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三七总皂苷药理研究进展

2012-01-23乔春玲丁艳芬杨崇仁

中国现代中药 2012年11期
关键词:总皂苷皂苷脑缺血

乔春玲,丁艳芬*,杨崇仁,2

(1.云南省植物提取物工程技术研究中心,云南 玉溪 653100;2.中国科学院昆明植物研究所,云南昆明 650201)

*

丁艳芬,E-mail:waj20050212@sina.com

三七总皂苷药理研究进展

乔春玲1,丁艳芬1*,杨崇仁1,2

(1.云南省植物提取物工程技术研究中心,云南 玉溪 653100;2.中国科学院昆明植物研究所,云南昆明 650201)

概括近年来三七总皂苷的药理研究进展,特别对三七总皂苷在神经系统、泌尿系统等多方面的生理活性研究进行总结,为进一步研究三七皂苷结构与活性的关系,以及临床上合理利用三七及其产品提供基础。

三七总皂苷;药理活性;研究进展

三七Panaxnotoginseng(Burk.) F. H. Chen,又名田七、山漆、金不换等,是我国著名传统中药,为五加科人参属植物。三七以干燥根及根茎入药。味甘,微苦,性温,归肝、胃经,有散瘀止血,消肿止痛的功能[1-2]。三七富含皂苷类成分,迄今已从三七的不同部位分离鉴定70多个达玛烷型皂苷。大量的研究结果表明,达玛烷型皂苷具有广泛的生理活性,是开发健康产品的天然原料[3]。三七是人参属植物中皂苷类分子多样性最丰富、含量最高、最有医疗保健价值、最具有开发利用前景的药材。

三七总皂苷(Panax notoginseng saponins,PNS)为血塞通、血栓通等天然药物和中成药的原料,已载入《中国药典》2010年版一部。20世纪40年代以来,国内外学者对PNS的生理活性进行了大量的研究,为进一步研究皂苷结构与活性的关系,从细胞水平、分子水平和基因水平阐明作用机理,为三七皂苷新的天然药物与健康产品的开发,以及临床上合理利用三七及其产品提供了基础。本文对PNS的药理研究进行综述。

1 对神经系统的作用

1.1 抗脑出血/缺血损伤

顾萍等[4]采用Ⅶ型胶原酶注入到大鼠右侧苍白球制备脑出血模型,应用末端脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧三磷酸尿苷缺口末端标记法(TUNEL)检测细胞凋亡,免疫组化法检测Bcl-2蛋白表达,观察三七总皂苷对出血性脑损伤的保护作用。结果显示细胞凋亡参与了脑出血后神经细胞的继发损伤过程,Bcl-2蛋白有抑制细胞凋亡的作用;三七总皂苷可以增高脑出血后Bcl-2的表达,对脑组织具有保护作用。聂亚雄等[5]采用胶原酶法建立高血压脑出血模型,发现PNS超早期治疗大量脑出血,可加剧早期脑水肿,引起大鼠神经功能缺损积分增加,但有利于加速治疗后血肿的吸收。贾丽君等[6]、王薇[7]用PNS治疗急性脑出血患者,发现PNS早期应用治疗急性期脑出血,可降低血浆基质金属蛋白酶9(MMP-9)水平,减轻脑出血后的继发脑水肿,促进神经功能的恢复。徐旭等[8]采用FeCl3导致的大鼠脑缺血模型,结果发现三七总皂苷能够明显改善脑缺血引起的大鼠行为障碍,减少脑梗死范围,减轻脑水肿程度。脑缺血时,神经元缺血缺氧,细胞内钙也会明显增高。早期研究发现,PNS能通过激活Na+-K+-ATP酶抑制Ca2+内流[9]。王玉华[10]将三七总皂苷注射液应用于血瘀型脑缺血患者,发现PNS具有改善红细胞ATP酶活性、纠正离子紊乱的作用。马丽焱等[11]经过体外实验发现PNS能够抑制脑缺血时突触体谷氨酸的释放,这可能为三七总皂苷抗脑缺血性损伤的机制之一。周燕等[12]进一步通过体外实验发现PNS可减少突出前谷氨酸递质囊泡的释放量,对海马CA1区兴奋性突触传递产生抑制。

1.2 抗脑缺血再灌注损伤

缺血再灌注会导致细胞氧自由基生成增多,损伤膜磷脂,使钙离子超载,对蛋白质、核酸、细胞外基质均产生损伤,导致代谢障碍,脑功能障碍等。钟森等[13]采用线栓法制作大鼠局灶性脑缺血再灌注模型,免疫组织化学法检测发现PNS能通过上调细胞抑凋亡基因B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)的表达而抑制神经细胞凋亡,同时增强相关调节因子巢蛋白(Nestin)、脑源性神经营养因子(BDNF)、表皮生长因子(EGF)蛋白的表达而促进中枢神经系统神经干细胞(NSCs)增殖,起到抗脑缺血再灌注损伤(CIRI)的作用。周小宝等[14]则发现三七皂苷可抑制大鼠神经细胞凋亡,对大鼠脑缺血再灌注损伤有一定保护作用,其机制可能与Bcl-2表达增高、Bax表达降低有关。唐映红等[15]建立小鼠脑缺血再灌注模型,用HE染色检测海马区神经细胞形态,用western-blot法检测组织基质金属蛋白酶-9(MMP-9)与组织基质金属蛋白酶抑制物-1(TIMP-1)蛋白在脑组织的表达。结果显示三七总皂苷可抑制脑缺血再灌注后脑组织MMP-9表达,增强TIMP-1表达,从而保护神经元损伤。王子军等[16]建立大鼠自体血栓栓塞大脑中动脉闭塞(MCAO)模型,用免疫组织化学法、伊文氏蓝法和分光光度计法,检测脑组织中组织基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的表达,血脑屏障通透性,以及脑出血量。结果显示,PNS可抑制溶栓后MMP-9的表达,减轻溶栓后血脑屏障破坏和颅内出血性转化,减轻溶栓并发症。

刘建辉等[17]利用大鼠局灶性脑缺血再灌流和全脑缺血再灌流损伤两种实验模型,观察三七总皂苷对脑缺血后再灌流期间血脑屏障及脑血流的影响,结果显示应用三七总皂苷的各组动物及水肿明显减轻,血脑屏障通透性改善,大脑局部血流量显著增加。说明三七总皂苷对缺血后再灌流期间血脑屏障具有保护作用,并可促进再灌流早期脑血流的恢复。

李响等[18]通过分离纯化大鼠白细胞与肺部血管内皮细胞,建立体外白细胞与血管内皮细胞黏附试验体系,发现血栓通可抑制大鼠肺血管内皮细胞(VCAM-1)与(ICAM-1)的表达而降低白细胞的黏附能力,从而减轻血管内皮细胞的损伤,可能是血栓通对缺血再灌注损伤具有保护作用的机制之一。

1.3 体外抗缺糖缺氧损伤

大脑缺氧和缺糖导致神经元死亡和凋亡。闫彦芳等[19]采用血管内皮细胞培养,MTT比色法测定药物毒性,台盼蓝染色、MTT比色法、LDH漏出率评价药效。结果显示三七总皂苷及其单体可以显著提高细胞存活率,其活血化瘀作用机制与其对血管内皮细胞缺氧损伤的保护作用有关,三七皂苷Rb1、Rg1、Re是其血管内皮保护作用的有效成分。吕继红等[20]采用原代培养的大鼠大脑皮层神经细胞,经不同浓度的PNS预处理后,建立氧糖剥夺(OGD)模型,2 h后复氧复糖,模拟再灌注模型。结果PNS 25,50 mg·L-1能明显提高细胞的存活率,超氧化物歧化酶(SOD)活性回升,丙二醛(MDA)含量趋向正常,Bcl-2蛋白含量增加,表明PNS对缺氧缺糖条件下的大鼠皮层神经细胞有保护作用。其保护作用可能与其抑制神经细胞脂质过氧化反应、提高Bcl-2蛋白表达有关。康立源等[21]体外原代培养大鼠胎鼠大脑皮质神经元细胞(CNC),采用缺氧/复氧(H/R)诱导皮质神经元细胞氧化应激损伤模型,探讨PNS抑制神经元细胞凋亡的分子机制。结果PNS可能通过增加抑制凋亡基因B细胞淋巴瘤-2(Bcl-2)的表达,抑制促凋亡基因B细胞淋巴瘤-2相关蛋白Bax的表达,抑制天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)的活性等作用抑制神经元缺氧/复氧诱导的细胞凋亡。

1.4 抗帕金森病

柯春龙等[22]将PNS作用于用6-羟基多巴胺建立的帕金森病(PD)大鼠模型,用免疫组织化学染色,显示酪氨酸羟化酶染色阳性细胞数在多巴胺能神经元+PNS组大鼠的纹状体移植区明显多于多巴胺能神经元组。提示PNS具有提高神经干细胞诱导分化的多巴胺能神经元移植PD大鼠后移植细胞的存活率及移植疗效的作用。

1.5 改善学习记忆及促智作用

PNS能提高痴呆模型大鼠脑皮质内去甲肾上腺素(NE)、多巴胺(DA)和5-羟色胺(5-HT)的含量[23],通过降低App基因表达,提高突触素(Syp)的表达,改善痴呆模型的病理损伤和学习功能障碍,效果优于石杉碱甲[24]。卢忠朋等[25]采用PNS干预体外培养NG108-15细胞老年痴呆模型,发现PNS可增加Aβ25~35片段神经毒性诱导的NG108-15细胞存活率、细胞突起率和细胞突起平均长度,对老年性痴呆的病理发展产生拮抗作用。汪忠波等[26]对东莨菪碱致学习记忆障碍小鼠进行跳台及“Y”型迷宫行为学检验,发现PNS(100, 200 mg·kg-1)有明显的改善作用,可抑制小鼠脑内乙酰胆碱酯酶(AchE)活性。郭长杰等[27]将吲哚丁酸(IBA)注入大鼠Meynert基底核(NBM)中建立痴呆模型,通过Morris水迷宫观察对学习记忆力的改变,发现PNS能够改善痴呆模型大鼠的学习记忆能力,提高海马内乙酰胆碱能(Ach)的含量。

2 对泌尿系统的作用

2.1 抗肾间质纤维化

苏白海等[28]建立单侧输尿管梗阻肾间质纤维化大鼠模型,采用光镜观察肾间质病理形态学变化;免疫组织化学染色法检测增殖细胞核抗原(PCNA)和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达。三七总皂苷治疗组肾间质纤维化减轻,肾小管上皮细胞PCNA表达明显增加,α-SMA表达明显减少,间质PCNA、α-SMA表达明显减少。表明三七总皂苷对单侧输尿管梗阻后的肾间质纤维化有抑制作用,可阻断肾小管上皮细胞-肌纤维母细胞的转化。谢席胜等[29]发现其机制可能为抑制组织性金属蛋白酶抑制物(TIMP-1)的表达,从而抑制单侧输尿管结扎所致的大鼠肾脏纤维化的形成。冯胜刚等[30]则发现PNS可能从基因、蛋白水平抑制转化生长因子-β1(TGF-β1)、p-Smad 2/3的表达,通过TGF-β1/p-Smad 2/3信号通路,发挥抗肾间质纤维化的作用。

谢纪青等[31]建立肾动脉狭窄肾缺血大鼠模型,观察肾间质病理形态学变化,应用免疫组织化学法检测肾小管-间质α-SMA在不同时间点的表达,放射免疫分析法检测血清IL-2的含量、ELISA检测血清血小板源性生长因子(PDGF)的含量,研究发现PNS可能通过抑制肾小管间质细胞表型转化,降低细胞因子PDGF的水平和早期IL-2水平的减轻,改善慢性肾缺血肾间质纤维化。

付次双等[32]将PNS作用于双侧肾动脉狭窄大鼠模型,发现PNS可能通过降低大鼠血细胞间黏附分子-1(ICAM-1)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)水平和肾组织α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达,延缓肾间质纤维化的进展,保护肾功能。

韦颖等[33]采用体外培养人肾成纤维细胞(KFB),发现PNS可抑制KFB增殖和分泌Ⅰ型胶原,降低KFB上整合素β1的表达。刘海燕等[34]体外培养人肾小管上皮细胞,研究三七总苷对尿毒血清诱导的人肾小管上皮细胞外基质(ECM)分泌及降解的影响,发现PNS能降低尿毒血清诱导的人肾小管上皮细胞胶原蛋白及纤连蛋白(FN)的分泌,升高基质金属蛋白酶-1/胶原酶抑制因子-1(MMP-1/TIMP-1)基因表达和蛋白分泌的比值,促进ECM降解,有效延缓人肾小管-间质纤维化的进展。朱芸芸等[35]原代培养大鼠肾小球系膜细胞(MC)作为细胞模型,研究三七总皂苷(PNS)在抗肾纤维化细胞模型中剂量选择,发现浓度0.1~0.6 mg·mL-1是PNS在抗肾纤维化细胞模型中理想的剂量范围。在该范围内PNS抑制MC增殖的作用不是通过细胞毒性实现的。

2.2 抗糖尿病肾病

杜月光等[36-37]将PNS作用于糖尿病肾病大鼠模型,发现PNS可能通过降低转化生长因子β1(TGFβ1)和纤溶酶原激活物抑制因子-1(PAI-1)mRNA表达,增加骨形成蛋白7(BMP7)表达,对糖尿病(DM)大鼠肾脏具有保护作用。

傅珍春等[38]用糖尿病大鼠模型比较PNS与氨基胍的活性。结果显示,PNS具有降低糖尿病大鼠尿蛋白,减轻糖尿病大鼠肾脏肥大,下调肾脏结缔组织生长因子表达的作用,与氨基胍相比无明显差异。

2.3 抗肾小球纤维化

钟丹等[39]采用大鼠抗胸腺抗血清(AST)制备大鼠系膜增生性肾小球肾炎MsPGN模型,发现PNS可改善体内微循环,降低血液高凝状态,改善和稳定肾功能。赵宗江等[40]用单侧肾切除加腹腔注射阿霉素复制模型,发现PNS可能通过抑制血小板衍生生长因子-BB(PDGF-BB)蛋白及mRNA在肾组织的过度表达,延缓肾小球硬化的病程过程。郭兆安等[41]采用5/6肾切除法建立慢性肾衰竭(CRF)动物模型,发现PNS能明显减少促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)大鼠尿蛋白的排出,增加肾脏基质金属蛋白酶-2(MMP-2)的活性,降低胶原酶抑制因子-2(TIMP-2)的表达,增加细胞外基质(ECM)降解,减轻肾小球硬化、肾小管损伤程度。

2.4 抗药物所致肾损伤

孙英豪等[42]将PNS应用于腹腔注射庆大霉素致大鼠急性肾损伤模型,PNS能降低尿液中蛋白、酮体、葡萄糖水平及血液中肌酐、尿素氮、总蛋白和白蛋白水平,对庆大霉素诱发大鼠急性肾损伤有明显保护作用。

苏丽娜等[43]研究发现三七总皂苷可升高慢性马兜铃酸肾病大鼠肾组织超氧化物歧化酶(SOD)活性谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)含量,明显降低肾组织中丙二醛(MDA),对慢性马兜铃酸肾病大鼠损伤起保护作用。

3 其他作用

3.1 对肝损伤的保护作用

杨钦河等[44]采用体外培养建立肝细胞脂肪变性模型,发现PNS能显著降低脂肪变性肝细胞内TG水平,减清肝细胞脂肪变性,机制可能与下调固醇元件结合蛋白1c(SREBP-1c)mRNA的表达有关。樊文研等[45]将三七总皂苷作用于利福平和异烟肼合用所致的小鼠肝损伤模型,结果PNS能显著降低利福平和异烟肼合用引起的肝指数,并降低血清谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)水平,具有明显的保护作用。

3.2 对肺损伤的保护作用

PNS对博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型具有保护作用,PNS可降低肺纤维化小鼠肺组织胶原含量[46];阻止肺纤维化形成过程中CTGF的增多[47-48],治疗肺纤维化;能降低羟脯氨酸含量和肺组织TGF-β1表达[49]。

宋永祥等[50]采用重物自由落体复制兔肺挫伤模型,应用PNS治疗发现PNS对兔急性肺挫伤有较好的保护作用,可能的机制为降低血清炎症因子白介素-1β和肺组织脂质过氧化产物丙二醛(MDA)及髓过氧化物酶MPO的水平,减轻炎症反应,减少中性粒细胞浸润和氧化应激对肺组织的损害;改善肺出血、水肿和中性粒细胞浸润。

3.3 抑制鼻内窥镜术后鼻腔粘连形成

赖史胜等[51]将三七总皂苷应用于兔鼻内窥镜术后,发现三七总苷可能通过抑制成纤维细胞胞浆中转化生长因子β1(TGF-β1)的表达减少鼻粘膜瘢痕形成,且对鼻部组织无毒性反应,因此可作为鼻内窥镜手术的辅助用药。

综上所述,三七总皂苷具有广泛的药理作用,其作用机制的研究也日益深入。这些药理作用与PNS中各个单体的结构与组成密切相关,因此进一步研究皂苷结构与活性的关系,从细胞水平、分子水平和基因水平阐明作用机理,具有重要意义。有助于三七皂苷新的天然药物与健康产品的开发,以及临床上合理利用三七及其产品提供基础。

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PharmacologicResearchProgressofNotoginsengTotalSaponins

QIAO Chun-ling1, DING Yan-Fen1, YANG Chong-Ren1,2

(1.YunnanEngineeringResearchCenterofPlantExtracts,Yuxi653100,China;2.KunmingInstituteofBotany,ChineseAcademyofSciences,Kunming650201,China)

This thesis reviewed on the pharmacologic research progress of Notoginseng Total Saponins, especially its physiological activities on the aspects of nervous system, urinary system ect.It is a basic foundation work for researches on the relationshi Pbetween chemical structure and activities of Notoginseng Total Saponins as well as its reasonable clinical application.

Notoginseng Total Saponins; Pharmacologic activities; Research Progress

2012-02-27)

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长爪沙鼠全脑缺血再灌注损伤后半胱氨酰白三烯受体表达变化的研究
基于胆汁酸代谢网络分析绞股蓝总皂苷降脂作用的机制
HPLC法测定大鼠皮肤中三七皂苷R1和人参皂苷Rb1
三七总皂苷胶束状态与超滤分离的相关性
基于MATLAB优化工具箱优化西洋参总皂苷提取工艺
HPLC法同时测定熟三七散中13种皂苷
绞股蓝总皂苷自微乳化给药系统的制备