蒙椿海,馬 靜
(廣西中醫(yī)藥大學基礎(chǔ)醫(yī)學院,廣西 南寧 530200)
穿心蓮(Andrographis)為爵床科穿心蓮屬植物,性寒、味苦,具有清熱解毒、涼血消腫之功效,廣泛分布于熱帶、亞熱帶區(qū)域,20世紀50年代從東南亞引入我國,主產(chǎn)地在我國廣西、廣東、四川、安徽、福建等省份[1],以干燥地上部分入藥。穿心蓮的主要成分為穿心蓮內(nèi)酯、新穿心蓮內(nèi)酯、14-脫氧-11,12-脫氫穿心蓮內(nèi)酯(14-DDA)、14-去氧穿心蓮內(nèi)酯(14-DA)、花青素及花青素a、b、c等[2-3],具有抗炎、抗病毒、抗菌、抗癌、保肝利膽等藥理作用[4-5]。自上世紀以來,穿心蓮在中國、印度、泰國和馬來西亞等亞洲國家被廣泛用于治療喉嚨痛、流感和上呼吸道感染[6]。
穿心蓮內(nèi)酯是一種二萜內(nèi)酯類化合物,對滑膜炎、乳腺炎及免疫功能等具有重要作用[7-10],但其作用機制仍然不明,本文就近年來穿心蓮內(nèi)酯的抗炎作用機制綜述如下。
核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)是一種核轉(zhuǎn)錄因子,主要包括5個亞單位:Rel(cRel)、p65(RelA,NF-κB3)、RelB 和 p50(NF-κB1)、p52(NF-κB2),以異二聚體形式存在于細胞質(zhì)中,其中p65(RelA)、RelB、cRel、p50和p52能特異性結(jié)合B細胞上免疫球蛋白k輕鏈基因的上游增強子序列,并激活其基因轉(zhuǎn)錄。NF-κB信號通路可調(diào)控白細胞介素1(IL-1)、白細胞介素6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等細胞因子的炎癥反應(yīng),產(chǎn)生免疫、炎癥和應(yīng)激反應(yīng)[11]。細胞膜上的固有免疫識別受體Toll樣受體4(TLR-4),激活后可將細胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)到細胞內(nèi),進而激活I(lǐng)L-1受體相關(guān)激酶1(IRAK-1)和TRAF-6,進一步使NF-κB誘導(dǎo)酶激活,活化的核因子-κB從細胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到核內(nèi),啟動相關(guān)靶基因進行轉(zhuǎn)錄,然后釋放下游TNF-α、IL-6等炎癥因子。Zhang等[12]研究表明,穿心蓮內(nèi)酯作用于椎間盤退變患者的髓核細胞中,可以通過TLR4/MyD88/NF-κB介導(dǎo)的信號通路,減輕促炎因子IL-1β誘導(dǎo)的髓核細胞變性,從而達到抗炎的作用。He等[13]發(fā)現(xiàn),穿心蓮內(nèi)酯可能是通過抑制p38 MAPKs活化,抑制iNOS和COX-2表達,從而發(fā)揮抗炎特性。
Akt又稱蛋白激酶B(PKB),是蛋白激酶的一種,位于JNK級聯(lián)信號通路的上游。JNK(c-Jun氨基末端激酶,c-Jun N-terminal kinase)又被稱為應(yīng)激活化蛋白激酶,屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶;活化的JNK可以促進Akt的磷酸化,炎癥信號可以激活JNK[14]。抑制血管平滑肌細胞(VSMC)炎癥可能是心血管疾病治療的主要靶點,Chen等[15]研究發(fā)現(xiàn),TNF-α誘導(dǎo)的血管平滑肌炎癥細胞可以激活A(yù)kt和JNK信號通路,使p65磷酸化;JNK是非常重要的上游調(diào)節(jié)器,對調(diào)節(jié)TNF-α刺激的VSMC中引起的Akt磷酸化起著關(guān)鍵作用。穿心蓮內(nèi)酯可以抑制TNF-α刺激的VSMCs的炎癥刺激,抑制JNK的激活,減少Akt的磷酸化,從而通過JNK-Akt-p65介導(dǎo)的信號通路抑制血管炎癥。
JAK和STAT是許多細胞因子受體系統(tǒng)的重要組成部分,主要作用是調(diào)節(jié)生長、存活、分化以及抗病原性。IL-6(或gp130)受體家族,可協(xié)同調(diào)控B細胞分化、漿細胞發(fā)生以及急性期反應(yīng)。Parichatikanond等[16]從穿心蓮中提取得到二萜類化合物脫氫穿心蓮內(nèi)酯(AP1)、穿心蓮內(nèi)酯(AP2)和新穿心蓮內(nèi)酯(AP3),發(fā)現(xiàn)AP2和AP3可以顯著抑制人血液中LPS刺激的COX-2活性,AP2可下調(diào)JAKs和STATs基因的表達,調(diào)節(jié)人血液中LPS誘導(dǎo)的TNF-α、IL-6、IL-1β和IL-10分泌水平,作用于各種類型的免疫細胞并介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。另外,活化的COX是前列腺素活化的重要介質(zhì)[17],AP2可以降低COX活性,阻斷了炎癥介質(zhì)的合成,進而阻止前列腺素合成參與炎癥反應(yīng)。
先天性免疫系統(tǒng)是防止病原微生物入侵的第一道防線。“危險”信號誘發(fā)炎癥的一種方式是通過激活炎性體,炎性體是暴露在病原體相關(guān)分子模式(PAMP)或危險相關(guān)分子模式(DAMP)下后在胞質(zhì)中組裝的多蛋白復(fù)合體,并且會激活caspase-1以及后續(xù)裂解活化促炎細胞因子IL-1β和IL-18[18-19]。炎性體復(fù)合體通常含有胞質(zhì)模式識別受體(PRR)、接頭蛋白ASC和pro-caspase-1。NLRP3復(fù)合體,它含有NLRP3、ASC、pro-caspase-1 和絲氨酸-蘇氨酸激酶NEK7;細胞質(zhì)模式識別受體(PRR)NOD樣受體家族,含有3個pyrin結(jié)構(gòu)域(NLRP3),可感知多種病原體相關(guān)分子模式(PAMP)和損傷相關(guān)分子模式(DAMP)。激活后,NLRP3通過自身寡聚化和含有半胱天冬酶募集結(jié)構(gòu)域(ASC)和半胱天冬酶-1的凋亡相關(guān)斑點樣蛋白的募集引發(fā)炎性體的組裝,促進強烈的免疫反應(yīng),包括分泌促炎細胞因子和細胞凋亡[20]。Gupta等[21]在探討穿心蓮內(nèi)酯對OVA誘導(dǎo)哮喘的作用及其可能機制中發(fā)現(xiàn),在OVA刺激誘導(dǎo)哮喘的發(fā)生過程中,穿心蓮內(nèi)酯可降低肺組織中細胞因子蛋白水平和mRNA水平,可以通過NLRP3炎性小體的反應(yīng),最終使TNF-α和IL-1β水平下降。Zhu等[22]研究了穿心蓮內(nèi)酯對小鼠腹腔巨噬細胞炎癥介質(zhì)的影響,通過對一氧化氮(NO)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、白介素-6等炎癥介質(zhì),對穿心蓮內(nèi)酯介導(dǎo)的酶/轉(zhuǎn)錄因子抑制作用的相關(guān)分子機制進行研究,發(fā)現(xiàn)穿心蓮內(nèi)酯能明顯抑制脂多糖活化的PM中NO和TNF-α的產(chǎn)生,通過抑制關(guān)鍵的炎癥酶和介導(dǎo)多種炎癥細胞因子原位表達的信號通路來發(fā)揮抗炎作用。
T細胞受體(TCR)激活可促進許多信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng),通過調(diào)控細胞因子產(chǎn)物、細胞生存、增殖和分化來最終決定細胞命運。有研究表明,不同濃度的穿心蓮內(nèi)酯可明顯降低潰瘍性結(jié)腸炎患者的γ干擾素、白介素(IL)23和白介素(IL)17水平,使輔助性T細胞(Th)1、Th17細胞比例降低,Th2細胞比例增加[18];Liu等[23]研究發(fā)現(xiàn),穿心蓮內(nèi)酯不僅降低促炎細胞因子的mRNA和蛋白水平,還可以通過抑制Th1/Th17反應(yīng)來改善2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎,提出穿心蓮內(nèi)酯可用于治療胃腸道炎癥性疾病。
研究發(fā)現(xiàn)穿心蓮內(nèi)酯可通過靶向細胞周期調(diào)控因子、CXCR3和CXCR7趨化因子受體,穿心蓮內(nèi)酯作用后,趨化因子CXCR3明顯降低,CXCR7也受到影響,提示穿心蓮內(nèi)酯可能通過調(diào)控細胞周期和細胞因子信號來發(fā)揮作用[24]。Nirschl等[25]研究發(fā)現(xiàn),不同濃度穿心蓮內(nèi)酯作用于類風濕關(guān)節(jié)炎類成纖維細胞樣滑膜細胞(RAFLSs),可引起G0/G1期細胞周期阻滯,檢測到穿心蓮內(nèi)酯誘導(dǎo)的RAFLSs凋亡,線粒體細胞色素C釋放和caspase-3的活化,由此可見穿心蓮內(nèi)酯對RAFLSs具有抗生長和促凋亡的作用,可能具有治療類風濕關(guān)節(jié)炎的潛力。Ji等[26]發(fā)現(xiàn)穿心蓮內(nèi)酯能增強趨化因子SDF-1α誘導(dǎo)的白細胞趨化,通過上調(diào)CXCR4細胞表面表達,可有助于提高穿心蓮的抗感染功能。
從以上穿心蓮內(nèi)酯抗炎機制來看,不管是通過TLR4/MyD88/NF-κB介導(dǎo)的信號通路,亦或是通過T細胞受體介導(dǎo)的信號達到抗炎作用,穿心蓮內(nèi)酯都體現(xiàn)出明顯的作用,但是穿心蓮內(nèi)酯直接的作用機制靶點目前尚未完全闡釋清楚,還需要我們更多的實驗探索。目前對穿心蓮的研究,已經(jīng)從抗炎、抗氧化等機制研究拓展到了臨床抗腫瘤、治療心血管等方面的應(yīng)用,顯示出穿心蓮的應(yīng)用前景非常廣闊。下一步,我們應(yīng)對穿心蓮的藥理學作用進一步挖掘和研究,更加豐富其臨床應(yīng)用,讓穿心蓮在臨床上發(fā)揮更大的價值。