五味子對(duì)肝損傷的保護(hù)作用及其分子機(jī)制研究進(jìn)展Δ

付 冉，李 日，王小楠，崔艷軍，范理菊，董占軍

(1.河北醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，河北 石家莊050017； 2.河北省人民醫(yī)院藥學(xué)部 河北 石家莊 050051； 3.華北理工大學(xué)研究生學(xué)院，河北 唐山 063000)

肝臟是藥物代謝和解毒的重要器官，也是人體腹腔內(nèi)最大的器官，負(fù)責(zé)調(diào)控人體多種重要生理功能，而藥物、環(huán)境等多種因素均容易造成肝損傷，導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死以及生化指標(biāo)的異常。五味子是木蘭科植物五味子Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.的干燥成熟果實(shí)，近年來(lái)多項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，五味子的活性成分如五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素和五味子醇甲等不僅可降低氨基轉(zhuǎn)移酶，還具有抗炎、抗氧化和抑制腫瘤細(xì)胞等多種生理功能[1]。五味子制劑及其衍生物如五酯膠囊、聯(lián)苯雙酯和雙環(huán)醇等常用于各種肝損傷的治療，在臨床上應(yīng)用廣泛?，F(xiàn)對(duì)五味子的肝損傷保護(hù)作用及其分子機(jī)制進(jìn)行總結(jié)，以期為五味子的臨床合理應(yīng)用及相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供參考。

1 五味子對(duì)肝損傷的保護(hù)作用

藥物性肝損傷在各種肝損傷類型中占有相當(dāng)大的比例，多種藥物均可能造成藥物性肝損傷。免疫抑制劑如環(huán)孢素、他克莫司等常用于肝腎移植術(shù)后的患者，但較嚴(yán)重的肝毒性可能會(huì)限制其應(yīng)用。Shang等[2]研究了雙環(huán)醇預(yù)防性用于腎移植術(shù)后早期藥物性肝損傷的臨床效果，發(fā)現(xiàn)五味子衍生物雙環(huán)醇預(yù)防性給藥可顯著降低腎移植術(shù)后免疫抑制劑所致藥物性肝損傷，認(rèn)為其可作為藥物性肝損傷的保護(hù)因素。Cai等[3]以SD大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，發(fā)現(xiàn)復(fù)方五仁醇膠囊與他克莫司聯(lián)合應(yīng)用可明顯降低大鼠丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)水平，對(duì)他克莫司引起的肝損傷有保護(hù)作用。藥物性肝損傷也是抗結(jié)核藥治療過(guò)程中常見(jiàn)的并發(fā)癥，盡管異煙肼可能會(huì)導(dǎo)致肝衰竭，但其仍是治療結(jié)核病的主要藥物。近年來(lái)，多項(xiàng)臨床試驗(yàn)評(píng)估了五味子制劑在抗結(jié)核藥所致藥物性肝損傷方面的治療效果。一項(xiàng)對(duì)每組100例結(jié)核病患者的非隨機(jī)臨床研究結(jié)果表明，使用五酯膠囊治療4周后，結(jié)核病患者抗結(jié)核藥的藥物性肝損傷發(fā)生率(47%)較對(duì)照組(77%)顯著降低，且五酯膠囊治療組患者的ALT、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素和γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶水平明顯低于對(duì)照組[4]。Chen等[5]和Xu等[6]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，五味子顆粒聯(lián)合抗結(jié)核藥不僅可降低患者藥物性肝損傷的發(fā)生率，還可以顯著降低患者的死亡率、抗結(jié)核治療終止率以及肝硬化、肝衰竭的發(fā)生率。

此外，多項(xiàng)研究構(gòu)建了多種肝損傷模型，發(fā)現(xiàn)五味子對(duì)藥物性肝損傷外的多種肝損傷均具有保護(hù)作用。Li等[7]通過(guò)靶向代謝組學(xué)分析證明了五酯片可增強(qiáng)膽汁酸從血清和肝臟的排泄，從而可防治石膽酸造成膽汁淤積性肝損傷；Xu等[8]和Zhang等[9]的研究結(jié)果表明，五味子可用于酒精和CCl4所致化學(xué)性肝損傷，不僅可減輕肝細(xì)胞的病理改變，還可抑制肝細(xì)胞凋亡，減輕肝臟纖維化的形成；Zheng等[10]的研究結(jié)果顯示，五味子酯甲的預(yù)處理可明顯改善小鼠的肝缺血再灌注損傷。越來(lái)越多的研究結(jié)果證實(shí)了五味子對(duì)多種類型肝損傷的保護(hù)作用，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)五味子的保肝作用與其上調(diào)抗氧化酶的表達(dá)、清除自由基、抑制炎癥因子釋放、減少炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)以及降低促凋亡基因的表達(dá)、促進(jìn)肝細(xì)胞再生等作用密切相關(guān)。

2 五味子對(duì)肝損傷保護(hù)作用的分子機(jī)制

2.1 Nrf2信號(hào)通路

Nrf2起初克隆自人類白血病細(xì)胞株，為堿性亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄因子家族的成員，是一種關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，其包含6個(gè)高度保守的環(huán)氧丙氯相關(guān)蛋白同源結(jié)構(gòu)域，可與Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1(Kelch-like ECH-associated protein l，Keap1)以及抗氧化反應(yīng)原件(antioxidant response elements，ARE)結(jié)合。正常情況下，Keap-1通過(guò)泛素化和蛋白酶體降解而抑制Nrf2的轉(zhuǎn)錄活性[11]。在發(fā)生應(yīng)激時(shí)，Nrf2與Keap1解離并轉(zhuǎn)移入核，在核內(nèi)與ARE結(jié)合并啟動(dòng)下游基因的表達(dá)，Nrf2不僅可在細(xì)胞防御氧化應(yīng)激過(guò)程中調(diào)控多種抗氧化基因的表達(dá)，如血紅素氧合酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)、醌氧化還原酶-1(quinone oxidoreductase-1，NQO1)、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)和超氧化物歧化酶，還可以影響炎癥因子如白細(xì)胞介素(interleukin)1β、IL-6和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)等的表達(dá)[12-13]。此外，Nrf2對(duì)肝細(xì)胞的凋亡也有一定影響，有研究結(jié)果表明，活化的Nrf2不僅可上調(diào)抗凋亡蛋白B淋巴細(xì)胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)的表達(dá)，還可以降低Bcl-2相關(guān)X蛋白、Puma等促凋亡基因的表達(dá)[14]?？傊琋rf2通路在肝損傷中發(fā)揮著重要的保護(hù)作用，近年來(lái)越來(lái)越多研究結(jié)果證實(shí)五味子及其活性成分的保肝作用與Nrf2通路密切相關(guān)。

Chen等[15]研究了五味子乙素對(duì)長(zhǎng)期給予CCl4所致肝損傷的保護(hù)作用，結(jié)果顯示，五味子乙素可顯著降低CCl4造成的脂質(zhì)過(guò)氧化物的增多，增強(qiáng)抗氧化能力，同時(shí)使丙二醛含量降低，使谷胱甘肽、GSH-Px活性增加，還可減少炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，對(duì)其機(jī)制進(jìn)行探究發(fā)現(xiàn)，五味子乙素可顯著提高核Nrf2的表達(dá)水平，同時(shí)Nrf2的下游靶基因HO-1、NQO1以及谷氨酸-半胱氨酸連接酶催化亞基的表達(dá)增加，炎癥因子TNF-α、IL-1β和IL-6的mRNA表達(dá)增加，證實(shí)五味子乙素可通過(guò)激活Nrf2通路來(lái)抑制氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)介導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷。Jiang等[16]研究了五味子醇乙對(duì)對(duì)乙酰氨基酚(acetaminophen，APAP)所致肝損傷的保護(hù)作用，發(fā)現(xiàn)五味子醇乙也可通過(guò)激活Nrf2/ARE通路及調(diào)控Nrf2的靶基因來(lái)增強(qiáng)肝臟的解毒和抗氧化能力，從而起到肝臟保護(hù)作用。另外，南五味子的醇提物五酯片也可通過(guò)激活Nrf2/ARE通路來(lái)減輕酒精性肝損傷和APAP所致的藥物性肝損傷[17-18]。

2.2 孕烷X受體(pregnane X receptor，PXR)

PXR為核受體家族的重要成員，主要表達(dá)于肝臟，是參與內(nèi)外源性化合物代謝和排泄的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，由于PXR的結(jié)構(gòu)除包含高度保守的DNA結(jié)合區(qū)外，在羧基端還存在可與廣泛配體結(jié)合的配體結(jié)合區(qū)(ligand binding domain，LBD)，使得多種內(nèi)外源性化合物均可與PXR結(jié)合，當(dāng)PXR與配體結(jié)合后，其構(gòu)象發(fā)生改變，之后通過(guò)形成異二聚體、招募轉(zhuǎn)錄因子并與特異性反應(yīng)元件結(jié)合，從而調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)[19]。作為一種關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，PXR可調(diào)節(jié)肝臟內(nèi)多種藥物代謝酶和轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)，不僅可影響藥物在肝內(nèi)的處置過(guò)程，防止藥物及其代謝物在肝臟的蓄積，還可調(diào)控膽固醇和膽汁酸的代謝及轉(zhuǎn)運(yùn)，調(diào)控血紅素和炎癥反應(yīng)相關(guān)基因的表達(dá)，在肝損傷的發(fā)生和防治中發(fā)揮著重要作用[20]。

膽汁淤積是指正常的膽汁流動(dòng)發(fā)生改變，導(dǎo)致過(guò)多的膽汁在肝臟或全身蓄積，目前臨床上有30%的藥物性肝損傷由膽汁淤積引起。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究結(jié)果證實(shí)了PXR在膽汁淤積中發(fā)揮的重要作用。Zeng等[21]通過(guò)腹腔注射石膽酸構(gòu)建了大鼠膽汁淤積性肝損傷模型，發(fā)現(xiàn)五味子醇乙可預(yù)防并治療石膽酸引起的膽汁淤積和肝損傷；通過(guò)聚合酶鏈反應(yīng)及蛋白質(zhì)印跡法證實(shí)，五味子醇乙有與PXR激動(dòng)劑相似的對(duì)CYP3A11、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1A1(uridine diphosphate glucuronosyl-transferasel g1gene,UGT1A1)、有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽2和多藥耐藥相關(guān)蛋白3的誘導(dǎo)作用；且計(jì)算機(jī)分子對(duì)接證實(shí)了五味子醇乙可與人孕烷X受體(human pregnane X receptor，HPXR)的LBD結(jié)合，即可潛在激活HPXR；同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)，在Pxr基因敲除小鼠中，五味子醇乙并不能發(fā)揮對(duì)膽汁淤積性肝損傷的防治作用，從而從多方面證實(shí)了PXR在五味子醇乙治療膽汁淤積性肝損傷中的作用。Zeng等[22]研究了五酯片對(duì)膽汁淤積性肝損傷的保護(hù)作用，發(fā)現(xiàn)五酯片及其6種生物活性的木脂素均可激活HPXR，進(jìn)而顯著增加PXR靶基因如CYP3A11、UGT1A1的肝表達(dá)，從而加快膽汁的消除，對(duì)肝臟起到保護(hù)作用。

2.3 p53/p21信號(hào)通路

肝再生是肝臟受損后的代償性再生，是決定肝損傷嚴(yán)重程度的關(guān)鍵因素，目前已經(jīng)確定了許多基因和信號(hào)傳導(dǎo)途徑，如細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子等可以啟動(dòng)或促進(jìn)肝臟再生的這一過(guò)程，p53基因是人體重要的一種抑癌基因，其編碼的p53蛋白是一種轉(zhuǎn)錄因子，在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、DNA修復(fù)和凋亡等方面發(fā)揮著重要作用。p53可以在DNA損傷和其他細(xì)胞壓力下被激活，并誘導(dǎo)許多靶基因的表達(dá)，其中p21基因是位于p53基因下游的細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)抑制因子，是p53的主要效應(yīng)因子之一。p21最典型的功能是對(duì)細(xì)胞CDK的有效抑制，當(dāng)DNA端粒損傷時(shí)，通過(guò)抑制CDK周期蛋白復(fù)合物和增殖細(xì)胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)的活性，誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞衰老。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)藥物在肝臟的暴露增加后，可通過(guò)激活p53而使p21核表達(dá)上調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致肝細(xì)胞的衰老并抑制肝細(xì)胞的生成[23-24]。

Jiang等[24]在研究五味子醇乙對(duì)APAP肝損傷的保護(hù)作用中發(fā)現(xiàn)，在過(guò)量APAP嚴(yán)重破壞DNA的情況下，p53被激活以抑制細(xì)胞增殖或觸發(fā)細(xì)胞凋亡；除對(duì)代謝酶的抑制作用外，五味子醇乙還可顯著降低APAP造成的p53和p21的升高；此外，該研究還測(cè)定了p53/p21信號(hào)通路下游靶標(biāo)與肝細(xì)胞增殖有關(guān)的蛋白表達(dá)水平，如PCNA、細(xì)胞周期蛋白D1(cyclin D1，CCND1)、CDK4和抗凋亡蛋白Bcl-2，結(jié)果表明，五味子醇乙進(jìn)一步提高了CCND1、CDK4、PCNA和Bcl-2水平，通過(guò)對(duì)p53/p21信號(hào)通路的調(diào)節(jié)以及上調(diào)通路下游肝細(xì)胞增殖相關(guān)蛋白的表達(dá)，五味子醇乙促進(jìn)了代償性肝細(xì)胞再生，減輕了APAP所致藥物性肝損傷。Fan等[17]驗(yàn)證了五酯片對(duì)APAP所致肝損傷的保護(hù)作用，其研究發(fā)現(xiàn)，五酯片可抑制p53/p21信號(hào)通路介導(dǎo)的細(xì)胞周期阻滯，同時(shí)上調(diào)CCDN1、PCNA以促進(jìn)肝細(xì)胞再生，而且在APAP給藥前進(jìn)行五酯片預(yù)處理會(huì)提高人類信息沉默因子1水平，從而促進(jìn)p53降解。

2.4 核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)信號(hào)通路

NF-κB蛋白是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子，其家族包含5個(gè)成員，分別為p50(NF-κB1)、p52(NF-κB2)、p65(REL-A)、c-REL和REL-B；細(xì)胞因子、病毒及輻射等多種外界刺激均可激活NF-κB，當(dāng)細(xì)胞受到外界刺激后，NF-κB抑制蛋白(inhibitor of NF-κB，IκB)激酶激活，進(jìn)而使得IκB蛋白降解，NF-κB二聚體釋放，轉(zhuǎn)移入核后可與許多基因啟動(dòng)子區(qū)域的固定核苷酸序列結(jié)合，介導(dǎo)多種細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)激活轉(zhuǎn)錄，在免疫反應(yīng)及炎癥反應(yīng)中起著重要的作用[25-26]。一旦NF-κB信號(hào)通路被激活，便會(huì)促進(jìn)其下游TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6及γ干擾素(interferon-γ, IFN-γ)等炎癥因子釋放，從而促進(jìn)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，誘導(dǎo)肝細(xì)胞壞死和凋亡，加重肝損傷[25]。

伴刀豆球蛋白A(concanavalin A，Con A)是一種血凝素，具有強(qiáng)力的促進(jìn)有絲分裂作用，可用于免疫性肝損傷模型的構(gòu)建。Shan等[27]向小鼠體內(nèi)注射ConA，發(fā)現(xiàn)ConA可刺激過(guò)量的淋巴細(xì)胞增殖，產(chǎn)生大量TNF-α、IL-1β及IL-6等促炎因子，并激活NF-κB信號(hào)通路，進(jìn)而促進(jìn)下游炎癥因子TNF-α的釋放，造成肝細(xì)胞的損傷；而五味子多糖可下調(diào)NF-κB蛋白的表達(dá)，抑制NF-κB信號(hào)通路，從而抑制IL-6、TNF-α、IFN-γ及IL-1β的表達(dá)，發(fā)揮較強(qiáng)的抗炎作用，減少肝損傷。在CCl4誘導(dǎo)的肝損傷小鼠模型中，五味子提取物的預(yù)處理可顯著降低磷酸化NF-κB蛋白表達(dá)水平，并抑制促炎因子如TNF-α、IL-1β和IL-6的mRNA水平，通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路而減輕肝損傷[28]。Chen等[1]發(fā)現(xiàn)，五酯膠囊可通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路，減輕非酒精性脂肪性肝病的肝臟脂肪變性和炎癥。

2.5 絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)

MAPK信號(hào)通路是真核生物信號(hào)傳遞的重要途徑，在多種不同信號(hào)傳導(dǎo)途徑及細(xì)胞周期的調(diào)控中發(fā)揮著重要作用，生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、細(xì)胞毒性物質(zhì)和激素等多種因素都可通過(guò)逐級(jí)磷酸化激活MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，進(jìn)而介導(dǎo)細(xì)胞增殖、分化、癌變、轉(zhuǎn)移和凋亡；MAPK通路主要包括4個(gè)亞族，即c-Jun氨基端蛋白激酶(c-Jun N-terminal protein kinase，JNK)、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)、p38絲裂酶原蛋白激酶以及大絲裂原活化蛋白激酶1/ERK5[10，29]。ERK廣泛存在于各種組織，主要參與細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化，多種生長(zhǎng)因子受體、營(yíng)養(yǎng)相關(guān)因子受體等都需要ERK的活化來(lái)完成信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。JNK和p38可被缺氧、氧化應(yīng)激和炎癥因子激活，在炎癥與細(xì)胞凋亡等應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮重要作用；JNK信號(hào)通路是導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死和凋亡的最主要途徑[29-30]。

Wang等[31]發(fā)現(xiàn)，五味子可通過(guò)保護(hù)線粒體和溶酶體，抑制磷酸化-JNK信號(hào)通路，減輕APAP誘導(dǎo)的肝毒性。后來(lái)，MAPK通路對(duì)肝的保護(hù)作用逐漸受到重視。Zheng等[10]構(gòu)建了小鼠肝缺血再灌注性肝損傷模型，并驗(yàn)證了五味子酯甲對(duì)該模型的肝保護(hù)作用，該研究發(fā)現(xiàn)，肝臟缺血再灌注損傷可導(dǎo)致JNK、p38和ERK的磷酸化顯著增加，而五味子酯甲的預(yù)處理可降低上述3種分子的磷酸化水平，即五味子酯甲可通過(guò)抑制MAPK信號(hào)通路的激活，減輕氧化/硝化應(yīng)激、炎癥應(yīng)激以及減少肝細(xì)胞的凋亡，發(fā)揮對(duì)肝缺血再灌注損傷的保護(hù)作用。一項(xiàng)關(guān)于五味子提取物減輕APAP所致肝損傷的研究結(jié)果也顯示，經(jīng)APAP處理后，ERK、JNK和p38的磷酸化表達(dá)明顯增加，而五味子提取物預(yù)處理可顯著抑制其表達(dá)，通過(guò)抑制MAPK信號(hào)通路，顯著減輕APAP誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激、炎癥和凋亡[32]。Chen等[15]證實(shí)了五味子乙素通過(guò)抑制JNK、p38和ERK的磷酸化，對(duì)CCl4所致肝纖維化具有保護(hù)作用。

3 小結(jié)與展望

五味子是我國(guó)傳統(tǒng)中藥，其活性成分、提取物以及相關(guān)制劑對(duì)肝損傷的保護(hù)作用受到了廣泛關(guān)注。通過(guò)查閱文獻(xiàn)，本文總結(jié)了五味子發(fā)揮保肝作用的分子機(jī)制，如可通過(guò)激活Nrf2信號(hào)通路減少肝細(xì)胞的氧化應(yīng)激、激活PXR加速膽汁酸的代謝與排泄、抑制p53/p21信號(hào)通路介導(dǎo)的細(xì)胞周期阻滯或細(xì)胞凋亡、抑制NF-κB信號(hào)通路減少炎癥因子的釋放以及抑制MAPK信號(hào)通路介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡等。盡管五味子對(duì)各種肝損傷均表現(xiàn)出了較好的治療效果，但對(duì)五味子保肝作用分子機(jī)制的研究仍需完善。因此，未來(lái)不僅要尋求更高質(zhì)量的證據(jù)支持五味子在臨床應(yīng)用的有效性和安全性，而且需結(jié)合先進(jìn)技術(shù)對(duì)五味子的作用機(jī)制及其臨床應(yīng)用進(jìn)行更加深入的研究，使其能夠更安全、有效地應(yīng)用于各種類型肝損傷患者。