陳香,許新微,張朝陽,趙明1,*
(1.江蘇大學(xué)藥學(xué)院,江蘇 鎮(zhèn)江212013;2.鎮(zhèn)江市食品藥品監(jiān)督檢驗(yàn)中心,江蘇 鎮(zhèn)江212050;3.江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院,江蘇 鎮(zhèn)江212013;4.太倉市中醫(yī)醫(yī)院檢驗(yàn)科,江蘇 蘇州215400)
炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease,IBD)是一組由環(huán)境、遺傳、感染以及免疫等因素相互作用導(dǎo)致的腸道黏膜免疫系統(tǒng)異常反應(yīng)的疾病,主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(uclerative colitis,UC)和克羅恩病。IBD的病變多發(fā)生于直腸和乙狀結(jié)腸,并可遷延至結(jié)腸,進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)腸病變,臨床癥狀主要以腹瀉、黏液膿血便、腹痛及里急后重為主,以結(jié)腸黏膜慢性炎癥和潰瘍形成為病理特點(diǎn)[1]。近年來,因發(fā)病率不斷升高、難以徹底治愈且長期遷延不愈易誘發(fā)腫瘤等特點(diǎn),IBD已成為消化病研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。目前臨床上治療IBD的主要方法有傳統(tǒng)藥物及免疫抑制劑治療、生物制劑治療、微生態(tài)制劑治療、抗生素治療以及手術(shù)治療等。但是,上述藥物均具有一定的不足之處。尋找高效、安全的治療IBD的新型藥物已成為一項(xiàng)迫切任務(wù)。白藜蘆醇是一種具有抗炎、抗氧化作用的天然二苯乙烯類活性物質(zhì)[2]。近年來的研究顯示,白藜蘆醇具有治療IBD的作用[3]。本文就白藜蘆醇對(duì)IBD治療作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,并展望白藜蘆醇治療IBD的發(fā)展前景。
白藜蘆醇又稱芪三酚,化學(xué)名稱是3,5,4’-三羥基苯二烯,分子式是C14H12O3,結(jié)構(gòu)式見圖1,相對(duì)分子量為228.24,呈無味、灰白色或白色粉末,較難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。在低溫、避光條件下白藜蘆醇較為穩(wěn)定,堿性環(huán)境中不穩(wěn)定[4]。白藜蘆醇以順式-/反式游離態(tài)和順式-/反式糖苷結(jié)合態(tài)等形式存在,是一種具有天然活性的多酚類單體化合物。
圖1 白藜蘆醇結(jié)構(gòu)式
Gao等[5]的實(shí)驗(yàn)顯示,25μmol/L白藜蘆醇對(duì)經(jīng)有絲分裂原/抗原激活的T細(xì)胞增殖的抑制率達(dá)90%。Falchetti等[6]的研究顯示,白藜蘆醇對(duì)T細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用具有劑量依賴性,低濃度(0.625~0.25μg/mL)的白藜蘆醇可刺激CD4+/CD8+T細(xì)胞中細(xì)胞因子IL-2、IL-4以及核轉(zhuǎn)錄因子(INFγ)的表達(dá)和分泌,高濃度(10μg/mL)時(shí)則能抑制CD4+/CD8+T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子;同樣,低濃度的白藜蘆醇能夠激活細(xì)胞毒性T細(xì)胞的細(xì)胞毒活性,而高濃度則具有抑制作用。此外,白藜蘆醇對(duì)CD8+T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的抑制效果比對(duì)CD4+T細(xì)胞的抑制更好。Radkar等[7]的研究顯示,當(dāng)白藜蘆醇濃度≥25μmol/L時(shí)會(huì)激發(fā)細(xì)胞毒性T細(xì)胞的特異性殺傷潛能。Feng等[8]研究顯示,低劑量白藜蘆醇能增強(qiáng)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。Sharma等[9]也報(bào)道了白藜蘆醇能夠抑制T細(xì)胞活性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
Seyyedebrahimi等[10]每天使用800 mg白藜蘆醇對(duì)48例2型糖尿病患者連續(xù)8周進(jìn)行口服治療,結(jié)果顯示,白藜蘆醇在患者PBMC中具有抗氧化劑的作用。Boscolo等[11]的研究顯示,高濃度白藜蘆醇能顯著抑制植物血凝素刺激引起的PBMC增殖,并且PBMC分泌的細(xì)胞因子INF-γ和TNF-α量亦受到顯著抑制。但是,當(dāng)白藜蘆醇濃度低至10~100 nmol/L時(shí),對(duì)細(xì)胞增殖的抑制作用消失。Capeleto等[12]研究顯示,白藜蘆醇通過Ala16Val-SOD2 SNP途徑活化人PBMC。但也有研究顯示白藜蘆醇可促進(jìn)某些炎性因子的表達(dá)。Gualdoni等[13]研究顯示,白藜蘆醇可顯著提高PBMC表達(dá)細(xì)胞因子TNF-α。
Jhou等[14]的研究顯示,白藜蘆醇通過上調(diào)B細(xì)胞中FcγRIIB的表達(dá)從而選擇性地降低B細(xì)胞數(shù)量,緩解狼瘡性腎炎。Zunino等[15]使用不同濃度白藜蘆醇處理經(jīng)有絲分裂原作用的B細(xì)胞,結(jié)果顯示低濃度白藜蘆醇(2和5 nmol/L)能促進(jìn)B細(xì)胞增殖,而高濃度白藜蘆醇(10 nmol/L)抑制B細(xì)胞的增殖,但是B細(xì)胞中Bcl-2和caspase-3的表達(dá)水平隨白藜蘆醇濃度的增加而升高,呈一定的劑量依賴性。Wang等[16]從系統(tǒng)性紅斑狼瘡模型建立第2天起給予建模小鼠白藜蘆醇口服,連續(xù)7個(gè)月,結(jié)果顯示白藜蘆醇對(duì)B細(xì)胞的增殖以及抗體的產(chǎn)生等均具有抑制作用。此外,Sharma等[9]也報(bào)道了白藜蘆醇具有抑制B細(xì)胞活性的作用。
Ma等[17]使用白藜蘆醇作用于經(jīng)脂多糖刺激的RAW264.7小鼠巨噬細(xì)胞,結(jié)果顯示白藜蘆醇能下調(diào)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)和IL-6的表達(dá),而且,以劑量依賴的形式抑制NO的產(chǎn)生和IL-6的分泌。白藜蘆醇也抑制HMGB1從胞核向胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)以及核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)p65從胞質(zhì)入核,抑制了IκBα的磷酸化。白藜蘆醇對(duì)巨噬細(xì)胞的上述作用均是通過抑制STAT-1和STAT-3的磷酸化實(shí)現(xiàn)的[17]。Wang等[18]的研究顯示,白藜蘆醇能降低巨噬細(xì)胞TNF-α的表達(dá)水平以及主要的前炎癥因子的分泌,增加M2型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因信使RNA的表達(dá)。Yang等[19]的研究顯示,白藜蘆醇可抑制肺泡巨噬細(xì)胞的凋亡并降低其細(xì)胞因子的表達(dá)。
Kim等[20]的研究顯示,白藜蘆醇顯著抑制骨髓來源的DC細(xì)胞表達(dá)共刺激分子CD80和CD86、MHC-I和MHC-II。白藜蘆醇也明顯抑制了脂多糖刺激的DC細(xì)胞產(chǎn)生胞內(nèi)IL-12 p40/p70和分泌IL-12 p70的能力。白藜蘆醇處理的DC細(xì)胞通過甘露糖受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用高效捕獲抗原。此外,白藜蘆醇可抑制DC細(xì)胞對(duì)單純異基因T細(xì)胞增殖的刺激作用,并在反應(yīng)性T細(xì)胞中誘導(dǎo)低水平的IL-2分泌。Buttari等[21]的研究顯示,白藜蘆醇可阻止DC細(xì)胞在糖基化過程中成熟。Svajger等[22]的研究顯示,白藜蘆醇誘導(dǎo)DC細(xì)胞介導(dǎo)的免疫耐受,尤其是在DC細(xì)胞分化過程中使用白藜蘆醇處理效果更好。白藜蘆醇可使DC細(xì)胞的共刺激分子CD40、CD80和CD86表達(dá)下調(diào),誘導(dǎo)ILT3和ILT4的表達(dá),但不影響HLA-G的表達(dá)。經(jīng)白藜蘆醇處理的DC細(xì)胞活化后失去產(chǎn)生IL-12p70的能力,但是產(chǎn)生IL-10的能力增強(qiáng)。
此外,白藜蘆醇還對(duì)NK 細(xì)胞具有調(diào)節(jié)作用[23]。上述的國內(nèi)外研究闡明了白藜蘆醇對(duì)免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用以及可能機(jī)制。下面將進(jìn)一步綜述白藜蘆醇對(duì)由免疫細(xì)胞參與炎癥反應(yīng)的IBD的作用以及可能的機(jī)制。
近年來的研究顯示,白藜蘆醇能夠有效緩解不同動(dòng)物IBD模型的癥狀。Abdallah等[24]使用白藜蘆醇(2和10 mg/kg體重)連續(xù)7 d通過口服處理三硝基苯磺酸(trinitrobenzene sulfonic acid,TNBS)誘導(dǎo)的IBD Wistar大鼠,結(jié)果顯示白藜蘆醇處理組大鼠較陽性組大鼠的潰瘍區(qū)域面積明顯減小,結(jié)腸質(zhì)量指數(shù)下降,結(jié)腸組織髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)活性下降,GSH、丙二醛和NO水平降低,結(jié)腸組織和血清中ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)水平降低。Yildiz等[25]將白藜蘆醇(10 mg/kg體重)通過腹腔注射的給藥方式處理TNBS誘導(dǎo)的IBD Wistar大鼠,結(jié)果顯示,與陽性組大鼠相比,白藜蘆醇處理組大鼠的結(jié)腸鏡檢評(píng)分下降,結(jié)腸丙二醛水平降低,但MPO、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和過氧化氫酶的活性無明顯變化,結(jié)腸GPX活性升高。Arslan等[26]采用甲氨蝶呤誘導(dǎo)Wistar大鼠構(gòu)建IBD模型,將白藜蘆醇(25 mg/kg體重)通過口服給藥方式連續(xù)30 d處理模型組大鼠,結(jié)果顯示,白藜蘆醇處理組大鼠十二指腸和空腸丙二醛、GSH和8-OH/Gua水平比陽性組大鼠顯著降低,而且MPO mRNA表達(dá)水平也明顯下降。Abdin等[27]將白藜蘆醇(10 mg/kg體重)通過口服給藥的方式連續(xù)14 d處理惡唑酮誘導(dǎo)的Wistar大鼠構(gòu)建UC模型,結(jié)果顯示,白藜蘆醇處理組大鼠的DAI指數(shù)下降,結(jié)腸SphK1表達(dá)水平降低,結(jié)腸MPO活性以及組織病理學(xué)損傷分?jǐn)?shù)下降。Larrosa等[28]使用葡萄糖硫酸鈉(dextran sulfate sodium,DSS)誘導(dǎo)Fischer F344大鼠構(gòu)建克羅恩病模型,將劑量為1 mg/kg體重的白藜蘆醇以口服方式連續(xù)處理模型組大鼠25 d,結(jié)果顯示,與陽性組大鼠相比,經(jīng)過白藜蘆醇處理的大鼠結(jié)腸長度縮短,結(jié)腸組織病理學(xué)損傷分?jǐn)?shù)減小,結(jié)腸中COX-2、前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)以及NO的蛋白表達(dá)降低。Rahal等[29]采用肽聚糖-多糖誘導(dǎo)Lewis大鼠構(gòu)建克羅恩病模型,將40或100 mg/kg體重劑量的白藜蘆醇以灌服方式連續(xù)處理大鼠28 d,結(jié)果顯示白藜蘆醇處理的大鼠盲腸組織IL-1β的mRNA表達(dá)水平比陽性組大鼠明顯降低,而盲腸中IL-6、TNF-α和TGF-β1的表達(dá)水平顯著升高。
Sharma等[30]采用DSS誘導(dǎo)C57BL/6小鼠構(gòu)建IBD模型,將100 mg/kg體重的白藜蘆醇以隔天灌服的方式連續(xù)10 d處理IBD小鼠,結(jié)果顯示,與陽性組相比,經(jīng)白藜蘆醇處理的小鼠結(jié)腸更長,結(jié)腸中TNF-α轉(zhuǎn)化酶(TNF-α converting enzyme,TACE)mRNA表達(dá)水平下降,TIMP3和沉默信息調(diào)節(jié)因子2相關(guān)酶1(Silent mating type information regulation-1,SIRT1)mRNA表達(dá)水平升高。Yao等[31]采用DSS誘導(dǎo)BALB/c小鼠,構(gòu)建IBD小鼠模型,將30或60 mg/kg體重的白藜蘆醇以口服的方式連續(xù)14 d處理IBD小鼠,結(jié)果顯示,與陽性組小鼠相比,經(jīng)白藜蘆醇處理的小鼠結(jié)腸組織學(xué)疾病評(píng)分下降,結(jié)腸丙二醛水平和MPO、SOD和GPX活性降低,IL-8、TNF-α和IFN-γ的mRNA及蛋白表達(dá)水平下降。Youn等[32]以口服的方式連續(xù)7 d將10 mg/kg體重的白藜蘆醇處理經(jīng)DSS誘導(dǎo)的IBD ICR模型小鼠,結(jié)果顯示,經(jīng)白藜蘆醇處理的小鼠結(jié)直腸長度伸長,結(jié)腸中iNOS含量下降,NF-κB和IκB表達(dá)水平降低,而ERK和STAT3的磷酸化水平下降。Altamemi等[33]以口服的方式連續(xù)5周將100 mg/kg體重的白藜蘆醇處理經(jīng)DSS誘導(dǎo)的IBD ApcMin/+模型小鼠,結(jié)果顯示白藜蘆醇處理的小鼠結(jié)腸息肉大小和數(shù)量下降,BrdU和PCNA陽性結(jié)腸細(xì)胞數(shù)減少;結(jié)腸COX-2和IL-6的mRNA表達(dá)降低,TNF-α表達(dá)水平降低,T細(xì)胞、B細(xì)胞、MDSC以及NK細(xì)胞數(shù)量下降,腸道黏膜中microRNA-455和microRNA-101b的表達(dá)升高。
目前有關(guān)白藜蘆醇對(duì)IBD治療作用的臨床試驗(yàn)較少。最近,一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照臨床試驗(yàn)評(píng)估了白藜蘆醇對(duì)炎癥生物標(biāo)志物和UC患者生活質(zhì)量的影響。在該研究中,患者每天服用白藜蘆醇0.5 g,連續(xù)6周后,血漿C-反應(yīng)蛋白、TNF-α和NF-κB p65水平降低?;颊呱钯|(zhì)量得到改善,臨床結(jié)腸炎活動(dòng)指數(shù)顯著降低[34]。此外,在輕至中度UC患者體內(nèi),SOD活性和總抗氧化能力提高,但服用白藜蘆醇的患者丙二醛水平降低[35]。
3.2.1 白藜蘆醇抗炎作用的機(jī)制 IBD患者腸道組織中均存在炎癥反應(yīng)。參與炎癥反應(yīng)的免疫細(xì)胞會(huì)分泌多種促炎因子,破壞腸道組織的正常結(jié)構(gòu),影響腸道功能。NF-κB是能與多種免疫球蛋白輕鏈基因啟動(dòng)子κB序列特異性結(jié)合并促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄的一類蛋白質(zhì)。NF-κB可調(diào)節(jié)多種促炎因子的表達(dá),進(jìn)而影響炎癥的發(fā)生與發(fā)展[36]。因此,通過下調(diào)NF-κB的活性抑制炎癥反應(yīng)也就成為治療IBD的重要手段。Youn等[32]的實(shí)驗(yàn)顯示,在DSS誘導(dǎo)的小鼠IBD模型中,口服白藜蘆醇能抑制NF-κB的活化,減少NF-κB下游促炎因子的產(chǎn)生,進(jìn)而減輕炎癥對(duì)腸道組織的損傷。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了白藜蘆醇可以劑量依賴的方式降低NF-κB活性,進(jìn)而降低COX-2基因表達(dá)水平[37]。白藜蘆醇能通過抑制NF-κB磷酸化及其降解的途徑來降低炎性因子TNF-α、IL-6以及COX-2等的表達(dá)[38]。SIRT1可與NF-κB蛋白質(zhì)分子中的RelA/p65亞基結(jié)合,導(dǎo)致SIRT1在Lys310位點(diǎn)去乙?;M(jìn)而抑制NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性[39]。這也說明NF-κB的活性受SIRT1去乙?;饔玫恼{(diào)控。那么白藜蘆醇可否通過誘導(dǎo)SIRT1的活化并上調(diào)其活性、下調(diào)NF-κB活性這一途徑發(fā)揮抗炎作用?Singh等[40]的研究顯示,白藜蘆醇可通過上調(diào)結(jié)腸免疫細(xì)胞中作為NF-κB激活和炎癥的逆向調(diào)節(jié)器的SIRT1預(yù)防結(jié)腸炎。Dong等[41]的研究顯示,白藜蘆醇以iNOS-NO依賴方式通過SIRT1-NF-κB途徑減輕腸道亞急性缺血再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)損傷。
以L-精氨酸為底物,NOS可通過3種形式合成NO。在3種同工酶亞型中,iNOS在炎癥反應(yīng)的調(diào)控中起著重要作用。越來越多的證據(jù)表明,白藜蘆醇能夠通過NO-依賴性的方式緩解由I/R導(dǎo)致的腸系膜動(dòng)脈等組織損傷[41]。那么白藜蘆醇是否可通過調(diào)控NO的表達(dá)實(shí)現(xiàn)其在IBD中的抗炎作用呢?1999年Tsai等[42]報(bào)道,在經(jīng)脂多糖激活的RAW 264.7細(xì)胞中,白藜蘆醇可能通過下調(diào)NF-κB的結(jié)合活性來抑制炎癥中增強(qiáng)的iNOS表達(dá),進(jìn)而顯著抑制NO的產(chǎn)生。此后,相繼有不同的研究支持上述結(jié)果[43-45]。Youn等[32]以口服白藜蘆醇的給藥方式處理經(jīng)DSS誘導(dǎo)的IBD模型,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示白藜蘆醇可下調(diào)iNOS的表達(dá)水平并減弱NF-κB、STAT3以及ERK的活化,減輕由DSS引起的結(jié)腸組織損傷。Serra等[46]采用白藜蘆醇體外作用于腸上皮來源的HT-29細(xì)胞系,結(jié)果顯示白藜蘆醇可顯著降低經(jīng)細(xì)胞因子誘導(dǎo)產(chǎn)生的NO、PGE2、iNOS和COX-2的表達(dá)以及活性氧的形成,從而緩解炎癥引起的腸道組織損傷。
3.2.2 白藜蘆醇的抗氧化作用 血液中丙二醛含量反映組織細(xì)胞受自由基攻擊的嚴(yán)重程度,而SOD活力則反映機(jī)體清除氧自由基的能力。近年研究顯示,白藜蘆醇能通過清除活性氧簇進(jìn)而發(fā)揮抗氧化作用,減輕腸道組織損傷。Jang等[47]的研究顯示,白藜蘆醇在小鼠巨噬細(xì)胞系Raw 264.7細(xì)胞、人單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞中是一種有效的活性氧生成抑制劑。Yildiz等[48]的研究顯示,白藜蘆醇可減輕I/R誘導(dǎo)的大鼠小腸氧化損傷。Ozkan等[49]的研究也顯示,白藜蘆醇能通過降低丙二醛、NO以及MPO水平,恢復(fù)SOD活性,減輕由I/R引起的腸損傷。Jha等[50]采用靜脈注射20 mg/kg或口服50 mg/kg白藜蘆醇的方式處理腸I/R模型大鼠,結(jié)果顯示白藜蘆醇均能有效緩解機(jī)體SOD水平的下降以及丙二醛水平的升高。Dong等[41]等也報(bào)道了白藜蘆醇可明顯提高大鼠腸I/R后黏膜上皮細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞色素的氧化酶活力,降低氧自由基的產(chǎn)生,提高SOD水平及活性,減少血液中丙二醛,明顯減輕由I/R導(dǎo)致的腸道黏膜組織損傷。近年來的臨床試驗(yàn)也證實(shí)了白藜蘆醇這一作用。2015年,Samsami-Kor等[34]對(duì)每日服用1粒白藜蘆醇膠囊且連續(xù)服用6周的患者進(jìn)行研究,結(jié)果顯示白藜蘆醇可降低丙二醛和MPO的表達(dá),進(jìn)而抑制組織的氧化損傷和凋亡,起到減輕炎癥的作用。
3.2.3 白藜蘆醇抑制腸道纖維化的作用 當(dāng)外界抗原等異物引起腸道炎癥反應(yīng),腸道組織被持續(xù)破壞,腸道間質(zhì)細(xì)胞活化并過度增殖,過多的間質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)在腸壁沉積,導(dǎo)致腸壁發(fā)生纖維化[51]。而在臨床上,腸壁纖維化、腸腔狹窄為克羅恩病常見并發(fā)癥。到目前為止,有關(guān)白藜蘆醇抑制腸道纖維化作用的報(bào)道較少。Rahal等[52]的研究顯示,白藜蘆醇能顯著減少肽聚糖-多糖構(gòu)建的Lewis大鼠克羅恩病模型炎性細(xì)胞因子和TGF-β1的含量,降低Ⅰ型、Ⅲ型前膠原和IGF-1 mRNA的表達(dá),抑制組織纖維化,說明白藜蘆醇具有抑制纖維化的作用。Garcia等[53]也報(bào)道了類似的研究結(jié)果。Li等[54]的研究也顯示,白藜蘆醇可能通過激活SIRT1或抑制IGF-Ⅰ受體途徑抑制膠原I的合成,從而抑制IGF-1誘導(dǎo)的腸道纖維化。最新的研究結(jié)果顯示,SIRT1通過減少炎癥和纖維化的進(jìn)程來預(yù)防肺纖維化[55]。白藜蘆醇在IBD中的作用除了抗炎、抗氧化以及抑制纖維化之外,還有抑制腸道上皮細(xì)胞凋亡等作用[34]。
綜上所述,同類型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型以及臨床研究均顯示了白藜蘆醇主要是通過抗炎、抗氧化、抑制腸道纖維化及抑制腸道細(xì)胞凋亡等方式緩解IBD。但是具體作用機(jī)制尚不清晰。全面深入研究白藜蘆醇治療IBD的作用及其機(jī)制,將為其在IBD臨床治療中提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù),并為開發(fā)與白藜蘆醇相關(guān)的新型藥物提供思路。
江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2019年2期