柚皮素神經(jīng)保護作用的研究進展

王凱華 李配慶 陳真珍△

1)廣西國際壯醫(yī)醫(yī)院/廣西中醫(yī)藥大學附屬國際壯醫(yī)醫(yī)院，廣西 南寧 530000 2)廣西中醫(yī)藥大學，廣西 南寧 530000

柚皮素(naringenin，4'，5，7-三羥基二氫黃酮)是柚皮苷的苷元，屬于二氫黃酮類化合物，來源較廣，包含于自然界薔薇科、蕓香科、柑橘屬植物中，在常見水果如葡萄、西紅柿以及柑橘類水果中含量頗高，亦是傳統(tǒng)中藥枳實、枳殼中的重要有效成分。據(jù)報道，食用富含柚皮素的水果和蔬菜對預防慢性疾病如肥胖、心腦血管疾病、糖尿病、抑郁癥和神經(jīng)變性疾病具有很大的益處[1]。

柚皮素分子式為 C15H12O5，為白色針狀結晶，常需置于陰涼干燥、避光、避高溫處儲存。柚皮素可通過CO2、乙醇、有機溶劑等方法從植物當中萃取。提取內含有苯環(huán)、羥基、羰基等官能團，因其所含官能團，致使其在紫外區(qū)易吸收，分子量為272.25，熔點 247～250 ℃。柚皮素可溶于乙醇、乙醚和苯，但卻幾乎不溶于水，脂溶性也較差，對此可通過引入脂溶性或水溶性較強的基團對其結構進行修飾，可提高其脂溶性或水溶性，從而提高生物利度[2]。柚皮素可以通過血腦屏障[3]。

研究表明，經(jīng)口服后，柚皮素在人體胃腸道中不能很好地吸收，僅顯示出15%的口服生物利用度，柚皮素的吸收是通過被動擴散和主動轉運進行的[4-5]。XU等[6]人在大鼠腸道灌注模型中，發(fā)現(xiàn)柚皮素的吸收量最高為68%，在十二指腸的吸收率為47%，回腸末端為42%，空腸為39%，并且認為通過葡糖醛酸氧化途徑處理柚皮素，受親水性葡糖醛酸酯(Mol)外排轉運體的影響。

HUYNH等[7]通過建立了一種快速分離液相色譜串聯(lián)三重四極桿質譜(RRLC-QQQ-MS/MS)方法，研究柚皮苷在衰老大鼠中的藥代動力學、組織分布、代謝和排泄，發(fā)現(xiàn)在血漿濃度-時間曲線上有雙峰現(xiàn)象，考慮與腸肝循環(huán)或胃排空調節(jié)吸收有關，并且只有少量柚皮苷能被迅速代謝成柚皮素，然后被吸收進入循環(huán)系統(tǒng)，研究者還發(fā)現(xiàn)年齡較大的雌性大鼠對柚皮素的清除率低于雄性大鼠；柚皮苷和柚皮素在體內依次分布于胃腸道、肝、腎、肺和氣管中，心臟和腦這與成年大鼠不一致，表示柚皮苷組織分布與年齡有關的變化，并且組織中柚皮苷和柚皮苷的最高濃度分別出現(xiàn)在3 h和6 h，與成年大鼠相比，老年大鼠吸收速度較慢。其代謝產(chǎn)物中包含39種類黃酮代謝物(主要是葡萄糖醛酸和硫酸鹽)以及46種微生物衍生的酚類分解代謝物，其中柚皮素、馬尿酸和3-丙酸是主要代謝產(chǎn)物。

柚皮素的主要功效有以下幾個方面：(1)強大的抗炎，抗氧化作用，它被證明可以減少大鼠中的炎癥介質，如COX-2、INOS、TNF-α，能夠清除自由基[8-9]。(2)抗腫瘤作用，國內外有許多文獻報道，柚皮素可抑制腫瘤細胞的生長、增殖、轉移、促進凋亡等方面，從而發(fā)揮出抗腫瘤作用，尤其是在對抗肺癌、乳腺癌[10]、肝癌[11]、胃癌[12]等方面有確切的療效。(3)柚皮素具有降脂抗動脈粥樣硬化的作用：柚皮素在小鼠高脂飲食中，改善代謝紊亂，降低小鼠體質量增加，減輕肥胖，減輕動脈粥樣硬化，同時在無飲食誘導肥胖的情況下，能增強能量消耗和脂肪酸氧化，從而降低Ldlr-/-小鼠體質量和脂肪含量[13]。(4)抑制α-葡萄糖苷酶活性，從而降低血糖的作用[14]。(5)通過血腦屏障，發(fā)揮其各種對中樞神經(jīng)系統(tǒng)中作用。本文將以綜述的方式，將柚皮素在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應用及所發(fā)揮的機制進行探討。

1 柚皮素對缺血性腦卒中的保護作用

國內外均有報道柚皮素在缺血性腦卒中中的作用。王凱華等[15-16]從抗氧化治療及其相關信號通路和抗凋亡的機制為研究點，建立了體外OGD/Rep模型和MCAO模型，發(fā)現(xiàn)柚皮素通過增強NRF2基因的表達，阻止線粒體去極化，使得凋亡相關蛋白(Casp0se3/9、Bas)水平下降，抗氧化酶(SOD、NQO1、HO-1)水平上調及親氧分子(MDA、ROS)下調，從而使得缺血缺氧病理過程中的神經(jīng)細胞的抗氧化應激和線粒體保護作用。研究發(fā)現(xiàn)在pMCAO的動物模型中，柚皮素干預能改善缺血后的神經(jīng)功能缺損，改善腦腫脹，減少梗死體積，其機制考慮為下調NOD2、RIP2、NF-kB、MMP-9和上調Claudin-5的表達[17]。

有文獻報道，核因子-κB(NF-κB)信號通路與腦缺血/再灌注(I/R)誘導的炎癥之間有著密切的聯(lián)系。RAZA等[18]觀察到柚皮素柚皮素治療成功地提高了缺血腦組織的抗氧化狀態(tài)，縮小了梗死范圍，降低了髓過氧化物酶、一氧化氮和細胞因子的水平，免疫組織化學和Westernblot分析表明柚皮素限制了神經(jīng)膠質的激活并下調了NF-κB的表達水平及其靶基因。

以上研究提示，柚皮素通過激活NRF2表達，改善線粒體功能，抑制細胞凋亡，升高抗氧化酶，減少氧化物，抑制NF-κB、NOD2、RIP2、MMP-9信號通路的調控等途徑，從而在缺血性腦管疾病中發(fā)揮保護腦細胞的作用。

2 柚皮素改善阿爾茨海默病模型大鼠的認知能力

此前的研究表明，柚皮素能改善腦胰島素信號和認知功能，還能改善腦室內-鏈脲霉素注射或LPS誘導所致的阿爾茨海默病(AD)型神經(jīng)變性。SACHDEVA等[19]在腦室內(ICV)鏈脲霉素(STZ)誘導的認知障礙的實驗模型研究中發(fā)現(xiàn)，STZ處理后細胞線粒體膜電位和酶活性改變，導致ATP syn受到抑制，線粒體損傷還可能導致Ca2+失調和一氧化氮激活，柚皮素通過增加大腦皮層和海馬區(qū)域線粒體復合酶活性和提高氧化還原能力，減輕線粒體功能障礙，減少鏈脲霉素導致的損傷，恢復大鼠的認知功能。MOHAMMAD-REZA等[20]觀察到柚皮素對注射LPS大鼠Y迷宮的空間識別記憶、新物體辨別任務的識別率、被動回避實驗中的記憶和記憶能力的改善具有劑量依賴性，其中測得柚皮素降低了海馬丙二醛(MDA)作為脂質過氧化的指標，并改善了抗氧化劑防御系統(tǒng)，該系統(tǒng)除降低乙酰膽堿酯酶(AChE)活性外還包含超氧化物歧化酶(SOD)，過氧化氫酶和谷胱甘肽(GSH)，并發(fā)現(xiàn)柚皮素還能降低海馬kappaB(NF-κB)、TLR 、TNFα、COX 2、INOS、GFAP水平及其免疫反應性，提高Nrf 2水平，從而驗證柚皮素可以減輕脂多糖引起的認知功能障礙和神經(jīng)炎癥反應，對大腦起保護作用。MA等[21]在經(jīng)腦室內注射鏈脲佐菌素的AD動物實驗中發(fā)現(xiàn)經(jīng)柚皮素處理后，發(fā)現(xiàn)大鼠的逃避潛伏期顯著縮短，進入平臺象限的時間顯著延長，并結果提示柚皮素可通過作為過氧化物酶體增殖因子活化受體γ(PPARγ)激動劑可以發(fā)揮胰島素增敏劑的作用，使得超氧化物歧化酶(SOD)活性增加，beta42和Abeta40的表達下調，降低tau蛋白磷酸化程度，并且還認為柚皮素相對于羅格列酮，更容易通過血腦屏障，具有不良反應少等優(yōu)點。柚皮素通過抗氧化劑防御系統(tǒng)，減輕線粒體功能障礙，發(fā)揮胰島素增敏劑作用，減少Aβ40 和 Aβ42，減輕Tau 蛋白的磷酸化，從而改善阿爾茨海默病模型大鼠的認知能力，改善AD神經(jīng)變性，從而保護了腦細胞。

3 柚皮素在抗帕金森病的運用及機制

ZBARSKY等[22]在6-OHDA(6羥多巴胺)誘導PD的模型中發(fā)現(xiàn)，單側向前腦內側束注入6-OHDA后，黑質內酪氨酸羥化酶(TH)陽性細胞明顯減少，紋狀體多巴胺(DA)含量也會降低，但是經(jīng)柚皮素預處理后，紋狀體中TH陽性細胞的數(shù)目并無明顯減少和DA水平相對穩(wěn)定，柚素在此模型中表現(xiàn)出神經(jīng)保護的能力可能與它們的抗氧化能力和穿透大腦的能力有關。

MANI等[23]在MPTP誘發(fā)的帕金森氏病小鼠模型發(fā)現(xiàn)，柚皮素能明顯下調SYN(中α-突觸核蛋白)且上調多巴胺轉運蛋白(DAT)和酪氨酸羥化酶(TH)蛋白表達，它還下調了腫瘤壞死因子-α(TNFα)和白介素1β(IL1β)mRNA表達，并改善了超氧化物歧化酶水平從而起到抗帕金森的作用。SH-SY5Y 細胞主要用于PD發(fā)病機制的研究，有研究[24]發(fā)現(xiàn)柚皮素能降低SH-SY5Y細胞ROS水平及抑制H2O2誘導線粒體膜斷裂，從而顯著降低H2O2誘導的細胞凋亡，同時還發(fā)現(xiàn)柚皮素通過誘導Nrf2、ERK和PI3K/Akt通路上調SH-SY5Y細胞HO-1的表達，從而起到神經(jīng)保護作用，本研究證明柚皮素對SH-SY5Y細胞具有明顯的神經(jīng)保護作用。

星形膠質細胞在神經(jīng)元的代謝和神經(jīng)營養(yǎng)支持中起關鍵作用。WANG等[25]認為星形膠質細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)作用的喪失也可能是帕金森氏病(PD)的主要原因，其研究表明在原代大鼠中腦神經(jīng)元-神經(jīng)膠質細胞共培養(yǎng)模型中，柚皮素能夠誘導原代星形膠質細胞增生及神經(jīng)營養(yǎng)因子的釋放，從而對DA起到支持營養(yǎng)的作用，考慮可能與星形膠質細胞Nrf 2的激活有密切聯(lián)系。這些發(fā)現(xiàn)可能為PD治療開辟新的潛在前景。

4 柚皮素在其他中樞神經(jīng)疾病的保護作用

小膠質細胞(microglia)是神經(jīng)膠質細胞的一種，小膠質細胞不停地清除著中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的損壞的神經(jīng)，斑塊及感染性物質，但是過多激活或失控的小膠質細胞會引起神經(jīng)毒性，產(chǎn)生促炎因子及氧化應激，有研究發(fā)現(xiàn)柚皮素可以對抗這種神經(jīng)毒性。研究提示柚皮素能促進ampk活化，并誘導pkcδ磷酸化和積聚，從而上調socs-3的表達，抑制小膠質細胞活化及炎性介質表達，減少神經(jīng)細胞死亡，從而起到神經(jīng)保護作用[26]。KRISHNA等[27]的研究表明，食用MeHg污染食物能使得小鼠的中線粒體功能改變，神經(jīng)元細胞死亡和認知障礙，而柚皮素因其強大的抗炎及抗氧化作用，能夠維持了線粒體功能并防止了誘導的神經(jīng)元細胞死亡，最終改善了認知障礙。此外，又有一些研究表明柚皮素促進了神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達，如BDNF和GDNF的表達，從而保護腦細胞的作用。

5 展望

柚皮素有抗氧化、抗炎、抑制細胞凋亡，降血脂、降低血糖，保護心腦血管等多方面藥理作用，食用富含柚皮素的水果和蔬菜對預防慢性疾病如肥胖、心血管疾病、糖尿病、抑郁癥和神經(jīng)變性疾病具有很大的益處，對預防心腦血管疾病有巨大的潛力。目前柚皮素對神經(jīng)系統(tǒng)疾病保護作用的研究證據(jù)更多在于動物實驗和基礎研究階段，柚皮素單體應用于臨床神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療尚缺乏臨床研究依據(jù)?？紤]到柚皮素強大的抗氧化、抗炎、抑制細胞凋亡等藥理作用和我國具有豐富的橘柑資源，將柚皮素作為新穎的神經(jīng)保護劑進行基礎與臨床研發(fā)有重要意義[28-29]。