紫錐菊活性成分及其提取物在抗炎作用中的研究進(jìn)展

李玲蘭，徐玉善，雷玉潔，陳海濤，李支堯，鄭晨宏

(1.云南省腫瘤醫(yī)院 昆明醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，云南 昆明 650118;2.昆明醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院內(nèi)分泌科，云南 昆明 650118;3.云南省腫瘤醫(yī)院 昆明醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院胸外科，云南 昆明 650118)

紫錐菊(Echinacea purpurea)為菊科松果菊屬植物，原產(chǎn)于北美洲，有多個(gè)種屬，均為多年生草本開(kāi)花植物。紫錐菊中富含多種藥理活性成分，具有突出的抗感染與促免疫作用，隨著萃取技術(shù)的不斷完善，該植物及其有效成分逐漸受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視[1]。一些臨床前研究表明：紫錐菊具有抗炎、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)作用，但需要進(jìn)一步的臨床研究來(lái)證實(shí)對(duì)人類(lèi)的影響。目前已有相關(guān)研究顯示紫錐菊活性成分及其提取物在抗炎方面取得一定進(jìn)展。因此我們就紫錐菊活性成分及其提取物在抗炎作用中的作用機(jī)制及主要相關(guān)信號(hào)通路做一總結(jié)，為紫錐菊抗炎作用的進(jìn)一步研究提供參考。

炎癥是機(jī)體對(duì)傷害性刺激做出的一系列應(yīng)激反饋，是一種防御性和保護(hù)性反應(yīng)。在體內(nèi)存在的眾多炎癥因子中，一氧化氮(Nitric oxide，NO) 是介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵因子，由誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase，iNOS)誘導(dǎo)合成[2-3]。白介素-6(Interleukin 6,IL-6)是啟動(dòng)全身炎癥反應(yīng)最強(qiáng)的內(nèi)源性炎癥因子，是機(jī)體炎癥與疾病嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)。白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)是一種調(diào)節(jié)自然免疫的細(xì)胞因子，能誘導(dǎo)調(diào)控其他炎性反應(yīng)介質(zhì)在多種細(xì)胞中的分泌與釋放。前列腺素E2(Prostaglandin E2，PGE2) 是體內(nèi)的一種花生四烯酸代謝產(chǎn)物，與機(jī)體的發(fā)熱、炎癥反應(yīng)等生理活動(dòng)密切相關(guān)，主要由環(huán)氧化酶-2(Cyclooxygenase-2，COX-2)誘導(dǎo)合成。腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor alpha ,TNF-α)是由活化的巨噬/單核細(xì)胞產(chǎn)生，是臨床中重要的炎癥因子，參與人體多種生理和病理過(guò)程[4]。

1 紫錐菊活性成分的抗炎作用

根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道，紫錐菊中含有多種生物活性成分，包括多糖(Echinacea purpurea polysaccharides,EPPS)、糖蛋白成分、咖啡酸衍生物、烷基酰胺類(lèi)和揮發(fā)油成分等。多糖和糖蛋白是紫錐菊中重要的活性成分；咖啡酸衍生物(Caffeic acid derivatives,CADs)是紫錐菊活性成分中的主要極性成分，其中咖啡酸、菊苣酸是紫錐菊提取物中的主要酚酸類(lèi)成分；烷基酰胺類(lèi)化合物是紫錐菊活性成分中最普遍的親脂性化合物。這些成分的抗炎作用已經(jīng)在臨床前研究中得到了很好的證實(shí)。

1.1 紫錐菊多糖類(lèi) 紫錐菊分離的多糖中含量最高的是菊糖，此外還含有木糖葡萄糖聚糖、類(lèi)果膠多糖、4-甲氧基葡萄糖醛-阿拉伯糖-木聚糖、酸性阿拉伯糖-鼠李唐-半乳糖聚糖、果聚糖。有資料報(bào)道[5]EPPS成分能抑制水腫，減少炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。徐田麗等[6]等通過(guò)水提醇沉得到紫錐菊粗多糖，使用DEAE-纖維素和葡聚糖凝膠G-100色譜柱對(duì)紫錐菊粗多糖進(jìn)行純化，純化后得到的三種紫錐菊多糖均對(duì)二甲苯誘導(dǎo)的小鼠耳腫脹具有抑制作用。

賈青輝[7]通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)也證實(shí)了紫錐菊多糖具有抗炎作用，BALB/C小鼠鼻腔吸入脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)，使其肺組織呈病理?yè)p傷狀態(tài)，促炎因子TNF-α、IL-6及IL-1β等顯著提高，對(duì)小鼠進(jìn)行紫錐菊多糖灌胃后，發(fā)現(xiàn)紫錐菊多糖可顯著抑制TNF-α、IL-6及IL-1β的分泌及mRNA的表達(dá)；另外,對(duì)小鼠肺泡巨噬細(xì)胞RAW264.7進(jìn)行LPS預(yù)處理，細(xì)胞核因子κB(NF-κB)蛋白表達(dá)升高，而紫錐菊多糖能夠有效抑制其表達(dá)，由于NF-κB的激活是細(xì)胞炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答過(guò)程中的重要通路[8-9]，因此發(fā)現(xiàn)紫錐菊多糖可能是通過(guò)抑制了NF-κB的激活發(fā)揮抗炎作用。Fast等[10]的研究也表明，紫錐菊根部水提取物中的多糖能抑制三酰脂肽(Pam3Csk4)誘導(dǎo)的人單核細(xì)胞THP-1分泌TNF-α。

此外，Hou等[11]發(fā)現(xiàn)紫錐菊多糖具有抗透明質(zhì)酸酶活性的作用。張紅英等[12]研究表明，紫錐菊多糖可抑制致病性大腸桿菌的細(xì)胞粘附。

1.2 咖啡酸衍生物 咖啡酸類(lèi)物質(zhì)是紫錐菊的主要活性成分，通過(guò)溶劑法和色譜法可分離出咖啡酸、咖啡酸甲酯、咖啡酸乙酯、菊苣酸、綠原酸、松果菊苷、咖啡酰酒石酸、丁香酸等?？Х人峒捌溲苌镌谥参锝缰蟹植紡V泛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有多種生物活性，是一類(lèi)具有廣闊應(yīng)用前景的天然活性成分。

1.2.1 咖啡酸：咖啡酸，分子式為 C9H8O10，分子質(zhì)量為180.16，是一種具有羥基苯烯酸結(jié)構(gòu)的天然酚類(lèi)化合物，可清除炎癥反應(yīng)期間由中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞釋放的氧自由基，顯著改善白細(xì)胞減少癥、氧化應(yīng)激反應(yīng)和炎癥反應(yīng)[13]。另外，CA通過(guò)抑制NF-κB的激活和降低促炎因子的表達(dá)來(lái)增強(qiáng)機(jī)體的抗炎作用[14]。Coughlan和Nedic等證實(shí)[15-16]，咖啡酸可以抑制由LPS誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)，通過(guò)蛋白印跡實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)相關(guān)激酶表達(dá)發(fā)現(xiàn)，p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 Mitogen-activated protein kinase，p38MAPK)和NF-κB 的表達(dá)量降低。蘇國(guó)瑩[17]證實(shí)，咖啡酸可通過(guò)抑制活性氧(Reactive oxygen species，ROS)/MAPK/NF-κB信號(hào)通路抑制晚期糖化終末產(chǎn)物(Advanced glycation end products,AGEs)引起的慢性炎癥反應(yīng)。

1.2.2 菊苣酸：菊苣酸(Chichoric acid，CA),分子式為C22H18O22，分子量474.37。作為咖啡酸衍生物中重要的、具代表性的化合物，廣泛應(yīng)用于藥品、營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑和保健食品。菊苣酸可調(diào)節(jié)不同動(dòng)物模型中LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。阿順賢等[18]發(fā)現(xiàn)，菊苣酸通過(guò)促進(jìn)抗炎因子合成，抑制促炎因子表達(dá)，抑制牦牛外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)的炎癥反應(yīng)。阿順賢的另一項(xiàng)研究認(rèn)為：菊苣酸通過(guò)抑制牦牛PBMC中Toll樣受體4(TLR4)信號(hào)通路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)基因和蛋白的表達(dá)從而抑制炎癥反應(yīng)[19]。Li等[20]報(bào)道，菊苣酸通過(guò)抑制MAPK和NF-κB緩解炎癥反應(yīng)，減輕急性肝損傷。Wang等[21]發(fā)現(xiàn)，菊苣酸可改善大鼠踝關(guān)節(jié)腫脹、炎癥和病理改變，是一種潛在的抗痛風(fēng)藥物。還可以抑制一些病毒的活性，如鼻病毒、流感病毒包括一些致病性呼吸道細(xì)菌如H1N1和HSV[22-23]。Reinke等[24]發(fā)現(xiàn)菊苣酸在體外是一種非競(jìng)爭(zhēng)性可逆性的體內(nèi)艾滋病毒整合抑制劑。

Liu等[25]發(fā)現(xiàn)，菊苣酸能夠顯著抑制LPS誘導(dǎo)的BV2小膠質(zhì)細(xì)胞活力的下降。另有研究[26]發(fā)現(xiàn)菊苣酸能抑制巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，顯著改善線粒體功能，調(diào)節(jié)氧化還原穩(wěn)態(tài)相關(guān)信號(hào)通路如MAPK和磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)/AKT,增加過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1α(PGC-1α)、組蛋白去乙?；窼irtuin1(SIRT1)表達(dá)，增強(qiáng)腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)磷酸化，促進(jìn)能量代謝來(lái)減輕神經(jīng)元的炎癥反應(yīng)。Park等[27]的結(jié)果表明木犀草素和菊苣酸同處理可抑制NF-κB和AKT的磷酸化，降低細(xì)胞NO和PGE2的產(chǎn)生和表達(dá)，抑制iNOS和COX-2 的表達(dá)，同時(shí)降低促炎細(xì)胞因子、TNF-α和IL-1的水平。此外，不同劑量的菊苣酸均可顯著抑制脂多糖和半乳糖胺引起的急性肝損傷，且具有劑量依賴(lài)性[20]。

1.2.3 其他咖啡酸衍生物：多年來(lái)，很多學(xué)者為提高紫錐菊中天然分子的抗炎作用，合成了許多衍生物，張杰[28]設(shè)計(jì)并合成了一批咖啡酸酯衍生物，其中4個(gè)衍生物對(duì)誘導(dǎo)的大鼠巨噬細(xì)胞的形成表現(xiàn)出很強(qiáng)的抑制作用，可用于抗炎活性的進(jìn)一步研究。王英紅等[29]證實(shí)，咖啡酸苯乙酯可通過(guò)抑制炎癥因子的表達(dá)來(lái)減輕小膠質(zhì)細(xì)胞的損傷，其抗炎作用可能是通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

1.3 揮發(fā)油成分 紫錐菊經(jīng)GC-MS分析鑒定，初步鑒定出68種化合物，紫錐菊揮發(fā)油成分里含有脂肪酸、不飽和脂肪酸及其酯類(lèi)。曾棟等[30]采用傳統(tǒng)回流提取和固相微萃取(SPME)相結(jié)合的方法從紫錐菊干燥根中分離出多種脂肪族化合物。薛亞峰[31]采用水蒸氣蒸餾與GC-MS聯(lián)用的方法提取紫錐菊花蕾，鑒定出多種烯烴和有機(jī)酸等化合物。此外，還發(fā)現(xiàn)紫錐菊中含有黃酮類(lèi)、生物堿類(lèi)、甾體類(lèi)化合物以及多種無(wú)機(jī)元素。Oláh等[32]通過(guò)體外和臨床試驗(yàn)表明，紫錐菊中的烷基酰胺類(lèi)制成的乳劑可治療特應(yīng)性濕疹(AE)。紫錐菊提取物中的烷基酰胺是通過(guò)大麻素2(CB2)受體調(diào)節(jié)人巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞中TNF-αmRNA的表達(dá)，還可抑制LPS刺激的TNF-α表達(dá)，從而起到抗炎作用。紫錐菊根中的揮發(fā)油成分具有驅(qū)蟲(chóng)的效果，Canlas等[23]報(bào)道指出，紫錐菊提取物可抑制寄生蟲(chóng)在體內(nèi)增殖，能較好的控制由寄生蟲(chóng)感染引起的炎癥。

1.4 烷基酰胺類(lèi) 烷基酰胺類(lèi)是紫錐菊活性成分中最常見(jiàn)的親脂性化合物，能抑制環(huán)加氧酶，阻斷前列腺素的合成，有減輕疼痛、發(fā)熱和炎癥的作用[5]。紫錐菊中的烷基酰胺類(lèi)可協(xié)同破壞真菌細(xì)胞壁/膜復(fù)合物，從而發(fā)揮抗真菌活性。

2 紫錐菊提取物的抗炎作用

紫錐菊提取物的優(yōu)點(diǎn)是其活性廣譜，可最大限度減少抗性突變體的產(chǎn)生，同時(shí)具有高效力和無(wú)細(xì)胞毒性。研究表明，紫錐菊乙醇提取物中含有多種不同的成分，可以不同程度地調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子。莫秋芬等[33]得出，紫錐菊提取物能抑制促炎因子TNF-α、IL-1β等的釋放。程永學(xué)等[34]通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)確定了紫錐菊花具有良好的抗炎活性。余殷興[35]研究證實(shí)：紫錐菊根部提取物能提高犬外周血清中IL-2含量，降低IL-6釋放含量，增加賴(lài)氨酸含量，具有一定的抗炎癥作用。

2.1 抗細(xì)菌 關(guān)于紫錐菊屬植物治療與細(xì)菌感染有關(guān)疾病的研究已有報(bào)道，目前許多研究已經(jīng)證明了紫錐菊屬植物及其制劑的抗菌活性。Tribess等[36]報(bào)道，在受感染的細(xì)胞外部應(yīng)用紫錐菊葉片浸液，具有抗感染效果，但沒(méi)有說(shuō)明具體感染的類(lèi)型。Rizzello等[37]通過(guò)圓盤(pán)擴(kuò)散和肉湯微量稀釋試驗(yàn)測(cè)試了大腸桿菌、產(chǎn)氣腸桿菌、杜氏腸球菌、耶爾森菌等，結(jié)果表明，提取物對(duì)大多數(shù)菌株生長(zhǎng)有抑制作用，但沒(méi)有提及使用的植物部分。Jeschke等[38]報(bào)道，紫錐菊制成的糖漿可指定用于治療發(fā)燒、急性上呼吸道感染及急性咽炎。Sharma等[39]使用明暗測(cè)定法證實(shí)新鮮紫錐菊乙醇提取物具有抗呼吸道感染菌株作用。

Stanisavljevic等[40]通過(guò)常規(guī)提取和超聲提取獲得的紫錐菊乙醇提取物對(duì)包括大腸桿菌，銅綠假單胞及金黃色葡萄球菌在內(nèi)的大部分細(xì)菌有抑制作用，證實(shí)提取物具備抗菌劑的功能。魏秀麗等[41]研究認(rèn)為：紫錐菊提取物與恩諾沙星兩者聯(lián)合使用對(duì)部分大腸桿菌的抑菌效果具有相加協(xié)同作用，能顯著降低恩諾沙星的用量。韓曉霞等發(fā)現(xiàn)單獨(dú)應(yīng)用紫錐菊提取物治療由多重耐藥金黃色葡萄球菌引起的小鼠乳腺組織的炎癥反應(yīng)，可顯著抑制多重耐藥金黃色葡萄球菌，且具有劑量依賴(lài)性。

2.2 抗病毒 紫錐菊具有免疫調(diào)節(jié)和抗病毒干預(yù)作用，能有效降低呼吸道感染及其并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。紫錐菊制劑可以完全或部分逆轉(zhuǎn)的病毒，如單純皰疹病毒、甲型流感病毒、3 型和11型腺病毒等，減少促炎細(xì)胞因子的分泌，并可能緩解其他呼吸系統(tǒng)疾病。目前有實(shí)驗(yàn)證明，紫錐菊可以調(diào)節(jié)不同細(xì)胞受體(ICAM-1和LDL)以及轉(zhuǎn)錄因子的多個(gè)信號(hào)通路，減少促炎因子分泌。在鼻病毒感染的人支氣管和肺上皮細(xì)胞中，紫錐菊可抑制IL-1、IL-6、IL-8和TNF-α等促炎細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)和分泌。紫錐菊提取物不僅能抑制由病毒引起的感冒，還能有效預(yù)防復(fù)發(fā)感染，可作為預(yù)防普通感冒的推薦藥物。目前對(duì)紫錐菊預(yù)防或治療普通感冒的研究已大量報(bào)道，且這些研究已得到嚴(yán)格總結(jié)[23]。

2.3 抗其他微生物

2.3.1 艱難梭菌：艱難梭菌(Clostridium difficile)是一種革蘭氏陽(yáng)性產(chǎn)孢子腸道厭氧菌，近年來(lái)越來(lái)越多地與腹瀉和假膜性結(jié)腸炎的流行相關(guān)，尤其是與患者長(zhǎng)期使用抗生素后腸道菌群紊亂導(dǎo)致的腸道感染有關(guān)。口服適當(dāng)?shù)淖襄F菊提取物或一些由EP制成的茶，可能對(duì)感染患者有益，但目前的研究尚不清楚這種變化有多顯著。

2.3.2 寄生蟲(chóng)：利什曼病和錐蟲(chóng)病是由屬于錐蟲(chóng)科的原生動(dòng)物利什曼蟲(chóng)和錐蟲(chóng)引起的疾病。這兩種寄生蟲(chóng)每年都會(huì)導(dǎo)致數(shù)十萬(wàn)新發(fā)病例。盡管藥物可用于不同階段疾病的治療，但它們通常會(huì)引起嚴(yán)重的副作用。最近的一些研究對(duì)幾種植物提取物的抗寄生蟲(chóng)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并取得了可喜的結(jié)果，通過(guò)制備三種不同的紫錐菊提取物制劑，評(píng)估它們?cè)隗w外抑制生物體生長(zhǎng)的能力和抗炎活性，三種制劑在孵育24、48和72 h后均表現(xiàn)出劑量依賴(lài)性的抗利什曼原蟲(chóng)和殺錐蟲(chóng)活性[23]。某些紫錐菊制劑能夠控制這些寄生蟲(chóng)的生長(zhǎng)，并能抑制由它們引起的炎癥活動(dòng)[23]。

此外，有研究發(fā)現(xiàn)，紫錐菊提取物能顯著降低弓形蟲(chóng)菌株感染的小鼠腹腔液和肝臟中的速殖子數(shù)量，研究結(jié)果還進(jìn)一步證實(shí)紫錐菊提取物對(duì)不同弓形蟲(chóng)菌株的感染具有保護(hù)作用。

3 小 結(jié)

紫錐菊因其突出的抗感染作用及免疫調(diào)節(jié)作用而擁有悠久的藥用歷史。紫錐菊提取物作為免疫調(diào)節(jié)及免疫促進(jìn)劑受到國(guó)內(nèi)外極大關(guān)注,目前一些研究使用來(lái)自不同的植物部分且提取方法不一的提取物，這使得它們?cè)诨瘜W(xué)成分及其生物活性上可能存在很大差異，因此，部分研究得出紫錐花在抗炎方面具有有效性，而部分研究則表明缺乏有效性。盡管保留有不同意見(jiàn)，但紫錐菊制劑治療效果總體趨勢(shì)是有益的。

目前國(guó)外已大量將紫錐菊提取物應(yīng)用于臨床，但由于紫錐菊活性成分復(fù)雜，對(duì)紫錐菊中各活性成分的研究還不夠全面和深入。在國(guó)內(nèi)，雖然對(duì)紫錐菊藥理活性的研究仍限于獸藥以及實(shí)驗(yàn)室階段，向臨床應(yīng)用尚需一定的時(shí)間，但部分地區(qū)已經(jīng)成功引種具有藥用價(jià)值的紫錐菊種屬，并且逐漸開(kāi)展對(duì)國(guó)產(chǎn)紫錐菊的活性成分的研究，這將為國(guó)產(chǎn)紫錐菊及其相關(guān)藥物研究開(kāi)發(fā)及向臨床應(yīng)用打下基礎(chǔ)，助力我國(guó)健康事業(yè)的發(fā)展。