表没食子儿茶素没食子酸酯在口腔方面的研究现状

薛静秀 李 涛

绿茶的主要成分是茶多酚（greentea polyphenols，GTP），占其干重的30%，为淡黄色粉末，是形成茶叶色香味的主要成分之一，而GTP主要是由儿茶素组成的，约占其总量的60%～80%。儿茶素又名儿茶酸，是一种从茶叶中提取的天然酚类活性物质，有四种异构体，即表儿茶素（epicatechin，EC），表没食子儿茶素（epigallocatechin，EGC），表儿茶素没食子酸酯（epicatechingallate，ECG）和表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG），四种立体异构体分别占儿茶素重量的6.4%、19%、13.6%和 59%，此外还包括没食子（gallicacid，GA）。显而易见EGCG在茶多酚中含量最高，同时大量文献证明EGCG是儿茶素中发挥作用的主要物质[1]。

茶多酚由于其强大的抗氧化、抗自由基生物活性，以及在医疗保健中的独特功能，已成为近几十年来医学界研究的热点。2006年，茶多酚软膏（Veregen）获美国食品药品管理局（FDA）批准，作为新的处方药用于局部治疗由人类乳头瘤病毒引起的生殖器疣，成FDA首个批准上市的植物（草本）药[2]。EGCG作为茶多酚中含量最高的物质，在抗病毒、降糖、神经退行性疾病和癌症的治疗等方面也表现出了独特的功能。有研究指出EGCG通过抑制心肌细胞凋亡、改善机体氧化应激状态、调控凋亡蛋白表达和降低PI3K/Akt通路相关蛋白的磷酸化水平对心肌缺血再灌注损伤表现出一定的保护作用[3]。EGCG可通过降低Ⅱ型糖尿病大鼠（T2DM）的血糖血脂，降低肾脏氧化应激水平和稳定肾皮质钠泵活性来保护大鼠的肾脏功能[4]。EGCG在帕金森病中可通过抗氧化、铁螯合、抑制α－突触核蛋白聚集和调节细胞内信号通路等机制发挥神经保护作用[5]。此外，EGCG作为具有抗肿瘤作用的潜在天然药物可通过诱导细胞凋亡和周期阻滞、抑制肿瘤血管生成、阻止肿瘤细胞转移和调控信号通路等来抑制肿瘤的发生、发展，并且在乳腺癌、肺癌、肝癌、前列腺癌、膀胱癌等癌症中表现出了较好的疗效[6]。EGCG也通过多种机制对口腔疾病的治疗发挥重要作用，本文将对其在龋病、牙周病、口腔癌和口腔粘膜病方面的应用进行论述。

一、龋病

龋病是人类口腔中的一种常见病和多发病，在口腔中常驻的750多种细菌中，有一些已经确定与口腔疾病有关[7]。变形链球菌作为龋病的主要致龋微生物在龋病的形成过程中起着至关重要的作用[7，8]，它会形成粘附于牙齿表面的生物膜。龋病则是由生物膜的发展而促进的慢性感染性疾病[9]。有文献表明EGCG抑制变异链球菌生长的机制可能是利用本身清除氧自由基的能力，破坏细菌氧代谢平衡和氧化作用，从而抑制糖代谢，导致细菌无法产生足够的能量供其生长繁殖[1]。EGCG也可抑制与细菌生物膜形成相关的特定基因gtfB、gtfC、gtfD的表达[10]来发挥抗龋作用。黄彬等人表示EGCG能有效减少牙本质龋进展过程中Ⅰ型胶原羧基端肽ICTP的降解[11]，促进牙本质表面矿化物的沉积，抑制牙本质的继续脱矿，从而阻止牙本质进一步的龋坏[12]。此外，有研究评估了EGCG和表没食子儿茶素-3-O-（3-O-甲基）-葡萄糖酸酯（EGCG-3Me）改良的酸蚀和冲洗型粘接剂（single bond 2，SB2）的抗菌作用和对牙本质粘接稳定性的影响，结果表明EGCG/EGCG-3Me改性粘接剂可抑制变形链球菌粘附于牙本质-树脂界面，并保持粘接稳定性而不影响粘接剂的转化率[13]。也有临床试验表明日常使用含有5%EGCG的漱口水可以显著降低正畸患者龋病发生风险[14]。

二、牙周病

牙周炎是一种以牙周支持组织破坏为结果的炎性疾病。如不及时治疗，将导致牙齿脱落，并可增加全身性疾病如心血管疾病、糖尿病、类风湿关节炎、呼吸道感染等患病风险。牙周微生物生态失衡以及由此诱发的机体免疫炎性反应是导致牙周组织破坏的主要病因[15]。下面将从EGCG抗氧化抗炎、抑制牙槽骨吸收、抑制细菌粘附和生物膜形成、保护上皮完整性等方面阐述其在牙周炎中的作用机制。

1.抗氧化抗炎：氧化应激是牙周炎症发生的一个重要病理生理机制。炎症过程中会产生多种氧化物，如活性氮簇（reactive nitrogen species，RNS）和活性氧簇（reactive oxygen species，ROS），当抗氧化系统无法有效清除时，则导致细胞损伤和组织炎症，加重牙周组织破坏[15]。研究表明EGCG可抑制NO和ROS的产生并且对巨噬细胞表达的一氧化氮合酶（iNOS）也存在抑制作用[16]。而ROS的产生和MMP（基质金属蛋白酶）介导的牙周疾病直接相关。MMP是包括至少27种含锌内肽酶的家族，其被分类为胶原酶，明胶酶，溶基质素，膜型MMP等。MMP-9（明胶酶-9）被认为与许多炎症性疾病有关，包括牙周病，而EGCG可以抑制MMP-9活性[17，18]及其从受刺激的嗜中性粒细胞中释放[18]来发挥抗炎能力。EGCG作为一种天然健康物质，也可以通过下调炎症介质IL-1β、IL-6、IL-17、IL-23、TNF-α 等发挥抗炎作用来减轻牙龈卟啉单胞菌诱导的牙周炎[19]。

2.抑制牙槽骨吸收：牙槽骨吸收过程中，NF-κB受体活化因子（receptoractivatorfor nuclear factor-κB，RANK）/NF-κB受体活化因子配 体 （receptoractivatorfornuclearfactor-κB ligand， RANKL）/骨 保 护 蛋 白（osteoprotegerin，OPG）通路起调节平衡的作用，RANKL促进骨吸收，OPG抑制骨吸收[15]。梁彤欣等人采用结扎联合Pg法诱导SD大鼠牙周炎模型，结果表明结扎后大鼠血清中RANKL的表达水平明显上升，EGCG给药治疗后大鼠血清中RANKL水平得到了显著下降，OPG的表达明显升高，说明EGCG对破骨细胞的产生起到一定程度的抑制作用，减少了牙槽骨的吸收[20]。此外有研究表明，含有适宜浓度EGCG的交联胶原膜，提高了原有胶原膜的拉伸强度、润湿性和热稳定性并且在抗炎和引导骨再生（GBR）方面发挥重要作用[21]。EGCG及其3-O-甲基化衍生物EGCG3″Me，在小鼠牙周病模型中也显示出了抑制炎症性骨吸收并减少牙槽骨丧失的活性[22，23]。

3.抑制细菌粘附和生物膜形成：牙龈卟啉单胞菌是一种革兰氏阴性厌氧菌，作为慢性牙周炎的关键性病原体之一，研究发现EGCG除了抑制牙龈卟啉单胞菌的生长和粘附外，还降低了牙龈卟啉单胞菌中参与宿主定植（fimA，hagA，hagB）、组织破坏（rgpA，kgp）和血红素合成（hem）的主要毒力因子编码基因的表达[24]。solobacterium moorei是一种挥发性硫化物（VSC），与口臭有关。EGCG可以根除预先形成的S.moorei生物膜，降低它对口腔上皮细胞的粘附并且呈剂量依赖性地抑制在VSC产生中起关键作用的S.moorei中β-半乳糖苷酶活性[25]。

4.保护上皮完整性：牙龈上皮是一种复层状鳞状上皮，作为外部环境与下层结缔组织之间的界面，在维持牙周健康方面发挥积极作用。而牙龈卟啉单胞菌可通过多种方式来侵入牙龈上皮并破坏其保护功能。EGCG可以增强牙龈上皮屏障功能和防止牙龈卟啉单胞菌诱导的上皮完整性破坏，这可能与其抑制牙龈卟啉单胞菌的蛋白酶活性的能力有关[26]。

三、口腔癌

口腔癌是发生在口腔的恶性肿瘤的总称，每年约30万新发病例，位列恶性肿瘤的第6位，严重危害人类的健康。口腔癌大部分属于鳞状上皮细胞癌，好发于牙龈、唇、舌、软硬腭、咽喉等部位，具有较强的迁移、侵袭能力[27]。下面将从EGCG对口腔癌细胞基因表达的影响、诱导细胞凋亡和细胞周期停滞和抑制肿瘤血管生成等方面阐述其在口腔癌中的作用机制。

1.对口腔癌细胞基因表达的影响：牙源性角化囊性瘤（keratocystic odontogenic tumor，KCOT）是一种单囊或多囊的牙源性良性肿瘤，肿瘤的发生发展受信号通路的调控，Wnt信号通路对细胞的增殖、分化及凋亡都起着重要的作用，研究表明Wnt信号通路在牙源性肿瘤的发生中发挥一定作用。EGCG应用于肿瘤部位的开窗灌洗后可使Wnt信号通路相关基因FZD3和MAPK10的表达降低并趋于正常[28]。也有研究表明EGCG可抑制牙源性角化囊肿（odontogenic keratocyst，OKC）上皮细胞增殖，诱导细胞凋亡，其机制可能与阻断Wnt信号通路相关基因FZD3和JNK3的表达有关[29]。

2.诱导细胞凋亡和细胞周期停滞：细胞周期是连续分裂的，细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程，包含DNA合成前期（first gap，G1期）、DNA合成期（synthesis，S期）、DNA合成后期（second gap，G2期）和细胞分裂期（mitosis，M期）[30]。研究表明，EGCG可显著抑制细胞周期蛋白CDK6和CDC2的表达，从而导致S期和G2/M期阻滞，G0/G1期细胞减少，进而抑制鳞状细胞癌CAL-27细胞的增殖[31]。此外，EGCG也可通过下调周期蛋白CyclineE的表达来诱导G1期阻滞，抑制人口腔上皮癌KB细胞增殖[32]。

3.抑制肿瘤血管生成：血管生成是一个从已有血管中形成新血管网络的过程，可为癌细胞提供养分、氧气以及处理代谢废物，对肿瘤的发生、侵袭和转移产生重要作用。在血管生成过程中，血管内皮细胞生长因子（VEGF）可以促进血管内皮细胞进行有丝分裂，对于刺激血管的形成具有较强的作用。表皮生长因子受体（EGFR）是VEGF的上游调节器，表皮生长因子（EGF）激活EGFR信号通路后，下游因子磷酸化，导致核转录因子激活蛋白-1（AP-1）过表达，进而结合VEGF并使其被激活。所以，EGCG靶向EGFR信号通路对于抑制血管生成、预防和治疗癌症具有重要意义[30]。研究显示，EGCG通过影响口腔CAL-27癌细胞的表皮生长因子受体EGFR和Notch的信号传导通路来发挥抑制作用[33]。腺样囊性癌（adenoid cystic carcinoma，ACC）是涎腺中最为常见的恶性肿瘤之一，其生长较为缓慢但侵袭性强，常沿神经、血管生长，易复发和转移。有研究表明，EGCG可通过抑制Bcl-2、EGFR蛋白表达、Erk蛋白磷酸化来发挥抑制涎腺腺样囊性癌SACC-83细胞增殖的作用[34]。

四、口腔黏膜病

口腔黏膜病是常见的口腔内科疾病，指发生在口腔黏膜及其周围软组织的一组疾病，包括口腔黏膜感染性疾病、溃疡性疾病、变态反应性疾病等。患者的口腔黏膜中可出现溃疡、苔藓、狼疮、疱疹、红斑、结节等病变现象，其中以复发性阿弗他溃疡、念珠菌感染、口腔扁平苔藓等最为常见。假丝酵母菌的感染，有可能引起急性或慢性的口腔黏膜损害，其中白色假丝酵母菌（C.albicans）的毒性最强[35]。有研究指出EGCG可以抑制白色念珠菌的生长[36，37]，所以EGCG可被考虑为防治因念珠菌感染而引起口腔黏膜病变的一种天然药物。

EGCG作为茶叶中的主要天然活性成分，因其来源广、提取简单、成本较低、生物活性好，因而在抑制口腔疾病方面的研究日益受到重视。但目前研究大多仍局限于体外和动物实验阶段，临床应用较少而且生物利用度低，使得其应用于口腔临床治疗方面的用品较少。我们需要更加深入的研究其作用机理，设计出更多的有效策略来开发应用EGCG，提高其生物利用度，使其成为更好的口腔疾病预防和治疗的天然药物。