体蛙心脏有兴奋作用,并有雄性激素样作用及抗炎作用。临床上用于冠心病、心绞痛、血管性头痛、坐骨神经痛、白癜风等。本品国内已合成生产。人工合成品的药理作用,经试验与天然麝香酮相似。

3、性状

白色或无色而无光泽的结晶,熔化后呈无色粘稠液体;具有甜而柔和的麝香香气,极持久有力;熔点33℃,沸点130℃/66.6Pa,115~119℃/40Pa,相对密度d4170.9214;折光率nD171.4809;旋光率-3°~10.6°(合成品为消旋性);溶于乙醇和油类,几乎不溶于水。

4、制备方法

麝香酮的合成方法主要有3种关环法、扩环法和插入甲基法。关环法是开链化合物通过羟醛缩合、迪克曼缩合醇酮缩合或霍纳尔-沃兹沃思-埃蒙斯烯化等分子内闭环反应合成麝香酮;扩环法是以环十二酮或环十三酮等为原料通过三碳或二碳扩环来合成麝香酮;插入甲基法是以环十五酮为原料通过在其β位引入甲基来合成麝香酮。由于扩环法和插入甲基法的初始原料-大环酮(如环十二酮、环十三酮、环十五酮等)不易获得,价格较昂贵,反应的试剂条件等都较为苛刻,在工业应用上受到限制,因此关环法是合成麝香酮的主要手段。[1]

路线1:以十五碳二元酸为原料,经过酯化、酮醇缩合、甲磺酰基取代、消除、甲基化五步反应合成出消旋麝香酮,工艺如下:[1]

香精与香料(34)—麝香酮与麝香

路线2:由1,10-二溴癸烷与乙酰乙酸甲酯通过亲核取代水解脱羧合成出中间体1(2,15-十六烷二酮),或用1,9-癸二烯与丙酮通过自由基偶联合成1,然后以其为原料,TiCl4/Bu3N为催化剂,通过交叉羟醛缩合反应合成2,2再通过不同反应条件脱水得到3和4,最后催化氢化得到目标产物,工艺如图:[1]

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路线3:以R-香茅酸和10-十一烯酸甲酯为原料,TiCl4/Bu3N为催化剂,通过交叉克莱森缩合反应,水解脱羧,关环复分解反应,催化氢化合成,该反应分三步每步产率分别为76%、95%和74%,总产率可达53%,起始原料易得,但反应条件较苛刻,具体如下:[1]

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路线4:以十四碳二元酸和邻苯二胺为原料,在常压下经环化季铵化得到双苯并咪唑盐,然后与碘化甲基镁加成-水解制得2,15-十六烷二酮,再分子内环合,氢化,得到麝香酮,具体如下:[1]

香精与香料(34)—麝香酮与麝香

路线5:环十五烷酮的甲基化法

该方法是最直接的麝香酮合成方法,只需要在母核环十五酮的3号位引入甲基即可。早在1971年,Mookherjee等人就报道了以环十五酮为基本原料,经过五步反应制备麝香酮的方法,首先将羰基用缩酮形式进行保护,a位引入卤素后碱性条件消去得到双键,脱保护后即得a, b-不饱和酮,最后利用格氏试剂进行Michael反应即可以较高产率获得麝香酮。[2]

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路线6:闭环法

闭环法顾名思义就是通过开链化合物分子内成环的方法,这些闭环方法包括羟醛缩合、自由基加成、1, 3-偶极环加成等。除了上述方法,烯烃复分解反应(olefin metathesis)尤其是“关环复分解(Ring-closing metathesis,RCM)”反应已经成为有机合成,特别是复杂天然产物全合成领域构建环状化合物最高效的方法之一。2000年,Hagiwara等人以(R)-香茅醛(citronellal)为起始原料,经过多步合成开链环化前体,利用Grubbs’ catalyst即可得到含双键的十五元环酮,最后只需Pd/C氢化就能得到手性纯的麝香酮产物。[3]

香精与香料(34)—麝香酮与麝香

5、用途

麝香酮是大环麝香的代表性品种,大环麝香的基本化学结构为13-19元环,至少含有一个官能团,根据化学结构,可分环酯类、环内酯类、环含氧酮类、环酮内酯类等等,在麝香型合成香料中,大环麝香的产量占5%。麝香酮具有甘甜的浓香,能与各种香料很好调和。香气阈值极低(0.001ppm-0.01ppm),留香持久,是极为有效的定香剂。在药理上具有兴奋中枢神经、呼吸中枢和心脏,促进多种脲体分泌的作用,是一种治疗神志错迷的重要药物。可保护冠状动脉,增加冠脉流量,起到活血、消肿、止痛的作用。此外,还有兴奋子宫,增强子宫平滑肌的收缩的作用,故孕妇忌用。麝香以通诸窍、开经络、透肌骨、内治中风、中气、中恶及小儿惊厥,外治铁打损伤及疮毒等症而著称。高级书画加入麝香,不但清雅芬芳,且具有使书画经久不变、着水不化、防腐不蛀特殊作用。

二、麝香的研究进展

麝香(musk)是雄性鹿科动物香囊中的分泌物,是一种极其珍贵的香料,早在东汉时期麝香就被称作香料之王。通常香精中只要加入万分之一的麝香,就能使香气变得柔和诱人且经久不散,因而它是高档香精中不可缺少的定香剂。除了用于香料,麝香在《神农本草经》和李时珍《本草纲目》等医药典籍记载中都是上品中药,具有镇心安神、通诸窍、开经络、透肌骨等功效,在医药领域具有重要的用途。

麝香具有各种药理活性,数千年来一直被广泛用于传统中药。麝香酮是麝香的主要活性成分,发挥着与麝香类似的药理作用。尽管麝香酮被显著地用于治疗各种失调和疾病,如神经系统疾病、慢性炎症和缺血再灌注损伤,但由于21世纪之前的研究进展缓慢,麝香酮的大部分药理作用机制仍然不清楚。近年来,麝香酮的药理活性和机制已得到澄清。Zhixin Lei和Taolei Sun等总结了迄今为止对脑血管疾病、心血管疾病、神经系统影响、癌症和其他方面的药理和生物学研究以及麝香酮的相关作用机制。[4]

香精与香料(34)—麝香酮与麝香

1、麝香的成分

麝香的成分非常复杂,直到现在人们都没能将麝香中的有效成分完全分离提纯,特别是不同地区生产的麝香所含化学成分也有较大差异。研究发现,麝香中的芳香成分是占比2-5%的大环酮类化合物麝香酮(muscone),也是麝香中的主要活性成分,另外还含有少量的麝香吡啶和降麝香酮等。目前人们从可溶性的麝香醚中已分离出数十个雄甾烷衍生物,质量较好的麝香中雄甾烷衍生物的含量约在0.5%左右。此外,麝香中还富含脂肪酸、胆固醇、酯和无机盐等成分。麝香化学成分研究的另一重要进展是人们发现麝香水浸物具有抗炎作用,并从中分离出具有抗炎作用的高分子量的多肽类物质。[5]

香精与香料(34)—麝香酮与麝香

2、麝香气味的化合物

酯类化合物与生俱来的特殊气味促使化学家们寻找具有麝香气味的酯类化合物。1927年人们从当归根油中提取出具有麝香气味的环十五内酯,随后又在黄葵类植物中提取到含不饱和键的黄葵内酯,并由此发现环的大小与香味有直接关联,一般含有14-19个碳原子的环状化合物才具有麝香的香味。受此启发,后来又有不少结构类似的化合物,例如十五烯内酯、甲基十四烯内酯等被相继发现并成功应用于商品化的香水制品。[6]

香精与香料(34)—麝香酮与麝香

3、麝香酮与酮麝香

2, 4, 6-三硝基甲苯(Trinitrotoluene,TNT)是常见的炸药,至今仍大量应用在军事和工业领域,1888年Albert Baur尝试制备一种超强TNT,即在TNT的基础上引入更多的烷基,他以间二甲苯为原料,引入叔丁基后再硝化得到了3, 5-二甲基-2, 4, 6-三硝基-4-叔丁苯,遗憾的是这种新物质的爆炸性并没有想象那么强,但意外的是它具有麝香的香味,因此这种物质被命名为“Musk xylene”。随后他又相继合成了其他具有麝香气味的硝基化合物,其中就包括与麝香酮傻傻分不清楚的“酮麝香”,后来这些物质也不约而同成为香水中的配料成分。[7]

香精与香料(34)—麝香酮与麝香

4、麝香的生物及药理活性[8]

4.1 抗炎症效应

炎症是一种由应力导致组织破裂引发的生物功能丧失,或由物理、化学或生物制剂在体内引起的不良反应。与炎症有关的疾病包括心血管疾病、关节炎、癌症、糖尿病、阿尔茨海默氏病、帕金森氏病等。研究表明,中药的抗炎作用是通过抑制主转录因子、促炎症细胞因子、趋化因子、细胞间粘附分子和促炎症介质的表达而实现的。现代研究已经证明,天然麝香是一种抗炎剂,一些分子机制在下图中描述。

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皮下注射麝香吐温80乳液可以减少巴豆油引起的雄性白化病大鼠的炎症反应。Taneja等人研究了麝香对急性和慢性炎症模型的抑制作用和机制,包括卡拉胶诱导的水肿和福尔马林关节炎模型。机制研究表明,麝香的抗炎作用可能与炎症组织中组胺和5-羟色胺(5-HT)含量的减少有关。另一项研究也表明,麝香具有抗组胺和抗5-HT的作用。此外,用二乙醚和95%的乙醇提取的麝香残留物的水提取物以及该提取物中分子量小于10,000 Da的多肽(麝香-1)也引起了研究人员的极大兴趣。在早期阶段,Zhu等人发现静脉注射该水提物和Musk-1分别能有效抵消巴豆油引起的小鼠耳部炎症。进一步的研究表明,这种水提物在各种炎症模型中都很有效。此外,静脉注射麝香-1对巴豆油引起的小鼠耳部炎症的抗炎作用是氢化可的松的36倍。此外,研究表明,麝香可以调节人体的免疫功能,肾上腺的存在是麝香抗炎作用的必要条件。机制研究表明,麝香水提取物可以抑制血小板聚集和花生四烯酸代谢途径,增加环腺苷单磷酸(cAMP)水平。随后,Wang等人以大鼠中性粒细胞为研究对象,进行了一系列的实验,研究麝香-1的抗炎机制。结果显示,麝香-1可以抑制中性粒细胞中的5-脂氧合酶活性、溶菌酶的释放,以及血小板活化因子的产生和乙酰-CoA依赖的乙酰转移酶活性。同时,麝香-1可以显著抑制中性粒细胞的趋化反应。这些作用可能是其抗炎作用的重要机制。

此外,麝香酮被证明具有抗炎作用,并被用来治疗炎症性疾病。过度的炎症会导致伤口愈合缓慢。He等人研究了麝香酮对慢性伤口炎症的调节机制。发现麝香酮能明显抑制人脐静脉内皮细胞(HUVEC)表面ICAM-1、VCAM-1和CD44的表达,从而抑制多形核白细胞对HUVEC的黏附,抑制过度炎症,促进慢性伤口的愈合。白细胞介素(IL)-1启动和控制炎症反应。研究表明,IL-1β的过度分泌在人类椎间盘退变的发病机制中发挥了重要作用。Liang等人研究了麝香酮对椎体终板退变的保护作用。在体外,麝香酮以剂量依赖的方式抑制IL-1β诱导的细胞外信号调节激酶1/2和c-Jun N端激酶的磷酸化。在体内,麝香酮抑制了前列腺素E2、6-酮-前列腺素F1a、IL-1β和肿瘤坏死因子α的表达,并恢复了退行性椎间盘的结构变形。此外,Zhou等人还评估了麝香酮对颈椎病(CSM)的治疗潜力,在慢性颈椎脊髓压迫大鼠模型中,麝香酮促进了大鼠的运动恢复。分子研究显示,麝香酮可以抑制NLRP3炎症体、NF-κB和Drop1在病变中的激活,以减轻模型大鼠的炎症反应和神经元损伤。在LPS刺激的BV2和初级小胶质细胞中,麝香酮可以抑制NLRP3炎症体和NF-κB的激活,从而抑制IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA水平以及iNOS和Cox-2蛋白的表达。这些结果表明,麝香酮治疗CSM的潜力部分是由于其抗神经炎症的作用。此外,腹腔注射麝香酮可以通过阻断NOX4/JAK2-STAT3途径和NLRP3炎症体来减少炎症性疼痛,这可以引起炎症反应。

4.2 神经保护效应

天然麝香具有诱导复苏的作用,作为中医治疗中风、昏迷、神经衰弱、抽搐的药物已经有几千年的历史。现代研究已经证明了麝香的神经保护作用。Ayuob等人发现,在抑郁症模型中,吸入麝香可以改善行为变化、血清糖皮质激素水平升高、记忆障碍、神经退行性变化以及长期不可预测的轻度压力所引起的唾液腺结构变化。

此外,研究人员还评估了麝香酮的神经保护作用(见下图)。Wang等人证明,麝香酮可以改变体外血脑屏障(BBB)模型的通透性。其机制与降低通透性糖蛋白(P-gp)和基质金属肽酶9(MMP-9)的表达有关。这可能是麝香酮能穿过BBB到达病变部位的原因之一。麝香酮对脑缺血有治疗作用。体外研究表明,麝香酮可抑制谷氨酸诱导的PC12细胞凋亡。进一步的机理研究表明,这种作用是由于麝香酮通过NR1和camki依赖的ASK-1/JNK/p38信号通路减少活性氧(ROS)的产生和Ca(2+)的流入产生的。Liang等人发现,在MCAO大鼠模型中,麝香酮可以有效地下调EAAC1 mRNA的表达,从而达到保护神经的效果。此外,其机制也可能与降低NR1蛋白表达有关。此外,Sun等证明麝香酮对完全脑缺血的小鼠有明显的神经保护作用。这种保护作用归因于麝香酮能增加大鼠脑组织的超氧化物歧化酶(SOD)含量,降低丙二醛(MDA)含量,减少缺血、缺氧引起的兴奋性氨基酸(EAA)含量的增加,并抑制EAA引起的兴奋性神经毒性。Fas是一种死亡受体,在中风发病机制中具有极其重要的意义。建议中和FasL将是治疗中风的一个不错的选择。在脑缺血大鼠中,麝香酮通过抑制Fas的表达来抑制细胞凋亡,发挥神经保护作用。中风后的恢复对患者来说也很重要,而神经干细胞(NSCs)在这个过程中具有重要意义。麝香能促进神经干细胞的增殖和分化,以保护脑缺血。这种效果归因于PI3K/Akt信号通路的激活。大脑缺血伴随着水肿,这种症状可能导致死亡。麝香酮能缓解缺血区脑组织的水肿,明显降低脑部含水量,起到保护作用。此外,麝香酮还能改变BBB的通透性,减少白蛋白的暴露和渗漏,减轻脑细胞的水肿程度。Jiang等发现,在脑外伤后的早期,麝香酮可以通过抑制MMP-9的表达和减少脑水肿来发挥神经保护作用。

香精与香料(34)—麝香酮与麝香

此外,麝香酮对创伤性脑损伤(TBI)产生保护作用。麝香酮的鼻内给药可以促进嗅鞘细胞分泌脑源性神经营养因子和神经生长因子,发挥神经保护作用。另一项研究表明,麝香酮通过激活PKA-CREB信号通路在TBI后发挥了神经保护作用。Cheng等人研究了麝香酮抗癫痫的机制,发现麝香酮能阻断癫痫发作时大脑中c-Fos和c-Jun的表达,而且这种作用具有剂量-效应关系。最近,He 等实验证明,麝香酮可以通过抑制脂多糖(LPS)诱导的神经炎症来改善大鼠的抑郁症样行为。其基本机制可能是通过作用于TLR4/MyD88和TLR4/NLRP3来抑制小胶质细胞的激活和IL-1β的产生,以及通过拮抗肾素/Ang II轴阻断RANTES和MCP-1(单核细胞趋化蛋白1)的表达。

香精与香料(34)—麝香酮与麝香

综上所述,上述发现表明,麝香具有良好的神经保护作用,在治疗神经系统疾病方面具有很大的潜力。一些相关的分子机制在上图中描述。

4.3 心脑血管保护效应

心血管疾病是全世界最致命的疾病,其发病率和死亡率持续上升。研究表明,一些草药或其中的活性成分有可能治疗心血管疾病,如姜黄素、黄芩苷和小檗碱。有证据表明,麝香对心血管疾病也是有效的。Quan等人发现,麝香可以通过消除ROS和提高细胞内抗氧化酶的活性,对H2O2引起的H9C2心肌细胞损伤起到保护作用。此外,麝香可以通过提高细胞内抗氧化酶的活性和减少氧化压力,对H2O2诱导的HUVEC损伤起到保护作用。另外,研究人员还调查了麝香在体外和体内对心血管疾病的影响。Hong等研究表明,麝香酮能稳定线粒体ΔΨm,降低细胞通透性,减少Ca(2+)流入,从而抑制H2O2诱导的HUVEC细胞凋亡。Zhou等人研究了麝香酮在随机皮瓣移植中的应用。麝香酮能促进皮瓣血管生成,激活VEGF表达,减少细胞凋亡,提高SOD水平,降低MDA水平。因此,麝香酮可以通过抗氧化、抗凋亡和促进血管生成来提高皮瓣的存活率。此外,心肌梗塞(MI)是发达国家死亡和残疾的主要原因,在预防和治疗心肌梗塞方面仍有许多挑战。Wang等人发现,麝香糖可以改善MI引起的心脏重塑和功能障碍。机理研究显示,麝香酮可以减少转化生长因子-β1(TGF-β1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、IL-1β和核因子-κB(NF-κB)的表达,减少炎症反应。此外,麝香酮可以通过上调Bcl-2/Bax比率来减少心肌凋亡。更重要的是,麝香酮的干预明显诱导了Akt和eNOS的磷酸化,这与血管内皮功能有关。此外,Du等人证明,麝香酮通过增强血管生成改善了MI小鼠的心脏功能。这种作用的基本机制是上调缺氧诱导因子1α(HIF-1α)和血管内皮生长因子A(VEGFA)表达水平。同样,通过减少巨噬细胞介导的慢性炎症,麝香酮可以改善MI小鼠的心脏功能。其机制是抑制NF-κB和NLRP3炎症体的激活,从而阻止炎症细胞因子(IL-1β、TNF-α和IL-6)的产生。当心肌细胞在I/R损伤前用麝香酮预处理,可以缓解LDH释放、MDA产生、肌酸激酶活性、caspase-3活性、[Ca2+]i、凋亡率和Bax蛋白表达的增加,以及SOD活性、MMP和Bcl-2蛋白表达的减少。这表明,麝香酮可以通过抑制细胞氧化应激和细胞凋亡来保护I/R损伤。

4.4 抗肿瘤效应

麝香被广泛用于治疗癌症。它被列入许多治疗癌症的传统中药配方中,如西黄丸。Xu等人研究了麝香和麝香酮对22种肿瘤细胞的影响。结果发现,麝香和麝香酮能广泛地诱导癌细胞生长抑制和凋亡。在血瘀综合征的裸鼠模型中,麝香能明显抑制乳腺癌的生长。其机制可能与VEGF的表达减少有关。Qi等发现麝香酮对肝癌有一定的抗癌作用,这种作用归因于对肝癌细胞凋亡和自噬的诱导。机理研究表明,细胞凋亡是内质网应激通过PERK/ATF4/DDIT3信号通路的结果,而自噬则与AMP激酶/mTOR复合体1信号通路密切相关。P-gp是多药耐药(MDR)基因的产物,P-gp在肿瘤细胞膜上的高表达是MDR形成的主要机制。Wang等以人结肠癌细胞株Caco-2为靶点,证明麝香酮能有效抑制P-gp的功能。

4.5 改善干细胞治疗效果

现在,间质干细胞(MSCs)被广泛用于干细胞治疗。相关报道表明,麝香具有促进间充质干细胞治疗的作用。在体外,麝香酮(3,6,9毫克/升)可以增强人牙龈间质干细胞(GMSCs)的增殖,6毫克/升的麝香酮效果最好。在体内,麝香酮可以有效地抑制成骨细胞的分化,促进GMSC的增殖、迁移和脂肪生成,这归因于对Wnt/β-catenin信号通路的抑制。在颅骨缺损大鼠模型中,麝香酮(4.2、8.4、16.8μL/100g)可以促进外源干细胞在体内的迁移,浓度为4.2和8.4μL/100g时效果更好,其机制与促进BMSCs的增殖和成骨分化以及促进外源BMSCs在体内的迁移有关。研究表明,麝香促进外源性骨髓间充质干细胞向损伤部位迁移的机制可能与其促进骨缺损处的MCP-1表达和SDF-1(基质细胞源性因子-1)表达有关。Li等人研究了麝香促进大鼠颅内骨缺损愈合的机制。麝香促进愈合的机制可能与血清SDF-1和肝细胞生长因子(HGF)水平的提高,干细胞因子(SCF)、MCP-1、成纤维细胞生长因子2(FGF-2)、TGF-β和VEGF的mRNA表达的上调,以及表皮生长因子(EGF)mRNA表达的下调有关。Guo等人发现,麝香酮对酒精引起的股骨头坏死有保护作用。在体外,麝香酮有可能促进碱性磷酸酶(ALP)的活性和乙醇处理的hBMSCs中胶原1(COL1)和骨钙素(OCN)的mRNA表达。在体内,麝香酮可以恢复坏死股骨头的BV/TV比率和骨密度。此外,在急性肾损伤(AKI)模型中,麝香酮通过促进细胞增殖、分泌和迁移,增强了骨髓间质干细胞的治疗效果。其机制可能与C-X-C趋化因子受体(CXCR)4和7上调的表达有关。

4.6 预防肾毒性及骨质疏松

除了上述的药理作用外,麝香和麝香酮的其他药理作用也有报道,包括诱导肝脏药物代谢酶、抗菌等。麝香能诱导某些P-450同工酶,进而改变药物的代谢和内源底物。麝香酮(75mg/kg)预处理1天,可使大鼠微粒体中的二苯甲胺脱甲基酶活性提高2.8倍。Tanaka等研究了麝香酮在体外和体内对大鼠肝脏微粒体药物代谢酶系统和其他酶活性参数的影响,发现麝香酮能诱导肝脏代谢酶。麝香酮主要诱导P450 IIB1和P450 IIB2,作用略弱于苯巴比妥。最近,Phung等人研究了麝香酮对顺铂肾毒性的预防作用。在LLC-PK1细胞中,麝香酮被证明可以防止顺铂引起的氧化应激、炎症和细胞凋亡。机理研究表明,麝香酮可以抑制ROS的积累,诱导HO-1的表达,从而在顺铂处理的LC-PK1细胞中发挥抗氧化作用。同时,麝香酮可以抑制p38的磷酸化,这可能是TNF-α产生的媒介。此外,在顺铂处理的LC-PK1细胞中,麝香酮通过抑制p53、caspase-3、7和8,以及恢复Bcl-2/Bax比例,起到抗凋亡的作用。此外,Zhai等人采用骨髓单核细胞、RAW264.7和雌性C57BL/6卵巢切除小鼠评估了麝香酮对绝经后骨质疏松症的保护作用。在体外,麝香酮抑制了BMMs和RAW264.7细胞的破骨细胞生成。在体内,麝香酮通过抑制破骨细胞的生成来防止骨质流失。过度激活的RANKL信号通路将促进破骨细胞的繁殖。分子研究表明,麝香酮可以降低RANK和TRAF6的水平,导致下游NF-kB和MAPK信号通路的抑制。

4.7 抑菌活性

麝香提取物对金黄色葡萄球菌和青霉菌等致病性细菌的生长有抑制和杀菌作用。Saddiq研究了麝香对五种机会性致病真菌的抑制作用,即黄曲霉、烟曲霉、Rhizopus stolonifer、Fusarium solani和白色念珠菌。麝香提取物(25%)对上述真菌有抑制作用,抑制率分别为74.61%、68.76、56.92%、71.57%和67.80%。随后的动物实验表明,麝香提取物可以减少黄曲霉引起的肺部毒性。AL-Jobori等人研究了麝香在体外的抗真菌活性。使用了五种真菌,包括烟曲霉、黑曲霉、Alternaria Spp.、Trichomphyton mentagrophytes和Fusarium Spp.所有的浓度(25、50、75或100%)和数量(1、2、4毫升)都抑制了真菌的生长,并完全消除了真菌。同时,麝香还能抑制水囊虫的活性。Dong等研究表明,麝香(0.1,1,10,50 mol/L)可以减少高葡萄糖引起的RSC 96细胞的自噬和凋亡,其机制是激活AKT/mTOR信号通路。

5、麝香的毒性和安全性

相关报告指出,Muscone对斑马鱼(AB=型)胚胎发育有毒性作用。麝香酮(5、10、20、40、80、100μmol/L)对斑马鱼胚胎有致死作用。当麝香酮的浓度达到80和100μmol/L时,受精后96小时胚胎的死亡率达到100%。高剂量的麝香酮对斑马鱼胚胎的发育有明显的时间和剂量依赖性影响,主要表现为肌肉组织和心脏组织的发育异常。麝香酮(0.005, 0.01, 0.03, 0.1, 0.2 mM)对斑马鱼胚胎有毒性,增加Myh6和Myh7 mRNA的表达,减少甲状腺基因(Trh, Thrβ和Dio3)的表达。在体外和体内,Muscone可以诱导肝细胞中CYP1A2和CYP3A4的表达。此外,当剂量超过50mg/kg时,麝香酮对昆明小鼠有明显的肝脏毒性。此外,当一种药物的药理作用被联合用药方案中的另一种药物的药理作用所改变时,就会发生药效学上的药物相互作用(DDI)。Liu等人证明,麝香酮会以与剂量无关的方式降低氯胺酮(一种广泛使用的全身麻醉剂)的催眠和镇痛作用,这可能与NR1和delta-阿片受体的变化有关。因此,当病人在术前被给予麝香酮时,在手术中监测麻醉深度是很重要的。

6、关于麝香的讨论及未来展望

本文通过参考已发表的报告,总结了麝香的动物学、化学成分、药理作用、毒性、药代动力学和质量控制等内容。麝香是一种动物的分泌物,到目前为止,研究人员已经从麝香中发现了大环酮、吡啶、类固醇、脂肪酸、氨基酸、肽和蛋白质。药理学研究表明,麝香具有各种药理活性,包括抗炎作用、神经保护作用、心血管保护作用、抗癌作用、促进干细胞治疗作用等。尽管近几十年来的进展有力地证明了麝香的药用价值,但在后续研究中仍存在一些明显的科学空白。

首先,麝香的化学成分很复杂。现在许多研究只关注麝香酮的生物活性,而忽视了其他化学成分的生物活性。然而,研究表明,麝香酮不是麝香中唯一的活性成分。例如,麝香的雄性激素作用与它所含的雄性激素衍生物密切相关,几十年前学者们分离出一种肽,其抗炎活性是氢化可的松的20倍。作为一种中医,麝香的药理作用是所有成分共同作用的结果。因此,未来的研究有必要更多地关注其他成分的生物活性。此外,在药理学研究中,有一个问题是许多作用机制还没有被研究。此外,有许多麝香的传统用途还没有被现代药理学实验所证实。此外,目前的药理学研究大多只进行了动物或体外研究,导致缺乏临床试验数据,因此,研究人员应努力将实验研究转化为临床研究。

其次,虽然中国几千年来一直利用麝香治疗疾病,但对麝香所含活性物质的毒性和安全性的研究还不够。在进行临床试验和开发新药之前,毒性评估是不可缺少的。因此,这一领域的研究应引起足够的重视,因为相关的报告很少。此外,当两种(或更多)药物同时给药时,可能会发生DDIs。这种影响可能是协同作用(增强药效)、拮抗作用(降低药效),或出现单独服用时不出现的全新效果。一项研究表明,麝香可能影响氯胺酮的麻醉效果[118]。同时,在实际使用中,麝香通常与其他传统中药联合使用。因此,需要研究更多关于麝香或其活性物质与其他药物的DDI。

第三,麝香的药代动力学行为需要进一步研究。药代动力学解释了一种药物在给药后如何被人体吸收和扩散,在体内发生的化学变化,以及药物的作用和排泄方式。根据文献记载,目前缺乏有关麝香在体内的代谢和排泄的数据。因此,应该对麝香在体内的药代动力学进行更多的研究。

第四,天然麝香的质量评价是保证其质量和安全的基础,因此,建立更完整的质量控制方法和标准是最重要的。以麝香的含量作为唯一指标,不仅难以全面反映天然麝香的药理活性和质量,而且也不符合中医临床医学的整体观点。因此,有必要完善现有的法定质量标准。此外,还有必要探索其他更全面的质量控制方法。已有研究利用DNA编码对麝香进行质量评价。结果表明,这种方法对于天然麝香的质量控制方法来说是一种很有前途的方法,但还需要做更多的相对研究,以更全面地发展这种方法。此外,高光谱成像技术在中药质量控制方面也正在兴起。此外,麝香鹿有7种,《中国药典》(2020年版)规定其中3种为麝香的天然来源。由于临床使用的麝香来源并不统一,因此其生物活性也可能不同,因此应就规定中确定的三种麝香的作用进行更多研究。

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