李延姣,張 徽,黎 俊,解 露,喻 潔,鄂子健,王淑靜,
(1. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 藥學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150076;2. 廈門醫(yī)學(xué)院 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部,福建 廈門 361023)
白藜蘆醇又名芪三酚,是一種天然多酚類化合物,存在于多種植物中,具有順式和反式兩種異構(gòu)體,多以反式結(jié)構(gòu)存在于自然界中[1]。白藜蘆醇是一種重要的天然抗毒素,具有抗腫瘤、抗氧化、抗炎、免疫調(diào)節(jié)、血管保護(hù)、抗菌、保肝等藥理作用。近年,白藜蘆醇廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、保健等多種行業(yè)。本文對白藜蘆醇的主要藥理活性及其作用機(jī)制進(jìn)行綜述,以期為白藜蘆醇的進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用提供依據(jù)。
研究表明,白藜蘆醇可通過多種機(jī)制、多個(gè)靶點(diǎn)發(fā)揮抗腫瘤作用。
1.1.1 阻滯細(xì)胞周期 白藜蘆醇可通過調(diào)控p53、p21等基因的表達(dá)及相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成,抑制腫瘤細(xì)胞增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)的表達(dá),阻滯腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞周期進(jìn)程,抑制腫瘤細(xì)胞增殖。此外,白藜蘆醇也可通過上調(diào)與p53基因相關(guān)的Ras信號(hào)傳導(dǎo)通路來抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[2]。易世杰等[3]發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇可降低舌咽癌細(xì)胞中ATP酶活力、阻滯S期、抑制細(xì)胞增殖過程中PCNA蛋白表達(dá)與DNA合成,進(jìn)而阻滯舌咽癌細(xì)胞的細(xì)胞周期進(jìn)程,抑制舌咽癌細(xì)胞增殖。
1.1.2 調(diào)節(jié)信號(hào)通路 白藜蘆醇可調(diào)節(jié)多種信號(hào)通路,如抑制絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路相應(yīng)調(diào)節(jié)因子表達(dá),從而抑制癌細(xì)胞增殖。朱理輝等[4]發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇抑制MAPK信號(hào)通路,抑制Ras、Raf、絲裂原活化蛋白激酶(MEK)和細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK1/2)蛋白表達(dá),抑制胃癌MKN45細(xì)胞增殖。白藜蘆醇還可通過Wnt信號(hào)通路,降低c-Myc基因的轉(zhuǎn)錄翻譯及調(diào)節(jié)蛋白表達(dá),抑制多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GSCS)細(xì)胞增殖[5]。
1.2.1 調(diào)控促凋亡基因的表達(dá) B細(xì)胞淋巴瘤因子2(Bcl-2)家族蛋白是一類與腫瘤細(xì)胞凋亡基因相關(guān)的蛋白,其中Bcl-2、Bcl-xl等是抗凋亡基因,Bax、Bak等是促凋亡基因。Santosh等[6]發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇與多西紫杉醇(DTX)聯(lián)合用藥,可上調(diào)Bax、Bak促凋亡基因表達(dá),下調(diào)Bcl-2、Bcl-xl抗凋亡基因表達(dá),進(jìn)而表達(dá)促凋亡蛋白,促進(jìn)胃癌細(xì)胞凋亡。Rb基因是前列腺腫瘤抑制基因,磷酸化Rb(p-Rb)是通過結(jié)合某些轉(zhuǎn)錄因子并阻斷其作用,抑制細(xì)胞從G0期進(jìn)入S期,阻斷細(xì)胞轉(zhuǎn)錄,誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。白藜蘆醇可降低Rb基因的表達(dá),上調(diào)p-Rb蛋白表達(dá),促進(jìn)肺癌細(xì)胞凋亡,抑制肺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[7]。
1.2.2 調(diào)節(jié)信號(hào)通路 研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇通過激活半胱氨酸蛋白酶(如caspase-3、caspase-9)、磷酸酰肌醇-3-激酶(PI3K)等多條通路來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。白藜蘆醇可激活caspase-3信號(hào)通路來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞內(nèi)蛋白的降解,從而致胃癌BGC-823細(xì)胞凋亡[8]。白藜蘆醇還可通過PI3K/Akt通路,抑制雄激素合成,進(jìn)而抑制糖酵解途徑中的己糖激酶(HK)、磷酸果糖激酶(PFK)活力,降低腫瘤細(xì)胞合成代謝需要的能量,最終促進(jìn)前列腺癌LNCaP細(xì)胞凋亡[9]。此外,白藜蘆醇可誘導(dǎo)線粒體向細(xì)胞質(zhì)釋放細(xì)胞色素C,激活caspase-9信號(hào)通路,促進(jìn)人神經(jīng)膠質(zhì)瘤U251細(xì)胞凋亡[10]。
白藜蘆醇具有抗氧化作用,可清除自由基,降低細(xì)胞內(nèi)自由基含量,抑制活性氧生成。白藜蘆醇還能通過調(diào)控線粒體膜電位、抑制線粒體脂質(zhì)過氧化、調(diào)控線粒體基因表達(dá)來減少線粒體損傷。張大勇等[11]研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可降低線粒體的活性氧(ROS)表達(dá),增加線粒體內(nèi)Ca2+濃度,引發(fā)線粒體膜電位下降,電子傳遞體-細(xì)胞色素C外泄減少,從而減輕線粒體損傷。白藜蘆醇還可通過抑制脂質(zhì)過氧化、減少線粒體的氧化應(yīng)激來保護(hù)線粒體。研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇可通過調(diào)控核因子κB(NF-κB)信號(hào)通路、腺苷一磷酸激活的蛋白激酶(AMPK)通路、Akt信號(hào)通路等來調(diào)節(jié)線粒體的基因表達(dá)。如白藜蘆醇阻滯了金屬誘導(dǎo)產(chǎn)生的NF-κB信號(hào)通路,促進(jìn)Nrf2轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),進(jìn)而抑制了線粒體基因突變,對線粒體的功能起到保護(hù)作用[12]。何麗囡等[13]研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇通過抑制O2-、H2O2及OH-等活性氧簇的生成,抑制ROS的產(chǎn)生,進(jìn)而抑制低氧誘導(dǎo)的大鼠肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(PASMC)的增殖。白藜蘆醇還可通過增加谷胱甘肽(GSH)含量,抑制細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生[14-15]。
研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇可抑制腫瘤壞死因子α(TNF-α)的表達(dá),發(fā)揮抗血管炎癥作用[16],還可通過抑制NF-κB的表達(dá),抑制促炎因子的表達(dá)從而減輕老年重癥急性胰腺炎(SAP)的嚴(yán)重程度[17]。王麗君等[18]研究表明白藜蘆醇可抑制小鼠足趾腫脹組織細(xì)胞中環(huán)氧合酶-2(COX-2)和前列腺素E2(PGE2)的表達(dá),抑制炎癥的發(fā)生。白藜蘆醇還可通過抑制氧化反應(yīng)來減弱炎癥的發(fā)生,劉菁等[19]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)預(yù)處理的星形膠質(zhì)細(xì)胞在白藜蘆醇的作用下,氧糖剝奪/再復(fù)氧(OGD/R)活化被抑制,炎癥反應(yīng)減輕。馮佳等[20]研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇通過抑制ROS的表達(dá),減弱單鈉尿酸鹽誘導(dǎo)RAW264.7巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥反應(yīng),進(jìn)而抑制急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。
白藜蘆醇可通過調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)通路來調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng),如白藜蘆醇通過抑制肌腱蛋白C/Toll樣受體4抗體(Tenascin-C/TLR4)信號(hào)通路活化,保護(hù)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎大鼠免受炎癥損傷[21]。白藜蘆醇調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的另一種方式是調(diào)節(jié)免疫因子的表達(dá),組蛋白去乙?;福↖kk)是一種免疫調(diào)節(jié)因子,參與細(xì)胞免疫。邱榮宗等[22]發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇促進(jìn)脾淋巴細(xì)胞Ikk的表達(dá),調(diào)節(jié)c-Jun氨基末端激酶(JNK)/NF-κB信號(hào)通路,實(shí)現(xiàn)對免疫抑制狀態(tài)的調(diào)節(jié)。白藜蘆醇還可通過抑制T細(xì)胞、B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞功能,治療白血病和自身免疫性疾病。此外,也可通過抑制趨化因子的表達(dá)及刺激CD25+和CD4+的分泌和表達(dá)來調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)[23]。
白藜蘆醇具有改善血管內(nèi)皮功能、舒張血管、抗動(dòng)脈粥樣硬化等作用,常用于治療血管病變。
NO是內(nèi)皮型一氧化氮合酶(e-NOS)合成的一種血管擴(kuò)張劑,它可激活和釋放血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)內(nèi)的鳥苷酸環(huán)化酶(GC),從而發(fā)揮擴(kuò)張血管作用[24]。研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇能通過抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)的表達(dá)、促進(jìn)血管eNOS的表達(dá)來達(dá)到舒張血管作用[25]。白藜蘆醇還可通過提高NO生物利用度,促進(jìn)與血管舒張有關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),影響離體人肺內(nèi)小動(dòng)脈血管的張力[26]。
脂質(zhì)代謝障礙導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。白藜蘆醇可通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖和抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡,起到血管保護(hù)作用。膽固醇是脂質(zhì)的一種,膽固醇7α-羥化酶(CYP7A1)可催化膽固醇分解為膽汁酸。過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)能調(diào)節(jié)CYP7A1的轉(zhuǎn)錄過程,兩者共同發(fā)揮對脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)作用。白藜蘆醇可通過調(diào)節(jié)PPARα和CYP7A1的表達(dá)來調(diào)節(jié)血脂,從而減輕了動(dòng)脈粥樣硬化的癥狀[27]。血管平滑肌細(xì)胞的異常增殖可導(dǎo)致高血壓等心血管疾病的發(fā)生。血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)是腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)中的一種重要的生物活性肽,可抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖。白藜蘆醇能通過促進(jìn)AngⅡ的釋放,進(jìn)而抑制血管平滑肌細(xì)胞的增殖[28]。研究發(fā)現(xiàn),血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡會(huì)誘導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生,而動(dòng)脈粥樣硬化會(huì)導(dǎo)致血管內(nèi)皮發(fā)生病變,進(jìn)而導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。江振華等[29]研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡過程中,沉默信息調(diào)節(jié)因子相關(guān)酶1(SIRT1)的表達(dá)會(huì)降低,而白藜蘆醇能促進(jìn)SIRT1的表達(dá),抑制內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡。
白藜蘆醇能顯著抑制金黃色葡萄球菌增長繁殖[30]。張瑞等[31]研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇對須癬毛癬菌生長具有抑制作用,可用于治療皮膚癬菌病。白藜蘆醇在較低的濃度下對淺部感染真菌、皮膚癬菌和深部感染真菌、白假絲酵母菌生物膜均有較強(qiáng)的抑制作用[32]。
白藜蘆醇具有肝臟保護(hù)作用,主要表現(xiàn)在減輕肝細(xì)胞纖維化、抑制脂質(zhì)的過氧化及調(diào)節(jié)線粒體功能等。肝細(xì)胞發(fā)生纖維化時(shí),會(huì)釋放大量的促炎因子。白藜蘆醇通過抑制NF-κB的表達(dá),抑制了促炎因子的表達(dá),減輕肝細(xì)胞纖維化[33]。脂質(zhì)過氧化物是ROS與生物膜的磷脂、酶等物質(zhì)氧化所產(chǎn)生的物質(zhì),體內(nèi)堆積的脂質(zhì)過氧化物可影響肝臟功能。研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇能降低肝臟中的脂質(zhì)含量,進(jìn)而減輕脂質(zhì)過氧化物的堆積程度,減輕脂質(zhì)過氧化物造成的肝臟損傷程度。研究發(fā)現(xiàn),脂肪酸在線粒體β氧化產(chǎn)生ATP的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的ROS,進(jìn)而誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的發(fā)生。白藜蘆醇對肝細(xì)胞氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙的保護(hù)作用與Nrf2的激活有關(guān),Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1(Keap1)是一種調(diào)控因子,參與細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)。在非活化狀態(tài),Nrf2與Keap1結(jié)合,通過降低甘油三酯(TG)和抑制Fas等脂質(zhì)形成相關(guān)基因的表達(dá)來降低肝細(xì)胞的氧化應(yīng)激,從而減輕肝細(xì)胞的損傷[34]。楊慶宇等[35]研究發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇能通過激活Nrf2信號(hào)通路的表達(dá),顯著減少肝細(xì)胞中脂質(zhì)堆積,從而降低非酒精性脂肪性肝病的發(fā)病率。
白藜蘆醇來源多,價(jià)格低,其抗腫瘤作用已應(yīng)用于胃癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、白血病等多種腫瘤的治療。其抗氧化作用在化妝品、藥品、食品等領(lǐng)域具有廣闊的開發(fā)前景。白藜蘆醇的抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗菌、血管保護(hù)及保肝等藥理作用還需進(jìn)一步的研究和探索,以利于白藜蘆醇的更為廣泛的開發(fā)應(yīng)用。探究白藜蘆醇的多種藥理活性對于疾病的預(yù)防、治療等具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值。