槲皮素藥理學(xué)作用的研究進(jìn)展

劉晟文 劉建英

槲皮素（Quercetin）是從蘆丁中提取的一種多羥基黃酮類化合物，化學(xué)名為3，3’，4’，5，7-五羥基黃酮，具有多種生物學(xué)活性，其藥理學(xué)作用也很廣泛，它具有抗氧化及清除自由基的作用，還具有抗炎、抗病毒、抗腫瘤、降糖及免疫調(diào)節(jié)等作用［1］。隨著近年來(lái)我國(guó)中醫(yī)藥事業(yè)的蓬勃發(fā)展，學(xué)者們?cè)絹?lái)越多的把關(guān)注點(diǎn)投向了槲皮素。本文將近年來(lái)槲皮素藥理學(xué)作用的研究進(jìn)展做一綜述，旨在促進(jìn)槲皮素的研究、開(kāi)發(fā)及利用。

一、槲皮素的抗氧化作用

槲皮素的抗氧化作用主要通過(guò)直接清除活性氧自由基、鰲合金屬離子以及抑制LDL 氧化損傷等三個(gè)方面得以實(shí)現(xiàn)。

1.直接清除活性氧自由基：槲皮素不溶于水，溶于部分有機(jī)溶劑。Lespade 等［2］采用卡-帕里尼諾密度泛函理論發(fā)現(xiàn)羥自由基（-OH）的清除速率主要決定于其氫氧原子所處的羥基環(huán)境、一級(jí)結(jié)構(gòu)以及二級(jí)結(jié)構(gòu)中氫氧原子的數(shù)量，從而證實(shí)了槲皮素直接清除羥自由基（-OH）的能力與其溶解性密切相關(guān)。黃海艷等［3］采用過(guò)氧化氫（H2O2）誘導(dǎo)P1G1正常人黑素細(xì)胞形成氧化應(yīng)激模型，同時(shí)給予槲皮素預(yù)處理模型細(xì)胞，最后使用DCFH-DA 檢測(cè)槲皮素組細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基（reactive oxygen free radical，ROS）的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)槲皮素組細(xì)胞內(nèi)ROS 水平較H2O2組明顯下降。由此說(shuō)明槲皮素可降低細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基，對(duì)氧化損傷的細(xì)胞具有保護(hù)作用。Saw 等［4］制作了HepG2-C8 細(xì)胞的氧化應(yīng)激模型，使用槲皮素預(yù)處理后，通過(guò)DPPH 分析發(fā)現(xiàn)槲皮素具有較強(qiáng)的氧自由基清除活性，同時(shí)DCFH-DA 測(cè)定和組合指數(shù)的結(jié)果也證實(shí)了槲皮素可降低氧化應(yīng)激狀態(tài)細(xì)胞內(nèi)活性氧的水平。在另一項(xiàng)研究中，研究者們使用槲皮素作用于絕經(jīng)大鼠的卵巢細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)槲皮素治療組大鼠卵巢細(xì)胞中抗氧化相關(guān)因子SOD-1 的mRNA 和蛋白表達(dá)水平均升高［5］，此外，學(xué)者們還發(fā)現(xiàn)槲皮素可通過(guò)逆轉(zhuǎn)H2O2誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激顯著地提高了細(xì)胞的活力，同時(shí)H2O2誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激相關(guān)蛋白的表達(dá)水平也出現(xiàn)下降。

槲皮素對(duì)活性氧自由基的直接清除作用可能與結(jié)構(gòu)中富含酚羥基相關(guān)。酚羥基可通過(guò)提供活性氫滅活自由基，同時(shí)自身被氧化為具有較高穩(wěn)定性的自由基的方式發(fā)揮抗氧化作用［6］。

2.與金屬離子的鰲合：金屬鐵、銅是可催化許多自由基的產(chǎn)生，Cu2＋、Fe2＋可介導(dǎo)脂質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化，同時(shí)Fe2＋還可催化羥自由基的產(chǎn)生［7-10］。相關(guān)研究證實(shí)，槲皮素可通過(guò)其結(jié)構(gòu)中的鄰苯二酚鰲合Cu2＋、Fe2＋從而發(fā)揮抗氧化作用。Tang等［11］通過(guò)含乙醇的飲食喂養(yǎng)成年雄性C57BL／6J 小鼠形成酒精性肝病的模型，同時(shí)使用槲皮素進(jìn)行治療，結(jié)果提示槲皮素通過(guò)鰲合Fe2＋從而抑制Fe2＋誘導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化，最終發(fā)揮抑制酒精性肝病鐵超載和氧化損傷的作用。Babenkova等［12］通過(guò)化學(xué)發(fā)光研究得出結(jié)果—與二氫槲皮素復(fù)合物中的Fe2＋是不活潑的，不能催化過(guò)氧化氫的分解，也不能進(jìn)一步誘導(dǎo)羥自由基的產(chǎn)生，由此可知槲皮素可通過(guò)鰲和Fe2＋發(fā)揮抗氧化應(yīng)激的作用。

P?Kal 等［13］通過(guò)光譜分析觀察了槲皮素鰲和Cu2＋的過(guò)程，對(duì)其鰲和程度做了評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)槲皮素被氧化成為具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的苯醌類產(chǎn)物，同時(shí)Cu2＋也喪失了其介導(dǎo)脂質(zhì)氧化的能力。隨后，該課題組使用EDTA 阻斷了銅槲皮素復(fù)合物的形成，再次證實(shí)槲皮素可通過(guò)鰲和Cu2＋發(fā)揮抗氧化應(yīng)激的作用。Jomova 等［14］通過(guò)EPR 自旋捕捉實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)槲皮素與銅的螯合作用顯著抑制銅誘導(dǎo)羥基自由基形成的能力；通過(guò)DNA 損傷實(shí)驗(yàn)證實(shí)在槲皮素與銅的化學(xué)計(jì)量比較高的時(shí)候，槲皮素具有一定的保護(hù)能力；同時(shí)證實(shí)槲皮素對(duì)活性氧攻擊的DNA 保護(hù)作用有兩種機(jī)制—第一個(gè)機(jī)制是通過(guò)鰲和銅抑制活性氧的形成，第二種機(jī)制是由于游離槲皮素溫和地嵌入DNA 形成了一個(gè)抵抗更強(qiáng)嵌入物的保護(hù)壁從而使得銅-槲皮素復(fù)合物的嵌入能力受到抑制。

3.抑制LDL 氧化損傷：人體內(nèi)的自由基可通過(guò)侵害細(xì)胞脂質(zhì)中的不飽和脂肪酸形成脂自由基從而引起脂質(zhì)氧化，而槲皮素可通過(guò)抑制LDL 的氧化而逆轉(zhuǎn)上述過(guò)程。Lim等［15］通過(guò)觀察硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)、磷脂酰膽堿氫過(guò)氧化物以及氧化低密度脂蛋白熒光強(qiáng)度的變化，證實(shí)了槲皮素能抑制低密度脂蛋白的氧化修飾，從而發(fā)揮抑制LDL 的氧化損傷的作用。高脂血癥患者常常出現(xiàn)LDL-R 的表達(dá)下調(diào)及PCSK9 表達(dá)的上調(diào)，從而出現(xiàn)LDL 的氧化損傷，最終導(dǎo)致肝損害的發(fā)生，Mbikay 等［16］通過(guò)研究證實(shí)在低濃度下，槲皮素可增加LDL-R 的表達(dá)，減少了PCSK9 的分泌，刺激了LDL 的攝取，從而起到抑制LDL 氧化損傷的作用。

二、槲皮素的抗炎作用

槲皮素主要是通過(guò)抑制炎癥因子的形成從而發(fā)揮抗炎作用。有研究證實(shí)，50 μm 的槲皮素可顯著抑制IL-6、MCP-1、IP-10、RANTES、GM-CSF、G-CSF、TNF-α、LIF、LIX 和VEGF的產(chǎn)生［17］，并可抑制DSRNA 誘導(dǎo)的小鼠巨噬細(xì)胞鈣的釋放，由此得出槲皮素可通過(guò)鈣穩(wěn)態(tài)途徑抑制dsRNA 誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中炎癥因子的釋放，從而發(fā)揮抗炎的功效。Zhang等［18］通過(guò)手術(shù)制造大腦中動(dòng)脈閉塞后形成腦缺血大鼠模型，。同時(shí)給予槲皮素治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)槲皮素可減少促炎細(xì)胞因子（白細(xì)胞介素（IL-1β 和IL-6）、增加抗炎細(xì)胞因子（IL-4、IL-10 和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1），降低ED-1 陽(yáng)性率，從而發(fā)揮抗炎作用，最終減輕腦缺血后繼發(fā)性損傷的程度。

Si 等［19］觀察到槲皮素可抑制一氧化氮（NO）、前列腺素E2（prostaglandin E2，PGD2）和環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的水平，通過(guò)PCR 觀察到槲皮素能顯著抑制NF-κB亞單位p50 和p65、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK1／2）和cJUN N-末端激酶（JNK1／2）的表達(dá)，同時(shí)western blot 分析表明槲皮素可抑制p50、p65、ERK1／2 和JBK1／2 的磷酸化，上述結(jié)果表明，槲皮素通過(guò)抑制NF-κB 和MAPK 信號(hào)通路發(fā)揮抗炎作用。

三、抗病毒作用

流感病毒的糖蛋白血凝素在甲型流感病毒、H5N1 禽流感病毒感染初期起著至關(guān)重要的作用，而病毒融合的關(guān)鍵在于與細(xì)胞膜上HA2 亞基的相互作用，阻斷病毒與HA2 亞基的關(guān)聯(lián)成為抗流感治療發(fā)展的潛在靶點(diǎn)。Wu 等［20］通過(guò)槲皮素抑制一系列流感菌株后發(fā)現(xiàn)槲皮素可與HA2 亞基相互作用，從而阻斷病毒的融合，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)槲皮素可以通過(guò)偽造病毒藥物篩選系統(tǒng)抑制H5N1 病毒進(jìn)入細(xì)胞。

在另外一項(xiàng)研究中，Rojas 等［21］發(fā)現(xiàn)槲皮素可顯著降低丙肝病毒（Hepatitis C，HCV）的復(fù)制率，同時(shí)發(fā)現(xiàn)經(jīng)槲皮素處理后的HCV 病毒顆粒的傳染性降低了65%，表明槲皮素影響了病毒的完整性，進(jìn)一步通過(guò)分子層面實(shí)驗(yàn)證實(shí)了槲皮素可以通過(guò)阻止丙型肝炎病毒對(duì)二酰甘油?；D(zhuǎn)移酶（diacylglycerol acyltransferase，DGAT）的上調(diào)和丙型肝炎病毒核心蛋白在脂質(zhì)滴表面的典型定位而發(fā)揮抗病毒作用。

四、抗腫瘤作用

槲皮素可通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡發(fā)揮抗腫瘤作用。原發(fā)性肝癌中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（Glucose transporter 1，GLUT-1）的表達(dá)量明顯增加，抑制其表達(dá)可作為原發(fā)性肝癌新的治療方向。 有研究表明，槲皮素可誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞（HepG2，HuH7）的凋亡、抑制代謝活性和細(xì)胞死亡［22］，增加BAX／BCL-2（B 淋巴細(xì)胞瘤-2）的比值，同時(shí)槲皮素對(duì)上述肝癌細(xì)胞系的DNA 有損傷作用；隨后在蛋白層面觀察到槲皮素治療后肝癌細(xì)胞中GLUT-1 膜表達(dá)增加，胞質(zhì)部分隨之減少，考慮與GLUT-1 受到槲皮素的競(jìng)爭(zhēng)性抑制相關(guān)。

Ren 等［23］觀察到槲皮素納米粒加速了caspase-9、caspase-3 的分裂，誘導(dǎo)細(xì)胞色素c（cytochrome C，Cyto-c）的向上釋放，促進(jìn)了肝癌細(xì)胞的凋亡，同時(shí)研究者還發(fā)現(xiàn)槲皮素納米?？赏ㄟ^(guò)降低AP-2β 的表達(dá)和降低其與HTERT 啟動(dòng)子的結(jié)合來(lái)促進(jìn)端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）的抑制。此外，槲皮素納米粒通過(guò)抑制核轉(zhuǎn)移及其與COX-2 啟動(dòng)子的結(jié)合在環(huán)氧合酶2（cyclooxygenase 2，COX-2）中具有抑制作用。槲皮素納米粒也使Akt 和ERK1／2 信號(hào)通路失活。上述結(jié)果表明槲皮素納米顆粒通過(guò)滅活caspase／Cyto-c 途徑、抑制AP-2β／hTERT、抑制NF-κB／COX-2 和阻斷Akt／ERK1／2 信號(hào)通路而發(fā)揮抗腫瘤作用。Klim 等［24］進(jìn)一步從細(xì)胞增殖周期層面分析了槲皮素的抗腫瘤機(jī)制，其發(fā)現(xiàn)槲皮素對(duì)A549 細(xì)胞的微絲、微管和波形蛋白絲具有分解作用、對(duì)波形蛋白和N-鈣黏蛋白表達(dá)存在抑制作用，這些均導(dǎo)致了A549 細(xì)胞遷移的減少，同時(shí)發(fā)現(xiàn)槲皮素可通過(guò)對(duì)有絲分裂微管的擾動(dòng)造成有絲分裂的突變，另外，槲皮素對(duì)肌動(dòng)蛋白絲的消耗也可能是細(xì)胞分裂失敗的原因之一。以上結(jié)果表明槲皮素可誘發(fā)A549 細(xì)胞的凋亡、壞死和有絲分裂突變，抑制細(xì)胞的遷移潛能。

在胃癌研究領(lǐng)域，Shen 等［25］同樣發(fā)現(xiàn)槲皮素可通過(guò)降低線粒體膜電位、激活caspase-3 和-9、下調(diào)Bcl-2 及Bax 表達(dá)和上調(diào)細(xì)胞色素c（Cyt-c）以線粒體依賴的方式誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡。其團(tuán)隊(duì)在進(jìn)一步的研究中發(fā)現(xiàn)，槲皮素治療后蛋白激酶B（Akt）磷酸化水平顯著降低，而在給予富馬菌素B1（FB1，Akt 激活劑）預(yù)處理后顯著減弱了槲皮素對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用及其對(duì)線粒體依賴性凋亡的促進(jìn)作用。上述研究結(jié)果證實(shí)槲皮素通過(guò)阻斷PI3K-Akt 信號(hào)而觸發(fā)線粒體凋亡依賴性生長(zhǎng)抑制，從而發(fā)揮抗腫瘤作用，可作為治療胃癌的新靶點(diǎn)。

CSN6 是組成型光形態(tài)發(fā)生因子9（CSN）的一個(gè)亞基，其可通過(guò)調(diào)節(jié)myc 和mdm2 原癌基因的穩(wěn)定性來(lái)促進(jìn)癌變的發(fā)生，被認(rèn)為是癌癥治療的潛在靶點(diǎn)。Yang 等［26］使用槲皮素處理HT-29 人結(jié)腸癌細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)槲皮素以劑量依賴的方式抑制HT-29 細(xì)胞的活性，同時(shí)Western-blot 分析顯示，槲皮素降低了磷酸化Akt 的蛋白表達(dá)水平，增加了CSN6 蛋白的降解，影響了Myc、p53、Bcl-2 等相關(guān)蛋白的表達(dá)水平，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明槲皮素誘導(dǎo)HT-29 細(xì)胞的凋亡可能涉及到HT-29細(xì)胞中的Akt-CSN6-Myc 信號(hào)軸。

五、降糖、降脂作用

Ahmad 等［27］觀察到給予糖尿病大鼠反復(fù)口服槲皮素并局部應(yīng)用槲皮素軟膏，可使其血糖和氨基葡萄糖水平的趨于正?；?，同時(shí)發(fā)現(xiàn)槲皮素軟膏可單獨(dú)應(yīng)用于治愈切足糖尿病大鼠的傷口。胰島素抵抗是降糖、降脂的一大難題，有研究證實(shí)，槲皮素可逆轉(zhuǎn)由油酸制造的HepG2 細(xì)胞脂肪肝狀態(tài)中三酰甘油（triacylglycerol，TAG）增加［28］，脂質(zhì)過(guò)氧化增加以及炎性細(xì)胞因子TNF-α 和IL-8 水平的顯著升高。此外，RTPCR 結(jié)果表明槲皮素（10 μm）可抑制TNF-α 基因的表達(dá)，同時(shí)增強(qiáng)超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活性，蛋白層面也證實(shí)槲皮素可使白蛋白和尿素含量升高、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移氨酶（alanine aminotransferase，ALT）活性降低。上述研究成果說(shuō)明槲皮素通可過(guò)減少三酰甘油積累、胰島素抵抗、炎癥細(xì)胞因子分泌而發(fā)揮降糖、降脂的作用。

六、槲皮素的免疫調(diào)節(jié)作用

槲皮素通過(guò)抑制淋巴細(xì)胞活化和增殖來(lái)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。在針對(duì)白血病細(xì)胞系的研究中，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)槲皮素對(duì)白血病細(xì)胞系的凋亡潛能高于外周血單核細(xì)胞（peripheral blood monouclear cell，PBMC），同時(shí)能夠抑制T 細(xì)胞增殖和活化等正常免疫功能［29］。此外，槲皮素還阻止PBMC 增殖和葡萄球菌腸毒素B（Staphylococcal enterotoxin B，SEB）誘導(dǎo)的激活標(biāo)記物的上調(diào)。上述結(jié)果證實(shí)槲皮素可能通過(guò)干擾效應(yīng)器T 細(xì)胞功能來(lái)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。

槲皮素是一類黃酮類化合物，其廣泛存在于自然界中。總結(jié)目前的研究成果，其具有抗氧化、抗炎、抗病毒、抗腫瘤、降糖、降脂、免疫調(diào)節(jié)等生物活性和廣泛的藥理學(xué)作用，對(duì)治療細(xì)菌感染、病毒感染、腫瘤、糖尿病、高血脂和免疫系統(tǒng)疾病均具有十分重要的臨床意義。但由于槲皮素本身存在一定的毒副作用，因此目前其的治療研究大多集中于細(xì)胞、動(dòng)物模型中；對(duì)于槲皮素治療效果的通路機(jī)制分析也未形成系統(tǒng)的理論；同時(shí)槲皮素本身在具有致癌性的同時(shí)又具有抗腫瘤特性，這在以后的研究中也會(huì)有一定考慮。

綜上所述，槲皮素的藥理作用研究前景是巨大的，我們可以預(yù)見(jiàn)，在不久的未來(lái)槲皮素會(huì)在各類醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中將發(fā)揮重要的作用。