冬凌草甲素抗炎作用参与多种疾病治疗的新进展

抗晶晶，刘晓宁

(黄河科技学院 医学院，河南 郑州 450063)

冬凌草为植物碎米桠[Rabdosiarubescens(Hemsl.) Hara]的干燥地上部分，味甘苦，性微寒，具清热解毒、活血止痛之功效，主产于河南、湖北、安徽等地区。据报道河南济源当地民间用其煮茶饮用治疗咽喉肿痛，可见冬凌草具有一定的抗炎作用[1]。冬凌草主要活性成分为二萜类，其中最主要的抗炎有效成分为冬凌草甲素( oridonin)。现代医学研究发现人体众多疾病的发生与炎症反应的参与有关[2]，鉴于近年来诸多学者对冬凌草甲素的抗炎作用进行了广泛的研究，且成果显著，现将近十年来冬凌草甲素的抗炎作用参与多种疾病治疗的新进展予以综述，为研究与开发以冬凌草甲素为原料的抗炎新药提供参考。

1 肠道保护作用

炎症性肠病(Inflammatory bowel diseases，IBD) 是一类病因不明的肠道非特异性炎症疾病，包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。此病临床表现为腹泻、腹痛，甚至可有血便，且易反复发作，严重影响人们的生活质量[3]。臧凯宏等用6%醋酸诱导制备小鼠溃疡性结肠炎模型，考察冬凌草甲素片口服给药对醋酸诱导的小鼠溃疡性结肠炎的治疗作用，结果表明冬凌草甲素片口服给药可剂量依赖性(1.2、2.4、4.8 g/kg/d)地降低结肠炎小鼠的病变活动，减轻结肠炎症，降低髓过氧化物酶活性，改善免疫器官脏器指数，以冬凌草甲素片高剂量给药组[4.8 g/(kg·d)]的作用更为显著，以上结果提示高剂量冬凌草甲素片口服给药对醋酸诱导的小鼠溃疡性结肠炎具有治疗作用，其机制可能与冬凌草甲素的抗炎和免疫调节作用有关[4]。HAO472是最近合成的一种冬凌草甲素衍生物，Liu等用三硝基苯磺酸经直肠注射制备小鼠溃疡性结肠炎模型，通过评估实验小鼠的行为体重变化、结肠的宏观组织学改变、TNF-α等炎症因子表达情况探究冬凌草甲素衍生物HAO472对IBD小鼠的治疗作用，结果显示，HAO472能够显著改善IBD小鼠的临床症状，降低IBD小鼠的炎症严重程度及死亡率，与此同时，免疫组化分析结果表明HAO472(5.0、7.5 mg/kg)可以减少IBD小鼠体内TNF-α、IFN-γ、IL-17A、iNOS/COX-2等炎症因子的表达，进一步探究机制发现，HAO472实验组小鼠细胞中的NF-κBp65的表达情况及活性显著减少，提示冬凌草甲素衍生物HAO472可能通过抑制NF-κB信号通路，抑制TNF-α、IFN-γ等炎症因子的表达，进而表现出对三硝基苯磺酸诱导的溃疡性结肠炎小鼠的治疗作用[5]。

此外，IBD患者由于宿主肠黏膜免疫耐受性被打破，机体对肠道共生菌群产生过度免疫反应。革兰阴性菌释放的脂多糖(1Ipopolysaccharide，LPS) 进入机体后可激活多条信号通路，促进肿瘤坏死因子TNF-α、IL-1等炎症因子的合成表达，引起机体肠道损伤。郐一贺等通过LPS 诱导Raw264.7巨噬细胞炎症反应，探讨冬凌草甲素抗炎免疫作用及机制，以期为IBD的治疗应用提供实验依据。实时定量PCR结果表明，加入冬凌草甲素(10 μmol /L)可显著降低Raw264.7细胞内TNF-α、IL-1β和IL-6 mRNA的表达水平，Western blot 法检测发现冬凌草甲素预处理实验组Raw264.7细胞内NF-κB活化入核减少，以上结果提示，冬凌草甲素能下调LPS诱导的Raw264.7细胞促炎因子表达，其抗炎免疫作用机制与抑制TLR4-NF-κB信号通路的活化有关[6]。

肠易激综合征(Irritable bowel syndrome，IBS)是一组持续或间歇发作，以腹痛、腹胀、排便习惯改变为临床表现的肠道功能紊乱性疾病[7]。研究显示，肠道感染引起黏膜炎症反应后发生IBS的几率大大增高，因此肠道急性感染被认为是诱发IBS的危险因素之一。Zang K H等用三硝基苯磺酸诱导制备炎症后肠易激综合征小鼠模型，探究冬凌草甲素对炎症后肠易激综合征小鼠的镇痛效果，实验结果显示，冬凌草甲素能够剂量依赖性(5、10、20 mg/kg)地提高模型小鼠的痛阈值，降低模型小鼠的肠道痛觉过敏，对肠道起到一定的保护作用[8]。

综上，冬凌草甲素可通过发挥抗炎作用，表现出对肠道的保护作用。

2 呼吸系统保护作用

呼吸系统由呼吸道和肺组成，呼吸系统疾病是目前人类的常发病、多发病。哮喘又名支气管哮喘，是由嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T 淋巴细胞等多种炎症细胞细胞参与的慢性呼吸道炎症。Jing 等用卵清蛋白(OVA)敏化BALB/c小鼠，制备小鼠哮喘模型，观察冬凌草甲素对哮喘小鼠的作用，在体实验表明，冬凌草甲素(10、20 mg/kg)能够显著降低OVA诱导产生的小鼠呼吸道高反应性，减少哮喘模型小鼠支气管肺泡灌洗液中嗜酸性粒细胞、炎性细胞的数量，组织学实验结果显示，冬凌草甲素可抑制模型小鼠肺组织中嗜酸性粒细胞和黏液的产生，以上结果证实了冬凌草甲素的平喘功效[9]。

急性肺损伤(Acute lung injury，ALI)是指心源性以外的主要由炎症反应所导致的各种急性、进行性缺氧性呼吸衰竭，为临床呼吸系统常见的急症、重症。Zhao G等通过构建脂多糖(LPS)诱导的急性肺损伤(ALI)模型，评价冬凌草甲素对ALI小鼠的作用。研究发现，冬凌草甲素能够降低ALI小鼠的死亡率，提示冬凌草甲素对ALI小鼠有一定的保护作用。进一步研究结果表明，冬凌草甲素能够改善由LPS诱导ALI小鼠产生的肺部病理学特征，降低ALI小鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子的浓度，这确证了冬凌草甲素对ALI小鼠的保护作用。探究机制发现，冬凌草甲素可抑制ALI小鼠肺组织中TLR4/MyD88的表达以及NF-κBp65的磷酸化水平，先前已有研究表明TLR4/MyD88/NF-κB信号通路的激活与炎症因子的表达密切相关，因此推测冬凌草甲素可能是以此信号通路为作用靶点。为了验证以上推测，Zhao G等用LPS诱导RAW264.7细胞制备常用的体外细胞炎症模型，结果表明冬凌草甲素能够有效抑制NF-κB p65的入核及磷酸化，此外，冬凌草甲素还表现出对LPS诱导RAW264.7细胞表达的IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子的抑制作用。以上体内体外实验结果证实了冬凌草甲素以TLR4/MyD88/NF-κB信号通路为作用靶点，抑制ALI小鼠体内炎症因子的产生，从而达到改善ALI小鼠肺部病理学特征，降低ALI小鼠死亡率的效果[10]。

急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome，ARDS)是由肺内原因和/或肺外原因引起，以呼吸急促、呼吸窘迫为主要临床症状的呼吸内科疾病。同样用LPS诱导，Jiang J等通过滴鼻制备小鼠ARDS模型，探究冬凌草甲素对ARDS小鼠的作用，结果表明，冬凌草甲素(30、90、150、300 mg/kg)显著抑制了LPS诱导的ARDS模型的发展，且呈剂量依赖性，主要表现为：改善了ARDS小鼠肺组织的病理学损伤，降低了ARDS小鼠肺组织及血清中TNF-α、IL-6的浓度，抑制了LPS引起的肺水肿(肺组织的湿干重比值)，Western blot技术探究机制发现，冬凌草甲素抑制了ARDS小鼠细胞中NF-κB p65的表达，与此同时，IκBα的含量有所增加，这都表明冬凌草甲素抑制了ARDS小鼠细胞中NF-κB信号通路，以上结果提示，冬凌草甲素可能通过抑制NF-κB信号通路的激活，抑制炎症因子的表达，从而缓解ARDS小鼠的肺损伤[11]，这与Zhao G等的实验结果一致。

综上，冬凌草甲素可通过发挥抗炎作用，表现出对呼吸系统的保护作用。

3 神经系统保护作用

阿茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)是一种炎症反应贯穿始终的神经退行性疾病，其主要病理特征是神经元外形成的β淀粉样蛋白Aβ1-42聚集而成的老年斑。尽管AD的病因尚不清楚，但已有的研究表明，Aβ1-42在AD的发病过程中起着重要调控作用，因此，通过向小鼠海马区注射Aβ1-42形成记忆缺陷可构建为AD可靠的动物模型[12]。Wang S等用此方法成功构建AD小鼠模型，探究冬凌草甲素对AD小鼠的作用。RT-PCR实验表明冬凌草甲素(10 mg/kg/day)可抑制AD小鼠海马区TNF-a、IL-1β、IL-6、COX-2等炎症因子的表达水平；水迷宫实验表明冬凌草甲素可以改善AD小鼠记忆减退的症状；随着对AD的深入研究,许多报道揭示了神经胶质细胞在AD发展过程中的重要作用，Wang S等研究结果显示，冬凌草甲素可有效抑制小鼠体内由Aβ1-42诱导的小神经胶质细胞和星形胶质细胞的活化。以上结果证实了冬凌草甲素具有保护AD小鼠的作用，探究机制发现，冬凌草甲素的此功效可能与其抑制NF-κB信号通路有关[13]。

如上所述，由于神经胶质细胞与炎症发生和神经营养关系密切，因此神经胶质细胞的激活在多种神经系统疾病中都有所涉及。Xu 等以LPS激活小神经胶质细胞，观察冬凌草甲素对活化小神经胶质细胞的影响，探究其对神经系统疾病的作用。酶联免疫实验结果表明，冬凌草甲素(2、4μM)可剂量依赖性地抑制小神经胶质细胞中由LPS诱导的NO、TNF-a、IL-1β、IL-6等炎症因子的释放。先前研究表明，NF-κB信号通路在LPS诱导小神经胶质细胞活化过程中发挥着重要作用，为探究冬凌草甲素抑制炎症因子表达的机制，Xu 等通过Western blot实验观察冬凌草甲素对小神经胶质细胞中NF-κB信号通路的影响，结果显示，在LPS激活的小神经胶质细胞中，NF-κB的DNA结合能力显著增强，而冬凌草甲素的加入可有效抑制此现象，且呈剂量依赖性。以上结果表明，冬凌草甲素可能通过抑制NF-κB信号通路，抑制小神经胶质细胞中炎症因子表达，进而起到改善神经系统疾病的作用[14]。这与上述Wang 等的研究结果一致。

综上，冬凌草甲素可通过发挥抗炎作用，表现出对神经系统的保护作用。

4 肾脏保护作用

糖尿病性肾病(Diabeticnephropathy,DN)是糖尿病常见的微血管并发症之一,也是糖尿病患者死亡的主要原因[15]。已有研究表明，炎症在糖尿病性肾病的发生与发展过程中起着至关重要的作用，而冬凌草甲素具有良好的抗炎作用，因此探究冬凌草甲素对糖尿病患者肾脏的保护作用成为一项有意义的研究课题。链脲佐菌素(STZ)对一定种属动物的胰岛β细胞有选择性破坏作用，能诱发许多动物产生糖尿病，Li J等经腹腔注射STZ制备2型糖尿病小鼠模型，探究冬凌草甲素对糖尿病小鼠肾脏的影响。苏木精伊红(HE)染色实验表明冬凌草甲素(10 mg/kg/day)能够减轻糖尿病小鼠的肾脏组织学损伤；免疫组化实验显示冬凌草甲素能够抑制肾脏中炎症细胞的渗透；ELISA检测实验显示糖尿病小鼠肾组织和肾小球系膜细胞中含量上升的TNF-α、IL-1β、IL-6等炎症因子都可以被冬凌草甲素有效抑制。糖尿病患者尿中蛋白水平、血清中肌酐的含量及血尿素氮含量是糖尿病早期肾损伤的敏感指标，Li J等的在体实验结果表明冬凌草甲素能够显著减轻糖尿病小鼠肾损伤出现的尿蛋白、肌酐、血尿素氮含量上升的临床症状。以上多个结果证实冬凌草甲素对糖尿病小鼠出现的肾损伤具有一定的保护作用。为探究冬凌草甲素的作用机制，Li J等通过Western blot实验观察冬凌草甲素对肾组织细胞中MAPK及NF-κB信号通路的影响，结果显示，冬凌草甲素可抑制IκBα、P38、P65的磷酸化以及NF-κB的DNA结合活性，提示冬凌草甲素可能以p38-MAPK、NF-κB信号通路为靶点，抑制炎症的发展，进而起到对糖尿病性肾病的保护作用[16]。

综上，冬凌草甲素可通过发挥抗炎作用，表现出对肾脏的保护作用。

5 其 他

此外，Huang W等观察冬凌草甲素在调节内皮细胞炎症方面的作用及作用机制，急性肺部炎症模型被用来检测体内白细胞浸润情况，结果显示，模型小鼠体内的白细胞内皮细胞粘连和白细胞转移现象均可被冬凌草甲素所抑制。此外，冬凌草甲素还可显著抑制细胞间黏附因子(ICAM-1)、血管细胞黏附因子(VCAM-1)以及IL-6、IL-8等炎症因子的表达。以上结果表明冬凌草甲素对内皮细胞炎症有一定的缓解作用。进一步的实验结果显示，冬凌草甲素可抑制MAPK及NF-κB信号通路的激活，提示冬凌草甲素在内皮细胞中可能以p38-MAPK、NF-κB信号通路为靶点，体现出一定的抗炎活性，可作为炎症性血管疾病的潜在治疗药物[17]。

胰腺炎症与胰腺癌有一定的相关性,胰腺癌发生的炎症机理可能涉及细胞炎症因子、核转录因子NF-κB等的改变。针对胰腺癌发生的炎症机理的药物治疗有助于防治胰腺癌。Chen R Y等以胰腺癌细胞BxPC-3为研究对象，观察冬凌草甲素对胰腺癌细胞内炎症相关因素的影响。ELISA检测实验显示，冬凌草甲素能够剂量依赖性地下调BxPC-3细胞中IL-1β、IL-6等炎症因子的表达，且半数抑制浓度为19.32μg/mL。Western blot结果表明冬凌草甲素可有效抑制多种核转录因子的表达。以上结果提示，冬凌草甲素可能通过调节胰腺癌细胞内炎症发生，进而表现出对胰腺癌的防治作用[18]。

6 讨 论

炎症参与的疾病涵盖了人体多个系统器官，包括泌尿系统、呼吸系统、中枢神经系统和消化系统等，严重危害人类健康。冬凌草为近年来研究较为活跃的一味草药，现代药理研究多集中在其抗癌活性的研究，而对其抗炎作用研究报道较少[19]。冬凌草在当地被用于治疗咽炎等炎症，可见冬凌草抗炎作用有其历史渊源，开展冬凌草抗炎研究对于该植物资源的深入开发具有一定参考价值。目前对于冬凌草的药理活性研究主要集中在冬凌草的主要活性成分冬凌草甲素上。本文从消化系统、呼吸系统、中枢神经系统和泌尿系统等涉及到的多种体内体外炎症模型出发，对冬凌草甲素的抗炎作用及机制进行综述，揭示冬凌草甲素的抗炎作用与多种疾病的关系，在一定程度上说明了冬凌草甲素的抗炎特点，但由于炎症涉及到的信号转导途径众多，其在基因水平和受体方面的研究仍然不足。

此外，国内外关于冬凌草甲素抗炎作用研究多集中在本文综述的几个方面，事实上，如动脉粥样硬化等很多临床常见病都伴有炎症的发生，若能从这些常见病的动物模型着手，对冬凌草甲素抗炎作用及其机制进行广泛而深入的研究，将为开拓冬凌草甲素新的临床应用途径和研发新制剂奠定基础，对全面开发利用我国的冬凌草资源具有重要的理论与实际意义。