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Pharmacy Information
Vol. 12  No. 03 ( 2023 ), Article ID: 65880 , 8 pages
10.12677/PI.2023.123020

基于蛋白多肽类成分的动物药药理活性及质量控制研究进展

罗晓晓，王玉荣*

中国药科大学基础医学与临床药学学院，江苏 南京

收稿日期：2023年4月17日；录用日期：2023年5月18日；发布日期：2023年5月25日

摘要

动物药在我国具有悠久的药用历史，具有抗凝、抗肿瘤、镇痛等多种药理作用。随着药用市场需求扩大、野生资源匮乏，中药市场中的动物药出现了大量伪劣产品，严重影响了动物药使用的安全性与有效性，阻碍了动物药的发展。蛋白多肽作为动物药的主要药效和组成成分，在动物药的活性研究与质量控制方面发挥着不可替代的作用。本文从动物药基于蛋白多肽类成分的活性研究与质量控制两个方面进行概述，以期为后续动物药活性研究、质量控制、标准制定提供参考。

关键词

动物药，蛋白多肽，药理活性，质量控制

Research Progress on Pharmacological Activity and Quality Control of Animal Medicine Based on Protein-Peptide Components

Xiaoxiao Luo, Yurong Wang*

School of Basic Medicine and Clinical Pharmacy, China Pharmaceutical University, Nanjing Jiangsu

Received: Apr. 17th, 2023; accepted: May 18th, 2023; published: May 25th, 2023

ABSTRACT

Animal medicine has a long history of medicinal use in China, with a variety of pharmacological effects such as anticoagulation, antitumor, and analgesia. With the expansion of medicinal market demand and the scarcity of wild resources, there are a large number of fake and inferior products in the animal medicine market, which seriously affects the safety and efficacy of animal medicine and hinders the development of animal medicine. Protein and peptides, as the main efficacy and components of animal medicine, play an irreplaceable role in the activity research and quality control of animal medicine. This paper provides an overview of the activity and quality control of animal medicine based on protein and peptide components, with a view to providing a reference for subsequent animal medicine activity research, quality control, and standard development.

Keywords:Animal Medicine, Protein and Peptides, Activity, Quality Control

Copyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 引言

中医认为动物药有“血肉有情之品”和“行走通窜之功”之说，在活血逐瘀、攻坚破积、祛风止痒、搜风通络、壮阳益肾和消癥散结等方面，有着植物药、矿物药难以企及的活性和疗效 [1] [2] [3] 。动物药作为中药的重要组成部分，因其疗效高、活性强、应用广等特点 [4] ，在我国有着悠久的药用历史。我国药用动物种类繁多，历代本草典籍所载动物药持续增加，从《神农本草经》记载的67种至《新修本草》的128种，从《本草纲目》461种到近代《中华本草》的1000余种。2020年版《中国药典》收录动物药材、饮片、提取物共51种 [5] ，除此之外，各级地方标准还收录有千余种动物药。检索2015~2020年间，有关2020版《中国药典》收载的51种动物药质量标准相关文献，发现质控指标共涉及氨基酸、多肽 [6] 、蛋白质 [7] 等17项化合物，其中利用氨基酸、核苷等小分子物质 [8] - [19] 作为质量控制指标的动物药超过90% [5] ，而氨基酸、核苷等小分子物质在动物药中既不是专属性成分也非活性成分。蛋白多肽既是动物药的主要成分又是其主要药效物质，同时还具有较好的种属特异性。因此本文聚焦于动物药蛋白多肽类成分，从蛋白多肽类成分的药理活性及其在质量控制中的应用两个方面进行系统阐述，以期为动物药临床应用与质量控制提供参考。

2. 动物药蛋白多肽类成分研究进展

2.1. 动物来源蛋白多肽类成分药理活性研究进展

蛋白多肽类成分是动物药的主要组成物质 [2] [20] ，同时也是动物药发挥抗凝、纤溶、抗血栓、抗肿瘤、解热、镇痛、抗炎、抗惊厥等多种药理作用的物质基础 [21] [22] ，因此对蛋白多肽类成分的探索，是阐明动物药活性基础的关键。

2.1.1. 抗凝、纤溶、抗血栓

Zhang等 [23] 从蚂蝗中纯化并表征了一种热稳定的抗凝血蛋白“WP-77”。Xiao等 [24] 从水蛭和菲牛蛭的干燥体中分别分离出3条与6条抗凝血肽。Cheng等 [25] 从Hirudinaria manillensis中纯化了一种具有抗凝血特性的新型蛋白酶抑制剂(bdellin-HM-2)。Antistasin [26] 、Tridegin [27] 、Therostasin [28] 等均是从水蛭中分离得到的凝血因子抑制肽。Wu等 [29] 从威廉环毛蚓中发现两种抗血栓形成蛋白：DPf3IDNO.1、DPf3IDNO.2。已有研究报道从少棘巨蜈蚣中分离到序列为TNGYT的FXa抑制剂 [30] 、分子量为346 Da的新型抗血栓肽 [31] 及具有纤溶活性的25 kDa丝氨酸蛋白酶 [32] 。Tran等 [33] 从蝎毒中鉴定到两个显著延长小鼠尾部出血时间和体外全血凝块形成时间的二肽。黄镇林等 [34] 发现土鳖虫抗凝组分F2-2有良好的体内抗凝药效。

2.1.2. 抗炎、镇痛

Li等 [35] 从赤子爱胜蚓的腔液中纯化并表征了两种新型镇痛和抗炎肽VQ-5和AQ-5。赖仞课题组 [36] 从水蛭唾液腺中鉴定出一个新的小肽家族(HSTXs)，其中HSTX-I可特异性抑制电压门控钠(NaV)通道(不适用NaV1.8和NaV1.9)，直接发挥镇痛作用。BmK AS [37] [38] 、ANEP [39] 、BmNaL-3SS2、BmKBTx [40] 、BmK AGAP [41] 、BmK-YA [42] 等多肽物质均是从全蝎毒液腺中分离得到的钠通道抑制剂，可发挥镇痛作用。从全蝎的cDNA文库中提取得到的DKK-SP1通过抑制Nav1.8通道的表达发挥了显著的抗炎作用，DKK-SP2通过抑制Nav1.7通道的表达表现出显着的镇痛活性 [43] 。一种来自蜈蚣毒液的肽Ssm6a是NaV1.7亚型的选择性抑制剂(IC50 ≈ 25 nM)，对其它亚型(NaV1.3、NaV1.4、NaV1.5和NaV1.8)没有明显影响；Ssm6a在福尔马林诱导小鼠的疼痛模型中发挥优于吗啡的镇痛能力 [44] 。弋静等 [45] 从天然麝香中提取的麝香多肽SXP4具有较强的抗炎活性。

2.1.3. 抗肿瘤

Egyptian scorpion Scorpio maurus palmatus腺体中鉴定出的抗菌肽Smp24，对各种肿瘤和非肿瘤细胞系显示出不同的细胞毒性 [46] 。蜈蚣寡肽CO-10 (Trp-Gly-His-Glu)在体外对软骨肉瘤细胞表现出优异的抗增殖效力 [47] 。全蝎中具有抗炎镇痛作用的BmK AGAP能阻止结肠癌、乳腺癌、淋巴瘤和神经胶质瘤等癌症中的细胞增殖 [48] ；全蝎中的BmK CT可抑制胶质瘤细胞的侵袭和转移 [49] 。Lu等 [50] 从金钱白花蛇中分离得到一种可以选择性地杀死肿瘤细胞，对正常细胞的细胞毒性较小的糖蛋白，BM-Apotxin。牡蛎活性肽BPOG50-Ⅱ对人舌鳞癌细胞株Tca8113的体外增殖具有抑制作用，可引起细胞形态学改变并能诱导其发生凋亡 [51] 。

2.1.4. 其它

Zeng等 [52] 通过cDNA克隆策略从蝎子Pandinus imperator中鉴定出三种新型抗菌肽，三种肽均对革兰氏阳性菌具有较强抑制作用。scolopin 1、scolopin 2 [53] 、乳铁蛋白B样肽(LBLP) [54] 、scolopendin 1 [55] 、Scolopendin 2 [56] 等来源于蜈蚣的抗菌肽均显示出抗菌活性。张希春等 [57] 分离得到了两种新的蚯蚓抗菌肽F1与F2。全蝎中分离得到的ANEP、BmK IM(ANEP III) [58] 及β或β-样神经毒素 [59] 均显示出良好的抗癫痫活性。

综上所述，蛋白多肽类成分是动物药发挥药理作用的活性基础。对动物药蛋白多肽类成分的活性研究有利于挖掘与开发动物药蕴藏的巨大的潜能和价值。

2.2. 蛋白多肽类成分在动物药质量控制中的研究进展

大量伪劣动物药的出现严重影响其临床疗效与现代化。因此对动物源性中药的准确鉴别，对于其应用、安全性和可持续性至关重要。现行动物药质量评价与控制方法大部分是依据氨基酸、核苷酸等小分子指标性成分定性检测与定量测定而制定的，但这些小分子物质仅在部分动物分泌类药材中是特征的，例如，蟾酥中的蟾酥甾烯类成分，麝香中的麝香酮等，大部分动物类中药中的小分子代谢产物在生物体内普遍存在，专属性一般较差 [1] 。近年来，随着转录组学、蛋白质组学、多肽组学以及高分辨质谱的不断发展，蛋白多肽在动物药中的研究越来越受到人们的关注，与基于内源性小分子化合物的质量控制方法相比，蛋白多肽标志物在动物类中药的质量控制中具有更好的潜力。

2.2.1. 光谱法

光谱法包括紫外、红外及原子荧光等，具有取样量小、快速、简便、准确等特点，已经越来越多的应用于动物类中药的质量评价研究 [60] 。如李冰宁等 [61] 利用红外光谱对中药水蛭鲜品和制品进行了研究，结果水蛭具有明显的酰胺I和II带蛋白质特征峰，其中鲜品的酰胺II带吸收峰在1543 cm−1，而生品和炮制品的向低频位移至1535 cm−1 [62] [63] ；利用二维相关红外谱图对中药水蛭鲜品和制品进行了研究，结果显示水蛭鲜品中的酰胺I带与酰胺II带的自动峰的强度比炮制品的更为显著。此法用于动物药的质量控制虽具有操作简便、取样量少等优点，但同时也具有，需要大量代表性样品进行化学分析建模，而不适用于小批量样品检测等不足。

2.2.2. 电泳鉴定法

基于电场作用力下的电泳技术能将动物药中存在的复杂多样蛋白进行快速分离检测，已被广泛用于各种动物药的质量控制 [2] 。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术已用于不同基原、不同品种、不同加工方法的地龙 [64] ，药典三种土鳖虫 [65] ，炮制前后的全蝎 [66] 及人工牛黄、鹿蹄筋、蝮蛇、乌梢蛇、金钱白花蛇 [67] 等动物药材的质量控制。双向凝胶电泳(2-DGE)是应用最广泛的蛋白质检测技术，其原理是利用等电点和蛋白质分子量的差异，通过第一向等电聚焦电泳和第二向SDS-PAGE进行分离,实现对成分复杂的动物药中差异蛋白的分离 [68] 。如王清蓉等构建适于三斑海马干药材蛋白质组研究的双向电泳技术，为后期进行深入的海马蛋白质组学研究，筛选特征性蛋白质奠定基础 [69] 。毛细管电泳法(CE)是依据样品中各组分之间淌度和(或)分配行为的差异而实现组分分离的分析方法，具有电泳和色谱技术的双重优势，可对多种成分同时进行分离测定，目前该法已成为中药分析的有效手段之一 [70] 。已被用于穿山甲及其炮制品 [71] 、鸡内金与鸭内金 [72] 、海马、海龙 [73] 等的鉴别，为动物类药材的鉴别提供了一定的参考依据。

凝胶电泳法对一些动物药能达到理想鉴别效果，同时也具有操作繁琐、重现性差等不足。CE技术与凝胶电泳技术相比具有高效、微量、分离模式多样等优势，同时其也存在一些需要解决的问题，如线性范围窄、重现性差等 [74] 。

2.2.3. 质谱及其联用技术

液质联用技术是当代最重要的分离和鉴定分析方法之一，弥补了紫外检测仪定量灵敏度差、高效液相色谱仪无法进行全成分分析等缺点，具有灵敏度高、分离能力好等优点 [75] 。目前，该技术已被广泛应用于动物药的鉴别，如皮胶类 [76] [77] 、蜈蚣 [78] 等，为动物药的质量控制提供了依据。

基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)用于快速灵敏地分析聚合物和蛋白质等大分子 [79] ，是当今筛选和诊断研究的常用方法。如Yang等 [80] 采用SDS-PAGE、2-DGE和基质辅助激光解吸/电离飞行时间/飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF-MS)结合方法实现驴皮、龟壳和鹿角的鉴别。

随着各种高分辨率质谱技术的不断发展与蛋白质数据库的日益完善，基于鸟枪法(shotgun)的“自下而上”的蛋白质与多肽鉴定策略因其高灵敏度与高通量的极大优势已经成为复杂体系中蛋白质组学与多肽组学研究的主流方法 [81] 。如Zhang等 [82] 采用无标记定量质谱法发现了165种可用于区分野生与人工培养冬虫夏草的差异蛋白。张晗星等 [83] 采用蛋白质组学同位标记相对和绝对定量(i TRAQ)质谱分析技术对不同生长发育阶段冬虫夏草的差异蛋白质组进行比较，为冬虫夏草质量评价标准提供参考。

纳升级液相色谱与高分辨质谱仪已实现了无缝链接，更高效的色谱分辨率、灵敏度，有着常规液相色谱无可比拟的优势，成为目前研究蛋白组学的最佳工具 [2] 。咸瑞卿等 [84] 采用纳升液相色谱–四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱(Nano LC-Q-Exactive-MS)筛选出具有种属特异性的矛头蝮蛇蛇毒类凝血酶特征肽“EAYNGLPAK”。Liu [85] 、Gu [86] 等采用纳升液相色谱–串联质谱联用(nano LC-MS/MS)技术成功实现了基于特征肽的不同品种地龙鉴别。Yang等 [87] 采用纳升级液相色谱串联Orbitrap质谱检测器的新策略，筛选出了14个可用于快速鉴定阿胶、鹿角胶及龟甲胶的特征多肽。

质谱及其联用技术具有分离效果好、灵敏度高、选择性强、通量高等特点，较好地解决了中药质量控制全成分分析的难题，在中药质量标准化监测中发挥巨大作用，使中药逐渐走向国际化。液质联用仪器通常具有价格昂贵、运行费用较高、操作相对复杂等不足 [75] 。

3. 总结与展望

我国中药资源丰富，动物药作为中药的重要组成部分，在中药临床应用中具有不可替代的作用。蛋白多肽作为动物药的主要化学成分，不仅是动物药的主要活性基础，被应用于抗凝、纤溶、抗血栓、抗肿瘤、解热、镇痛、抗炎、抗惊厥等活性的研究；还具有良好的专属性，基于蛋白多肽的动物药质量控制方法被不断报道。目前，尚未有将动物药药效成分与质量控制指标相关联的报道，因此，如何发展和运用多学科技术将两个重要特性结合来探究反映药效的标志蛋白类成分，用于动物药质量控制，是一个重要挑战。

文章引用

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    88. NOTES

    *通讯作者。

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