石蒜堿抗炎作用研究進(jìn)展

抗晶晶，王 輝

炎癥是臨床最為常見(jiàn)的病理過(guò)程之一，因此抗炎藥物的研究與開(kāi)發(fā)具有重要的意義。糖皮質(zhì)激素作為一種高效的抗炎藥物在臨床上被廣泛應(yīng)用已有很長(zhǎng)一段時(shí)間，但由于此類藥物存在明顯的不良反應(yīng)而限制了它們的臨床應(yīng)用，所以研制療效好、不良反應(yīng)小的新型抗炎藥物成為該領(lǐng)域的熱門課題［1］。石蒜屬植物集中分布于長(zhǎng)江中下游地區(qū)，其中安徽、江蘇、浙江3省資源最為豐富，蘊(yùn)藏量最大，石蒜堿(Lycorine)是從傳統(tǒng)藥用植物石蒜的鱗莖中分離出的含量較高的生物堿成分［2］，近年來(lái)，對(duì)于石蒜堿在抗炎方面的研究越來(lái)越多，作用機(jī)制日益受到國(guó)內(nèi)外研究人員的關(guān)注，然而系統(tǒng)的綜述較少。鑒于此，本人檢索近年來(lái)的相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合本人研究工作，對(duì)石蒜堿的抗炎作用及機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)綜述，為全面開(kāi)發(fā)利用我國(guó)的野生石蒜資源提供一定的理論基礎(chǔ)［3］。

1 石蒜堿對(duì)炎癥模型的作用

近年的實(shí)驗(yàn)證明，石蒜堿對(duì)多種炎癥模型有明確的防治作用。

1.1 角叉萊膠所致的大鼠足部水腫模型

土耳其的Citoglu G等采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，石蒜堿具有消炎抗感染活性，可有效地抑制角叉萊膠誘導(dǎo)產(chǎn)生的大鼠足部水腫，并呈劑量相關(guān)性［4］。

1.2 家兔甲醛性關(guān)節(jié)炎與大鼠蛋白性關(guān)節(jié)炎模型

石蒜堿靜脈或皮下注射對(duì)家免甲醛性關(guān)節(jié)炎及大鼠蛋白性關(guān)節(jié)炎有明顯對(duì)抗作用，當(dāng)石蒜堿劑量小到3mg/kg時(shí)，仍具有明顯的抗炎效用，而這一劑量水平對(duì)大鼠條件反射是沒(méi)有影響的，從而可以認(rèn)為其抗炎作用有著一定的實(shí)用意義。切除腎上腺后，此作用消失。由此可見(jiàn)，石蒜堿的抗炎作用可能與腎上腺有密切相關(guān)［5］。

1.3 內(nèi)毒素小鼠休克模型

Kang Jingjing等的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在內(nèi)毒素休克小鼠模型中，生理鹽水組80%的小鼠在注射脂多糖(LPS)40 h內(nèi)死于內(nèi)毒素休克，10，20和40 mg/kg的石蒜堿組，可將小鼠存活率從生理鹽水對(duì)照組的20%提高到30%，40%和60%，由此可見(jiàn)，石蒜堿能夠劑量依賴性地提高內(nèi)毒素休克模型中小鼠的存活率［6］。

2 石蒜堿對(duì)炎癥相關(guān)誘導(dǎo)酶類的作用

在炎癥發(fā)生過(guò)程中會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的炎癥誘導(dǎo)酶類，如iNOS、COX－2是與LPS刺激相關(guān)的重要的誘導(dǎo)酶類，石蒜堿可抑制炎癥相關(guān)誘導(dǎo)酶的合成。

2.1 石蒜堿對(duì)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)的影響

正常生理情況下，iNOS不或很少存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，只在細(xì)胞受到刺激被激活后才表達(dá)，如在LPS、TNF等致炎物質(zhì)刺激下，可誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生iNOS，引起長(zhǎng)時(shí)間且大量釋放 NO，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)［7］。日本的Osama Bashir等在用小鼠腹腔巨噬細(xì)胞RAW264.7進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，石蒜堿(3μM)能夠顯著地抑制LPS刺激RAW264.7細(xì)胞合成iNOS，且不影響iNOS的本底表達(dá)［8］。RT－PCR實(shí)驗(yàn)表明，石蒜堿可使LPS誘導(dǎo)的iNOS mRNA水平顯著下調(diào)，說(shuō)明石蒜堿能夠在轉(zhuǎn)錄水平抑制iNOS基因表達(dá)［6］。

2.2 石蒜堿對(duì)誘導(dǎo)型環(huán)氧合酶(COX－2)的影響

COX－2也是一種與炎癥密切相關(guān)的誘導(dǎo)型合酶，可在多種刺激因子作用下被激活表達(dá)，其合成的病理性PGE2可介導(dǎo)炎癥反應(yīng)［9］。Kang Jingjing等在用小鼠RAW264.7細(xì)胞進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，石蒜堿(5μM)能夠顯著降低 LPS誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞內(nèi)COX－2的蛋白水平，抑制效果強(qiáng)于同等劑量的常用抗炎藥物地塞米松，且并不影響COX－2的本底表達(dá)。逆轉(zhuǎn)錄PCR實(shí)驗(yàn)表明，石蒜堿不影響COX －2 的 mRNA 水平［6］。

3 石蒜堿對(duì)炎癥介質(zhì)的作用

在炎癥發(fā)生過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的炎性介質(zhì)，炎癥介質(zhì)直接介導(dǎo)炎癥反應(yīng)并引起組織損傷，石蒜堿可抑制多種炎癥介質(zhì)的釋放。

3.1 石蒜堿對(duì)腫瘤壞死因子(TNF－α)的影響

TNF－α是一種與炎癥相關(guān)的關(guān)鍵細(xì)胞因子，在調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫反應(yīng)中起著多種生理和病理作用，在炎癥的早期表達(dá)。TNF－α能激活血管內(nèi)皮細(xì)胞，繼而表達(dá)多種細(xì)胞因子和黏附分子，引發(fā)一系列的炎性白細(xì)胞浸潤(rùn)和炎癥反應(yīng)。Yui S等研究發(fā)現(xiàn)石蒜堿可以抑制受LPS刺激的RAW264.7細(xì)胞產(chǎn)生TNF－α，且呈劑量依賴性，對(duì)于細(xì)菌引起的巨噬細(xì)胞生成TNF－α也有抑制作用［10］。此外，Yoshimitsu Yamazaki等的研究結(jié)果與此相符，且測(cè)得石蒜堿對(duì) TNF－α 的半抑制濃度 IC50為2.1 μM［11］。

3.2 石蒜堿對(duì)一氧化氮(NO)的影響

NO是一種內(nèi)源性血管擴(kuò)張劑，至今的大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，iNOS合成的NO在膿毒性休克中起了誘發(fā)和致病作用，NO是內(nèi)毒素血癥和炎癥反應(yīng)的重要調(diào)節(jié)因子，NO在炎癥發(fā)生的各個(gè)階段都能起到調(diào)節(jié)作用，但在炎癥發(fā)生的早期炎癥細(xì)胞遷移到炎癥部位的過(guò)程中發(fā)揮的作用尤其重要［12］。Osama Bashir等研究表明，石蒜堿可以抑制被LPS激活的巨噬細(xì)胞生成 NO，且呈劑量依賴性，IC50為2.5 μM，抑制效果優(yōu)于抗菌消炎藥 GED［8］。

3.3 石蒜堿對(duì)前列腺素(PGE2)、白介素－6(IL－6)的影響

PGE2是重要的炎癥介質(zhì)，COX－2的過(guò)度表達(dá)可導(dǎo)致PGE2的顯著增加，PGE2通過(guò)與其特異性受體結(jié)合可參與炎癥以及疼痛超敏反應(yīng)的形成，增加神經(jīng)末梢對(duì)疼痛的敏感性，從而引起炎性疼痛和發(fā)熱。IL－6可由纖維母細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等產(chǎn)生，可參與炎癥反應(yīng)和發(fā)熱反應(yīng)。Kang Jingjing等用ELISA試劑盒檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，石蒜堿可以顯著抑制被LPS激活的巨噬細(xì)胞生成 PGE2、IL－6［6］。此外，Kim YH等的研究表明，以石蒜堿為主要有效成分的文殊蘭提取物，可有效抑制過(guò)氧化氫(H2O2)誘導(dǎo)人類成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的PGE2、IL－6的釋放［13］。

4 石蒜堿對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的作用

炎癥(Inflammation)是指具有血管系統(tǒng)的機(jī)體組織對(duì)各種物理、化學(xué)、生物等有害刺激所發(fā)生的一系列以防御反應(yīng)為主的基本病理過(guò)程。由LPS引起的細(xì)胞炎癥反應(yīng)是一類較常見(jiàn)且危害性較大的炎癥，LPS主要通過(guò)激活單核/巨噬細(xì)胞內(nèi)MAPKs(包括ERK、p38和 JNK)、NF－κB、JAK －STAT等多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，進(jìn)而激活各種免疫基因，最終導(dǎo)致一些炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生和協(xié)同刺激因子的表達(dá)增加［14］。各種炎癥信號(hào)如炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生、釋放及效應(yīng)的發(fā)生等，無(wú)一不是通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)完成的。

Kang Jingjing等以LPS刺激小鼠腹腔巨噬細(xì)胞RAW264.7為模型，探究了石蒜堿對(duì) RAW264.7細(xì)胞中LPS激活的多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的影響。

4.1 石蒜堿對(duì)LPS刺激下MAPKs活化的影響

絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated Protein Kinases，MAPKs)是一組能被不同的細(xì)胞外刺激激活的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，主要包括ERK、p38和JNK。許多研究表明，MAPKs在介導(dǎo)細(xì)胞因子生成和炎癥反應(yīng)過(guò)程中起著重要的作用，LPS刺激細(xì)胞后能夠激活細(xì)胞內(nèi)的MAPKs，然后通過(guò)MAPKs作用于各自的底物，影響多種轉(zhuǎn)錄因子的活性，從而調(diào)節(jié)多種炎癥相關(guān)蛋白的表達(dá)［15］。Kang Jingjing等通過(guò)Western blot檢測(cè)LPS刺激下ERK、JNK和p38的活化情況，發(fā)現(xiàn)石蒜堿(5μM)能夠特異性地抑制LPS誘導(dǎo)的p38的活化，而對(duì)JNK和ERK的活化沒(méi)有影響，這表明石蒜堿對(duì)于LPS激活的MAPK通路有一定的抑制效果［6］。

4.2 石蒜堿對(duì)LPS刺激下NF－κB活化的影響

NF－κB(Nuclear Factor－ KappaB)信號(hào)通路是在LPS刺激下被強(qiáng)烈激活的另一條重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，NF－κB能夠通過(guò)與多種細(xì)胞基因的增強(qiáng)子和啟動(dòng)子序列位點(diǎn)發(fā)生特異性結(jié)合，從而促進(jìn)與炎癥、免疫和應(yīng)激反應(yīng)等多種相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。LPS等外源刺激主要通過(guò)一連串的生物化學(xué)反應(yīng)，活化 IκB 激酶(IκB kinases，IKKs)復(fù)合物從而直接磷酸化IκBα，磷酸化的IκBα隨后發(fā)生泛素化降解，最終釋放 NF－κB入核并發(fā)揮其轉(zhuǎn)錄因子的功能［15］。Kang Jingjing等通過(guò) Western blot檢測(cè) LPS刺激下細(xì)胞質(zhì)中IκB－α、IKK－α的磷酸化水平，發(fā)現(xiàn)石蒜堿的加入并不影響LPS刺激引起的IκB－α和IKK－α活化。這表明，石蒜堿不影響LPS激活的 NF－ κB 信號(hào)通路［6］。

4.3 石蒜堿對(duì)LPS刺激下JAK－STATs活化的影響

JAK－STAT信號(hào)通路是人體內(nèi)生理和病理反應(yīng)的共同通路之一，與多種疾病的發(fā)病及防治密切相關(guān)，研究證實(shí)，JAK－STAT途徑參與了多種重要致炎/抗炎細(xì)胞因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及調(diào)控過(guò)程［16］。STATs是一種能與靶基因調(diào)控區(qū)DNA結(jié)合的胞漿蛋白家族，它與酪氨酸磷酸化信號(hào)偶聯(lián)，發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用。Kang Jingjing等通過(guò)Western blot檢測(cè)LPS刺激下STAT1和STAT3的活化情況，發(fā)現(xiàn)石蒜堿(5μM)可抑制LPS刺激下STAT1和STAT3的活化且對(duì)STAT1和STAT3的本底蛋白水平無(wú)明顯影響，這表明石蒜堿對(duì)于LPS激活的STATs通路有一定的抑制效果［6］。

5 評(píng)價(jià)與展望

上述研究結(jié)果顯示，石蒜堿具有很好的抗炎作用，其抗炎作用是多方面的，對(duì)多種炎癥模型都有明確的防治作用，此外，在體外實(shí)驗(yàn)中，石蒜堿可抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥相關(guān)誘導(dǎo)酶類的合成以及多種炎癥介質(zhì)的釋放。目前對(duì)石蒜堿抗炎作用的分子生物學(xué)機(jī)制及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的研究較少，已有的研究表明，石蒜堿可顯著抑制LPS誘導(dǎo)的P38和STATs通路的激活，而對(duì)ERK1/2，JNK1/2和NF－κB通路無(wú)影響。進(jìn)一步系統(tǒng)地探究石蒜堿抗炎作用的分子生物學(xué)機(jī)制，將更加深刻地揭示石蒜堿的抗炎本質(zhì)，為開(kāi)發(fā)我國(guó)野生藥用植物提供依據(jù)，具有重要的理論與實(shí)際意義。

［1］ 張樂(lè)之，何華美，李新芳，等.粉防己堿抗炎作用的研究進(jìn)展［J］.解放軍藥學(xué)學(xué)報(bào)，2002，18(3):172 －175.

［2］ 秦昆明，李笑.石蒜堿及其衍生物的藥理作用研究概況［J］.北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，23(1):6 －10.

［3］ 趙明明，熊海蓉.石蒜屬植物中石蒜堿的研究進(jìn)展［J］.河南化工，2010，27(10):25 －27.

［4］ Citoglu G，Tanker M，Gumusel B.Antiinflammatory effects of lycorine and hemanthidine［J］.Phytother Res，1998，12(3):205 －206.

［5］ 陳牧羣，晉淑琴，王玉珠.石蒜堿對(duì)動(dòng)物垂體促腎上腺皮質(zhì)激素分泌的刺激作用［J］.藥學(xué)學(xué)報(bào)，1965，12(12):767 －771.

［6］ Kang JJ，Zhang Y S，Cao X，et al.Lycorine inhibits lipopolysaccharide-induced iNOS and COX-2 up-regulation in RAW264.7 cells through suppressing P38 and STATs activation and increases the survival rate of mice after LPSchallenge［J］.International Immunopharmacology，2012，12(1):249 －256.

［7］ Kotsonis P.Structural basis for pterin antagonism in nitric-oxide synthase.Development of novel 4-oxo-pteridine antagonists of(6R)-5，6，7，8-tetrahydrobiopterin［J］.J Biol Chem，2001，276(52):49133－49141.

［8］ Osama Bashir，Abdel-Halim，Toshio Morikawa，et al.New crinine-type alkaloids with inhibitory effect on induction of inducible nitric oxide synthase from Crinum yemense［J］.JNat Prod，2004，67(13):1119－1124.

［9］ Kang Y J，Wingerd B A，Arakawa T，et al.Cyclooxygenase-2 Gene Transcription in a Macrophage Model of Inflammation［J］.J Immunol，2006，177(11):8111 － 8122.

［10］ Yui S，Mikami M，Mimaki Y，et al.Inhibition effect of amaryllidaceae alkaloids，lycorine and lycoricidinol on macrophage TNF-αproduction［J］.Yakugaku Zasshi，2001，121(2):167 － 171.

［11］ Yoshimitsu Yamazaki，Yasuhiro Kawano.Inhibitory Effects of Herbal Alkaloids on the Tumor Necrosis Factor-αand Nitric Oxide Production in Lipopolysaccharide-Stimulated RAW264 Macrophages［J］.Chemical and Pharmaceutical Bulletin，2011，59(3):388－391.

［12］ Bosca L.Nitric oxide and cell viability in inflammatory cells:a role for NO in macrophage function and fate［J］.Toxicology，2005，208(2):249 －258.

［13］ Kim Y H，Kim K H，Han C S，et al.Anti-inflammatory activity of Crinum asiaticum Linne var.japonicum extract and its application asa cosmeceutical ingredient［J］.JCosmet Scince，2008，59(5):419－430.

［14］ Mason N J，F(xiàn)iore J，Kobayashi T，et al.TRAF6-Dependent Mitogen-Activated Protein Kinase Activation Differentially Regulates the Production of Interleukin-12 by Macrophages in Respone to Toxoplasma gondii Editor:WA Petri，Jr［J］.Infection and Immunity，2004，72(10):5662 －5667.

［15］ 臧穎，陳秋英，李玉瑩，等.NF-KappaB、p38 MAPK和 JNK通路在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)損傷引起的大鼠病理性疼痛中的作用及機(jī)制［J］.中山大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)科學(xué)版，2009，30(6):645 －651.

［16］ 李敏利，朱人敏，張曉華，等.JAK/STAT信號(hào)通路在胰彈性蛋白酶誘導(dǎo)大鼠Kupffer細(xì)胞分泌IL-18中的作用［J］.世界華人消化雜志，2009，17(9):877 －881.