白藜蘆醇抗動脈粥樣硬化研究進展*

康秉濤,郭 蒙,孫曉瑩,田姝薇,李奕衡,靳 潔,賈禮伊,曹慧玲,,3△

1.陜西中醫(yī)藥大學藥學院(咸陽 712046)；2.西北大學生命科學學院(西安710069); 3.西安醫(yī)學院基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究所(陜西省缺血性心血管疾病重點實驗室)(西安 710021)

心腦血管疾病是全球人類的首要死因，據(jù)統(tǒng)計，每年死于心腦血管疾病的人口約有1700多萬，占全球總死亡人口的30%[1]，動脈粥樣硬化(Atherosclerosis,As)是其主要病理基礎(chǔ)[2]。As是受累動脈病變始于內(nèi)膜并存在多種病變，脂質(zhì)沉積造成炎癥性病變，脂質(zhì)和壞死組織布滿動脈管壁突起的斑塊里，因積累在動脈內(nèi)壁脂質(zhì)呈黃色粥樣，故稱為動脈粥樣硬化。As導致動脈管腔出現(xiàn)狹窄、變硬、失去彈性，進而引發(fā)多種心腦血管疾病。As的發(fā)病機制非常復雜，與多種因素密切相關(guān)，如高血脂、高血糖、炎癥、內(nèi)膜損傷等[3]。臨床上As治療以藥物治療為主。常用藥物主要包括調(diào)脂藥物，如降低總膽固醇的他汀類和降低甘油三酯的煙酸類；抗血小板和溶血栓藥物，如阿司匹林和尿激酶等；抗凝藥物，如肝素等。對伴有缺血癥狀的As患者，可用血管擴張劑與β受體阻滯劑，如酚妥拉明與普萘洛爾等。這些藥物可有效改善As，但長期使用存在一定的毒副作用[4]。白藜蘆醇(Resveratrol,Res)是一種多酚類中藥單體，在虎杖、葡萄、花生、紅酒中含量豐富。研究表明，Res具有良好的抗As活性，且長期大量使用副作用較小[5]。本文簡要介紹了Res的理化性質(zhì)、提取、合成方法，重點介紹了Res通過多種途徑發(fā)揮抗As作用，以期為Res臨床應用提供參考。

1 理化性質(zhì)

1940年，科學家Takaoka從毛葉藜蘆根部提取獲得一種活性單體，命名為白藜蘆醇(Res)[6]。目前發(fā)現(xiàn)Res及其衍生物存在于葡萄屬、蓼屬、花生屬、藜蘆屬等21個科，31個屬的至少72種植物中，其中虎杖和葡萄中含量較高，葡萄與葡萄皮中的Res含量可達50～100 mg/kg[7]。Res又稱“芪三酚”是一種多酚類化合物，化學名稱(E)-3,4,5-三羥基-二苯乙烯，分子式C14H12O3，純品外觀為白色針狀晶體，難溶于水，易溶于丙酮、乙醇、三氯甲烷等有機溶劑，熔點258℃，沸點700.5℃，升華溫度261℃。Res在pH>10時穩(wěn)定性較差，對光不穩(wěn)定，高純度Res乙醇溶液在避光條件下僅能穩(wěn)定數(shù)天，因此Res溶液宜現(xiàn)用現(xiàn)配。Res在365 nm波長的紫外光照射下產(chǎn)生熒光，遇三氯化鐵-鐵氰化鉀溶液呈藍色，遇氨水等堿性溶液顯紅色，可用于Res鑒別[8]。

2 提取與合成

2.1 提 取 目前市場應用Res多為植物中提取獲得，主要提取方法有溶劑提取法、微波提取法、超聲提取法、酶解法等[9-14]。溶劑提取法常用溶劑有水和有機溶劑。余淑嫻等[9]采用100℃條件下水提取Res，提取率僅為0.17%。李婷等[10]比較了幾種有機溶劑從葡萄皮渣中獲得Res的提取率，提取率由低到高依次為丙酮<無水乙醇<甲醇<乙醚<70%乙醇<乙酸乙酯。在30℃條件下用乙酸乙酯提取10 h，Res得率為52.12 μg/g。從提取率、安全性、回收難易程度、價格考慮，多選用乙醇作為有機溶劑。水提法優(yōu)點是操作簡單，但提取效率不高。有機溶劑提取法的優(yōu)勢是效率高，得率較高，但不足之處是成本較高，且污染環(huán)境。微波提取法，利用微波提高萃取速率的新技術(shù)，具有工藝簡單、成本低、提取效率高等特點，不足之處是加熱效率不高。師守國等[11]用微波提取法對葡萄皮渣中的Res提取工藝進行了研究，最佳工藝條件為：乙醇體積分數(shù)為70%，料液比為1∶20(g/ml)，微波功率為250 W，微波時間為30 min，Res提取率為0.14%。超聲提取法，利用超聲波產(chǎn)生的強大能量快速穿透植物，使溶劑能與植物中的Res充分接觸，利于Res向溶劑轉(zhuǎn)移，快速浸出。超聲提取法具有工藝簡單、時間短、溫度低等優(yōu)點，但不足之處是超聲功率難以和較大容積相匹配。高強等[12]采用超聲提取花生殼中的Res，最佳工藝條件為：乙醇體積分數(shù)50%，超聲功率分數(shù)45%，超聲處理時間10 min，Res提取率為2.16%。酶提取法，通過破壞細胞壁構(gòu)成主要成分纖維素，使Res溶出率增加，提高其提取率。酶提取法的優(yōu)勢是安全性高、生產(chǎn)條件溫和。賈偉煒等[13]采用酶解法提取虎杖中的Res，最佳工藝條件為：酶用量0.50%，提取液pH 6.5，提取溫度45℃，固液比1/22 g/ml，提取時間5.0 h，提取次數(shù)2次，Res提取率可達75.66%。酶解法中酶的選擇至關(guān)重要，陶明寶等[14]利用酶解法提取Res并比較了纖維素酶和虎杖提取酶對Res提取率的影響。研究表明，加酶組Res含量與浸膏得率明顯高于不加酶組，且用纖維素酶的效果明顯優(yōu)于虎杖提取酶，故酶解法提取Res時多選用纖維素酶。

綜上所述，溶劑提取法優(yōu)點是提取效率高、性質(zhì)穩(wěn)定，但提取時間較長。微波輔助提取法具有工藝簡單、成本低、提取效率高等特點，不足是加熱效率不高。超聲波輔助提取法能使溶劑與目標物質(zhì)充分接觸，更易溶于溶劑，快速浸出。酶解法安全性高、生產(chǎn)條件溫和，但是單一酶提取效率較低，且費用較高。溶劑提取法溶劑來源方便，價格低廉，故工業(yè)提取Res多采用溶劑提取法。微波輔助提取設(shè)備較昂貴，實驗室提取Res多采用此法[9-14]。

2.2 合 成 Res在植物中含量不高，提取物成分復雜，從植物中提取Res不僅成本高，且產(chǎn)率較低，所以Res合成是目前研究熱點，Res合成主要包括生物合成和化學合成兩種方法。由于生物合成法操作復雜且產(chǎn)率不高，所以化學合成研究較多。常見化學合成方法有 Heck反應、Perkin反應、Witting反應、Witting-Horner反應等[15]。Heck反應是烯烴芳基經(jīng)鈀催化后與烯基發(fā)生偶聯(lián)反應合成Res。2017年Alejandro等[16]采用Heck反應，使鈀納米顆粒負載在合成土上組成非均勻相催化劑合成Res，其收率可達80%。該法合成路線短，收率較高，缺點是催化劑價格較昂貴。Perkin反應是不含α-H的芳香醛，在催化劑作用下與含α-H的酸酐發(fā)生縮合反應合成Res。Guy等[17]利用Perkin縮合反應以3,5-二異丙氧基苯甲醛和對異丙氧基乙酸為原料合成Res，收率為55.2%。該反應缺點是合成效率不高且脫羧過程條件較苛刻。Witting反應是磷葉立德試劑與醛、酮的羰基發(fā)生加成反應合成Res，此反應操作簡便但產(chǎn)率較低。Witting-Horner反應是Witting改進反應，原來的磷葉立德試劑被膦酸酯所代替，反應條件溫和，收率較高。王尊元等[18]以3,5 -二甲氧基苯甲酸為原料，與亞磷酸三乙酯反應成磷酸3,5 -二甲氧基芐酯，緊接著與茴香醛進行Witting- Horner反應得到Res，總收率為35 %。

綜上所述，Heck反應合成Res，合成路線較短，收率較高，但催化劑價格較為昂貴，不適合工業(yè)批量生產(chǎn)。Perkin反應和Witting反應的最大問題是收率不高且Perkin反應在合成過程中條件苛刻限制了其應用。目前應用較為廣泛的是Witting-Horner反應，該反應合成合成Res收率較高，但合成路線較長[15-18]，因此發(fā)現(xiàn)更經(jīng)濟、簡便的合成路線仍然具有挑戰(zhàn)性。

3 Res抗動脈粥樣硬化的研究進展

Res具有抗As、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、抗菌抗炎等多種藥理作用[19]。As的發(fā)病機制非常復雜，與多種因素密切相關(guān)，如高血脂、高血糖、炎癥、血栓形成、內(nèi)膜損傷等[3]。Res可通過改善血脂、抗炎、抗氧化、抗血小板聚集、降糖等多方面作用，改善As。

3.1 Res通過改善血脂改善As 高血脂是由于脂肪代謝或轉(zhuǎn)運異常使患者血漿中一種或多種脂質(zhì)高于正常水平，臨床指標包括總膽固醇(TC)、甘油三酯( TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)，高密度脂蛋白(HDL-C)，血脂異常是形成As的主要原因之一。血漿中LDL-C進入血管內(nèi)皮下層，在血管壁內(nèi)滯留并被氧化修飾，被巨噬細胞吞噬后形成泡沫細胞，泡沫化細胞不斷積累發(fā)展成為As斑塊[20]。研究表明，As發(fā)病率與LDL-C、極低密度脂蛋白(VLDL) 水平升高成正相關(guān)。HDL-C，可通過膽固醇逆向轉(zhuǎn)運機制將膽固醇轉(zhuǎn)運至肝臟代謝，排出體外，從動脈壁去除膽固醇，HDL-C還具有抗氧化與保護血管內(nèi)皮作用，共同發(fā)揮抗As作用[21-22]。 邢妍等[21]分別給予高脂血癥模型Wistar大鼠不同劑量的Res，研究表明，與對照組相比，Res治療組大鼠血清中TC、TG、LDL-C濃度降低，HDL-C含量上調(diào)至正常水平，改善As。朱立賢等[22]采用30、70 mg/(kg·d) Res對高脂血癥大鼠連續(xù)灌胃4周，測其血脂發(fā)現(xiàn)，治療組大鼠的TC、TG、LDL-C值降低，HDL-C/TC比值升高，改善As。研究發(fā)現(xiàn)，Res可調(diào)節(jié)載脂蛋白與其受體結(jié)合，參與脂蛋白代謝，促進脂質(zhì)代謝恢復正常水平，發(fā)揮抗As作用。

綜上，TC、TG、LDL-C升高，HDL-C降低，均可誘發(fā)As。Res可通過降低TC、TG、LDL-C水平，提高HDL-C水平，改善As[21-22]。

3.2 Res通過抑制炎癥改善As As是一種慢性炎癥性疾病，血管炎癥是As最重要發(fā)病機制之一。在As起始階段，血液中的白細胞遷移到血管內(nèi)皮損傷處，穿過內(nèi)皮并在內(nèi)皮下積累，白細胞積累過多與內(nèi)皮細胞產(chǎn)生的炎癥因子使血管局部長期存在炎癥。在此期間，單核細胞趨化蛋白可刺激單核細胞形成巨噬細胞，吞噬氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)形成泡沫化細胞，不斷積累形成As斑塊[3]。研究表明，Res可抑制炎癥相關(guān)因子和炎癥介質(zhì)釋放，發(fā)揮抗As作用[23-26]。劉芳等[24]通過大鼠足腫脹模型與冰醋酸致大鼠胸膜炎模型，探討Res對多種炎癥模型的抗炎作用。研究發(fā)現(xiàn)，Res高、中劑量組可明顯減輕大鼠足腫脹程度，減少胸膜炎液量滲出，提示Res具有明顯抗炎作用，其作用可能與降低血管通透性，抑制白細胞釋放等有關(guān)。王麗君等[25]將Res分為(100、50、25 mg/kg) 三組，各組連續(xù)灌胃給藥3 d，觀察Res對角叉菜膠致小鼠足趾腫脹與小鼠耳廓腫脹的改善作用。研究發(fā)現(xiàn)，Res高、中劑量組小鼠耳廓腫脹度明顯降低，抑制率分別為44.94%和26.72%。Res 高、中劑量組小鼠在1、3、5 h的足趾腫脹度明顯減輕。其作用機制可能與減少炎癥因子、抑制前列腺素E2信號通路有關(guān)。單核細胞和巨噬細胞分化促進了動脈血管壁內(nèi)炎癥環(huán)境，形成一種病態(tài)的適應性免疫反應，促進As斑塊形成。Vasamsetti等[26]研究發(fā)現(xiàn)，長期服用Res可一定程度避免單核細胞浸潤，抑制單核細胞分化，緩解As斑塊形成，阻止As進程。

綜上，炎癥是誘發(fā)As的重要因素之一，可促進As發(fā)生與發(fā)展。研究表明，Res可通過抑制炎癥抑制As斑塊形成[23-26]。

3.3 Res通過抗氧化改善As ox-LDL可破壞細胞內(nèi)皮功能和完整性，促進動脈內(nèi)膜中脂質(zhì)沉積而形成As斑塊，是形成As的關(guān)鍵因素。Res具有良好抗氧化和清除自由基能力，可改善As[22,27-28]。超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)是人體內(nèi)重要的抗氧化酶系統(tǒng)[22]。朱立賢等[22]發(fā)現(xiàn)Res可保護高脂機體內(nèi)抗氧化物酶類活性，可糾正多種自由基代謝紊亂，進而降低脂質(zhì)過氧化對心血管的損傷。付暉等[27]給予果蠅不同濃度Res，研究發(fā)現(xiàn)，Res低劑量組、中劑量組、高劑量組果蠅壽命依次明顯延長，均高于空白對照組。同時又給予正常小鼠不同濃度Res研究其抗氧化能力，研究發(fā)現(xiàn)，中、高劑量組小鼠SOD和GSH-Px顯著高于空白對照組。同時，又研究了不同濃度Res對肝臟脂質(zhì)過氧化損傷模型小鼠抗氧化能力的影響，研究發(fā)現(xiàn)，高劑量組的GSH-Px水平顯著高于中劑量組，Res可增加模型小鼠抗氧化酶活力，減輕過氧化損傷，且呈劑量依賴性延長果蠅壽命。Meng等[28]用40頭母豬配種20 d后進行2次飲食治療。采用300 mg/kg Res喂養(yǎng)母豬，在母豬胎盤、乳汁和子豬血漿中檢測氧化應激生物標志物和抗氧化酶。研究發(fā)現(xiàn)，飼喂Res可部分改善母豬乳汁、胎盤和仔豬血漿中的抗氧化酶活性。因此，孕期或哺乳期補充Res可提高母豬和仔豬的抗氧化能力，有利于母豬繁殖。

綜上，LDL-C被氧化修飾后形成ox-LDL，可破壞細胞內(nèi)皮功能和完整性，被巨噬細胞吞噬后形成泡沫細胞，不斷積累，形成As斑塊。Res通過抗氧化，清除自由基，改善As[22,27-28]。

3.4 Res通過抑制血小板凝集改善As 血小板激活、聚集、血栓形成與As密切相關(guān)，因此抑制血小板凝聚對于防治As至關(guān)重要。血管內(nèi)皮細胞可合成和分泌多種生物活性因子，以確保血管正常收縮和舒張，維持正常血流和血管暢通，對防止血栓形成極其重要。ox-LDL能刺激血小板活化形成血栓，促進As斑塊形成，Res可促進NO釋放參與血管擴張，抑制ox-LDL，使內(nèi)皮細胞炎癥因子表達降低，阻止血小板激活、聚集、血栓形成，發(fā)揮改善As作用[29-31]。孫杰等[29]用ox-LDL 刺激血小板，檢測發(fā)現(xiàn)，ox-LDL可促進血小板凝聚，凝聚率為14%。使用100 μmol/L的Res孵育后，結(jié)果顯示，血小板凝聚受到抑制，抑制率為50%。當ox-LDL刺激血小板時，Sirt1表達明顯降低，Res可逆轉(zhuǎn)這一結(jié)果。提示Res降低ox-LDL誘導的血小板凝聚可能與Sirt1表達相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，ox-LDL不僅可促進血小板聚集，還可使內(nèi)皮細胞炎癥因子表達增高，因此抑制ox-LDL對于防治As具有十分重要意義。陳鵬等[30]采用小鼠尾靜脈注射花生四烯酸，電刺激頸動脈方法構(gòu)建血栓模型，研究Res對血栓形成的影響。結(jié)果表明，Res具有抗血栓形成作用，其作用機制可能與降低血漿中血栓素B2(TXB2)含量有關(guān)。閆啟光[31]研究發(fā)現(xiàn)，Res能顯著減輕小鼠尾血栓形成，延長動脈血栓形成時間，可明顯延長小鼠凝血時間，其機制可能與抗血小板凝聚和促進NO釋放有關(guān)。

綜上，Res在抗血小板凝聚方面發(fā)揮了積極作用，不僅能促進NO釋放參與擴張血管作用，且能抑制ox-LDL，使內(nèi)皮細胞炎癥因子表達降低，阻止血小板激活、聚集、血栓形成，從而發(fā)揮改善As作用[29-31]。

3.5 Res通過降血糖改善As 與正常人相比，糖尿病(DM)患者發(fā)生As、腦卒中、冠心病以及外周血管疾病概率增大，As與高血糖呈強烈正相關(guān)。Res可通過降低血糖、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和抑制腎臟炎癥等多種藥理作用，改善As[32]。張裕中等[32]研究Res對2型糖尿病大鼠糖代謝以及肝臟葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白2的影響。將Res溶于雙蒸水制成懸濁液(6 mg/ml)每天灌胃給藥45 mg/kg，給藥7 周。研究發(fā)現(xiàn)，Res可降低2型糖尿病大鼠的糖耐量受損水平，增加肝糖原儲備，改善葡萄糖代謝。2型糖尿病時常伴有胰島素抵抗，即胰島素對靶細胞活性減弱，胰島素抵抗主要發(fā)生在肥胖糖尿病患者中。Res能減少體內(nèi)脂肪堆積，增強胰島素活性。

綜上，Res可通過改善糖脂代謝功能，減少脂肪生成，增強胰島素活性等預防糖尿病發(fā)生，從而降低發(fā)生As概率。

4 結(jié) 語

Res存在于多種植物中，Res可通過降血脂、抗氧化、抗炎、抑制血小板凝聚、影響糖脂代謝等多種途徑，改善As，降低不良心血管事件發(fā)生率，且毒副作用小、安全風險低、獲得途徑廣泛，具有廣闊應用前景，市場需求較大。目前市場流通Res大多是通過從植物中提取獲得的，植物中Res含量低、提取物成分龐大，提取工藝復雜、純度低，僅靠從植物中提取難以滿足市場需求。人們對Res合成工藝進行了探索，可通過生物手段和化學手段兩種方式合成Res，但是人工合成的Res工藝復雜，尚不成熟，難以大規(guī)模推廣應用，仍需進一步研究。Res可通過多種途徑發(fā)揮抗As活性，但由于Res水溶性較差，代謝不穩(wěn)定，所以開發(fā)穩(wěn)定、高效、水溶性好的Res衍生物成為當前研究熱點。目前，大多數(shù)Res衍生物是通過改變自身酚羥基位置或羥基甲基化提高藥效，常見衍生物包括多羥基取代衍生物、甲基化衍生物、酰胺取代衍生物以及其他衍生物等。多羥基取代衍生物是保持Res基本骨架不變，在苯環(huán)不同位置增加羥基取代基數(shù)量，從而達到增強活性的目的。甲基化衍生物是通過化學手段對酚羥基進行修飾，防止被氧化以增加其穩(wěn)定性，甲基化衍生物是目前報道最多的Res合成衍生物，酰胺取代衍生物也有類似作用，有望為抗As治療提供潛在的先導化合物。