老鸛草素藥理作用最新研究進展

李潔玉 張力強

1.重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校 重慶 404000;2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 重慶 400010

老鸛草素是一種天然存在的多酚類化合物,單體為白色粉末狀,可溶于甲醇、乙醇、DMSO等有機溶劑。老鸛草素在自然界分布廣泛,主要存在于牻牛兒苗科中的老鸛草屬和牻牛兒苗屬,在大戟科中的葉下珠屬、鐵莧屬、大戟屬、烏桕屬等和無患子科、睡蓮科、杜英科中也有分布。由于最初發(fā)現(xiàn)于日本牻牛兒苗科老鸛草屬,故稱為老鸛草素。研究顯示,老鸛草素具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗腫瘤、抗炎、神經(jīng)保護等作用。隨著研究的深入,老鸛草素廣泛的藥理活性得到更多的研究者注意,其治療疾病的機制也不斷被證實。本文就近年國內(nèi)外學(xué)者研究老鸛草素的藥理作用進行綜述,以期為其進一步開發(fā)應(yīng)用提供參考。

1 國內(nèi)外藥理研究

1.1 抗癌作用

老鸛草素不僅能誘導(dǎo)癌細胞凋亡,而且對癌細胞的生長,遷移和侵襲都具有抑制作用。在體外,老鸛草素通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt和ERK1/2信號通路減少基質(zhì)金屬蛋白酶9的表達來抑制人骨肉瘤U2OS細胞的遷移和侵襲。老鸛草素抑制癌細胞遷移和侵襲與抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化的發(fā)展有關(guān)。由于上皮到間質(zhì)細胞的轉(zhuǎn)化會賦予癌細胞轉(zhuǎn)移和入侵的能力,老鸛草素通過抑制上述轉(zhuǎn)化過程從而在體外抑制了A549肺癌細胞的遷移和侵襲。老鸛草素通過滅活NF-κB信號通路和下調(diào)Mcl-1蛋白的表達從而在體外和體內(nèi)（裸鼠）抑制卵巢癌細胞OVCAR3和SKOV3的生長。通過激活活性氧介導(dǎo)的p38-MAPK信號通路,老鸛草素誘導(dǎo)剪切的聚ADP核糖聚合酶,半胱氨酸蛋白酶-3和磷酸化Bcl-2的產(chǎn)生,并下調(diào)Bcl-2和磷酸化p38的產(chǎn)生,從而在體外抑制人乳腺癌MCF-7細胞的增殖。研究還發(fā)現(xiàn)其會對癌細胞的有絲分裂產(chǎn)生影響。老鸛草素通過增強染色體不穩(wěn)定應(yīng)激而選擇性殺死人大腸腺癌細胞Colo205和Colo320,而且它對正常結(jié)腸細胞不產(chǎn)生細胞毒性[1]。老鸛草素能下調(diào)某些核心紡錘體組裝檢查點激酶的表達（主要是Mad1 and BubR1）從而引起有絲分裂應(yīng)激,誘導(dǎo)人大腸癌細胞HCT116

在有絲分裂期間和有絲分裂后凋亡并呈現(xiàn)劑量依賴性（0-40μg/mL）的抑制增殖作用[2]。老鸛草素可通過下調(diào)兔抗人的c-Myc蛋白抗體的表達抑制前列腺癌（DU145）細胞增殖,通過兔抗人的E-cadherin蛋白抗體的表達上調(diào)而影響DU145細胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化,削弱前列腺癌細胞DU145細胞遷移能力[3]。另老鸛草素通過增強抗氧化酶活性和減輕細胞損傷來保護中國倉鼠肺成纖維細胞（V79-4）免受γ輻射誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激,還能使受輻射引起的免疫抑制得到改善,增強小鼠脾細胞的增殖和分化潛能,促進小鼠在輻射情況下的造血功能的恢復(fù)。這使得老鸛草素有望用于化療的輔助治療。通過以上研究,為老鸛草素治療癌癥提供了一定的依據(jù)。

1.2 抗炎作用

老鸛草素的抗炎作用與抑制NF-κB信號通路有關(guān)。NF-κB信號通路參與疾病發(fā)展過程中各種促炎基因的轉(zhuǎn)錄。在體外,通過滅活TLR/MAPK/NF-κB信號通路,老鸛草素能抑制脂多糖誘導(dǎo)的RAW 264.7巨噬細胞中誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和環(huán)氧合酶的表達,減少促炎因子TNF-α,IL-1β和IL-6的分泌,從而發(fā)揮抗炎作用。另外,老鸛草素能抑制小鼠J774.1巨噬細胞產(chǎn)生NO,ROS和促炎蛋白以及p65的核易位,這與其抑制巨噬細胞M1極化有關(guān)。研究還證實老鸛草素能抑制脂多糖誘導(dǎo)的THP-1巨噬細胞向M1表型轉(zhuǎn)換,從而阻止了炎癥反應(yīng)的繼發(fā)。這是由于老鸛草素可以提高細胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制物1（SOCS1）的水平,由于SOCS1可以與NF-κB-p65結(jié)合并下調(diào)其水平,從而阻止NF-κB通路的激活,所以使老鸛草素的抗炎作用得以發(fā)揮。這表明老鸛草素是一種有效的針對M1巨噬細胞極化的藥物,可開發(fā)用于治療諸如動脈粥樣硬化等炎性疾病的藥物。

在體內(nèi)老鸛草素主要通過抑制NF-κB信號通路和激活Nrf2信號通路發(fā)揮抗炎作用。其通過抑制NF-κB和激活Nrf2信號通路,從而抑制TNF-α,IL-6和IL-1β的產(chǎn)生,并上調(diào)Nrf2和HO-1的表達,最終對脂多糖誘導(dǎo)的小鼠急性肺損傷發(fā)揮治療作用。對于乙醇誘導(dǎo)的小鼠肝損傷,老鸛草素通過抑制PARP和Bax的剪切和恢復(fù)Bcl2的水平發(fā)揮抗炎作用。老鸛草素還抑制了乙醇誘導(dǎo)的脂質(zhì),蛋白質(zhì)的氧化和8-羥基脫氧鳥嘌呤核苷的形成。通過上述兩種機制最大程度地減少小鼠肝臟損傷。

1.3 抗骨質(zhì)疏松作用

骨質(zhì)疏松癥是常見的骨骼疾病之一。在體外,老鸛草素通過調(diào)節(jié)OPG/RANKL信號通路,上調(diào)骨保護蛋白的表達和下調(diào)核因子κB受體活化因子配基（RANKL）的表達,老鸛草素能促進成骨細胞的增殖,抑制破骨細胞的增殖、分化和骨吸收。老鸛草素通過抑制RANKL誘導(dǎo)的NF-κB和ERK信號通路來破壞破骨細胞分化,并抑制關(guān)鍵破骨細胞轉(zhuǎn)錄因子NFATc1和c-Fos的表達。另外,老鸛草素能通過增強Wnt/β-catenin途徑的激活,從而促進成骨細胞的增殖和分化[4]。體內(nèi)研究顯示,在維甲酸誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松癥大鼠模型中,通過下調(diào)MMP-9蛋白及其mRNA的表達,老鸛草素減少了成熟破骨細胞和前破骨細胞的數(shù)量,并降低了破骨細胞融合指數(shù)。老鸛草素可增加大鼠血清鈣,雌二醇和降鈣素的水平,并降低血清堿性磷酸酶,抗酒石酸酸性磷酸酶,血清I型膠原交聯(lián)的C端端肽和脫氧吡啶酚/鉻的水平,防止小鼠卵巢切除后引起的骨礦物質(zhì)密度和骨礦物質(zhì)含量丟失,增加股骨重量和骨鈣含量,增強骨骼結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)性能。這表明老鸛草素可以治療絕經(jīng)后的骨質(zhì)疏松癥。

1.4 抗氧化作用

氧化應(yīng)激是自由基在體內(nèi)產(chǎn)生的一種負面作用,其參與多種疾病的發(fā)展過程,被認為是導(dǎo)致衰老和疾病的一個重要因素。在體外,老鸛草素具有激活血紅素加氧酶-1（HO-1）的正調(diào)節(jié)劑Nrf-2和下調(diào)其負調(diào)節(jié)劑BACH-1的作用,通過上述機制,老鸛草素會上調(diào)HO-1的表達,從而保護Hep G2細胞免受叔丁基氫過氧化物誘導(dǎo)的細胞毒性。研究顯示,老鸛草素能通過調(diào)節(jié)PI3K/AKT和ERK1/2信號通路誘導(dǎo)Nrf-2介導(dǎo)的抗氧化酶HO-1和NQO1的表達,從而保護HepG2細胞免于H2O2誘導(dǎo)的細胞死亡[5]。另外,還有研究顯示老鸛草素能通過激活PI3K/Akt信號通路,減少細胞ROS產(chǎn)生并維持線粒體功能來顯著減輕H2O2誘導(dǎo)的大鼠間充質(zhì)干細胞損傷,提高細胞存活率[6]?？傊?研究證明老鸛草素的確具有抗氧化作用,有望治療相關(guān)疾病,但需要更多的體內(nèi)研究給予證實。

1.5 抗菌和抗病毒作用

目前研究顯示老鸛草素有一定的抗菌作用。對大腸桿菌35218,金黃色葡萄球菌25923和肺炎克雷伯菌700603的最低抑菌濃度均是100μg/mL。老鸛草素對金黃色葡萄球菌33591的最低抑菌濃度為50μg/mL,對金黃色葡萄球菌C-29也具有強烈的抑制作用,并抑制葡萄球菌腸毒素A的產(chǎn)生。

老鸛草素具有顯著的抗病毒活性。對于H1N1流感病毒和H3N2流感病毒感染的考克斯班尼犬腎臟細胞,老鸛草素通過抑制神經(jīng)氨酸酶活性而顯示出高抗病毒活性,并提高感染流感病毒的MDCK細胞的存活率。而且,老鸛草素具有顯著的抗登革熱病毒-2的活性。在DENV-2感染的非洲綠猴腎細胞中,老鸛草素能使登革熱病毒的RNA合成降低。對于感染病毒的小鼠,老鸛草素的治療也能使小鼠體內(nèi)病毒的數(shù)量降低[7]。另外,老鸛草素還具有抗乙肝病毒的活性。在乙肝病毒感染的Hep DES19細胞中,老鸛草素能靶向乙肝病毒cccDNA,通過阻止cccDNA的形成和促進cccDNA衰變的雙重機制從而抑制乙肝病毒cccDNA的產(chǎn)生。cccDNA是乙肝病毒前基因組RNA復(fù)制的原始模板,雖然其含量較少,但對乙肝病毒的復(fù)制以及感染狀態(tài)的建立具有十分重要的意義,只有清除了細胞核內(nèi)的cccDNA,才能徹底消除乙肝患者病毒攜帶狀態(tài),是抗病毒治療的關(guān)鍵目標(biāo)。而目前的研究表明老鸛草素可以消除細胞核內(nèi)cccDNA,有望作為乙肝的治療藥物。

1.6 其他作用

通過增加大鼠傷口的羥脯氨酸和膠原蛋白的產(chǎn)生,以及增加傷口組織的抗張強度以及轉(zhuǎn)化生長因子-β1水平,老鸛草素具有明顯的促傷口愈合活性。老鸛草素對晚期糖基化終產(chǎn)物（AGEs）的形成具有抑制作用（IC50=0.41μM）,并顯著降低了高糖誘導(dǎo)的斑馬魚玻璃樣視網(wǎng)膜血管的擴張,這表明老鸛草素可用于治療糖尿病的并發(fā)癥[8]。老鸛草素通過抑制JNK通路,可以顯著降低由脂多糖（LPS）所致所致的小鼠血清中ALT、AST、ALP、TBIL、MDA和肝組織中IL-1β、TNF-α和IL-6水平,上調(diào)血清中SOD和GSH-Px的水平,并且抑制肝組織中p-ASK1、p-MKK4、p-JNK、p-c-Jun的表達,由此推斷老鸛草素對LPS誘導(dǎo)的免疫性肝損傷具有一定的保護作用[9]。

2 結(jié)語與展望

老鸛草素作為天然的多酚類化合物,已被證實具有廣泛的藥理活性。近些年的研究顯示老鸛草素的藥理活性包括抗癌,抗氧化,抗炎,抗骨質(zhì)疏松,抗菌和抗病毒作用。其中,老鸛草素的抗登革熱病毒和乙肝病毒的活性或許在未來會具有巨大的價值。我國作為乙肝大國,進一步探究其抗乙肝病毒的機制是開發(fā)其作為上市制劑的關(guān)鍵。此外,目前研究大多集中在體外,需要深入開展體內(nèi)研究,確定老鸛草素體內(nèi)作用機制?？傊?老鸛草素具有極高藥用價值,通過在未來完善對其藥理作用機制的深入研究,為將來其臨床應(yīng)用提供堅實的理論依據(jù)。