楊杰，丁雅雪，宗藝璇，丁啟龍

(中國(guó)藥科大學(xué)藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，江蘇 南京 211198)

肝臟是體內(nèi)主要的排毒器官，可從體內(nèi)清除病原體、有毒化學(xué)物質(zhì)和代謝廢物，也有助于其他器官發(fā)揮正常功能，對(duì)于維持系統(tǒng)平衡具有不可或缺的作用。肝臟持續(xù)暴露于某些因素(如病毒、酒精、脂肪、生物轉(zhuǎn)化的代謝產(chǎn)物等)會(huì)導(dǎo)致肝損傷，從而導(dǎo)致炎癥和肝臟變性。當(dāng)損傷長(zhǎng)期持續(xù)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致慢性肝病，包括肝炎、非酒精性脂肪肝、纖維化、肝硬化和肝癌等[1]。肝病在世界上的發(fā)病率很高，有些患者可能會(huì)出現(xiàn)并發(fā)癥，包括門(mén)肺性高血壓、肝腎和肝肺綜合征。

研究表明，在各種肝臟疾病中，肝臟中活性氧(ROS)的過(guò)量產(chǎn)生以及谷胱甘肽(GSH)的減少都是常見(jiàn)特征[2]，GSH含量變化與肝臟疾病的發(fā)生密切相關(guān)[3]。本文綜述了GSH在肝臟疾病中的作用及天然藥物的干預(yù)機(jī)制，為臨床上肝病的防治提供新的策略。

1 GSH在肝臟疾病中的作用

GSH是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的，其從頭合成主要在肝臟中發(fā)生，涉及兩個(gè)需要ATP的酶促反應(yīng)，其中谷氨酸半胱氨酸連接酶(GCL)是該反應(yīng)的限速酶。GCL是由催化亞基(GCLC)和修飾亞基(GCLM)組成的二元異構(gòu)體。GSH在肝細(xì)胞內(nèi)合成后，通過(guò)小管側(cè)和血竇側(cè)外排到膽汁及血液中，在生命活動(dòng)過(guò)程中發(fā)揮重要的功能[4]。

1.1 對(duì)抗肝細(xì)胞的氧化應(yīng)激 肝臟是ROS攻擊的主要器官，肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞是肝臟氧化應(yīng)激損傷的主要細(xì)胞。細(xì)胞中的ROS可以通過(guò)調(diào)節(jié)過(guò)氧化物酶體增殖活化受體α(PPARα)等，引起肝細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化。肝細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化引起的炎癥浸潤(rùn)會(huì)誘發(fā)肝炎、肝纖維化、肝硬化甚至肝癌。此外，枯否細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞等可能對(duì)氧化應(yīng)激相關(guān)分子的敏感性增強(qiáng)。氧化應(yīng)激誘導(dǎo)枯否細(xì)胞產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子α(TNF-α)，這可能會(huì)促進(jìn)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡。氧化應(yīng)激還通過(guò)促進(jìn)脂質(zhì)過(guò)氧化，誘導(dǎo)的肝星狀細(xì)胞的增殖和膠原合成[5-6]。目前的研究表明，氧化應(yīng)激是導(dǎo)致各種肝臟疾病的關(guān)鍵因素[7]。

GSH通過(guò)清除ROS等自由基對(duì)抗肝細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激作用。GSH除了與ROS直接反應(yīng)發(fā)揮抗氧化作用以外，還可以在谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GST)的催化下完成。Kendig等[8]研究發(fā)現(xiàn)，GCL基因敲除的小鼠高脂飲食11周，肝臟及機(jī)體的氧化應(yīng)激水平顯著增強(qiáng)。N-乙酰半胱氨酸(NAC)是GSH的前體，研究表明，與對(duì)照組相比，NAC處理顯著降低了肝臟缺血再灌注損傷的小鼠體內(nèi)ROS介導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，保護(hù)肝細(xì)胞[9]。

1.2 抗炎作用 GSH可能具有抗炎作用[10]。炎癥在促進(jìn)脂肪性肝炎向肝硬化和癌癥的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。此外，炎癥對(duì)于宿主抵抗病原體感染、清除死細(xì)胞和肝臟再生也至關(guān)重要[11]。炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)是酒精性肝病(ALD)或非酒精性脂肪肝(NAFLD)中脂肪性肝炎的標(biāo)志。Hajighasem等[12]觀察到，大鼠NAFLD的發(fā)生與TNF-α、IL-6和IL-1β等促炎癥介質(zhì)的大量釋放和上調(diào)有關(guān)。Irie等[13]發(fā)現(xiàn)NAFLD患者血清GSH水平顯著降低，而DNA氧化標(biāo)志物8-羥基-2-脫氧鳥(niǎo)苷(8-OHdG)顯著升高。在肝細(xì)胞特異性GCLC基因敲除小鼠體內(nèi)探究了肝臟中GSH的作用，發(fā)現(xiàn)與正常小鼠相比，GCLC敲除的小鼠出現(xiàn)大量脂肪變性、肝細(xì)胞死亡和炎癥浸潤(rùn)[14]。另外在肝硬化患者中發(fā)現(xiàn)，血清中高敏C-反應(yīng)蛋白(hsCRP)水平與Child-Turcotte-Pugh(CTP)評(píng)分呈正相關(guān)，GSH水平與CTP評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。二者可能存在相互作用，但具體機(jī)制尚不清楚[15]。

1.3 參與細(xì)胞凋亡發(fā)生 TNF-α是介導(dǎo)肝損傷的重要細(xì)胞因子，GSH可降低肝細(xì)胞對(duì)TNF-α的敏感性[16]。TNF-α誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡在多種肝臟疾病中都有涉及。TNF-α作用于TNF受體1(TNF-R1)，在細(xì)胞凋亡過(guò)程中發(fā)揮多種效應(yīng)?；罨腡NF-R1可激活多種凋亡途徑，包括促凋亡的Bcl-2家族蛋白、c-Jun氨基末端激酶(JNK)、酸性鞘磷脂酶(ASMase)、中性鞘磷脂酶以及組織蛋白B等。這些途徑密切相關(guān)并主要作用于線粒體，促進(jìn)線粒體釋放促凋亡因子等物質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。研究表明，在缺乏TNF-R1的小鼠中，四氯化碳(CCl4)和慢性乙醇等外源性物質(zhì)引起的肝損傷顯著減少。持續(xù)升高的TNF-α水平會(huì)促進(jìn)肝細(xì)胞的凋亡和壞死，從而導(dǎo)致肝損傷。TNF-α誘導(dǎo)的肝細(xì)胞凋亡和壞死在一定程度上介導(dǎo)了酒精性肝炎、肝臟缺血和CCl4等外源性毒素引起的肝損傷。Suyavaran等[17]發(fā)現(xiàn)，用GSH預(yù)處理恢復(fù)大鼠GSH/GSSG比率可以抑制肝臟缺血再灌注損傷中的TNF-α和細(xì)胞凋亡。

Montserrat等[18]研究了GSH耗竭的小鼠原代細(xì)胞對(duì)TNF-α敏感性的機(jī)制。NF-κB是調(diào)節(jié)TNF-α敏感性的主要調(diào)節(jié)因子，在NF-κB激活的情況下，線粒體谷胱甘肽(mGSH)耗竭可使肝細(xì)胞對(duì)TNF-α敏感。ASMase誘導(dǎo)神經(jīng)酰胺生成，其能刺激線粒體ROS (mROS)生成，誘導(dǎo)心磷脂氧化，氧化的心磷脂對(duì)于線粒體中促凋亡因子的釋放是必須的。在ASMase缺失的小鼠中發(fā)現(xiàn)，mGSH耗竭的小鼠對(duì)TNF-α具有抵抗力，且在ASMase缺失的肝細(xì)胞中未檢測(cè)到氧化心磷脂的生成。所以mGSH可能調(diào)控ASMase介導(dǎo)的氧化心肌磷脂生成來(lái)影響線粒體膜的通透性，進(jìn)而影響肝細(xì)胞對(duì)TNF-α的敏感性[18]。

1.4 解毒作用 GSH通過(guò)與毒性物質(zhì)絡(luò)合而發(fā)揮解毒作用。GST是一種多功能的生物轉(zhuǎn)化Ⅱ相反應(yīng)的重要酶，主要負(fù)責(zé)催化GSH與外源性物質(zhì)形成絡(luò)合物，再通過(guò)腺苷三磷酸結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)排出細(xì)胞外，達(dá)到清除外源性物質(zhì)和毒物的目的。藥物誘導(dǎo)是造成肝損傷的一個(gè)重要因素，其中對(duì)乙酰氨基酚(APAP)誘導(dǎo)的肝損傷是藥物誘導(dǎo)肝毒性的主要研究熱點(diǎn)。約有5%～10%的APAP在肝臟中通過(guò)肝細(xì)胞色素P450(主要是CYP2E1)系統(tǒng)代謝為活性代謝物N-乙酰基-對(duì)苯醌亞胺(NAPQI)，這是誘導(dǎo)肝毒性的主要物質(zhì)。肝細(xì)胞優(yōu)先將GSH與NAPQI結(jié)合以進(jìn)行解毒，大量的NAPQI將導(dǎo)致GSH耗竭。McConnachie等[19]發(fā)現(xiàn)，GCL基因敲除的小鼠比正常小鼠更容易受到APAP誘導(dǎo)的肝損傷。NAC是臨床上唯一被批準(zhǔn)用于治療APAP引起的肝毒性的藥物，它通過(guò)促進(jìn)肝臟GSH的恢復(fù)來(lái)發(fā)揮保肝作用。

2 治療肝臟疾病的天然產(chǎn)物

天然產(chǎn)物泛指自然界中包括動(dòng)物、植物和微生物等活體生物體中內(nèi)源性的化學(xué)成分或其代謝產(chǎn)物，其中存在著許多結(jié)構(gòu)多樣性、活性多樣性、不良反應(yīng)小的活性成分。研究發(fā)現(xiàn)，很多類(lèi)天然產(chǎn)物通過(guò)防止氧化應(yīng)激的發(fā)生、抑制線粒體功能障礙和炎癥，發(fā)揮保護(hù)肝臟的作用[20]。

2.1 黃酮類(lèi) 在自然界中廣泛分布的黃酮類(lèi)天然產(chǎn)物是具有2-苯基色原酮結(jié)構(gòu)的化合物，具有抗氧化、抗炎和抗凋亡等多種生物學(xué)作用，一直是藥物研發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

高良姜素、芹菜素、異槲皮素和花青素都是黃酮類(lèi)化合物，都能保護(hù)APAP誘導(dǎo)的肝損傷[21-24]。它們通過(guò)增加GSH等抗氧化劑的水平，抑制CYP2E1酶活性，在APAP誘導(dǎo)的小鼠模型中顯示了肝保護(hù)作用；高良姜素和水飛薊素在APAP誘導(dǎo)的肝損傷中比NAC更有效，但高良姜素并沒(méi)有顯著提高APAP誘導(dǎo)的肝損傷小鼠的死亡率[21]。

表兒茶素是一種天然黃酮醇。肝竇阻塞綜合征(HSOS)是一種罕見(jiàn)的肝臟疾病，具有相當(dāng)高的發(fā)病率和死亡率。表兒茶素在野百合堿(MCT)誘導(dǎo)的小鼠HSOS中具有很好的治療作用，它通過(guò)激活Nrf2抗氧化劑途徑，增加GSH等抗氧化物質(zhì)的表達(dá)來(lái)減少肝臟氧化損傷，并通過(guò)抑制熱休克蛋白60(HSP60)啟動(dòng)NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)途徑來(lái)抑制肝炎性損傷，從而減輕MCT誘導(dǎo)的HSOS[25]。

2.2 酚類(lèi) 酚類(lèi)化合物是一類(lèi)在結(jié)構(gòu)中具有多個(gè)酚羥基的化合物，具有抗氧化、抗病毒、抗腫瘤等生物活性。很多研究發(fā)現(xiàn)，多酚類(lèi)天然產(chǎn)物對(duì)于保護(hù)肝臟疾病具有重要作用。

沒(méi)食子酸是一種天然多酚，具有多種藥理作用。沒(méi)食子酸通過(guò)誘導(dǎo)ERK/Nrf2以及干擾Keap1和Nrf2之間的蛋白-蛋白相互作用，促進(jìn)Nrf2的核移位，激活的Nrf2促進(jìn)GSH等抗氧化物的表達(dá)來(lái)有效保護(hù)叔丁基過(guò)氧化氫(T-BHP)誘導(dǎo)的肝毒性[26]。

阿魏酸是一種與姜黃素結(jié)構(gòu)相似的多酚類(lèi)化合物，在許多蔬菜、水果和谷類(lèi)作物的葉子和種子中都有發(fā)現(xiàn)。1994年首次證明了當(dāng)歸有效成分阿魏酸的保肝作用[27]。近來(lái)有研究表明，阿魏酸保護(hù)APAP介導(dǎo)的小鼠肝損傷，作用機(jī)制包括抑制Toll樣受體4(TLR4)介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)以及抑制CYP2E1酶的表達(dá)來(lái)減少對(duì)GSH的消耗[28]。

2.3 萜類(lèi) 萜類(lèi)化合物是由異戊二烯或異戊烷以各種方式連接而成的一類(lèi)天然化合物，在自然界中廣泛存在。研究報(bào)道，某些萜類(lèi)天然產(chǎn)物對(duì)于保護(hù)肝臟具有重要作用。

紫杉醇對(duì)肝臟具有保護(hù)和治療作用。紫杉醇通過(guò)抑制CYP450酶介導(dǎo)的APAP代謝激活，調(diào)節(jié)GSH代謝，以及相關(guān)抗氧化信號(hào)的表達(dá)，防止APAP誘導(dǎo)的肝損傷?？梢岳眠@些性質(zhì)來(lái)預(yù)防或治療肝毒性[29]。

人參皂苷Rg1是人參的主要成分之一，在機(jī)體多個(gè)組織器官系統(tǒng)中發(fā)揮保護(hù)作用。人參皂苷Rg1對(duì)CCl4誘導(dǎo)的急性肝損傷小鼠具有保護(hù)作用，其通過(guò)抑制炎癥相關(guān)基因(包括TNF-α、IL-1β、IL-6等)的表達(dá)水平來(lái)抑制肝臟炎癥反應(yīng)。此外，還能通過(guò)上調(diào)Nrf2及其靶基因(如GCLC、GCLM、HO-1等)來(lái)增強(qiáng)抗氧化應(yīng)激和肝臟解毒能力，發(fā)揮預(yù)防急性肝損傷的作用[30]。

2.4 多糖類(lèi) 多糖是由單糖通過(guò)糖苷鍵連接而成的天然高分子聚合物，在自然界中含量極為豐富，具有多組分、多靶點(diǎn)的作用特點(diǎn)。

褐藻多糖是源于海洋褐藻的天然產(chǎn)物，是以硫酸基為主的多糖體，具有廣泛的藥理作用。在APAP誘導(dǎo)的肝損傷小鼠中發(fā)現(xiàn)，褐藻多糖預(yù)處理可以降低血清中ALT、AST和MDA的水平，同時(shí)增加GSH、SOD和CAT的表達(dá)，其改善APAP誘導(dǎo)的肝毒性的機(jī)制可能與Nrf2介導(dǎo)的氧化應(yīng)激有關(guān)[31]。

慈姑多糖是從慈姑中分離得到的均一多糖，已被用作保護(hù)異煙肼和利福平引起的肝毒性的保護(hù)劑。慈姑多糖通過(guò)抑制CYP2E1基因和蛋白表達(dá)，激活Nrf2促進(jìn)下游GCL和HO-1的基因和蛋白表達(dá)，發(fā)揮對(duì)異煙肼和利福平誘導(dǎo)的小鼠肝損傷的保護(hù)作用[32]。

2.5 其他類(lèi) 紫草素是從天然紫草中提取的萘醌類(lèi)化合物。在APAP誘導(dǎo)的小鼠肝損傷中，紫草素顯示了良好的保肝作用，它恢復(fù)了小鼠肝臟中GSH等抗氧化物質(zhì)的表達(dá)，阻斷氧化應(yīng)激的作用；顯著減弱了APAP誘導(dǎo)的TNF-α、IL-6和IL-1β的產(chǎn)生，并抑制了與炎癥相關(guān)的基因的表達(dá)[33]。

咖啡因是存在于咖啡豆、茶葉等天然植物中的一種黃嘌呤類(lèi)生物堿化合物。許多研究證明，飲用咖啡和茶對(duì)肝臟有保護(hù)作用，這主要?dú)w因于咖啡因。Cachón 等[34]的研究證明低劑量咖啡因?qū)Cl4所致大鼠肝損傷具有保護(hù)作用。低劑量咖啡因治療降低了血清中天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和堿性磷酸酶(AP)活性和膽紅素水平，恢復(fù)了人血白蛋白水平和肝臟中GSH水平。此外，咖啡因還可防止CCl4誘導(dǎo)的肝纖維化和細(xì)胞死亡。

3 結(jié)論

GSH在細(xì)胞中具有多種重要功能。越來(lái)越多的證據(jù)表明，肝纖維化、酒精性、非酒精性和藥物性肝損傷等疾病的發(fā)生發(fā)展與GSH含量密切相關(guān)。天然產(chǎn)物在防治肝臟疾病中發(fā)揮重要作用，具有結(jié)構(gòu)多樣性、活性多樣性、副作用低等特點(diǎn)。隨著天然產(chǎn)物的分離技術(shù)不斷提升，防治肝臟疾病的新藥開(kāi)發(fā)和應(yīng)用將會(huì)快速發(fā)展。