6-姜烯酚药理作用的研究进展

侯以森，刘雅范，张晓雨，孟 璐，姜 畅，王先德，赵行宇

(吉林医药学院，吉林 吉林 132013)

生姜是姜科植物姜的新鲜根茎，既是一种常用食材，又是一种中药。生姜广泛用于治疗消化系统疾病，抗高血压，治疗感冒、风湿、关节炎、肌肉酸痛、月经疼痛等[1]。6-姜烯酚是生姜与干姜中的一种主要活性成分，国内外的药理作用研究发现[2]，6-姜烯酚具有抗炎、抗肿瘤、抗氧化应激等作用，可用来抗动脉粥样硬化、抗细菌、抗真菌、治疗胃溃疡、止吐等。

1 抗炎作用征

1.1 下调核转录因子κB的表达

核因子κB是介导炎症反应及免疫反应的一种中心物质，在细胞凋亡中起调控作用。Meng[3]等发现6-姜烯酚可以通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated recep-tor,PPARγ)表达，抑制核因子κB表达，而降低脂多糖诱导的炎症介质释放，并揭示6-姜烯酚抑制脂多糖诱导核因子κB激活是通过抑制磷酰基和核因子κB p65的核转化。Suresh[4]等发现6-姜烯酚可以抑制c-jun、c-fos的磷酸化，从而抑制了核因子κB p65和AP-1通路，减轻7，12-二甲基蒽诱导的口腔癌变中的炎症反应。

1.2 下调炎症介质表达

炎症介质是参与和介导炎症反应的化学因子,包括肿瘤坏死因子(TNF)、白介素(IL)等。Julia等[5]发现6-姜烯酚在人肠HT-29/B6和Caco-2细胞可通过抑制核因子κB，使TNF-α诱导的claudin-1蛋白分解增强。还可以通过抑制PI3K/AKt信号通路，下调TNF-α诱导的claudin-2蛋白表达。Ho[6]等研究发现20 μmol/L的6-姜烯酚显著抑制BV2小胶质细胞IL-1分泌，其机制主要是通过抑制核因子κB调控的pro-IL-1和NLRP3的表达，其次还通过增加胱天蛋白酶1、ASC和P2X7受体的mRNA的表达。此外[7]，6-姜烯酚在小鼠体内体外实验中可以通过抑制核因子κB和氨基末端激酶的磷酸化，减少大鼠腹腔肥大细胞的炎症因子TNF-α、IL-6、IL-8释放，同时抑制组胺释放，进而抑制肥大细胞介导的皮肤过敏反应。

1.3 抑制前列腺素合成

研究表明[8]姜的抗炎作用类似于非甾体抗炎药物，主要通过抑制诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)和环加氧酶-2抑制前列腺素合成。后来有人发现[9]6-姜烯酚在脂多糖诱导的巨噬细胞中的也具有类似效果。而Wang[10]等研究发现6-姜烯酚是姜产生抗炎作用的有效成分。实验表明姜能明显减少阿司匹林诱导的胃溃疡出血区域，但胃液的总酸度却并没有降低。他认为姜可以抑减少黏膜下层的iNOS活性和血浆炎性细胞因子水平，并不能够减少前列腺素E2和胃酸的生成。前者表明前列腺素种类较多，后者只能说明6-姜烯酚不抑制前列腺E2，不能说明是否对其他前列腺素产生影响。

1.4 抑制白细胞反应

炎症反应中，白细胞参与一系列复杂过程。Levy[11]发现6-姜烯酚可以减轻炎症反应并可以保护注射弗氏完全佐剂后小鼠的肱骨软骨。主要机制是6-姜烯酚能够减少白细胞、淋巴细胞等炎症细胞在血液中的迁移，降低血液中血管内皮黏附分子-1的浓度和白细胞透过数目。

2 抗氧化作用

已有研究证明[12]姜酚类化合物主要由邻-甲氧基苯酚基团介导其抗氧化活性，且由于6-姜烯酚侧链为α，β-不饱和羰基，6-姜烯酚的抗氧化活性较6-姜酚更强。Kim[13]研究表明6-姜烯酚可通过影响经典瞬时受体电位通道5(transient receptor potential canonical channel 5,TRPC5)发挥抗氧化作用,6-姜烯酚对TRPC5抑制效果呈剂量依赖性。Ali[14]发现6-姜烯酚具有清除DPPH能力，通过高效液相色谱法萃取可使其具有更强的抗氧化能力。

3 抗肿瘤作用

3.1 促进细胞凋亡

3.1.1停滞细胞周期

研究发现[15]6-姜烯酚能够停滞细胞周期和激活凋亡小体，促进了宫颈癌细胞凋亡。其机制为6-姜烯酚能够上调14-3-3σ蛋白，而14-3-3σ可以结合cdc2-cyclin B1复合物，导致细胞周期停滞在G2期。同时6-姜烯酚也能通过激活相关凋亡蛋白Bax、胱天蛋白酶3和PARP诱导线粒体膜电位的下降和增加膜联蛋白A1表达。另外，20 μmol/L 6-姜烯酚可以通过抑制Akt1/2通路激活，使非小细胞肺癌NCI-H165细胞周期阻滞在G1期，使NCI-H520阻滞在G2/M期[16]。还通过抑制Akt的下游蛋白STAT3的磷酸化，减少了cyclin D1、cyclin D3、c-Myc的表达，促进肺癌细胞凋亡。

3.1.2调控凋亡基因

研究发现[17]6-姜烯酚联合吉西他滨可诱导胰腺癌细胞凋亡，机制是6-姜烯酚呈剂量依赖性裂解活性的胱天蛋白酶3及其下游底物PARP。还可通过抑制癌细胞TLR4/核因子κB信号通路，抑制抗凋亡蛋白Bcl-2、cIAP-1、XIAP的表达，抑制了增殖蛋白环加氧酶-2和cyclin表达，促进肿瘤细胞凋亡并提高了胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性。有研究表明[18]6-姜烯酚通过抑制JAK2的磷酸化和c-Src激酶的活性及STAT的细胞核转运，同时也抑制STAT3调控的基因产物，如Bcl-2、Bcl-xL，且抑制抗凋亡基因survin，促进乳腺癌MDA-MB231细胞和前列腺癌DU145细胞凋亡。

3.2 促进细胞自噬

核固缩、核周空间肿胀、有电子密集的线粒体形成是自噬的一个形态学特征。Miho[19]等研究发现，6-姜烯酚作用在人胰腺癌Panc-1细胞会出现这种特征。发现6-姜烯酚作用后增加了LC3-ⅡⅠ/LC3-Ⅰ的比例，减少了SQSTM1/P62蛋白水平，激活了AMP依赖蛋白激酶(AMPK)，抑制了mTOR。当使用自噬抑制剂3-MA和氯喹后，可阻滞细胞死亡。Hung[20]研究发现6-姜烯酚可诱导非小细胞肺癌A549细胞自噬，机制是通过抑制PI3K/Akt信号传导通路，抑制Akt下游蛋白mTOR、FKHR及mTOR下游蛋白p70S6激酶、4E-BP1的表达，而这个效果可以被3-MA抑制。有研究表明[21]6-姜烯酚可诱导乳腺癌细胞自噬死亡。机制是6-姜烯酚降低了Notch1的裂解水平及其靶蛋白Hes1和Cyclin D1的表达水平。

3.3 抑制细胞增殖

Pei[22]等研究发现6-姜烯酚通过α,β不饱和羰基结合Keap-1的半胱氨酸残基，破坏Keap1-NrF2的复合物，释放和激活NrF2。研究显示[23]6-姜烯酚在结肠癌细胞中可以通过上调两个谷胱甘肽合成基因和NrF2基因，增加GSH/GSSG比并减少活性氧水平，抑制细胞增殖。机制是通过改变Keap-1的第17位半胱氨酸残基激活NrF2。此外PI3K/Akt信号通路也参与6-姜烯酚激活NrF2，通过磷酸激酶介导的NrF2丝氨酸/苏氨酸磷酸化促进了NrF2核转位和后续的转录作用。

3.4 抑制细胞侵袭和转移

据报道[21]6-姜烯酚通过核因子κB活化降低基质金属蛋白酶9的表达，从而在乳腺癌细胞中发挥抗侵袭作用。研究表明微管可能是靶点，因为6-姜烯酚可通过含有α，β不饱和羰基部分的侧链与微管蛋白中半胱氨酸的巯基相互作用，具体机制仍需研究。

3.5 抑制肿瘤血管生成

肿瘤细胞生长到一定大小(1～2 mm)需要新血管生成为其提供能量，否则无法继续增长。而抑制肿瘤血管生成则可以抑制肿瘤细胞增殖与转移。肿瘤细胞自身可以产生血管生成因子，如血管内皮生长因子，诱导新血管生成。有研究发现[24]，6-姜烯酚对卵巢癌SKOV3和ES-2细胞有明显的抑制增殖作用。其机制主要是6-姜烯酚通过抑制抑制核因子κB途径继而减少IL-8和血管内皮生长因子的分泌，从而抑制卵巢癌细胞血管生成。

4 其他作用

4.1 抗内分泌失调

目前有研究表明在脂肪细胞3T3-L1中，AMPK及PPARγ是两种调节细胞葡萄糖和脂质代谢平衡、脂肪细胞分化和胰岛素功能的主要蛋白质[25]。Wei等[26]发现6-姜烯酚促进了脂肪细胞3T3-L1和肌管C2C12葡萄糖的利用并且抑制了C2C12的脂质合成。其机制是通过激活3T3-L1的AMPK/Akt通路，也激活PPARγ/ap2通路，促进了固醇元件结合蛋白1、CCCAA增强子结合蛋白、脂肪酸合酶和葡萄糖转运蛋白4的表达。而这与目前临床用的胰岛素增敏剂的作用机制相同。Huang[27]等研究发现6-姜烯酚可以通过减少丙酮醛的含量，抑制丙酮醛诱导的一系列生化过程，最终减少糖基化终产物。其具体机制有待进一步研究。

4.2 抗病原微生物

抗生素抵抗是一种防御机制，使得病原体在不利的条件下生存。在有抗生素抵抗的微生物中，金黄色葡萄球菌是最具有破坏性的微生物之一。其原因是金黄色葡萄球菌编码了一种特殊的酶SaHPPK。而Shailima[28]采用分子动力学模拟实验发现6-姜烯酚可以通过和葡萄球菌HPPK的46位氨基酸缬氨酸形成稳定的氢键，产生抑制细菌生长作用。而这种方式阿莫西林不具有,并且发现其抑菌效果较阿莫西林更强。此外Miki[29]等发现6-姜烯酚还可以在一定程度上抑制白假丝酵母菌的菌丝生长。

4.3 止 吐

目前研究发现，化疗相关性恶心呕吐(chemotherapy-induced nausea and vomiting,CINV)的一个原因是P物质和其NK1受体的激活，5-羟色胺(5-HT)及其受体(5-HT3R)的激活也是CINV的一个重要发生机制。Pertz[30]发现6-姜烯酚抑制胃5-HT3受体和5-HT4受体而产生止吐作用。通过与运用该受体阻滞剂相比较，发现6-姜烯酚有类似于该受体阻滞剂的功效。

4.4 抑制黑色素生成

研究[31]发现6-姜烯酚作用于黑色素瘤B16F10细胞，抑制络氨酸激酶活性和减少黑色素生成，同时减少了络氨酸相关蛋白1和MITF表达。其机制是6-姜烯酚通过促进ERK和PI3K/Akt信号通路介导的MITF降解，抑制促黑激素诱导的黑色素生成。而另有研究[32]表明，6-姜烯酚减少酪氨酸酶和MITF在B16细胞中的表达是由于间接控制酪氨酸酶的活性而不是直接抑制细胞内酪氨酸酶的活性。同时6-姜烯酚诱导ERK通路的活化,导致丝氨酸73处MITF磷酸化，促进MITF降解,而不是活化Akt通路。

综上，6-姜烯酚有多方面的药理,但是由于其具体机制复杂，仍然需要进一步研究。而目前多从细胞水平上研究，体内实验结果却少有报道。探讨如何进一步纯化6-姜烯酚，增加其溶解度，提高其化学性质稳定性，以便研发新型药物,具有重要意义。