佛司可林及其类似物抗青光眼研究进展
作者：杨为民 陈植和 王德成
单位：650031昆明医学院云南省天然药物药理重点实验室
关键词：佛司可林；眼压；青光眼
眼科研究000431
摘要 佛司可林(Forskolin，FSK)及其类似物是腺苷酸环化酶的直接激动剂，具有降低眼压等药理作用。多数学者认为FSK通过减少房水分泌或增加房水的流出来降低眼压。与其它抗青光眼药物相比，FSK具有独特的优点，也具有溶解度低，渗透率低，导致生物利用度低的不利之处。国内外目前已将其作为一类新型的抗青光眼药物来研究。综述了佛司可林及其类似物眼用制剂抗青光眼药理基础、临床应用和制剂学方面的研究进展。
分类号 R775
Antiglaucoma research development of foskolin and its analogs
, 百拇医药
Yang Weimin
(Yunnan Pharmacological Laboratories of Natural Products，Kunming Medical College，Kunming 650031)
Abstract Forskolin(FSK) and its analog1s，a kind of diterpene extracted from the plant Coleus forskohlii，directly stimulate adenylate cyclase，increasing cyclic adenosine monophosphate(cAMP)levels in cells，and resulted in lowering intraocular pressure(IOP).Many researchers suggest that the elevation of cAMP result in a reduction in the rate of aqueous humor formation or the enhancement of humor outflow.Compared with other antiglaucoma drugs，they have a number of potential advantages.Nevetheless，because of their low ocular bioavailability or penetration，the application in antiglaucoma therapy has several preparative and biological disadvantages.In conclusion，FSK and its analogs could become a kind of novel antiglaucoma agents.This article is to review the development of their antiglaucoma pharmacological researches and clinical uses.
, 百拇医药
Key words forskolin intraocular pressure glaucoma
佛司可林(forskolin，FSK)是国外20世纪70年代首先从印度唇形科植物毛喉鞘蕊花(coleus forskohlii)根中提取的二萜类化合物，具有强心、降血压、平喘、消炎、抗血小板聚集、抗肿瘤生长、降低眼压(intraocular pressure，IOP)[1]等作用。研究认为FSK通过直接激动腺苷酸环化酶(adenylate cyclase，AC)，提高多种组织细胞内的环腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)浓度，从而参与多种细胞功能调节，在体内起着广泛的调节作用[2]。国内于80年代开始FSK及其类似物的提取、活性鉴定、药效学研究[3～6]，特别是在中科院昆明植物所从滇产毛喉鞘蕊药植物中提取到FSK的类似物后，对FSK的研究不断拓展和深入。
, 百拇医药
1 FSK及其同系物降低IOP的药理基础及临床研究
1.1 降低IOP的药理作用及机制
Caprioli和Sears[1]于1983年首先用压平测压法(applanation tonometry)观察到0.1%，1.0%，和4.0%FSK混悬滴眼液显著降低兔、猴、和人的IOP，作用时间至少维持5h。随后Bartels[7]和Smith[8]等用气动式眼压计(pneumatic applanation tonometer)也证实了FSK滴眼液降低IOP的作用，并认为这与其激动AC，升高细胞内的cAMP有关。其他许多学者[9]也报道了FSK激动AC的活性及其降低兔眼压或抑制兔水负荷高眼压作用等。
对FSK的类似物的作用也有报道。早在1981年Seasmon等[2]实验证明FSK的21个类似物具有激动AC的活性[10]。Caprioli等[11]对FSK及其18个类似物进行激动AC活性测定和降低IOP测定，认为二者相关。Conway等[12]报道了FSK的另一类似物(7-dihydroxyproyonyl)显著降低兔的IOP。另外有一些类似的报道在国内出现[13，14]。
, 百拇医药
至于FSK及其类似物的降低IOP机制，多数人认为与其不经细胞膜受体介导，直接激动AC，升高cAMP的作用有关。FSK及其类似物是目前发现的惟一AC直接激动剂[15]。Sears及多数人认为FSK通过降低房水流速，减少房水分泌来降低IOP[16，17]，而一些人认为是通过增加房水的流出来降低IOP[7]。
1.2 临床试验研究
Witte等[18]用0.3%，0.6%，1.0%FSK混悬滴眼液对3组(每组6人)健康受试者随机双盲滴眼，用压平测压法测定IOP。发现给药后IOP下降了23%～28%，作用持续时间3～5h，并与药物浓度呈正相关性。Pinto-Pereira[19]则用1%的FSK混悬滴眼液对44例开角型(其中7例为单侧开角型)、3例闭角型、3例继发性青光眼患者，进行双盲滴眼试验，用压平式和Schtz眼压计测定IOP，证明FSK有效地降低了青光眼患者IOP，并且对IOP高于50mmHg(1mmHg=0.133kPa)的患者也有较好的疗效。
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FSK滴眼液的临床试验，需要注意给药及测定IOP方法的确定。日本学者观察到FSK滴眼液1滴(50μl)的单次给药，与对照无显著性差异，而两滴(间隔5min，每滴50μl)给药后，降低IOP作用显著[20]。Meyer等[21]发现用压平式眼压计测定IOP前，需要滴局麻药，而局麻药奥布卡因(oxybuprocaine)却影响FSK的降低IOP作用。FSK滴眼液产生结膜充血、轻微的灼热感、异物感、多泪等副作用。但其优点有：不导致缩瞳、增强眼内血流、代谢快而无全身效应、由于其独特的降低IOP机制，其作用可被拟交感药物等抗青光眼药物增强，因此可以联合用药。
2 制剂学研究
FSK及类似物用于抗青光眼时，局部作用于眼部的滴眼液(Eye-drop)是其较好的选择。因为滴眼液简便易行，易为患者接受。但也有作用时间短，易流失，生物利用度低的缺点。
, http://www.100md.com 选择适合的配方、配制方法至关重要。因为FSK及类似物的溶解性较差，无直接适合的药用溶剂，只能配制成混悬液滴眼液。特别需要提高生物利用度、避免刺激性，以达到滴眼剂药典要求，同时又要方便配制、消毒灭菌处理。日本学者[22]用14C-forskolin测定渗透率，证明FSK在眼部的渗透率较低是影响其降低IOP作用的重要原因。为使FSK有效地应用于临床，需要增加其分子透过生物膜的能力。应用多种制剂学手段，是保证和提高FSK药效的途径之一。
在选择混悬滴眼液配方时，常需加入助悬剂和增溶剂。许多滴眼液采用高分子材料作为助悬剂[1，9，12]，例如羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素(methylcellulose)、羧甲基纤维素钠(sodium carboxylmethyl cellulose)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)等。另外，非离子表面活性剂常用于增加药物溶解度，增加混悬剂的稳定性，例如土温(Tween)类、司盘(Span)类、普朗尼克(Pluronic)类等。据Saettone等[23]报道，普朗尼克(聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物)能增加FSK在水中的溶解度40倍，提高了生物利用度。
, 百拇医药
在选择溶媒时，应考虑到溶媒的对抗作用。Huang等[24]报道2%乙醇抑制10mmol/LFSK激动AC作用的抑制率达20%，5%乙醇的抑制率达40%，抑制作用是竞争性的。此外，高浓度(10%)的丙酮、丁醇、甲醇、丙醇、二甲亚砜、二甲酰胺二氧六环也具有抑制FSK激动AC的作用。
当然，一些学者[22]认为筛选或进行化学修饰可以得到渗透率高、生物利用度高的类似物。
3 FSK降低IOP基础和临床应用研究中的一些争议
尽管有许多文献报道FSK降低IOP，但据Brubaker等[25]观察到1.0%FSK混悬滴眼液对15例健康受试者单次滴眼给药(50μl)，既不能降低人的IOP，也不能降低房水流速。而这与前述[20]单次给药结果一致。原因是由于FSK溶解度低，渗透率低，导致生物利用度低，影响药效发挥[23]。
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Smith等[8]的实验结果是FSK在0.1%以下浓度时，显著降低兔子的IOP，0.1%以上浓度时却反而升高IOP。由于该实验采用乙醇为溶剂，用高于33%浓度的乙醇配制高于0.1%浓度的FSK滴眼液。由于高浓度乙醇抑制FSK的作用[24]，致使实验结果与其它报道矛盾。存在一些争议的主要原因有：FSK的水溶性较差，滴眼液配方、配制方法不同，导致生物利用度不同，药效发挥不同；测定IOP的条件方法不同(例如有无创性，测定前使用的局麻药不等)。
总之，FSK及其类似物由于具有独特的降低IOP作用，使其完全不同于其它抗青光眼药物。但由于其溶解性差、渗透率较低，在临床应用中需提高眼用制剂的生物利用度，以提高疗效。
参考文献
1，Caprioli J，Sears M.Lancet，1983，30∶ 598
, 百拇医药
2，Seamon KB，Padgett W，Dakly JW.et al.Proc Nati Sci(USA)，1981，78∶ 3363
3，陈植和，王新华，马国义，等.昆明医学院学报，1991，12(1)∶ 19
4，金歧端，谢显厚，木全章.天然产物研究与开发，1990，2(1)∶ 6
5，金歧端，和碧荷.云南植物研究，1998，20(4)∶ 469
6，刘纯益，姚文贞，孟琨，等.生物化学与生物物理进展，1992，19(1)∶ 74
7，Bartels SP，Lee SR，Neufeld AH.Cerr Eye Res，1982/1983，2∶ 673
8，Smith BR，Gaster RN，Leopold EH，et al.Arch Ophthalmol，1984，102∶ 146
, http://www.100md.com
9，Zeng SJ，Shen BL，Wen LZ，et al.J Eye Science(Chinese)，1995，11(3)∶ 173-176
10，Seamon KB，Daly JW，Metzger H，et al.J Med Chem，1983，26∶ 436
11，Caprioli J，Sears M，Mead A，et al.J Ocul Pharmacol，1989，5(3)∶ 181
12，Conway PG，Hartman HB，Roehr JE，et al.Invest Ophthalmol Vis Sci，1987，28∶ 266
13，聂玲辉，李新华，陈植和，等.眼科研究，1999，2∶ 90
14，李新华，王德成，陈植和，等.昆明医学院学报，1994，15(3)∶ 1
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15，Mittag TW，Tormay A.Exp Eye Res，1993，57∶ 13
16，Caprioli J，Sears M，Mead A.Invest Ophthalmol Vis Sci，1984，25∶ 268
17，Lee PY，Podos SM，Mittag T，et al.Invest Ophthalmol Vis Sci，1984，25∶ 1087
18，Witte PU.In：International symposium on forskolin，Bombay，Indian，1985，175-182
19，Pinto-Pereira L.In:International symposium on forskolin,Bombay,Indian,1985,183-190
, 百拇医药
20，Seto C，Eguchi S，Araie M et al.J Ophthalmol，1986，30∶ 238-244
21，Meyer BH，Stulting AA，M ü ller FO，et al.SAMJ，1987，71∶ 570
22，Matsumoto S，Yamashita T，Araie M，et al J Ophthalmol，1990，34∶ 428
23，Saettone MF，Burgalassis S，Giannaccini B，et al.J Ocul Pharmacol，1989，5(2)∶ 111
24，Huang RD，Smith MF，Zahler WL.et al.J Cyclic Nucleotide Res.1982，8(6)∶ 385
25，Brubaker RF，Carlson KH，Kullerstrand LJ，et al.Arch Ophthalmol，1987，105∶ 637
收稿：1999-11-08
修回：2000-04-10, http://www.100md.com
单位：650031昆明医学院云南省天然药物药理重点实验室
关键词：佛司可林；眼压；青光眼
眼科研究000431
摘要 佛司可林(Forskolin，FSK)及其类似物是腺苷酸环化酶的直接激动剂，具有降低眼压等药理作用。多数学者认为FSK通过减少房水分泌或增加房水的流出来降低眼压。与其它抗青光眼药物相比，FSK具有独特的优点，也具有溶解度低，渗透率低，导致生物利用度低的不利之处。国内外目前已将其作为一类新型的抗青光眼药物来研究。综述了佛司可林及其类似物眼用制剂抗青光眼药理基础、临床应用和制剂学方面的研究进展。
分类号 R775
Antiglaucoma research development of foskolin and its analogs
, 百拇医药
Yang Weimin
(Yunnan Pharmacological Laboratories of Natural Products，Kunming Medical College，Kunming 650031)
Abstract Forskolin(FSK) and its analog1s，a kind of diterpene extracted from the plant Coleus forskohlii，directly stimulate adenylate cyclase，increasing cyclic adenosine monophosphate(cAMP)levels in cells，and resulted in lowering intraocular pressure(IOP).Many researchers suggest that the elevation of cAMP result in a reduction in the rate of aqueous humor formation or the enhancement of humor outflow.Compared with other antiglaucoma drugs，they have a number of potential advantages.Nevetheless，because of their low ocular bioavailability or penetration，the application in antiglaucoma therapy has several preparative and biological disadvantages.In conclusion，FSK and its analogs could become a kind of novel antiglaucoma agents.This article is to review the development of their antiglaucoma pharmacological researches and clinical uses.
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Key words forskolin intraocular pressure glaucoma
佛司可林(forskolin，FSK)是国外20世纪70年代首先从印度唇形科植物毛喉鞘蕊花(coleus forskohlii)根中提取的二萜类化合物，具有强心、降血压、平喘、消炎、抗血小板聚集、抗肿瘤生长、降低眼压(intraocular pressure，IOP)[1]等作用。研究认为FSK通过直接激动腺苷酸环化酶(adenylate cyclase，AC)，提高多种组织细胞内的环腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)浓度，从而参与多种细胞功能调节，在体内起着广泛的调节作用[2]。国内于80年代开始FSK及其类似物的提取、活性鉴定、药效学研究[3～6]，特别是在中科院昆明植物所从滇产毛喉鞘蕊药植物中提取到FSK的类似物后，对FSK的研究不断拓展和深入。
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1 FSK及其同系物降低IOP的药理基础及临床研究
1.1 降低IOP的药理作用及机制
Caprioli和Sears[1]于1983年首先用压平测压法(applanation tonometry)观察到0.1%，1.0%，和4.0%FSK混悬滴眼液显著降低兔、猴、和人的IOP，作用时间至少维持5h。随后Bartels[7]和Smith[8]等用气动式眼压计(pneumatic applanation tonometer)也证实了FSK滴眼液降低IOP的作用，并认为这与其激动AC，升高细胞内的cAMP有关。其他许多学者[9]也报道了FSK激动AC的活性及其降低兔眼压或抑制兔水负荷高眼压作用等。
对FSK的类似物的作用也有报道。早在1981年Seasmon等[2]实验证明FSK的21个类似物具有激动AC的活性[10]。Caprioli等[11]对FSK及其18个类似物进行激动AC活性测定和降低IOP测定，认为二者相关。Conway等[12]报道了FSK的另一类似物(7-dihydroxyproyonyl)显著降低兔的IOP。另外有一些类似的报道在国内出现[13，14]。
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至于FSK及其类似物的降低IOP机制，多数人认为与其不经细胞膜受体介导，直接激动AC，升高cAMP的作用有关。FSK及其类似物是目前发现的惟一AC直接激动剂[15]。Sears及多数人认为FSK通过降低房水流速，减少房水分泌来降低IOP[16，17]，而一些人认为是通过增加房水的流出来降低IOP[7]。
1.2 临床试验研究
Witte等[18]用0.3%，0.6%，1.0%FSK混悬滴眼液对3组(每组6人)健康受试者随机双盲滴眼，用压平测压法测定IOP。发现给药后IOP下降了23%～28%，作用持续时间3～5h，并与药物浓度呈正相关性。Pinto-Pereira[19]则用1%的FSK混悬滴眼液对44例开角型(其中7例为单侧开角型)、3例闭角型、3例继发性青光眼患者，进行双盲滴眼试验，用压平式和Schtz眼压计测定IOP，证明FSK有效地降低了青光眼患者IOP，并且对IOP高于50mmHg(1mmHg=0.133kPa)的患者也有较好的疗效。
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FSK滴眼液的临床试验，需要注意给药及测定IOP方法的确定。日本学者观察到FSK滴眼液1滴(50μl)的单次给药，与对照无显著性差异，而两滴(间隔5min，每滴50μl)给药后，降低IOP作用显著[20]。Meyer等[21]发现用压平式眼压计测定IOP前，需要滴局麻药，而局麻药奥布卡因(oxybuprocaine)却影响FSK的降低IOP作用。FSK滴眼液产生结膜充血、轻微的灼热感、异物感、多泪等副作用。但其优点有：不导致缩瞳、增强眼内血流、代谢快而无全身效应、由于其独特的降低IOP机制，其作用可被拟交感药物等抗青光眼药物增强，因此可以联合用药。
2 制剂学研究
FSK及类似物用于抗青光眼时，局部作用于眼部的滴眼液(Eye-drop)是其较好的选择。因为滴眼液简便易行，易为患者接受。但也有作用时间短，易流失，生物利用度低的缺点。
, http://www.100md.com 选择适合的配方、配制方法至关重要。因为FSK及类似物的溶解性较差，无直接适合的药用溶剂，只能配制成混悬液滴眼液。特别需要提高生物利用度、避免刺激性，以达到滴眼剂药典要求，同时又要方便配制、消毒灭菌处理。日本学者[22]用14C-forskolin测定渗透率，证明FSK在眼部的渗透率较低是影响其降低IOP作用的重要原因。为使FSK有效地应用于临床，需要增加其分子透过生物膜的能力。应用多种制剂学手段，是保证和提高FSK药效的途径之一。
在选择混悬滴眼液配方时，常需加入助悬剂和增溶剂。许多滴眼液采用高分子材料作为助悬剂[1，9，12]，例如羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素(methylcellulose)、羧甲基纤维素钠(sodium carboxylmethyl cellulose)、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)等。另外，非离子表面活性剂常用于增加药物溶解度，增加混悬剂的稳定性，例如土温(Tween)类、司盘(Span)类、普朗尼克(Pluronic)类等。据Saettone等[23]报道，普朗尼克(聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物)能增加FSK在水中的溶解度40倍，提高了生物利用度。
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在选择溶媒时，应考虑到溶媒的对抗作用。Huang等[24]报道2%乙醇抑制10mmol/LFSK激动AC作用的抑制率达20%，5%乙醇的抑制率达40%，抑制作用是竞争性的。此外，高浓度(10%)的丙酮、丁醇、甲醇、丙醇、二甲亚砜、二甲酰胺二氧六环也具有抑制FSK激动AC的作用。
当然，一些学者[22]认为筛选或进行化学修饰可以得到渗透率高、生物利用度高的类似物。
3 FSK降低IOP基础和临床应用研究中的一些争议
尽管有许多文献报道FSK降低IOP，但据Brubaker等[25]观察到1.0%FSK混悬滴眼液对15例健康受试者单次滴眼给药(50μl)，既不能降低人的IOP，也不能降低房水流速。而这与前述[20]单次给药结果一致。原因是由于FSK溶解度低，渗透率低，导致生物利用度低，影响药效发挥[23]。
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Smith等[8]的实验结果是FSK在0.1%以下浓度时，显著降低兔子的IOP，0.1%以上浓度时却反而升高IOP。由于该实验采用乙醇为溶剂，用高于33%浓度的乙醇配制高于0.1%浓度的FSK滴眼液。由于高浓度乙醇抑制FSK的作用[24]，致使实验结果与其它报道矛盾。存在一些争议的主要原因有：FSK的水溶性较差，滴眼液配方、配制方法不同，导致生物利用度不同，药效发挥不同；测定IOP的条件方法不同(例如有无创性，测定前使用的局麻药不等)。
总之，FSK及其类似物由于具有独特的降低IOP作用，使其完全不同于其它抗青光眼药物。但由于其溶解性差、渗透率较低，在临床应用中需提高眼用制剂的生物利用度，以提高疗效。
参考文献
1，Caprioli J，Sears M.Lancet，1983，30∶ 598
, 百拇医药
2，Seamon KB，Padgett W，Dakly JW.et al.Proc Nati Sci(USA)，1981，78∶ 3363
3，陈植和，王新华，马国义，等.昆明医学院学报，1991，12(1)∶ 19
4，金歧端，谢显厚，木全章.天然产物研究与开发，1990，2(1)∶ 6
5，金歧端，和碧荷.云南植物研究，1998，20(4)∶ 469
6，刘纯益，姚文贞，孟琨，等.生物化学与生物物理进展，1992，19(1)∶ 74
7，Bartels SP，Lee SR，Neufeld AH.Cerr Eye Res，1982/1983，2∶ 673
8，Smith BR，Gaster RN，Leopold EH，et al.Arch Ophthalmol，1984，102∶ 146
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9，Zeng SJ，Shen BL，Wen LZ，et al.J Eye Science(Chinese)，1995，11(3)∶ 173-176
10，Seamon KB，Daly JW，Metzger H，et al.J Med Chem，1983，26∶ 436
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18，Witte PU.In：International symposium on forskolin，Bombay，Indian，1985，175-182
19，Pinto-Pereira L.In:International symposium on forskolin,Bombay,Indian,1985,183-190
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20，Seto C，Eguchi S，Araie M et al.J Ophthalmol，1986，30∶ 238-244
21，Meyer BH，Stulting AA，M ü ller FO，et al.SAMJ，1987，71∶ 570
22，Matsumoto S，Yamashita T，Araie M，et al J Ophthalmol，1990，34∶ 428
23，Saettone MF，Burgalassis S，Giannaccini B，et al.J Ocul Pharmacol，1989，5(2)∶ 111
24，Huang RD，Smith MF，Zahler WL.et al.J Cyclic Nucleotide Res.1982，8(6)∶ 385
25，Brubaker RF，Carlson KH，Kullerstrand LJ，et al.Arch Ophthalmol，1987，105∶ 637
收稿：1999-11-08
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