苦参碱抗炎和抗氧化应激作用的研究进展

王倩倩 田新敏 卢均坤

1 周口职业技术学院，河南省周口市 466000 2 佳木斯大学； 3 湛江市第一中医院

苦参碱是从苦参，山豆根和苦豆子的根中分离出的一种喹嗪类生物碱[1]，分子式C15H24N2O。苦参碱已被证明在多种疾病模型中具有抗炎和抗氧化作用。苦参碱减轻脂多糖引起的肝损伤，抑制增殖细胞和诱导K-562细胞分化具有保护作用。在体外和体内都能抑制IL-1、IL-6和肿瘤坏死因子(TNF-α)的产生。近年来，苦参碱已被用于慢性肝病的治疗，并在抑制肝纤维化中具有重要作用。苦参碱还被用于炎症性皮肤疾病，如特应性皮炎和湿疹的治疗，具有抗炎和免疫抑制作用[2-5]。近年来，关于苦参碱作用的研究又取得了很大的进展，本文就其抗炎、抗氧化应激作用及其作用机制做进一步分析，为以后的药物开发及临床应用提供依据。

1 苦参碱在心血管疾病及动脉内皮功能中的作用

糖尿病性心肌病(DCM)大鼠在链脲佐菌素(STZ)注射4周后非空腹血糖水平异常升高，16周时左室功能受损。DCM大鼠心脏组织细胞凋亡明显增加，活性氧(ROS)产生过多，TLR 4/MYD-88/Caspase-8/Caspase-3信号通路激活。苦参碱预处理可显著降低DCM大鼠非空腹血糖水平，改善左室功能，降低心肌细胞凋亡和ROS生成，抑制TLR 4/MYD-88/Caspase-8/Caspase-3信号传导。利用高葡萄糖培养基制作体外心肌细胞模型中，发现通过N-乙酰半胱氨酸预处理而显著减弱高葡萄糖培养诱导的氧化应激和TLR 4/MYD-88信号激活，DCM中过量的ROS产生激活TLR 4/MYD-88信号通路，导致心肌细胞凋亡，而苦参碱预处理通过抑制ROS/TLR-4信号通路改善心功能[6]。

用冠状动脉结扎术建立大鼠心力衰竭(CHF)模型。术后4周，大鼠接受不同剂量的苦参碱治疗1个月。组织病理学检查发现，苦参碱治疗可减轻大鼠衰竭心脏的心肌肥大和心肌纤维化。心力衰竭大鼠的左室射血分数和短缩分数显著降低，左心室收缩末期尺寸增加，而苦参碱能减轻心功能的下降[7]。苦参碱治疗也抑制了bax的上调，并增加了衰竭心脏中bcl-2的表达。苦参碱通过抑制心肌细胞凋亡和β3-AR通路对大鼠心力衰竭有预防作用。

苦参碱可降低晚期糖基化终产物诱导的大鼠主动脉中的ROS生成。在体内和体外，晚期糖基化终产物会引发ROS过度产生，诱导主动脉内皮细胞凋亡，p38有丝分裂原激活蛋白激酶(MAPK)/Nrf2/ARE的抗氧化信号传导被抑制。研究发现使用苦参碱类生物碱可恢复p38 MAPK/Nrf2的活性。p38 MAPK激酶MKK3/6被认为是苦参碱类生物碱的分子靶点，苦参碱类生物碱通过靶向MKK3和p38MAPK信号抑制晚期糖基化终产物诱导的活性氧介导的体内外主动脉内皮细胞凋亡[8]。

2 苦参碱在脑血管疾病中的作用

研究发现，氧化应激是造成脑缺血损伤的重要病理生理机制之一。预防性给予氧化苦参碱能够减轻缺血脑组织和细胞的水肿程度, 减少梗死灶，维持脑组织和细胞的形态正常。另外，测定血清丙二醛(MDA)的含量可以间接反映脑组织中氧自由基水平和脂质过氧化反应的强弱[9]。氧化苦参碱可以通过增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性和抑制 MDA的生成而促进机体的自由基清除平衡，抑制自由基和脂过氧化物的聚集，进而保护线粒体免于遭受进一步的破坏，并最终发挥保护脑的作用。

周鹏等人的研究中也表明，苦参碱预处理显著降低了脑梗死面积，提高了神经功能评分。苦参碱还降低了凋亡神经元的百分比，减轻了神经元的形态学损伤。此外，苦参碱显著降低了MDA水平，增强SOD、GSH-PX、CAT和总抗氧化能力(T-AOC)活性。与治疗组相比，经苦参碱(30mg/kg)预处理组蛋白激酶Caspase-3表达显著降低，bcl-2/bax比率增加[10]。研究结果表明，苦参碱对脑缺血的神经损伤具有保护作用，这些作用与其抗氧化和抗凋亡特性有关。

3 苦参碱与肝脏损伤

苦参碱对高果糖饮食所致非酒精性脂肪性肝炎的肝保护作用。雄性Wistar大鼠在食用高果糖饮食(HFD)4周后，每天口服3种不同剂量(40、80或160mg/kg)的苦参碱，治疗4周后收集血清和肝脏标本。与HFD组相比，苦参碱组肝细胞内的脂质滴、炎症细胞浸润和肝内坏死灶减少，血液中的谷丙转氨酶和谷草转氨酶以及肝脏中的甘油三酯含量也下降。苦参碱通过上调抗氧化酶蛋白的表达促进了Nrf2向细胞核的易位，提高了抗氧化活性[11]。苦参碱可有效预防高果糖饮食诱导的大鼠肝脏脂肪变性转化为非酒精性脂肪性肝炎。

在Gao X等人的研究中发现，与对照组小鼠相比，苦参碱处理组小鼠对肝脏脂肪变性的抵抗力更强，并且苦参碱显著降低了肝脏炎症和脂质过氧化。苦参碱的作用与抑制内质网应激和恢复线粒体功能障碍有关。此外，在低剂量和中剂量组的苦参碱还降低了肝细胞系中的脂质积累、氧化应激和细胞溶质钙水平([Ca2+])[12]。苦参碱能提高慢性酒精性肝损伤大鼠抗氧化能力，同时具有抑制脂质过氧化的作用。

4 苦参碱与肾脏损害

氧化苦参碱(OM)能影响糖尿病(DM)大鼠肾组织 Toll 样受体 4(TLR 4)及炎症因子表达，发挥抗炎、抗纤维化的作用。OM可下调DM大鼠肾组织 TLR4 的表达，减少炎症因子的表达和细胞外基质的沉积，从而缓解 DN 纤维化病变的发生、发展，其机制可能与抑制 PKCα 蛋白的表达有关[13]。

氧化苦参碱预处理可改善肾功能，减轻组织损伤和氧化应激，抑制小管细胞凋亡。肾脏缺血再灌注产生过多的ROS，如超氧化物自由基(O2-)、过氧化氢(H2O2)和羟基自由基(OH-)，同时下调一些内源性抗氧化酶(如SOD)的表达导致的肾脏氧化应激。检测肾脏中氧化应激相关的生化参数，结果表明，苦参碱可以显著逆转缺血再灌注(I/R)诱导的SOD活性降低和I/R诱导的丙二醛水平升高[14]。苦参碱可通过增强内源性抗氧化能力和降低脂质过氧化作用来减轻氧化应激，从而对肾缺血再灌注损伤具有保护作用。苦参碱可能是一种有前景的急性缺血性肾衰竭预防剂。

5 苦参碱与肿瘤

在Wu G等人的研究中，发现苦参碱能改善肠道炎症状态和氧化平衡，增强趋化因子受体7(CCR7)的表达。在LPS激发的小鼠和Caco-2细胞(人克隆结肠腺癌细胞)中，苦参碱通过下调促炎细胞因子(IL-1β和IL-17)和MDA的产生，减轻LPS诱导的炎症和氧化应激[15]。

苦参碱可能是一种潜在的抗癌药物。苦参碱增加肿瘤细胞线粒体ROS的生成，并引起线粒体肿胀和线粒体膜电位下降以治疗B系急性淋巴细胞白血病，苦参碱也引起促凋亡蛋白bax的显著上调和抗凋亡蛋白bcl-2的下调。研究表明，线粒体悬液与苦参碱在IC50(3.4mg/ml)下孵育，ROS的生成显著增加。这些活性物质可通过硫醇基团的氧化打开线粒体通透性转变孔(MPT)，从而导致线粒体膜电位下降(Δψm)、线粒体肿胀，最终释放线粒体凋亡因子。测定B系急性淋巴细胞白血病细胞中促凋亡和抗凋亡bax/bcl-2的表达水平，苦参碱处理急性淋巴细胞白血病细胞线粒体后，bax表达上调[16]。因此，我们得出结论，苦参碱治疗急性淋巴细胞白血病与其通过线粒体途径诱导细胞凋亡有关。为了确定苦参碱对A549细胞增殖的影响，在MTT分析中，苦参碱以剂量和时间依赖性的方式抑制人肺癌细胞A549的生长，剂量为0.25～2.5mg/ml，持续24h、48h或72h，苦参碱在G0/G1期诱导细胞周期停滞，并降低G2/M期，同时下调bcl2蛋白的表达，导致bcl-2/bax比率降低。微阵列分析表明，与未经处理的对照A549细胞相比，苦参碱改变了小RNA的表达水平[17]。综上所述，苦参碱抑制A549细胞的增殖，为了解其抗癌机理提供了有益的信息。

6 苦参碱与免疫系统疾病

在抑制Ⅱ型胶原诱导的大鼠关节炎(CIA)作用的研究中发现，苦参碱能显著抑制炎症反应和滑膜组织破坏，苦参碱可抑制CIA大鼠足肿胀、关节炎指数和体重减轻症状，降低TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-17a、MMP-2、MMP-3和MMP-9的表达水平，苦参碱下调CIA大鼠滑膜组织中P-IκB、COX-2和iNOS的表达，但上调IκB的表达[18]。这些研究结果表明，苦参碱通过抑制促炎细胞因子和促进NF-κB通路蛋白的释放，对CIA大鼠发挥抗关节炎作用。

在氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)刺激的巨噬细胞，细胞内ROS水平、白细胞介素(IL-18)和TNF-α浓度明显升高，但巨噬细胞抗氧化能力(TAC)受损。Ox-LDL可增加MAPK(MKK6、MKK3和p38)的相对磷酸化。苦参碱降低细胞内ROS水平和上清液IL-18、TNF-α浓度，增加TAC浓度，使MKK6、MKK3、p38 MAPK的相对磷酸化水平降低，且呈浓度依赖性[19]。在巨噬细胞中活性氧介导的炎症中，氧化低密度脂蛋白通过激活ROS 介导的MKKs/p38 MAPK 诱导的炎症信号通路, 增加巨噬细胞的炎症反应。苦参碱通过抑制MKKs/p38 MAPK信号通路抑制ox-LDL诱导的炎症。

7 小结

苦参碱已被广泛证明在各种模型中具有抗炎和抗氧化功能。其作用机制可能与抑制IL-1和IL-6的释放，并且抑制IL-1β诱导的MMP-3和MMP-13的释放，抑制Gr1细胞渗入受损肝脏，抑制MCP-1的产生和活性，通过上调抗氧化酶蛋白的表达促进了Nrf2向细胞核的易位，提高了抗氧化活性，显著降低了MDA水平，增强SOD、GSH-PX、CAT和T-AOC活性，并且通过影响p38 MAPK抗氧化信号传导对氧化应激诱导的细胞凋亡发挥保护作用。目前苦参碱的抗炎和抗氧化应激作用机制尚不十分明确，在某些疾病中可能具有双向调节作用，亟待进一步研究。