槲皮素药理作用研究进展

骆明旭 罗 丹 赵万红

湖北医药学院，湖北 十堰 442000

槲皮素 (quercetin)又名栎精、槲皮黄素，属于黄酮类化合物，分子式为C15H10O7，不溶于水，溶于甲醇、冰醋酸、丙酮和碱等。槲皮素广泛存在于植物的花、叶和果实中，具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗血小板聚集、免疫抑制和心血管保护等多种药理作用。随着药物开发“绿色浪潮”时代的到来，来自天然植物的槲皮素受到越来越多的关注。为促进槲皮素类药物的研究、开发和利用，本文综述了近10年来槲皮素药理作用的研究新进展。

1 防癌、抗癌的作用

1.1 诱导癌细胞凋亡 槲皮素可诱导肿瘤细胞凋亡，但对正常组织细胞的影响却很小。Niu等［1］在研究槲皮素对急性白血病细胞株HL-60活性作用机制中发现，槲皮素诱导癌细胞发生凋亡主要是通过下调抗凋亡蛋白Bcl2表达、上调促凋亡蛋白Bax的表达。槲皮素还可以通过抗线粒体途径和激活CASP途径来诱导人乳腺癌MDA-MB-231细胞的凋亡［2］。一方面，槲皮素可增加胞内Ca2+水平，降低细胞线粒体膜电位，通过促进由线粒体释放的凋亡诱导因子(AIF)移位到细胞核发挥诱导凋亡效应。另一方面，槲皮素可以促进凋亡效应酶CASP-3，CASP-8和CASP-9在MDA-MB-231细胞中的活化，且CASP抑制剂能使槲皮素诱导的细胞活力降低。

1.2 抑制癌细胞的生长和增殖 槲皮素在诱导癌细胞凋亡的同时，能够通过对抗致癌和促癌因子，抑制癌细胞的生长和增殖［3］。槲皮素能够有效的诱导微粒体芳烃羟化酶和环氧化物水解酶，使多环芳烃和苯并芘通过羟化或水解而失去致癌活性，也可通过抑制细胞色素P-450和磺基转移酶活性而减少杂环胺类等前致癌物质的生成。槲皮素亦能通过表皮生长因子受体 (EGFR)介导，抑制乳腺肿瘤细胞中基质金属蛋白酶9(MMP9)的分泌而限制肿瘤细胞的侵袭能力［4］。有研究表明，槲皮素可通过下调ATP介导的Akt/mTOR/p70S6K信号传导通路的表达，使后者作用于血管内皮生长因子受体2(VEGF-R2)受到抑制而限制肿瘤的生长和血管生成，降低细胞活力［5］。

1.3 逆转肿瘤多药耐药 槲皮素还具有逆转肿瘤多药耐药(multi-drug resistance，MDR)效果，与其他抗癌药物联合应用也可增强抗癌药的作用［6］。杨俊玲等［7］在研究槲皮素与人子宫内膜癌耐药细胞株B-MD-C1/ADR的关系时发现，槲皮素可以从基因水平和蛋白水平降低P糖蛋白 (P-glycoprotein，P-gp)的表达，增加阿霉素在细胞内的分布。同时，槲皮素提高TOPO II ɑ蛋白表达水平，增加阿霉素的作用靶点，进而增强对肿瘤细胞的杀伤作用，因而逆转肿瘤MDR。进一步研究发现，抑制转运蛋白的表达、诱导癌细胞的凋亡和抑制P-gp的表达是槲皮素逆转肿瘤MDR的主要机制［8］。此外，槲皮素可以逆转耐药细胞株KB-MRP的MDR。作为一种广泛的ATP酶抑制剂，槲皮素可竞争抑制多药耐药相关蛋白1(MRP1)的核苷酸结合功能区 (NBD)部分ATP酶活性，从而抑制MRP的药物泵功能，发挥逆转耐药的作用［9］。

2 抗氧化作用

2.1 直接清除 研究表明，黄酮类化合物能够清除活性氧(ROS)自由基，包括羟自由基 (·OH)、超氧阴离子(·O2-)和单线态氧 (1O2)，这与黄酮类化合物结构中的3，7-羟基有关。槲皮素通过其邻二酚羟基经单电子转移方式直接清除羟自由基和超氧阴离子，槲皮素在此过程中起一个供氢体的作用，而自身形成更为稳定的分子内氢键，从而有效阻止不饱和脂肪酸、花生四烯酸的过氧化，减少对生物膜的破坏［10］。

2.2 作用于自由基相关的酶 Alía等发现槲皮素能够防御人肝癌HepG2细胞氧化应激，其通过抗氧化酶类物质如超氧化物歧化酶 (SOD)、谷胱甘肽还原酶 (GR)、脂质过氧化酶 (GPx)和过氧化氢酶 (CAT)等而发挥重要作用［11］。槲皮素可减少HepG2细胞中的ROS及丙二醛 (MDA)水平，进而延缓或阻止氧化应激的发生。在检测不同剂量槲皮素培养的HepG2细胞中也发现，SOD、GR、GPx和CAT酶的活性明显提高，且呈现明显的剂量依赖关系。

2.3 螯合金属离子 过渡金属Fe、Cu是许多自由基产生过程的催化剂，可介导脂质过氧化。槲皮素能够与Fe2+、Cu2+离子络合，通过影响金属离子的平衡，改变细胞内氧化状态而实现其抗氧化作用。槲皮素能显著抑制Fe2+介导的高密度脂蛋白 (HDL)氧化修饰，致使HDL中MDA含量明显下降，维生素E含量升高，同时还能够保护SOD活性［12］。

目前，关于槲皮素在体内抗氧化作用的研究较少，其可能主要通过保护血管内皮细胞、提高NO水平和外周血总抗氧化力等途径而发挥抗氧化作用。

3 抗感染、抗炎

槲皮素对耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌 (MRSA)具有良好的抑制作用。K-B纸片法表明，50mg/片的槲皮素浓度能使MRSA的抑菌圈达9mm，且其对霍乱弧菌和粪肠球菌也有很好的抗菌活性［13］。有学者用药敏纸片法考察槲皮素的抗菌活性中结果也发现，槲皮素对金黄色葡萄球菌的抗菌效果最好，最低杀菌浓度 ＜0.0061umol/mL［14］。槲皮素对HepG2.2.15细胞分泌的HBsAg和HBeAg都具有良好的抑制作用，其中对HBsAg的抑制率为64.3%，强于阳性对照组拉夫米定的29.6%［15］。有学者发现给A型流感病毒感染的小鼠口服槲皮素-3-鼠李糖苷后，能够有效降低小鼠死亡率。该研究发现，服用槲皮素3-鼠李糖苷的小鼠肺部流感病毒抗体滴度远低于安慰剂治疗的对照组 (约为对照组的1/2000)，而且比奥司他韦治疗的对照组还低［20］。

槲皮素主要通过抑制炎症因子的表达产生抗炎效果。如在人类干细胞源性细胞株 (XHL)，槲皮素通过组织NF-κB的活性在mRNA水平和蛋白水平抑制诱导型一氧化氮合酶 (iNOS)、环氧化酶2(COX-2)和C反应蛋白 (CRP)，因此具有抗炎效果［17］。侵袭性牙周炎的主要致病菌是伴放线放线杆菌，它能够刺激牙龈上皮细胞产生IL-1β、TNF-α、IL-17、核因子κB受体活化因子配体 (RANKL)和细胞间粘附因子(ICAM-1)进而造成牙周支持组织的破坏，槲皮素对此具有抑制作用［18］。在炎症反应过程中，槲皮素在不影响牙周组织细菌数量的同时，可以降低牙周组织上述炎症因子和水平，从而降低了牙槽骨的丧失程度。有研究表明，槲皮素通过Toll4作用蛋白沉默作用阻止LPS诱导的细胞表面粘附分子 (CD80，CD86和MHC I/II)的表达和促炎症因子 (TNF-α，IL-1β，IL-6 和IL-12)的产生［19］。

4 心血管保护和血糖调节

大量研究表明，槲皮素因具有抗氧化、抑制炎症、降血压、扩张血管、抑制血小板聚集和血管平滑肌细胞增殖等生物学效应而发挥心血管事件的保护作用。Loke等［20］通过多种黄酮类化合物喂养ApoE-/-基因敲出小鼠，发现槲皮素能够改善动脉粥样硬化 (AS)，可能是通过其抗氧化，抗炎症作用进而减轻内皮细胞功能障碍。巨噬细胞RAW264清道夫受体能够摄取并氧化修饰低密度脂蛋白(LDL)，使细胞类脂质蓄积并转化为泡沫细胞［21］。而槲皮素在人体血浆中的主要抗氧化代谢产物—槲皮酮葡萄醣醛酸 (Q3GA)通过下调A类清道夫受体 (SR-A)和CD36相关蛋白的表达，从而抑制泡沫细胞的形成，表明血管内皮的损伤及炎症巨噬细胞的活化是Q3GA的潜在作用靶点［22］。研究发现，低剂量槲皮素对缺血再灌注后的心肌损伤具有保护作用，推测其机制可能与降低炎症反应、增强心肌的能量代谢、减轻钙超载和抗氧化应激有关［23］。

研究发现槲皮素可以改善胰岛素抵抗和增强胰岛素的敏感性［24］。有学者在TNF-α诱导的C2C12骨骼肌细胞损伤中发现，槲皮素可以适度减弱TNF-α对骨骼肌细胞的损伤作用，通过Akt和AMPK传导途径来增加骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取和对胰岛素的敏感度来改善2型糖尿病［25］。槲皮素还可通过与血红素组成成分或与过氧化氢酶蛋白区的结合提高氧化应激标志物CAT活性，槲皮素具有与降糖药罗格列酮作为PPARγ激动剂相似的功效，但其不良反应比罗格列酮弱，它能够在不影响脂肪生成的情况下改善3T3-L1前脂肪细胞对葡萄糖的摄取，这预示着其可能成新一代的胰岛素增敏剂［26］。

5 对蛋白激酶的抑制及免疫抑制作用

槲皮素是蛋白激酶CK2的一种有效抑制剂，其可能机制为槲皮素与ATP呈竞争性抑制CK2，与酪蛋白呈现非竞争性抑制CK2。中国学者刘新光等［27］利用重组人CK2全酶通过测定药物作用后转移到CK2底物上的［γ-32P］ATP的32P的放射性活度，发现槲皮素能够显著抑制重组人CK2活性 (IC50=0.52μm)，抑制作用大于CK2已知抑制剂5，6-二氯-1-β-D呋喃核糖苯并咪唑 (RB)和5，6-二氯-1-β-D呋喃核糖苯并咪唑 (A3)。

槲皮素还是一种天然的免疫抑制剂，它能够通过通过IgE高亲和力受体 (FCεRI)交联诱导肥大细胞系HMC-1细胞，抑制HMC-1细胞分泌内胰蛋白酶和IL-6释放，同时下调HMC-1细胞组氨酸脱羧酶 (HDC)mRNA的转录导致组胺释放减少［28］。有学者发现在OVA诱导的小鼠哮喘模型实验中发现，槲皮素可以调节T-bet和GATA-3基因的表达而影响Th1/Th2细胞因子的产生，最终导致Th2细胞因子IL4水平降低和Th1细胞因子IFN-γ水平升高［29］。活化T淋巴细胞产生的IL-2的免疫放大效应是急性免疫排斥反应发生的重要机制，槲皮素可对抗CD3+和抗CD28活化的初级人类T淋巴细胞的增殖具有抑制作用，从而减少IL-2的产生［30］。

6 小结与前景

槲皮素作为一种自然界天然存在的黄酮类化合物，因其具有抗炎、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、保护心血管、免疫抑制和维持血糖等稳定强大的生物活性和广泛的药理作用，对感染，心血管疾病、糖尿病、肿瘤和自身免疫病等疾病的治疗及预防具有重要的临床意义。所以在日常生活中需要适当食用富含槲皮素的食物来防治上述疾病。目前，槲皮素作用的研究主要还集中在临床前期模型上，在人体内是否具有同样作用尚未完全得知，因此，需要更深入地研究槲皮素的各种生物学作用，使其应用于临床治疗。

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