木樨草素的药理作用研究进展

祝德秋，刘皋林

（1.上海交通大学附属第一人民医院药剂科，上海市 200080；2.同济大学附属同济医院临床药理室，上海市 200065）

木樨草素（Luteolin）为天然黄酮类化合物中的代表性成分，属弱酸性四羟基黄酮类化合物，在植物界分布广泛，存在于紫苏、金银花、菊花、四方蒿、忍冬花和芹菜、洋白菜、菜花、胡萝卜等许多天然药物和蔬菜、水果中。木樨草素的化学名为3′，4′，5，7-四羟基黄酮（3′，4′，5，7-Tetralydroxy flanone），其分子式为C15H10O6，分子量为286.23，因最初从木樨草科Resedaceae木樨草属Reseda的草本植物木樨草Reseda odorata L.的叶、茎、枝中所分离出而得名，是一种天然色素组分。这种色素组分从天然植物色素化学结构分类上属于多酚（Polyphenol）类的黄酮（Flavone）亚类色素；从溶解性能分类上属于水、醇溶性的染料类色素；木樨草素已被世界权威性的英国色素化学家学会（UK）载入该学会编辑出版的色素索引，被命名为黄色天然色素2（Natural yellow 2），编为CI No.75590。木樨草素纯品为黄色结晶状粉末，能溶于乙醇、乙醚，微溶于热水，溶于碱溶液，水溶液呈悦目的淡黄色，正常条件下稳定。因木樨草素分子上存在着酚羟基，故其水溶液显示微弱的酸性，并能够与铁、镁、钙、铜、铝、锆等金属离子生成带色的络合物。自从1955年Paris R首次分离得到木樨草素后，人们就其抗氧化、抗肿瘤、抗炎和对抗缺血性血管损害等方面生物活性和药理作用进行了较为广泛的研究[1]，但目前应用主要局限在保健品、染料和食物添加剂等方面。近年来，人们对木樨草素的生物调节活性进行了较为广泛和深入的研究，有了更深入的了解。为了便于木樨草素的进一步开发利用，现就近10年来木樨草素的药理作用研究状况作如下综述。

1 抗肿瘤作用

1.1 抑制肿瘤细胞增殖和诱导癌细胞凋亡作用

木樨草素可以通过抗增殖和诱导凋亡抑制恶性肿瘤细胞的生长，在体外对人肝癌细胞（HepG2、J5）、结直肠癌细胞（COLO205、HCT116和HCT15）、宫颈癌Hela细胞、黑色素瘤细胞（SK-MEL-1和SK-MEL-2）、卵巢囊腺癌细胞SKOV-3、人中枢神经肿瘤细胞XF-498、胃癌细胞HGC-27、腹水癌细胞NK/LY、白血病细胞（P388、CEM-CT、CEM-27）、平滑肌瘤细胞、上皮细胞癌细胞A431等10多种癌细胞有抑制增殖作用，还可诱导一些癌细胞发生凋亡[2]。

木樨草素主要靠改变细胞信号通路抑制肿瘤细胞生长因子或改变激酶活性抵抗癌细胞的浸润，也可通过阻滞细胞周期等方式抑制肿瘤细胞生长。在HepG2中，木樨草素通过影响丝裂原活化的蛋白激酶（MAPK）/细胞外信号调节激酶（ERKS）和PI3K-Akt信号通路这2条途径抑制细胞增殖[3]。在野生型P53细胞系中，木樨草素通过阻滞细胞周期产生抗肿瘤作用。木樨草素诱导S-相细胞周期阻滞，并诱导DNA修复酶mRNA的转录[4]。木樨草素能提高P53蛋白和细胞周期依赖性蛋白激酶（CDK）抑制剂P21（WAF1/CIP1）蛋白的表达，下调CDK4表达，并通过抑制细胞周期生长和诱导细胞凋亡产生抗肝细胞癌活性，其效果与5-氟尿嘧啶（5-FU）相当；低剂量可抑制肝癌细胞株PLC/PRF/5、Hep3B和HA22T/VGH，但需较高的浓度来抑制肝癌细胞株HepG2和SK-Hep1[5]。除此之外，百里香、芽甘蓝、洋白菜等蔬菜中含有的木樨草素可抑制与肿瘤细胞增殖有关的酪氨酸激酶和局部黏着斑激酶（FAK），FAK是细胞浸润的重要调节因子，对其磷酸化的活化的阻断有利于抑制肿瘤细胞浸润[6]。

诱导肿瘤细胞发生凋亡是肿瘤治疗研究的新途径，木樨草素可通过不同的方式诱导不同的肿瘤细胞发生凋亡。木樨草素可诱导拓扑异构酶Ⅰ介导的凋亡，这表明木樨草素对拓扑异构酶Ⅰ的抑制部分是因为拓扑异构酶Ⅰ-DNA-可剪切复合体有较高的稳定性[7]。在肿瘤细胞中，40 μmol·L-1的木樨草素就可完全抑制真核DNA拓扑异构酶[8]。所以，木樨草素可作为拓扑异构酶Ⅰ接触反应活性的抑制剂，成为一种诱导型抗癌化合物，对拓扑异构酶产生抑制作用[9]。木樨草素还可诱导拓扑异构酶Ⅱ介导的凋亡，通过形成木樨草素-topoⅡ-DNA三重复合物剪切DNA，与槲皮素比较，具有更强烈地抑制拓扑异构酶Ⅱ活性的作用[10]。在HeLa细胞和前列腺癌细胞系DU145等人类恶性肿瘤细胞中，木樨草素能显著上调死亡受体（DR5，也称为TRAIL-R2），引起细胞凋亡，而对正常细胞则没有类似作用[11]。木樨草素不仅在人类恶性肿瘤细胞中上调DR5引起凋亡，其本身单独作用也可轻微地诱导肿瘤细胞凋亡。可见，木樨草素可能有较广的抗癌谱。

凋亡增敏剂是新近抗肿瘤研究的另一热点。木樨草素可作为凋亡增敏剂，当与化疗药物联合应用时，能增强药物诱导肿瘤细胞凋亡的能力，表现在肿瘤坏死因子-α（TNF-α）可以激活细胞死亡和细胞存活2条路径，因此大多数癌细胞对它的细胞毒作用易产生耐受性。用木樨草素预处理一些人类癌细胞系（如结肠直肠癌COLO205、HCT116细胞和宫颈癌HeLa细胞）后发现，TNF-α诱导细胞凋亡的能力显著增强[12]。木樨草素也可通过抑制蛋白激酶C（PKC）的活性和降解凋亡蛋白的X-链接的抑制剂（XIAP），促进半胱氨酸-天冬氨酸蛋白水解酶-8（Caspase-8）的活性和Caspase-3成熟，产生对肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）诱导的凋亡增敏作用[13]，这可能是木樨草素一个独特的新功能。许多癌细胞对TRAIL有耐受性，当前的研究发现，用无细胞毒性浓度的木樨草素处理对TRAIL敏感的HeLa细胞和TRAIL耐受的癌细胞（CNE1、HT29和HepG2），可以显著提高TRAIL诱导凋亡的敏感性[14]。在肿瘤细胞中XIAP蛋白水平明显降低，而用木樨草素和TRAIL处理过的细胞的XIAP在mRNA水平保持稳定。所有这些结果都表明，木樨草素联合TRAIL在癌症治疗中具有潜在的应用前景。

1.2 抑制肿瘤内血管生成作用

木樨草素能抑制血管内皮细胞生长，减少肿瘤组织血管生成，限制肿瘤生长；其还可封闭血管内皮细胞黏附分子的黏附，从而限制肿瘤的生长与转移。木樨草素能显著抑制大鼠大动脉血管平滑肌细胞（VSMCs）血小板源性生长因子（PDGF）-BB-诱导的增殖和大鼠大动脉VSMCs DNA合成，并呈现浓度依赖性关系；流式细胞仪分析DNA含量显示木樨草素可阻滞PDGF-BB-诱导的细胞周期进程；木樨草素预处理大鼠大动脉的VSMCs，可明显地抑制PDGF-BB-诱导的细胞外信号-调控激酶1/2（ERK1/2）、Akt激酶和磷脂酶C（PLC）-γ1活性[15]。体外试验表明，木樨草素也能抑制血管内皮生长因子（VEGF）诱导的人脐带静脉内皮细胞的生存与增殖，即新血管生成。因此，可以认为木樨草素跟许多植物黄酮一样，是一种血管生成抑制剂。

1.3 抗肿瘤的其他作用

木樨草素在体内具有化学保护作用，对抗恶性肿瘤的发生没有明显的毒副作用。研究发现，木樨草素经胃给药于大鼠，可通过调节脂质过氧化反应抗氧化功能，预防二甲肼（DMH）诱导的组织病理学变化，抑制结肠癌发生[16]。木樨草素一方面通过清除射线产生的自由基来减少DNA损伤，减轻放疗的副反应；另一方面它本身就能抑制癌细胞增殖，从而提高疗效。口服木樨草素可降低阿霉素的毒性，减少肿瘤化疗药产生的副作用。

2 抗炎作用

近年来，木樨草素抗炎和抗变态反应的生物作用引起了人们的重视。木樨草素是一种活性很强大的肥大细胞释放抑制剂，可抑制肥大细胞脱颗粒和组胺、前列腺素样物质（PGs）及细胞因子等炎性介质的释放[17]，表现出抗炎和抗变态反应的生物活性；对其它炎性细胞如中性白细胞、单核细胞、成纤维细胞和淋巴细胞也表现出广泛的免疫调节作用，主要表现在抑制炎性刺激作用下的细胞活化及炎性介质（组胺、NO、TNF、白三烯和PGs样物质等）的释放[18]，抑制细胞跨膜信号传递或炎性介质的转录调控可能是其作用机制之一，在多种黄酮物质的比较中，木樨草素活性最为明显，体外试验中其有效浓度多在10 μmol·L-1以下。Hu C等[19]用脂多糖（LPS）刺激小鼠巨噬细胞RAW264.7，揭示木樨草素对前列腺素E2（PGE2）释放减少和COX-2酶蛋白表达抑制的关系。在体内实验中，木樨草素对小鼠足肿胀、肉芽肿和气囊肿3种炎症反应均有明显抑制作用；能够显著抑制刀豆蛋白A（ConA）刺激引起的小鼠脾细胞增殖，且呈浓度依赖性，显示木樨草素可以明显抑制急、慢性炎症反应，其作用机制可能与其对COX-2活性特异性抑制有关[20]。

木樨草素对皮肤变态的速发相和迟发相过程都表现出显著的抗炎作用，并有直接对抗炎性因子的作用，提示木樨草素抗炎作用环节的多样性。木樨草素抑制与皮肤变态反应相关的瘙痒症，亦能够显著减少干燥性皮炎引起的小鼠自主搔痒行为，降低病变皮肤中的PGE2含量，并能有效抑制Compound 48/80（50 μg·mL-1）引起的大鼠腹腔肥大细胞脱颗粒，说明木樨草素能有效减轻小鼠干燥性皮炎的瘙痒症状，其作用可能是通过对肥大细胞脱颗粒及局部炎症的抑制来实现的[21]。一项数百名支气管炎患者参加的临床研究表明，木樨草素的有效率超过90%，完全缓解者达63.8%，对慢性支气管炎症状，如咳嗽、咳痰、哮喘等都能有效缓解，而且未见有肝脏、心脏或肾脏毒性报道，其对试验性咳嗽以及病理性咳嗽均能抑制，其天然品已应用于临床治疗止咳、祛痰，有较好的疗效。木樨草素能减少支气管哮喘气道，抑制气道重塑，提示其作为全身性抗炎药应用的可能性[22]。

3 对心血管系统的作用

3.1 降血压和舒张血管作用

早年的研究表明，木樨草素具有降低实验动物血压、降低狗冠脉阻力、增加狗冠动脉流量的作用。在对黄酮类物质动脉血管舒张活性与结构分析中，发现木樨草素具有显著的血管舒张作用，其作用强度超过槲皮素、染料木黄酮、大豆异黄酮和儿茶素等[23]。对内皮完整和去内皮的大鼠胸主动脉环，木樨草素均能浓度依赖性地降低苯肾上腺素预收缩血管的张力，拮抗高钾引起的血管收缩，而且可以显著地对抗无钙、无钾环境下逐渐恢复钙后由肾上腺素（PE）引起的血管收缩，表明木樨草素是一个有效的舒张血管活性物质，这可能是其降血压作用的主要机制[24]。

3.2 抗动脉硬化作用

木樨草素可通过阻断血栓素A2受体而抑制血小板功能，这对改善动脉硬化中高血凝倾向有一定的意义[25]。木樨草素可有效抑制溶血磷脂酰胆碱诱导通过钙/线粒体/Caspase途径所引起血管内皮细胞凋亡，从而表现出对血管内膜的保护作用[26]。血管内皮细胞黏附因子表达和炎性细胞的募集是动脉粥样硬化的一个重要病理特征，木樨草素降低氧化型低密度脂蛋白所引起的血管内膜黏附因子和E-选择素的表达，抑制单核细胞的炎性浸润，提示其有通过抑制血管内膜炎症反应，对抗血脂紊乱所导致的血管内膜损伤的作用[27]。

4 抗菌、抗病毒作用

木樨草素对食品中4种常见供试菌——金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母菌和大肠杆菌具有高效抗菌活性，且随浓度增加而增强。木樨草素在1∶350000浓度时可抑制葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的生长，对卡他菌、白色念珠菌、变形杆菌也有抑制作用。因此，可作为天然的防腐保鲜剂在食品领域中使用，如延长月饼、桃酥的货架期，抑制含油脂食品的劣变等[28]。

同时，木樨草素对多种病毒（如单纯疱疹病毒、脊髓灰质炎病毒、HIV-1病毒、柯萨奇B3病毒、猪传染性胃肠炎病毒等）有不同程度的抑制作用。研究发现，这种作用可能与其所具有的黄酮类结构有关。在黄酮类的化学结构上，C3位上是否有羟基或 C3′、C4′或 C5、C7上同时存在羟基与抗病毒活性密切相关。有研究表明，黄酮骨架上的3－OCH3和5－OH是抗病毒活性必需的基团。木樨草素的化学结构中具有3′、4′－OH和5－OH，表现出较好的抗病毒活性。其对HIV-1的整合酶和蛋白酶均有一定程度的抑制作用[29]。在抗病毒的同时，观察到木樨草素减缓胸腺的增龄性衰老，增强免疫作用，对免疫正向调节、维持机体的正常免疫功能起着重要作用。

5 抗氧化作用

标准程序的化学分析研究表明，等摩尔浓度条件下的木樨草素与槲皮素及辣椒素相比，木樨草素具有最强的抗氧化活性。硫代巴比妥酸（TBA）快速测定法结果表明，木樨草素在芝麻油中显示良好的抗氧化性，有效浓度为0.02%，在此浓度下，木樨草素在芝麻油和猪油中的抗氧化效果与二丁基羟基甲苯（BHT）相近，在猪油中的抗氧化能力比茶多酚强，且其还原能力和清除羟自由基能力均比茶多酚和BHT强，在酸性介质下、pH 3～4时，抗氧化活性最大[30]。

许多因素如炎症、化学试剂、辐射等都可能造成细胞内活性氧（ROS）增加。ROS大量堆积造成心肌细胞的凋亡和功能失调，在心肌缺血性损伤、心脏再灌注损伤及心力衰竭等心脏病变中，活性氧大量增加造成的病理反应可能参与了疾病的发生和进程。H2O2是体内氧化代谢的产物，也是一类ROS，它不仅能直接氧化细胞膜上的脂质及蛋白，而且能自由穿过细胞膜和细胞内的铁离子反应生成·OH等活性更强的自由基，导致系列反应。木樨草素能够显著抑制H2O2诱导的乳鼠心肌细胞LDH的外漏，显著降低细胞丙二醛（MDA）含量，并明显增加超氧化物歧化酶（SOD）活性，具有明显的抗氧化作用，这些均表明木樨草素对H2O2诱导损伤的心肌细胞有保护作用[31]。

6 其他

木樨草素对免疫功能低下小鼠抗体生成量以及免疫应答早期阶段均有明显的促进作用，但对正常小鼠免疫功能无明显影响，提示木樨草素具有一定的免疫恢复作用。用荧光法研究木樨草素对大鼠腹腔巨噬细胞释放H2O2的影响，结果表明，木樨草素在不同浓度（4×10-7～10-5mol·L-1）时，对酵母多糖诱导的大鼠腹腔巨噬细胞H2O2的释放呈浓度依赖性的抑制，且以木樨草素与巨噬细胞共同培养4 h抑制作用最明显，其作用机制有待进一步研究。赵稳兴等[32]通过实验推断木樨草素在体外能抑制肝脏星状细胞增殖和胶原表达合成，通过清除自由基抑制胶原基因表达，在动物体内具有防治肝纤维化作用。同时，木樨草素具有较好的抗肺纤维化的作用，不仅明显降低博莱霉素引起的大鼠肺纤维化肺组织的相关指标如MDA、羟脯氨酸（HYP）的升高，并抑制组织中转化生长因子β1（TGF-β1）mRNA的表达，而且对其肺组织的病理改变有明显的恢复作用，其机制也可能与其是一个良好的抗氧化剂有关[33]。

7 结语

综上所述，木樨草素作为天然的黄酮类化合物具有广泛的药理活性，也日益受到人们的重视。但由于天然品提取率较低，通过从植物中分离提取得到的木樨草素不能够满足市场的需求，所以不仅要加强对木樨草素含量高的植物资源的开发，还要在此基础上，继续开展对木樨草素药理作用及其机制的研究，为其临床开发应用奠定基础。

[1]李星霞，郭 澄.木樨草素药理活性研究[J].中国药房，2007，18（18）：1421.

[2]Kotanidou A，Xagorari A，Bagili E，et al.Luteolin reduces lipopolysaccharide-induced lethal toxicity and expression of proinflammatory molecules in mice[J].Am J Respir Crit Care Med，2002，165（6）：818.

[3]Lee WJ，Wu LF，Chen WK，et al.Inhibitory effect of luteolin on hepatocyte growth factor/scatter factor-induced HepG2 cell invasion involving both MAPK/ERKs and PI3K-Akt pathways[J].Chem Biol Inter，2006，160（2）：123.

[4]Te CH，Chung SJ，Hsueh FL.Luteolin induce apoptosis in human lung cell line（A549）through activation of caspase3 and P53 phenotypic changes associated with SCLC progression[J].Molecu Biol，2001，2（2）：316.

[5]Brusselman SK，Vrolix R，Verhoeven G，et al.Induction of cancer cell apoptosis by flavonoids is associated with their ability to inhibit fatty acid synthase activity[J].J Biol Chem，2005，280（7）：5636.

[6]Kobayashit T，Nakata T，Kuzumaki T.Effect of flavonoids on cell cycle progression in prostate cancer cells[J].Cancer Lett，2002，176（1）：17.

[7]Huang YT，Lee LT，Lee PP，et al.Targeting of focal adhesion kinase by flavonoids and small-interfering RNAs reduces tumor cell migration ability[J].Anticancer Res，2005，25（3B）：2017.

[8]Monasterio A，Urdagi MC，Pinchuk IV，et al.Flavonoids induce apoptosis in human leukemia U937 cells through caspase-and caspase-calpain-dependent pathways[J].Nutr Cancer，2004，50（1）：90.

[9]Chowdhury AR，Sharma S，Manadal S，et al.Luteolin，an emerging anticancer flavonoid，poisons eukaryotic DNA topoisomeraseⅠ[J].Biochem J，2002，366（2）：653.

[10]Lee HJ，Wang CJ，Kuo HC，et al.Induction apoptosis of luteolin in human hepatoma HepG2 cells involving mitochondria translocation of Bax/Bak and activation of JNK[J].Toxicol Appl Pharmacol，2005，203（2）：124.

[11]Horinaka M，Yoashida T，Shirashi T，et al.Luteolin induces apoptosis via death receptor 5 upregulation in human malignant tumor cells[J].Oncogene，2005，24（48）：7180.

[12]Shi RX，Ong CN，Shen HM.Luteolin sensitizes tumor necrosis factor-α-induced apoptosis in human tumor cells[J].Oncogene，2004，23（46）：7712.

[13]Shi RX，Ong CN，Shen HM.Protein kinase C inhibition and x-linked inhibitor of apoptosis protein degradation contribute to the sensitization effect of luteolin on tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand-induced apoptosis in cancer cells[J].Cancer Res，2005，65（17）：7815.

[14]Horinaka M，Yoshida T，Shiraishi T，et al.The combination of TRAIL and luteolin enhances apoptosis in human cervical cancer HeLa cells[J].Biochem Biophys Res Commun，2005，333（3）：833.

[15]Kim JH，Jin YR，Park BS，et al.Luteolin prevents PDGF-BB-induced proliferation of vascular smooth muscle cells by inhibition of PDGF B-receptor phosphorylation[J].Biochem Pharmacol，2005，69（12）：1715.

[16]Lansky EP，Harrison G，Froom P，et al.Pomegranate（Punica granatum）pure chemicals show possible synergistic inhibition of human PC-3 prostate cancer cell invasion across Matrigel[J].Invest New Drugs，2005，23（2）：121.

[17]Kimata M，Inagaki N，Nagai H.Effects of luteolin and oth-er flavonoids on IgE-mediated allergic reactions[J].Planta Med，2000，66（1）：25.

[18]Kim JA，Kim DK，Kang OH，et al.Inhibitory effect of luteolin on TNF-alpha-induced IL-8 production in human colon epithelial cells[J].Int Immunopharmcol，2005，5（1）：209.

[19]Hu C，Kitts DD.Luteolin and luteolin-7-O-glucoside from dandelion flower surpress iNOS and COX-2 in RAW264.7 cells[J].Mol Cell Biochem，2004，265（1～2）：107.

[20]Li ZY，Zhou YM，Zhang N，et al.Evaluation of the anti-inflammatory activity of luteolin in experimental animal models[J].Planta Med，2007，73（3）：221.

[21]Liu BL，Wu WW，Tang N.Topical application of luteolin inhibits scratching behavior associated with allergic cutaneous reaction in mice[J].Planta Medica，2005，71（5）：424.

[22]黄 茂，范文辉，殷凯生.木樨草素抑制支气管哮喘气道重塑的作用[J].临床康复，2006，47（10）：82.

[23]Xu YC，Leung SW，Yeung DK，et al.Structure-activity relationships of flavonoids for vascular relaxation in porcine coronary artery[J].Phytochemistry，2007，68（8）：1179.

[24]Jiang HD，Xia Q，Wang XX，et al.Luteolin induces vasorelaxion in rat thoracic aorta via calcium and potassium channels[J].Pharmazie，2005，60（6）：444.

[25]Guerrero JA，Lozano ML，Castillo J，et al.Flavonoids inhibit platelet function through binding to the thromboxane A2 receptor[J].Thromb Haemost，2005，3（2）：369.

[26]Song J，Liu K，Yi J，et al.Luteolin inhibits lysophosphatidylcholine-induced apoptosis in endothelial cells by calcium/mitochondrion/caspases-dependent pathway[J].Plant Medica，2009，Epub ahead of print.

[27]Jeong YJ，Choi YJ，Choi JS，et al.Attenuation of monocyte adhesion and oxidised LDL uptake in luteolin-treated human endothelial cells exposed to oxidised LDL[J].Br J Nutr，2007，97（3）：447.

[28]汪秋安.天然食品保鲜剂及其应用[J].江苏食品与发酵，2000，3：36.

[29]Tewtrakul S，Miyashiro H，Nakamura N，et al.HIV-1 integrase inhibitory substances from Coleus parvifolius[J].PhytotherRes，2003，17（3）：232.

[30]阎高峰，叶小利，袁吕江，等.天然抗氧化剂木樨草素抗氧化活性的研究[J].食品与发酵工业，2005，31（8）：27.

[31]杜贯涛，彭蕴茹，刘国卿.木樨草素对H2O2诱导乳鼠心肌细胞损伤的保护作用[J].江苏中医药，2006，27（11）：74.

[32]赵稳兴，梁崇礼，陈忠民，等.木樨草素抑制肝星状细胞增殖及其胶原合成[J].中华肝脏病杂志，2002，10（3）：204.

[33]龚过清，钱之玉，周 曙.木樨草素对实验性肺纤维化大鼠组织中TGF-β1mRNA表达的影响[J].中国药理学通报，2005，21（12）：1466.