枸杞多糖与性腺损伤的修复

颜玲， 朱诗平， 边璐， 孙升云

(暨南大学 附属第一医院，广东 广州 510632)

枸杞是茄科植物宁夏枸杞(LyciumbarbarumL．)的果实成熟后的干燥制品.作为我国传统的名贵中药材，枸杞的药用价值一直备受中医药大家的青睐.明代李时珍《本草纲目》记载：“枸杞，补肾生精，养肝，明目，坚筋骨，去疲劳，易颜色，变白，明目安神，令人长寿.”清代陈士铎 《本草新编》曰：“枸杞子，入肾、肝二经；明耳目，安神，耐寒暑，延寿，填精固髓，健骨强筋；滋阴不致阳衰，兴阳常使阳举；更止消渴，尤补劳伤.”因此，枸杞是历代名医常用的补肾益精药.现代药理学研究发现，枸杞的主要成分有枸杞多糖(Lyciumbarbarumpolysaccharide,LBP)、黄酮(flavonoids)、类胡萝卜素(carotenoids)、甜菜碱(betaine)、脑苷脂(cerebroside)、β-甾醇类(β-sitosterol)、氨基酸(amino acids)、维生素(vitamins)、微量元素(trace elements)等[1]. 大量研究表明，LBP是枸杞最重要的生物活性成分，具有保护生殖系统、神经保护、抗缺氧、免疫调节、延缓衰老、降血脂血糖、保护肝脏、抗辐射、防疲劳、抗肿瘤等作用[1-3].近年来，LBP的多重药用价值引起中医药领域的热切关注，其中对生殖系统的保护作用是目前研究的热点[4].LBP被证实对男性睾丸损伤具有修复作用，但其对男女性腺共同作用的研究，相关报道较为少见.

1 性腺损伤及治疗现状

性腺损伤表现为女性卵巢功能障碍和男性睾丸功能障碍.

卵巢储备功能退化、卵巢早衰和卵巢癌是卵巢功能障碍的主要表现.卵巢储备功能退化是指卵巢内卵泡数量减少、卵母细胞质量下降，月经稀发、经量减少，以血清促卵泡生成素(follicle-stimulating hormone,FSH)水平升高和血清雌二醇(estrdl,Ez)水平降低为特征[5].卵巢储备功能退化，病情反复，终致卵巢早衰.卵巢早衰[6-7]是一种原发性卵巢缺损，其特征是40岁以前出现闭经、雌激素下降和血清促性腺激素水平升高，其估计发病率20岁前是1/10 000，30岁是1/1 000,40岁是1/100.目前将其病因概括为：基因畸变、自身免疫性卵巢损伤、医源性、放化疗影响以及病毒感染等因素.治疗上，激素替代治疗和干细胞移植仅用于控制疾病进展，暂无可行的根治办法.另外，卵巢癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，对女性健康构成了极大威胁.近年来，手术与化疗的结合是其主要治疗方式.不育症是睾丸功能障碍的主要表现之一.不育症可因各种因素如放疗化疗、环境污染、食品中激素含量增加、不良的生活习惯、巨大的生活压力及其他疾病如糖尿病[8-9]等诱发.

放疗，大剂量化疗药物[10]如环磷酰胺、紫杉醇/顺铂的应用，环境暴露如镉、甲醛、己烯雌酚、壬基酚、邻苯二甲酸单(2-乙基)己酯[mono(2-ethylhexyl)phthalate,MEHP]和邻苯二甲酸单丁酯(monobutyl phthalate,MBP)等，均有可能导致性腺损伤，从而致使不孕不育.不孕不育的问题严重影响患者(特别是育龄期患者)的生活质量、增加社会经济负担，现已成为医学关注的重要问题[11].目前，西医尚无满意的疗法，而中医药治疗方面却赢得了诸多认可[12].并且，尽早介入中医药治疗对恢复和改善性腺功能具有重要意义.

2 LBP对性腺损伤修复的机制

2.1 抗氧化应激、清除自由基

LBP作为一种具有天然活性的植物多糖[13]，通过提高细胞内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽(glutathione，GSH) 等抗氧化物水平，清除过量的脂质过氧化物如乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase,LDH)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)，从而增强细胞的抗氧化活性，缓解细胞的氧化损伤，因此，LBP不仅可维持细胞正常形态和结构，修复受损细胞形态，同时对氧化损伤所致的细胞活力下降、凋亡的发生也起到一定的抑制作用.电离辐射[14-15]，化疗药物如环磷酰胺[16-17]、紫杉醇/顺铂[18-19]，环境暴露如镉[20]、壬基酚[21]、甲醛[22]、MEHP与MBP[23]、己烯雌酚[24-25]，某些内分泌疾病如糖尿病[9]等对性腺的毒性损害主要表现为打破机体的氧化与抗氧化平衡，通过氧化性腺细胞膜引起性腺细胞损伤，产生过量的氧自由基，以SOD等抗氧化酶活性明显下降，脂质过氧化产物MDA显著升高为主要特征.LBP通过提升SOD 活力、降低MDA 含量，降低细胞死亡速度，减弱辐射[14]、化疗药物、环境因素[24]等对性腺细胞的损伤[4, 17, 21, 23]，并可提高化疗疗效，降低化疗诱导毒性[19].唐霖等[15]将雄性小鼠随机分为模型组、LBP低剂量组和LBP高剂量组，X射线照射睾丸部位模拟损伤，21 d后发现LBP组小鼠一般状况均优于模型组；其中高剂量组小鼠的睾丸质量较模型组明显增加，精子数量和活力明显升高.可见LBP对由X射线照射致小鼠睾丸组织损伤有良好的修复作用，其机理可能与LBP的抗氧化作用相关.张帆等[11]经实验研究发现LBP治疗后的小鼠睾丸组织中的精原干细胞数目增加，同时睾丸曲细精管的管腔内再现精子细胞和精子大量分布，后者的出现可能与 LBP抗氧化和及时清除自由基的功能相关.刘玉姣等[25]将雄性仓鼠暴露于己烯雌酚后给予不同剂量LBP治疗，发现仓鼠睾丸组织凋亡蛋白 Fas/ Fas L和Caspase-3的阳性表达率均明显降低，表明LBP可以通过其抗氧化作用缓解雄性仓鼠因乙烯雌酚引起的氧化应激，促进雄性仓鼠生殖功能恢复.另外，Zhao等[26]研究发现LBP能够通过提高抗氧化酶的活性和清除自由基来抵抗氧化应激引起的神经元损伤，从而起到保护神经的作用.

2.2 抑制细胞凋亡

LBP抑制细胞凋亡的机制可能是通过调节凋亡相关蛋白、基因水平实现的.在性腺细胞发生凋亡的过程中，促细胞凋亡蛋白Bax主要起加速凋亡的作用，抗凋亡蛋白Bcl-2具有抗氧化作用，通过抑制氧自由基的产生，发挥抑制细胞凋亡的功能，维持细胞自身的稳定性[23].同时在生精细胞凋亡的过程中，Bax/Bcl-w比值是生精细胞与支持细胞发生凋亡的决定性因素[17].许多化疗药物导致细胞凋亡便是通过调节凋亡相关蛋白实现的.单剂量 MEHP、MBP 染毒，随着染毒剂量的增加，Bax 的表达增加，Bcl-2 的表达减少，提示染毒促进了细胞凋亡；LBP保护组与联合染毒组比较，Bax的表达降低，提示LBP的抗氧化作用可能是通过抑制Bax 的表达从而实现降低细胞凋亡率的目的[23].有实验研究[9]发现，顺铂组葡萄糖调节蛋白、同源蛋白表达明显高于对照组，同时Bcl-2表达降低、Caspase-3和Bax表达升高，提示顺铂可诱导内质网应激，进而引发卵巢颗粒细胞凋亡.经LBP处理后，Bcl-2、Caspase-3和Bax表达呈相反增长趋势.由此可知，LBP通过减轻内质网应激和调节凋亡相关蛋白水平，对顺铂诱导的卵巢颗粒细胞凋亡发挥保护作用.另外，相关研究[11]采用梯度LBP灌胃治疗小鼠后发现，治疗组的精原干细胞分子标志物 c-kit蛋白的表达较对照组有明显回升，提示LBP对大剂量化疗后小鼠的生精功能的恢复作用可能是通过调控 c-kit 因子[12]实现的.同时LBP 对大剂量化疗后小鼠睾丸生精功能恢复的最佳起始剂量可能是100 mg/(kg·d).黄宗轩等[27]发现LBP低、中、高剂量治疗组的抗凋亡蛋白Bc1-w 表达增强，精子数目增加而可治疗少精症.郭华等[19]发现LBP和紫杉醇协同处理组随着作用药物浓度的增大，Survivin、Bcl-2基因的表达下调，Caspase-3、Bax基因的表达上调，即LBP可通过调节相关基因的表达发挥协同增敏紫杉醇治疗人上皮细胞癌HO-8910PM的作用.众所周知，P53基因在辐射诱导细胞凋亡的恢复过程中起着重要的作用，热休克蛋白(Heat shock protein,HSP)被多种有害因素如辐射等刺激时会强烈表达.耿天琪等[14]研究发现低剂量电离辐射第1、7、14天后睾丸组织中P53蛋白表达逐渐增加，HSP70的表达逐渐下降，LBP干预后蛋白呈反向发展.综上可知，LBP降低电离辐射对睾丸组织的损伤可通过调控P53和HSP抑制细胞凋亡实现.

2.3 增强细胞免疫功能

ZHU等[18]通过将25只小鼠随机分为对照组(未治疗)、化疗组、化疗联合不同剂量LBP即50、100、150 mg/(kg·d)LBP共5组，统计显示，相较于化疗组,联合治疗组的肝、肾、卵巢、脾脏、胸腺指数及Nrf2、Keap1、HO-1蛋白表达呈剂量依赖性升高，肿瘤重量呈逆向趋势.结果表明，LBP可通过增强免疫应答、提高解毒能力、激活Keap1/Nrf2通路，提高化疗疗效，降低化疗诱导毒性.孙晶等[22]通过甲醛染毒雄性小鼠的睾丸组织，致其发生病理学改变，应用中、高剂量LBP治疗后，小鼠睾丸组织结构接近于正常对照组.因此，可认为LBP可通过增强细胞免疫，从而促进睾丸结构和功能的恢复.

2.4 调节激素平衡

LBP调节激素平衡可能是通过调节下丘脑-垂体-性腺轴实现的.下丘脑分泌促性腺激素释放激素(gonadotrophin releasing hormone,GnRH)，通过垂体-门静脉系统作用于垂体，促使垂体前叶分泌FSH和黄体生成素(luteinizing hormone,LH)，睾酮(testosterone,T)由睾丸间质细胞受LH刺激产生，并与FSH共同作用，促进生精细胞发育成熟.T还可以反馈性抑制FSH、LH的分泌，维持3者之间的平衡.下丘脑-垂体-性腺轴通过影响T、FSH和LH等性激素的合成和分泌而在性成熟、生殖和性行为等生殖活动的不同阶段起着重要作用.SHI等[8]发现，糖尿病组小鼠的生精细胞发生变性，支持细胞胞浆分解，血清T、FSH和LH水平明显降低，经LBP处理后生殖细胞形态有不同程度的恢复，T、FSH和LH水平均显著改善.所以，可以认为LBP具有调节下丘脑-垂体-睾丸轴[22]从而保护睾丸结构和功能的作用.黄宗轩等[27]发现LBP低、中、高剂量治疗组的血清T、LH、FSH水平及精子计数较模型组明显提高，表明LBP可能可通过调节垂体性腺轴治疗少精症.本课题组研究[21]发现，LBP对壬基酚(一种结构与雌激素类似且干扰激素分泌的人工内分泌干扰物)导致的斑马鱼性腺损伤具有修复作用.

3 展望

据世界卫生组织(WHO)估测，不孕不育将成为当今社会仅次于心脑血管疾病和肿瘤的第3大杀手.在已婚夫妇中，不孕不育的发病率有逐渐升高的趋势.部分学者认为，工业化带来的不良影响导致的性腺损伤是男女不育不孕症发病率高的首要原因. 另外，环境恶化、性传播疾病、一些药物(如激素类药物、化疗类药物)的长期使用、工作生活压力过大、不良的生活习惯、人们生殖健康的现状和观念等也是导致男性精子质量下降、女性不孕症发病率上升的原因. 目前对于性腺损伤类不孕不育症的治疗手段有限，且成功率低，药物副作用较大.因此，迫切需要寻找新的安全、有效的治疗方法. 枸杞作为药食同用的传统中药，不良反应少，据药理实验研究显示，其主要生物活性成分LBP，可能可通过抗氧化应激、清除自由基，抑制细胞凋亡，调节激素平衡，增强细胞免疫等机制以及拮抗辐射、药物、疾病、环境、氧化等造成的性腺损伤，起到修复性腺的作用.

本文通过对性腺损伤及LBP对其修复作用机制的综述发现，LBP可作为治疗性腺损伤的药物进行深入研究，以期为临床应用提供更充分的理论依据.