中藥對(duì)Ⅱ相藥物代謝酶GST和UGT的影響Δ

韓永龍，李丹，孫習(xí)鵬，郭澄#（.上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院藥劑科，上海市200233；2.上海中醫(yī)藥大學(xué)，上海市 20203；3.大慶油田總醫(yī)院臨床藥學(xué)科，大慶市 6300）

中藥雖然成分復(fù)雜，但藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)大多數(shù)仍要通過(guò)藥物代謝酶代謝，或?qū)λ幬锎x酶產(chǎn)生誘導(dǎo)或抑制作用，從而影響其它藥物的代謝或產(chǎn)生藥物相互作用，對(duì)藥物的有效性和安全性產(chǎn)生影響。因此，從藥物代謝酶的角度研究中藥，既有利于從分子水平探討中藥的作用機(jī)制，又有可能揭示中藥-西藥或中藥-中藥之間產(chǎn)生相互作用的關(guān)系，對(duì)提高中藥的有效性和安全性具有重要的意義。以前，國(guó)內(nèi)、外均偏重于研究中藥與細(xì)胞色素P450酶的相互作用[1～3]，但隨著對(duì)藥物代謝酶研究的深入，Ⅱ相酶系在藥物發(fā)現(xiàn)和發(fā)展中變得越來(lái)越重要。因此，近年來(lái)中藥對(duì)Ⅱ相藥物代謝酶影響的研究也逐漸增多。本文著重就中藥對(duì)Ⅱ相藥物代謝酶谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶（Glutathione S-transferase，GST）和尿苷二磷酸葡糖醛酸轉(zhuǎn)移酶（UDP-glucuronyltransferase，UGT）影響的進(jìn)展進(jìn)行綜述，以供大家參考。

1 主要Ⅱ相藥物代謝酶簡(jiǎn)介

藥物代謝酶是參與各種化學(xué)物質(zhì)在體內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的重要酶系，按其催化反應(yīng)類型可分為Ⅰ相酶系和Ⅱ相酶系。Ⅱ相酶主要包括UGT、GST、磺基轉(zhuǎn)移酶（ST）、巰嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶（TPMT）、N-乙?；D(zhuǎn)移酶（N-acetyltransferase，NAT）和兒茶酚鄰位甲基轉(zhuǎn)移酶（COMT）等。Ⅱ相酶系中的各種酶的比例分布見(jiàn)圖1。其參與糖苷結(jié)合、硫酸化、甲基化、乙酰化、氨基酸結(jié)合、谷胱甘肽結(jié)合、脂肪酸結(jié)合、縮合反應(yīng)等結(jié)合反應(yīng)，使產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物具有更大的水溶性，加速藥物或化學(xué)毒物本身及代謝產(chǎn)物以結(jié)合物的形式排出體外，這才產(chǎn)生了真正意義上的對(duì)藥物的解毒作用。

圖1 Ⅱ相酶系中的各種酶的比例分布

1.1 GST[4，5]

GST（EC 2.5.1.18）是一個(gè)同源二聚體酶的超基因家族，是普遍存在于各種生物體內(nèi)的Ⅱ相代謝酶，它能催化還原型谷胱甘肽（GSH）與各種親脂性和親電子底物的結(jié)合反應(yīng)，且具有廣泛的底物專一性，是體內(nèi)重要的解毒酶系之一。GST幾乎在所有的細(xì)胞和組織中都有表達(dá)，以肝臟、結(jié)腸和生殖腺中表達(dá)最高。GST的生物學(xué)功能主要是減少GSH的酸解離常數(shù)，使得其具去質(zhì)子化作用及有更多的反應(yīng)性巰基形成，從而催化其與親電性物質(zhì)軛合。環(huán)境中許多化學(xué)致癌物（如多環(huán)芳烴類化合物）和烷化劑等化療藥物均為親電性物質(zhì)。所以，GST既能代謝化學(xué)致癌物，以保護(hù)機(jī)體，又能使機(jī)體產(chǎn)生耐藥性。綜觀GST的作用主要有：（1）催化GSH的巰基攻擊親電性物質(zhì)的親電中心，產(chǎn)生一種硫醚連接的谷胱甘肽結(jié)合物，經(jīng)腎排出體外。（2）以高親和力直接結(jié)合膽紅素、甾醇和其它親脂性物質(zhì)。（3）某些GST具有GSH過(guò)氧化酶活性，即具有抑制脂質(zhì)過(guò)氧化作用?？梢?jiàn)，GST在生物體內(nèi)主要以一種解毒酶的形式出現(xiàn)。不過(guò)，近幾年的研究也發(fā)現(xiàn)，GST同工酶對(duì)一些底物具解毒作用（如1，2-環(huán)氧3-丙烷），而對(duì)另一些底物（如乙基二溴化物、亞甲基二鹵化物）卻能激活其毒性。

1.2 UGT[6，7]

UGT（EC 2.4.1.17）是化學(xué)物質(zhì)在生物體內(nèi)進(jìn)行第Ⅱ相生物轉(zhuǎn)化時(shí)最重要的一種微粒體酶。UGT廣泛分布于機(jī)體的各種組織，如腦、前列腺、子宮、乳房、胎盤、腎臟等，其中以肝臟中該酶的活性最高。在所有通過(guò)Ⅱ相酶代謝的藥物中，有大約35%是通過(guò)UGT代謝的。該酶能催化葡糖醛酸與大量的內(nèi)源性化學(xué)物質(zhì)（如膽紅素、短鏈脂肪酸、膽汁酸和脂溶性的維生素等）和外源性化學(xué)物質(zhì)（如藥物、致癌物、殺蟲(chóng)劑等）進(jìn)行葡糖醛酸結(jié)合反應(yīng)，以羥基、羧基、磺基、羰基、氨基酸化合物為底物，把親脂性分子轉(zhuǎn)化為親水性物質(zhì)，增加轉(zhuǎn)運(yùn)入排泄器官的量，并且更有效地從尿或膽汁中排除出體外，這也是機(jī)體的一個(gè)解毒的過(guò)程。它能導(dǎo)致代謝物失活，修飾毒物的藥理活性，然而越來(lái)越多的證據(jù)表明葡糖醛酸化也可導(dǎo)致底物生物活性的增加。此外，UGT在代謝類固醇和甲狀腺激素的過(guò)程中也表現(xiàn)出了重要的生理作用。同時(shí)，它也能參與大腦中糖脂的生物合成以及芳香類物質(zhì)的消除。由于UGT能對(duì)許多藥物進(jìn)行代謝，近年來(lái)還被廣泛應(yīng)用于抗腫瘤藥的代謝研究當(dāng)中。

2 中藥對(duì)GST和UGT的影響

近年來(lái)，中藥對(duì)GST和UGT影響的研究不斷深入，已經(jīng)研究了多種中藥有效成分、中藥或其提取物以及中藥復(fù)方對(duì)多種GST和UGT亞型的影響。

2.1 中藥有效成分對(duì)GST和UGT的影響

在現(xiàn)有的中藥對(duì)GST和UGT影響的研究中，對(duì)中藥有效成分的研究還是比較多的，其中黃酮類成分[8]因多是藥食兼用，所以對(duì)GST和UGT影響的研究最多，其次生物堿、醌類、苷類等對(duì)GST和UGT影響的研究也有報(bào)道。Ueng YF等[9]研究了黃芩中的主要黃酮黃芩素和漢黃芩素在C57BL/6J鼠體內(nèi)對(duì)UGT和GST的影響。結(jié)果顯示二者都能抑制肝腎內(nèi)UGT的活性，對(duì)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)GST的活性沒(méi)有影響，也顯示出二者均能調(diào)節(jié)藥物代謝酶，且調(diào)節(jié)也具有組織特異性。Sridar C等[10]研究水飛薊素時(shí)發(fā)現(xiàn)，水飛薊素能抑制重組UGT 1A1、1A6、1A9、2B7、2B15催化的7-羥基-4-三氟胸苷的葡萄糖醛酸化，是UGT 1A1潛在的抑制劑，對(duì)1A1的抑制強(qiáng)度是1A9的14倍，是1A6的20倍。

肖希斌等[11]研究甲基蓮心堿（Nef）時(shí)發(fā)現(xiàn)，Nef在清除細(xì)胞內(nèi)氧自由基的同時(shí)減輕了細(xì)胞的氧化應(yīng)激狀態(tài)，此過(guò)程很可能下調(diào)了細(xì)胞內(nèi)GSH相關(guān)酶系統(tǒng)的表達(dá)，使細(xì)胞合成GSH減少，下調(diào)GST-π的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，從而增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物的敏感性。Fujisaki H等[12]研究發(fā)現(xiàn)，馬錢子堿和番木鱉堿能輕微增加1-氯-2，4-二硝基苯引起細(xì)胞質(zhì)中GST的活性，且很明顯；也能增加4-硝基苯酚引起的微粒體中UGT的活性。然而，其卻沒(méi)有誘導(dǎo)4-羥基聯(lián)苯引起的UGT的活性，嗎啡的3位葡糖醛酸化也沒(méi)有被增強(qiáng)也支持了這個(gè)數(shù)據(jù)。提示馬錢子堿和番木鱉堿對(duì)UGT的作用機(jī)制不同于苯巴比妥的誘導(dǎo)作用。

楊秀芬等[13]研究發(fā)現(xiàn)，丹參酮能顯著增加大鼠肝臟的GST活性，但腎微粒體和肺S9部分的GST活性沒(méi)變化；馬世玉等[14]的研究也證實(shí)了這一點(diǎn)，丹參酮能誘導(dǎo)大鼠肝微粒體GST的活性升高，但腎微粒體的GST活性沒(méi)顯著影響，表明丹參酮對(duì)GST的作用具有組織特異性。但Ueng YF等[15]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，丹參酮中有效成分丹參酮ⅡA對(duì)UGT和GST均無(wú)顯著影響。袁靖等[16]研究了虎杖苷對(duì)肝臟藥物代謝酶的影響，發(fā)現(xiàn)小鼠連續(xù)多次灌服虎杖苷后可顯著提高其肝臟蛋白質(zhì)含量，肝指數(shù)、肝微粒體細(xì)胞色素P450、b5含量和NADPH細(xì)胞色素c還原酶活性未見(jiàn)明顯變化，肝GST和UDPGT活性顯著下降。得出了虎杖苷對(duì)小鼠肝微粒體Ⅰ相酶沒(méi)有明顯作用，但抑制Ⅱ相酶UGT和GST的結(jié)論。Kang JJ等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，京尼平苷能引起肝重比增加11%，增加總谷胱甘肽60%，增加細(xì)胞質(zhì)中GST活性40%。Kuo WH等[18，19]的研究發(fā)現(xiàn)，京尼平苷對(duì)GST的誘導(dǎo)呈劑量和時(shí)間依賴性，能誘導(dǎo)增加GST M1和GST M2的蛋白水平，對(duì)GSTA1效果不明顯。

2.2 中藥及其提取物對(duì)GST和UGT的影響

Ueng YF等[20]對(duì)吳茱萸的水提物和醇提物對(duì)酶的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在吳茱萸的甲醇提取物能提高肝臟中UGT和GST的活性，吳茱萸的水提物能提高UGT的活性而不影響GST的活性；2種提取物對(duì)腎臟中UGT和GST的活性均無(wú)顯著影響。Chang KT等[21]研究發(fā)現(xiàn)，穿心蓮的乙醇提取物和乙酸乙酯提取物均呈劑量依賴地誘導(dǎo)大鼠原代肝細(xì)胞中GST-π蛋白和mRNA的表達(dá)，穿心蓮的主要有效成分穿心蓮內(nèi)酯也有同樣的作用。認(rèn)為這種誘導(dǎo)效應(yīng)可能與PI3K/Akt途徑有關(guān)，GSTP enhancer 1對(duì)誘導(dǎo)也是重要的。Gum SI等[22]研究發(fā)現(xiàn)，人參水提物能通過(guò)酶誘導(dǎo)的Nrf2/ARE途徑顯著增加GST A2、A3、M2的基因表達(dá)，由于代謝調(diào)節(jié)的結(jié)果（既有代謝酶活化的抑制也有親電子解毒的增強(qiáng)）導(dǎo)致有效的對(duì)抗苯并芘誘導(dǎo)的肝毒性，認(rèn)為人參是一種潛在的化學(xué)預(yù)防劑。

2.3 中藥復(fù)方對(duì)GST和UGT的影響

Ueng YF等[23]用吳茱萸湯處理C57BL/6J小鼠后，發(fā)現(xiàn)對(duì)它的肝和腎中UGT和GST的活性均無(wú)顯著影響。Yao HT等[24]用生脈散處理大鼠后，發(fā)現(xiàn)能增加其血漿和肝臟中的谷胱甘肽的水平，但對(duì)肝臟和心臟中GST的活性無(wú)顯著影響。王勝春等[25]觀察五靈膠囊對(duì)小鼠免疫功能的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，五靈膠囊能降低戊巴比妥鈉誘導(dǎo)升高的GST。

從上面已有的研究中，我們可以看出中藥對(duì)Ⅱ相藥物代謝酶GST和UGT影響的研究，無(wú)論從論文數(shù)量上還是研究深度上都與中藥對(duì)細(xì)胞色素P450酶影響的研究有很大的差距。中藥對(duì)細(xì)胞色素P450酶影響，研究?jī)?nèi)容已從測(cè)總細(xì)胞色素P450酶含量的變化深入到了對(duì)具體酶型的影響和對(duì)調(diào)節(jié)通路的研究，而這些內(nèi)容在中藥對(duì)Ⅱ相藥物代謝酶GST和UGT影響的研究中才剛起步。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著對(duì)Ⅱ相藥物代謝酶GST和UGT的功能、調(diào)控及表達(dá)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)有不少藥物都是通過(guò)其進(jìn)行代謝的，還有一些藥物對(duì)Ⅱ相藥物代謝酶GST和UGT有誘導(dǎo)或抑制作用。由于中藥成分復(fù)雜，一旦抑制或誘導(dǎo)Ⅱ相藥物代謝酶GST和UGT的一個(gè)或多個(gè)亞型，則與其同時(shí)或前后序貫使用的同一亞型代謝的其它中、西藥物血藥濃度就會(huì)改變，使其藥效降低，甚至導(dǎo)致不良反應(yīng)增加。在今后的研究中應(yīng)該多借鑒現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的先進(jìn)方法和技術(shù)（如現(xiàn)代分析化學(xué)、分子生物學(xué)等），先對(duì)一種有效成分進(jìn)行GST或UGT的多種亞型研究，再對(duì)同一種藥材通過(guò)多種提取方法得到的不同組分進(jìn)行多個(gè)亞型的研究，最后研究中藥復(fù)方對(duì)GST和UGT的影響。通過(guò)深入研究中藥對(duì)Ⅱ相藥物代謝酶GST和UGT的影響，中藥與其它藥物相互作用的機(jī)制，不但可以促進(jìn)臨床合理用藥，還能提高中藥使用的有效性和安全性，有助于推動(dòng)中藥研究的現(xiàn)代化進(jìn)程。

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