芒果苷的抗炎作用研究进展
2021-09-10王冉焦响乐王哲欢张慧茹李晓天
王冉 焦响乐 王哲欢 张慧茹 李晓天
摘要:炎症是机体对各种致炎刺激引起的局部损伤所产生的具有防御意义的自我保护反应,许多疾病被认为与炎症有关,如癌症、代谢紊乱、衰老和神经退行性疾病。芒果苷是一种天然存在的多酚,已被证明可以在多种病理生理条件下发挥抗炎作用。文章对芒果苷在神经系统疾病、心血管系统疾病、肾脏疾病、呼吸系统疾病、肿瘤和关节炎等疾病中的抗炎作用进行了详细阐述,从而深入评估芒果苷的抗炎潜力,为进一步的开发与临床应用提供参考。
关键词:芒果苷;抗炎作用;综述
芒果苷是一种黄酮类化合物,在结构上称为1,3,6,7-四羟基黄原酮-C2-β-D-葡萄糖苷,分子式为 C19H18O11,化学结构见图 1。它在自然界中最主要的来源是芒果,可从芒果的叶、茎皮、果皮和根等部位中大量分离得到[1]。
芒果苷具有多种药理作用,包括抗糖尿病、抗肿瘤、调节脂肪代谢、心脏保护、抗高尿酸、神经保护、抗氧化、抗炎、解热、镇痛、抗菌、抗病毒和免疫调节等[2-4]。炎症是机体对外界刺激或内部损伤的一种主动防御反应。许多疾病的发生都与炎症有着密切的关系如癌症、代谢紊乱、衰老和神经退行性疾病[5]。目前的抗炎治疗手段主要包括非甾体抗炎药(NSAIDS)和糖皮质激素,但这两种药物都有不同的副作用,如心脏毒性、肝脏毒性和免疫功能障碍,因此急需开发安全有效的新型抗炎药物[6, 7]。基于芒果苷的抗炎特性,本文对其在各器官病理生理中的抗炎作用进行了详细阐述。
1.芒果苷对神经系统疾病的抗炎作用
神经系统是身体的支配系统,在氧化应激和体内炎症爆发等情况下其功能会发生改变,从而导致不同的病理生理并发症[8],而芒果苷中的C-糖基黄原酮结构和多羟基成分,使其具有抗氧化和抗炎的特性[1]。Jangra A等人的研究表明芒果苷预处理能够降低脂多糖(LPS)诱导的小鼠海马区和前额叶皮质中白细胞介素-1β(IL-1β)的水平,抑制神经炎症和行为异常,从而改善认知功能障碍[9]。此外,在LPS诱导的脑损伤中,芒果苷抑制了海马区IL-6的产生和胱硫醚-b-合酶的表达,减轻了小鼠脑部炎症相关的疾病行为[10]。Marquez L等人证明芒果苷(15、30和60 mg/kg,口服)可以抑制糖皮质激素、IL-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α) 、核因子-κB( NF-κB)、一氧化氮合酶(iNOS)和环氧合酶- 2(COX- 2)等炎症相关因子的分泌,并且预防下丘脑/垂体/肾上腺(HPA)应激轴调节失调、神经炎症和氧化损伤[11]。此外,芒果苷在大鼠脊髓挫伤所致的神经性疼痛中通过调节脊髓含水量,以及炎症细胞因子和凋亡相关蛋白的表达水平来减轻大鼠脊髓损伤[12]。
2.芒果苷对心血管系统疾病的抗炎作用
氧化损伤或炎症性疾病会造成从血液从心脏流向身体各部位的过程受阻,从而导致心血管疾病的发生。在一项心肌梗死实验模型中,单次静脉注射芒果苷(5,10或20 mg/kg)后,其以剂量依赖的方式改善心脏血流参数和纤维紊乱,而且芒果苷(20 mg/kg,连续4周)能使心脏恢复射血功能,减少TNF-α和裂解caspase-3的积聚,上调bcl-2的水平[13]。此外,芒果苷(50或100 mg/kg,连续5周)对阿霉素所致心电图异常也有改善作用,并能降低脱氢酶和肌酸磷酸激酶同工酶等心脏毒性标志物的表达。组织病理学观察显示芒果苷治疗后心脏的炎症细胞数、纤维化面积和坏死病灶明显减少,表明芒果苷可能对心肌梗死所致的心室肥大和纤维化有预防作用[14]。心脏炎症和晚期糖基化终产物(AGEs)聚集与糖尿病性心肌病(DCM)的病理过程密切相关。在高脂饮食诱导的DCM大鼠中,芒果苷可有效降低NF-κB核移位,降低TNF-α、IL-1β 等炎性因子的表达[15]。从而可知芒果苷对心血管疾病的炎症有良好的治疗效果。
3.芒果苷对肾脏疾病的抗炎作用
在糖尿病引起的肾功能障碍大鼠中,芒果苷可调节BUN、肌酐、尿酸、白蛋白含量等应激相关标志物的水平。芒果苷还通过调节不同的信号分子,如MAPKs,NF-ΚΒ,PKC亚型和TGF-β1,以及凋亡途径来发挥治疗作用[16]。氧化应激和炎症反应都会导致TGF-β的表达增加,邱水晶等[17] 通过研究证实芒果苷能降低糖尿病大鼠腎脏中TGF-β的水平,调节体内基质金属蛋白酶-2(MMP-2)和基质金属蛋白酶抑制剂-2(TIMP-2)的平衡,从而改善因细胞外基质(ECM)生成、 积聚所导致的糖尿病肾脏损伤。另一项高尿酸血症实验模型的研究证明芒果苷可以调节尿酸转运体的活性,并阻止尿酸在肾组织中的重吸收,从而促进尿酸的排泄[18]。芒果苷还通过调节NLRP3和Nrf2的产生,减轻CLP诱导的脓毒症小鼠的肾功能障碍和形态变化,以及降低血清IL-1β和IL-18水平,抑制肾小管上皮细胞凋亡和肾脏NLRP3炎症小体的激活来保护肾脏免受损伤[19]。
4.芒果苷对肝脏疾病的抗炎作用
Das J等人的研究证明芒果苷通过下调TNF-a、IFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-12、IL-18、IL-10等促炎因子mRNA的表达,抑制NF-ΚΒ的核转位和氧化/亚硝酸盐应激,从而改善氨基半乳糖诱导的大鼠肝脏毒性[20]。Pal PB等人研究了芒果苷对铅诱导的肝损伤和细胞凋亡的保护作用的分子机制,结果表明其可抑制活性氧(ROS)的产生,降低ALT、ALP等血清标志酶的水平并通过MAPKs/NF-κB/线粒体依赖的途径显示出抗氧化和抗凋亡的特性[21]。另外,在CCl4诱导的小鼠肝损伤模型中,与标准保肝药物水飞蓟素相比,芒果苷预处理可降低血清天冬氨酸、丙氨酸转氨酶、碱性磷酸酶、胆红素和炎症介质TNF-β的水平,对肝脏具有明显的保护作用[22]。此外,在LPS和D-氨基半乳糖(D-GalN)诱导的急性肝损伤中,芒果苷呈剂量依赖性上调Nrf2和HO-1的表达,而且还能明显抑制脂多糖/D-半乳糖胺诱导的炎症因子(IL-1β、TNF-α、NLRP3)、凋亡相关斑点样蛋白(CARD和Caspase-1)的表达[23]。
5.芒果苷对呼吸系统疾病的抗炎作用
芒果苷对各种与炎症过程相关的肺损伤具有保护作用。在博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中,芒果苷能够抑制体重减轻和水肿形成,抑制氧化应激和细胞凋亡,并使在支气管肺泡液中炎性细胞的数量减少,从而减轻肺损伤[24]。另一项研究表明,芒果苷治疗肺损伤的动物时,其通过激活超氧化物歧化酶,降低的丙二醛和COX-2的mRNA水平来发挥抗炎作用[25]。 Rivera DG等人以炎症引起的慢性肺损伤为特征的过敏性哮喘小鼠模型,从第0天到第24天,小鼠分别口服籼草提取物(50、100或250 mg/kg)或芒果苷(50 mg/kg)。结果表明芒果苷能显著改善气道血管和支气管周围的炎症,抑制Th2细胞因子的产生和淋巴细胞增殖,从而显示出抗哮喘的效果,并且芒果苷还能抑制支气管肺泡灌洗液和淋巴细胞培养上清液中IL-4和IL-5的产生[26]。此外,在雪茄烟诱导的慢性支气管炎大鼠模型中,芒果苷通过下调大鼠外周血单个核细胞中NF-κB (P65)的mRNA和蛋白表达水平,降低血清高敏C反应蛋白和TNF-α水平而起到保护作用,减轻了细支气管炎症[27]。
6. 芒果苷对肿瘤的抗炎作用
已有研究表明,芒果苷通过调控多个生物靶点和多条信号通路,高效靶向多种与促炎反应、细胞周期、细胞因子表达等相关的转录因子。在U87胶质瘤细胞中,miR-15b调控基质MMP-9的表达。芒果苷通过促进miR-15b和抑制MMP-9而抑制细胞增殖,促进细胞凋亡[28]。Dilshaa等人的研究成果确定芒果苷显著降低TNF-α诱导MMP-9的活性,降低N F-κB活性,并抑制NF-κB亚单位p65和p50的核转位[29]。根据Li HZ等人的研究,芒果苷被认为是一种在体内和体外都能有效预防乳腺癌的化学预防分子。他们证明了芒果苷能有效地诱导细胞毒性,并通过调节MMP-7、MMP-9、COX-2等不同关键蛋白的表达而发挥抗转移作用,从而逆转上皮-间充质转化[30]。NF-κB是一种能诱导癌细胞增殖的转录因子[31]。RelA和RelB是NF-κB家族的重要成员,二聚后转化为活化的NF-κB。研究表明芒果苷可抑制RelA和RelB的表达,激活NF-κB抑制剂I-κB,抑制NF-κB激酶的磷酸化,从而抑制NF-κB的转录活性,诱导肿瘤细胞凋亡[32, 33]。芒果苷还可阻断LPS、肿瘤坏死因子或IL-1诱导的TNF受体相关因子6(TRAF6)激活和NF-ΚΒ介导的的信号转导[30]。这些研究均表明芒果苷的抗癌作用是通过调节几种炎症途径来实现的。
7.芒果苷对关节疾病的抗炎作用
类风湿关节炎(RA)是一种以滑膜增生和进行性关节破坏为特征的慢性炎症性疾病。Kumar I等人探讨了芒果苷水提物对原发性关节滑膜促炎和抗炎细胞因子平衡的影响。在给药后第12天,大鼠关节匀浆中TNF-a、IL-1、干扰素-γ(IFN-γ)水平呈剂量依赖性降低,而IL-10水平升高。而且,Masanobu Tsubaki等人的实验研究表明,在小鼠CIA模型中,芒果苷通过抑制NF-κB和激活细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2) 来降低IL-1、 IL-6、 TNF-α和受体激活NF-配体 (RANKL)在小鼠血清中的表达 。Bhatia HS等人证实芒果苷能显著降低LPS诱导的COX-2的表达和前列腺素E2的合成。此外,有研究表明芒果苷对痛风性关节炎也有一定的治疗作用,它可以促进高尿酸血症大鼠的尿酸排泄,明显降低大鼠血浆尿酸和肝脏黄嘌呤脱氢酶的水平,从而达到治疗炎症的效果[34]。
8.展望
综上所述,芒果苷对呼吸系统炎症、 关节炎炎症、 妇科炎症、 心血管炎症、 肝脏炎症、 肾脏炎症和肠道炎症都具有一定的疗效。并且大量实验证明,芒果苷可以在多个分子途径中调节相关的信号中间产物,包括氧化应激和炎症相关的信号级联反应。但这些研究大多集中在体外抗炎活性及其机制方面,体内实验数据非常有限。为了完全阐明该分子在不同疾病模型上的作用机制,还需要进行更进一步的研究,以及必要的临床试验。需要重点关注由其理化性质引起的药效学参数,例如生物利用度、半衰期、不良反應和毒性,以确定其作为一种有效的抗炎分子的有效性和安全性。
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