藤茶中双氢杨梅树皮素药理作用的研究进展▲
2020-03-04王元霞刘传梦黄海涛曾春晖
方 静 王元霞 刘传梦 黄海涛 曾春晖 杨 柯
(广西中医药大学药学院,南宁市 530001,电子邮箱:fangjing0828@126.com)
【提要】 藤茶主要分布于广西、广东、云南、贵州、湖北、湖南、江西、福建等地。双氢杨梅树皮素作为其主要活性成分,属于黄酮类化合物,具有抗肿瘤、保护神经、抗氧化、抗炎、调节免疫、抑菌、调血脂及降血糖等多种药理作用。本文就近年藤茶中双氢杨梅树皮素药理作用的研究进展进行综述。
藤茶,又称甜婆茶、甜茶藤、田婆茶、乌蔹、红五爪金龙、大齿蛇葡萄,主要分布于广西、广东、云南、贵州、湖北、湖南、江西、福建等海拔200~1 300 m的山区中[1]。其味甘、淡,性凉,具有清热解毒、祛风湿、强筋健骨、消肿止痛等功能,可用于治疗发热、咽喉痛、黄疸型肝炎等疾病[2]。双氢杨梅树皮素(dihydromyricetin,DMY)又称双氢杨梅素、二氢杨梅素、福建茶素、蛇葡萄、蛇床子素,是藤茶中的主要黄酮类化合物,其含量可达30%[3-4]。DMY具有抗肿瘤、保护神经、抗氧化、抗炎、调节免疫、抑菌、调血脂及降血糖等多种药理活性。本文就近年藤茶中DMY药理作用的研究进展做一综述。
1 药理作用
1.1 抗肿瘤作用 DMY能通过诱导肿瘤细胞凋亡、阻滞肿瘤细胞的细胞周期、诱导肿瘤细胞自噬及抑制肿瘤细胞的侵袭等多种途径,抑制肝癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌和膀胱癌细胞的增殖,促进肿瘤细胞的凋亡,达到抗肿瘤效果。
1.1.1 肝癌:肝癌是全球发病率第五位的恶性肿瘤,侵袭性强,死亡率高[5]。我国大多数肝癌患者在确诊时已处于中晚期,同时伴有血行转移和癌栓形成,其治疗手段非常有限,这导致我国肝癌患者术后5年生存率低于发达国家[6]。郑作文等[7-8]发现,DMY对体外人肝癌BEL-7404细胞、肝癌H22细胞及体内小鼠肝癌H22实体瘤均有明显的抑制作用。李峰[9]采用Hoechst 33342染色、Annexin V/PI双染、DCFH-DA探针、蛋白质印迹法等方法,分析经DMY作用后的肝癌HepG2肿瘤细胞的细胞形态、细胞凋亡、细胞周期、细胞内活性氧水平及凋亡蛋白表达水平等,结果表明DMY能通过线粒体途径诱导HepG2细胞凋亡。
1.1.2 乳腺癌:乳腺癌作为我国最主要的恶性肿瘤之一,其发病率位居城乡女性恶性肿瘤首位,近年来呈上升趋势[10]。DMY能抑制人雌激素受体阴性、高转移型乳腺癌MDA-MB-231细胞增殖,并通过线粒体途径诱导MDA-MB-231细胞凋亡;另外,DMY可通过降低高转移型乳腺癌4T1细胞荷瘤模型小鼠的瘤重、肺转移灶数、血浆微转移灶数以及血清乳酸脱氢酶、基质金属蛋白酶9和基质金属蛋白酶2水平来抑制肿瘤的转移[11]。
1.1.3 前列腺癌:前列腺癌发病率位居全球癌症发病率的第5位,是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤[12]。近年来细胞试验表明,DMY可以抑制PC-3前列腺癌细胞的增殖,并且呈剂量依赖关系;通过流式细胞仪分析PC-3前列腺癌细胞的细胞周期,发现DMY可将细胞周期阻滞于S期和G2/M期[13]。
1.1.4 其他肿瘤:研究显示,DMY还对人宫颈癌HeLa细胞、人卵巢癌A2780细胞、人胃癌SGC-7901细胞、人肺癌A549细胞、人恶性黑色素瘤A375细胞等具有明显的抑制增殖作用[14-17]。
1.2 神经保护作用
1.2.1 认知障碍:认知障碍又称神经认知障碍,是一类主要影响认知能力(包括学习、记忆、感知和问题解决能力)的心理健康障碍。对于用高糖高脂饲料喂养8周、然后用低剂量链脲佐菌素诱导的2型糖尿病小鼠模型,分别给予125 mg/(kg·d)DMY(低剂量组)、250 mg/(kg·d)DMY(高剂量组) 、等量生理盐水(模型组)16周后,测定小鼠的体重、空腹血糖、血脂、腹腔葡萄糖耐量和认知功能,并观察海马中氧化应激标志物和脑源性神经营养因子表达的变化,结果表明,DMY可通过抑制氧化应激和增强脑源性神经营养因子介导的神经保护,明显改善2型糖尿病小鼠的认知障碍,逆转糖脂代谢异常[18]。
1.2.2 帕金森病:帕金森病是一种与年龄相关的神经退行性疾病,其病理特征是由于黑质多巴胺能神经元的选择性丧失而导致多巴胺的逐渐损耗。目前导致帕金森病神经变性的确切致病机制尚未清楚,但神经炎症、氧化应激和线粒体功能障碍作为可能导致多巴胺能神经元损伤的机制已被业内广泛接受[19-21]。DMY可通过调节糖原合成酶激酶3β/蛋白激酶B通路,减轻由1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶诱导的帕金森病模型小鼠的行为障碍和多巴胺能神经元丢失;此外,DMY以剂量依赖性的方式减弱1-甲基-4-苯基吡啶离子诱导的MES23.5细胞损伤和抑制活性氧的产生[22]。
1.2.3 阿尔兹海默症:阿尔兹海默症(Alzheimer′s disease,AD)是导致全球3 560万人患病的进行性神经退行性疾病[23]。目前尚无有效药物可减缓或阻止AD的进展。研究表明,除了认知/学习能力丧失外,AD患者的神经心理症状如焦虑和癫痫的发生率分别高达70%和17%,提示AD的发病机制与γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)能神经传递功能障碍有关[24]。用DMY(2 mg/kg)处理Tg-SwDI转基因AD小鼠3个月后,DMY可通过以下方面改善AD:在行为上,DMY可改善小鼠认知功能障碍,降低焦虑水平和癫痫易感性;在病理学上,DMY可明显降低小鼠脑中淀粉样蛋白-β肽;在电生理上,DMY可调节小鼠脑中γ-氨基丁酸A受体(γ-aminobutyric acid A receptor,GABAAR)介导的电流变化;此外,桥尾蛋白是一种突触后GABAAR锚定蛋白,可调节细胞的形成和GABA能神经突触的可塑性,并改善Tg-SwDI小鼠脑中海马和皮质功能障碍,而DMY可提高桥尾蛋白的水平;这些结果表明,采用DMY治疗不但可以改善AD症状,还可以逆转AD的进行性神经病理学改变,包括降低淀粉样蛋白-β肽水平,提高桥尾蛋白水平,恢复GABA能神经传递和功能性突触的可塑性[24]。
1.2.4 抑郁症:全世界抑郁症患者人数高达3.22亿,患病率达4.4%,我国抑郁症患病率约为 4.2%[25]。研究表明,神经炎症和脑源性神经营养因子水平与抑郁症发病密切相关[26]。有学者通过尾部悬吊试验、强迫游泳试验、运动活动和蔗糖偏好试验,评估DMY对内毒素及慢性不可预知温和应激诱导的抑郁症模型小鼠的快速抗抑郁作用,结果表明DMY减少了小鼠尾部悬吊试验和强迫游泳试验的不动时间和抑郁症相关行为;另外,在海马组织和体外培养的海马细胞中,DMY通过激活调节蛋白激酶1/2-环磷酸腺苷反应单元结合蛋白途径并增加糖原合成酶激酶-3β磷酸化,上调脑源性神经营养因子表达,从而起到快速抗抑郁的作用[26]。
1.2.5 其他:氧化应激与神经退行性疾病发病密切相关[27]。Mu等[28]通过行为、影像学、生物化学、组织化学和分子生物学技术,探讨DMY对3-硝基丙酸诱导大鼠的行为缺陷及纹状体组织病理损伤的影响,结果表明DMY可通过调节葡萄糖代谢、丙二醛、超氧化物歧化酶活性及凋亡相关基因B淋巴细胞瘤-2、 B淋巴细胞瘤-2相关X蛋白和半胱氨酸蛋白酶3的表达,明显减轻3-硝基丙酸诱导大鼠的运动功能障碍和学习记忆障碍,并改善纹状体代谢异常。另有报道称,摄入DMY可以防止成年大鼠在7天低气压缺氧状态下的记忆损伤(相当于海拔5 000 m引起的海马神经变形和记忆障碍);此外,DMY可改善线粒体形态和功能,抑制活性氧的产生,降低海马脂质过氧化;在暴露于缺氧条件下的小鼠海马HT-22细胞中,DMY通过去乙酰化酶3诱导叉头盒O类转录因子-3去乙酰化来减弱氧化应激损伤,从而起到神经保护作用[29]。
1.3 抗氧化作用 自由基是外层轨道含有未配对电子的基团,其化学性质活泼,可以攻击几乎所有的生物分子,包括DNA、蛋白质、脂质、碳水化合物、有机酸等,极具破坏性[30]。正常情况下人体内自由基的产生和清除处于平衡状态,但在某些病理情况下或人体抗氧化体系出现障碍时,体内过量的氧自由基会引起氧化应激反应,影响人体健康。DMY具有较强的抗氧化活性,与其多种药理作用有关。
1.3.1 抗脂质过氧化:脂质过氧化是一个非常复杂的过程,受到多种因素的干扰。何桂霞等[31]观察到DMY对心、肝、脑、组织匀浆及线粒体脂质过氧化产物丙二醛的产生有较强的抑制作用,并且对肝脏脂质过氧化的抑制作用最强;另外,DMY对亚铁离子-半胱氨酸体系和过氧化氢-亚铁离子体系诱导的脂质过氧化作用有较强的抑制作用。
1.3.2 清除自由基:体内过量的自由基会对机体产生损害。Hou等[32]发现DMY可明显降低过氧化氢诱导的氧化应激模型中的活性氧和丙二醛水平,表明DMY通过改善细胞抗氧化系统,从而起到对过氧化氢诱导的细胞凋亡的保护作用。
1.3.3 增强抗氧化酶活性:机体内清除自由基的酶系统主要由超氧化物歧化酶、过氧化氢酶及谷胱甘肽过氧化物酶等组成。它们都是铁卟啉蛋白酶,能够催化体内氧化酶的毒性产物过氧化氢分解。在正常条件下,细胞的超氧化物歧化酶将机体代谢过程中产生的超氧阴离子自由基歧化为过氧化氢,后者再经由过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶催化降解为水和氧。有学者分析了DMY对D-半乳糖致衰老模型小鼠体内抗氧化活性酶表达的影响,结果发现DMY可增加衰老小鼠各脏器指数,提高各抗氧化酶表达水平,降低脂质过氧化水平[9]。
1.4 抗炎、调节免疫作用 藤茶作为人们的日常饮用茶,在《草本便方》中有记录:“藤茶叶甘温消渴,诸气鼓胀月活,丹停气肿下盅毒,利便通肠代茶喝”[33]。现代药理研究发现藤茶中的DMY具有抗炎作用[34-36]。高浓度(460 mg/kg)DMY可明显降低脂多糖致急性炎症小鼠血清中肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6水平,提高血清抗炎因子白细胞介素10水平[35]。在类风湿性关节炎的动物模型中,DMY能降低环氧化酶2水平,并通过激活核转录因子E2相关因子2通路,抑制促炎性细胞因子白细胞介素1β、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α的表达[37]。另外,Wang等[38]发现,DMY可能通过激活丝裂原活化蛋白激酶信号通路,减轻脂多糖诱导的急性肺损伤小鼠肺部水肿情况,降低支气管肺泡灌洗液中促炎症因子的表达水平。
曾春晖等[39]发现DMY能显著促进刀豆蛋白诱导的小鼠淋巴细胞增殖,增强小鼠的免疫应答。DMY也可通过调节机体的免疫功能,增强机体氧自由基清除酶系统的活性,降低一氧化氮产生酶系统的活性,抑制体内脂质过氧化物的产生,从而对免疫性慢性胃炎大鼠胃黏膜有明显的保护作用[40]。
1.5 抑菌作用 DMY抗菌谱广,有学者通过采用滤纸片抑菌圈法对DMY及其衍生物进行了抑菌活性筛选,结果表明DMY及其衍生物对真菌白色念珠菌、酵母菌无明显抑制效果,但对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、变形杆菌、沙门氏菌等细菌活性均有明显抑制作用[41]。傅若秋等[42]通过测定31种中药单体对11株耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的体外抑菌活性,发现DMY、花旗松素、没食子酸等9种中药单体对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌具有较强的抗菌活性,其中DMY在质量浓度为100 μg/mL时抑菌率高达73%,仅次于花旗松素。
1.6 降血糖、调血脂作用 糖尿病能够增加心血管疾病、肾衰竭和失明的发病风险,近几十年来全球糖尿病患病率持续上升[43]。槲皮素、芦丁、黄芩苷、木犀草素等黄酮类化合物可提高胰岛素敏感性,而不促进脂肪生成[44-45]。DMY作为藤茶的主要黄酮类成分,同样具有调节血糖血脂的作用。覃洁萍等[46]发现DMY对四氧嘧啶所致糖尿病模型小鼠及由葡萄糖、肾上腺素引起的高血糖模型小鼠均有明显的降血糖作用,但对正常小鼠血糖无明显影响。也有报道称,用DMY或罗格列酮治疗Zucker糖尿病大鼠,结果发现DMY能降低大鼠空腹血糖,并将高血糖发作延迟4周,与罗格列酮相比,DMY能更有效地维持胰腺B细胞功能、提高脂联素水平和调节血脂,而且DMY不会引起体重增加和肝脏中的脂肪堆积[47]。
1.7 解酒护肝作用 Hampton等[48]通过实验反复证实了多种药物(例如巴氯芬和羟丁酸钠)可用于治疗动物模型的酒精中毒或酒精使用障碍,然而这些药物的临床应用都受限于患者极快地产生抗药性及其严重的副作用。国内有报道称,DMY预防给药可延长小鼠翻正反射消失时间,缩短维持时间;给予醉酒小鼠DMY后,醒酒时间缩短,说明DMY具有一定的防醉解酒作用[49]。另有报道称,GABAAR是急慢性酒精中毒在大脑中的主要靶点,DMY可通过调节海马功能和GABAAR α4亚基的表达水平,中和急性酒精中毒,对抗大鼠因酒精暴露或戒断而引起的兴奋性亢进和癫痫敏感性增加[50]。
此外,DMY还可以通过调节p62和自噬串扰Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1/核转录因子E2相关因子2通路,降低慢性酒精暴露引起的肝酶释放、肝脂过氧化和甘油三酯沉积,从而起到护肝作用,并且DMY显著抑制了由酒精引起的炎症细胞因子白细胞介素1β和白细胞介素6水平升高,可改善酒精性肝病小鼠模型肝脏病理变化[51]。阎莉等[52]建立撤除苯巴比妥钠致肝细胞凋亡的小鼠模型,采用流式细胞术及细胞原位缺口末端标记法检测肝细胞凋亡率,结果表明,DMY可明显抑制苯巴比妥钠撤除诱导的小鼠肝细胞凋亡,提示抑制肝细胞凋亡可能是DMY护肝作用的机制之一。
1.8 其他作用 DMY除了具有抗肿瘤、保护神经、抗氧化、抗炎、调节免疫等药理作用外,还能发挥抗疲劳、防治肾结石以及降尿酸等作用。DMY能延长小鼠负重游泳时间,增加肝糖原在体内储备量,降低血乳酸、尿素氮、丙二醛水平,提高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性,升高过氧化物酶增殖物活化受体γ辅激活因子1α、过氧化物增殖物活化受体α的表达水平,从而提高小鼠的运动能力,发挥抗疲劳作用[53]。DMY可通过降低肾结石大鼠模型血清尿素氮、肌酐和尿中钙、尿酸含量,增加肾组织超氧化物歧化酶活性,降低丙二醛含量,改善肾结石小鼠肾组织中草酸钙结晶情况,对大鼠肾结石有一定的防治作用[54]。李广枝等[55]采用腺嘌呤联合乙胺丁醇建立小鼠高尿酸血症模型,给予小鼠不同剂量(0.752 g/kg、0.376 g/kg、0.187 g/kg)DMY灌胃给药,通过检测小鼠血清尿酸、尿素氮、肌酐的含量,发现中、高剂量DMY均具有明显的降低血清尿酸作用。
2 小 结
DMY作为藤茶中黄酮类物质的主要有效成分,具有抗炎、抗氧化、抑菌、抗肿瘤、调血脂、降血糖等药理作用。尽管其药效物质基础、药动学研究资料、药理作用机制、临床研究等方面还需要进一步研究和确证,但随着DMY分子水平研究、细胞水平研究、动物实验研究和临床应用研究的不断开展,进一步显示出DMY的潜在药用价值,为临床应用提供了广阔的发展前景。