漆黄素药理作用研究进展

周茂花，程苇钇，邱建国，张巧艳，秦路平*，张泉龙*

(1.浙江中医药大学药学院中药资源教研室，杭州 311204；2.联勤保障部队第九四〇医院药剂科，兰州 730050)

漆黄素(fisetin，3，7，3′，4′-四羟基黄酮，分子式C15H10O6)是一种存在于多种水果、蔬菜和中药黄栌(CotinuscoggygriaScop.)、漆树(RhusvernicifluaStokes.)等植物中的类黄酮多酚化合物[1]，呈黄色针状结晶。《本草拾遗》记载含漆黄素的黄栌叶能除烦热、解酒疸，目黄可水煮服之，表明其可用于治疗黄疸型肝炎。近年来，漆黄素因具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、神经保护等多种药理活性被广泛研究。本文旨在对漆黄素的各种药理作用及其作用机制进行综述，以促进其进一步的研究与开发。此外，本文还讨论了目前已有的提高漆黄素生物利用度的方法及安全性研究。

1 抗肿瘤作用

漆黄素抗肿瘤的作用机制主要表现为诱导癌细胞凋亡和细胞周期阻滞，抑制肿瘤侵袭转移和血管生成，与抗肿瘤药物联用可增强抗肿瘤作用，降低耐药性。

1.1 诱导癌细胞凋亡 诱导癌细胞凋亡是抗肿瘤药物的常见作用机制。细胞凋亡是一种细胞程序性死亡过程，对于维护组织正常运行及预防癌症的发生起着非常重要的作用，主要有两条途径调控细胞凋亡：由死亡受体[人凋亡相关因子及其配体(human factor-related apoptosis and its ligand，Fas-FasL)、肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体及其受体(TNF-related apoptosis-inducing ligand-receptor，TRAIL-R)、Ⅰ型TNF受体(tumor necrosis factor receptor 1，TNFR1)]介导的外源性通路和线粒体介导的内源性通路。研究发现，漆黄素能通过内源性和外源性通路同时诱导癌细胞凋亡。在外源性通路中，漆黄素通过促进TRAIL表达，提高下游含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)-3,8,9蛋白表达，从而诱导前列腺癌细胞凋亡[2]。在内源性通路中，漆黄素可通过对抗线粒体功能障碍，激活Caspase、促进凋亡因子(bcl-2和p53)生成，抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白通路等多途径，诱导癌细胞凋亡。

1.2 细胞周期阻滞 细胞周期调控异常是肿瘤发生的内因之一。细胞周期阻滞为细胞提供额外的时间用于修复损伤，从而减少突变，避免肿瘤的发生。通过调节细胞周期抑制癌细胞生长，已逐渐成为抗肿瘤的一个研究方向。研究发现,漆黄素对细胞S、G2/M、G0/G1期均有阻滞作用[3-4]，其细胞周期阻滞作用与降低细胞周期蛋白D1、D2、E、DA和细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)4、CDK2、CDK6的水平，减少细胞分裂周期因子(cell division cycle，CDC)25a、CDC25c表达[3]，增加p53、细胞周期检测点激酶1、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(p21)和p27[3-4]表达有关。漆黄素还能直接与CDK6作用，抑制CDK6激酶活性[5]。

1.3 抑制癌细胞侵袭和转移 肿瘤的侵袭和转移是肿瘤治疗的最大障碍。目前，癌症患者死亡的主要原因是癌细胞的全身扩散和侵袭。研究报道，漆黄素主要通过以下两个途径来抑制癌细胞的侵袭与转移。(1)逆转上皮细胞-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)。漆黄素通过减少在EMT上游的多个信号蛋白[如β-连环蛋白、核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)、表皮生长因子受体、信号转导与转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT-3)]的表达[6]，抑制Y-盒结合蛋白1(Y-box binding protein-1，YB-1)的表达(注：YB-1能够促进EMT)[7]，降低EMT调节因子Twist蛋白水平，上调上皮标记物E-钙黏蛋白，下调间充质标记物波形蛋白、N-钙黏蛋白、纤连蛋白，通过PTEN-AKT-GSK3β信号通路[注：PTEN表示gene of phosphate and tension homology deleted on chromsome ten，AKT表示蛋白激酶B(protein kinase B)，GSK3β表示糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase 3β)]来抑制或逆转EMT，从而抑制非小细胞肺癌细胞、黑素瘤细胞、三阴性乳腺癌细胞和潜伏膜蛋白1阳性鼻咽癌细胞等多种癌细胞的转移与侵袭。(2)抑制基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)，减少基质胶原降解，从而抑制癌细胞的浸润、转移。漆黄素可通过细胞外调节蛋白激酶信号通路、蛋白激酶C/活性氧(reactive oxygen species,ROS)/丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)途径以及抑制胞内磷脂酰肌醇激酶(PI3K)/AKT和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)信号通路[8]，抑制MMP-2和MMP-9的表达，从而抑制乳腺癌细胞等多种癌细胞的转移与侵袭。临床研究发现，正在接受化疗的结直肠癌患者每天口服100 mg漆黄素，连续用药7周后，漆黄素能抑制MMP-7的蛋白表达水平，并改善结直肠癌患者的炎症状态[9]。

1.4 抑制血管生成 目前，已有越来越多的研究表明，癌细胞的增殖和转移依赖于新生血管的形成，新生血管为肿瘤扩散提供足够的氧气和营养物质，这使得新生血管成为抗肿瘤治疗的目标。肿瘤生成会引起促血管生成因子(血管内皮生长因子、成纤维细胞生长因子、血小板源性生长因子)和抗血管生成因子(血管抑制素、内皮抑素)表达不平衡。动物实验发现，漆黄素和漆黄素胶束均能抑制携带人卵巢癌细胞(SKOV3细胞)的异种移植小鼠模型的血管生成[10]。BHAT等[11]在裸鼠皮下移植人恶性黑素瘤细胞(A375和SK-MEL-28)之后发现，与单用索拉非尼相比，漆黄素和索拉非尼联合治疗能抑制血管生成，显著抑制肿瘤生长。细胞实验发现，漆黄素通过降低人脐静脉内皮细胞一氧化氮合酶和血管内皮生长因子表达，剂量依赖性地抑制人脐静脉内皮细胞的生长和存活。

1.5 与抗肿瘤药物联合应用 漆黄素除了其自身的抗肿瘤作用，还能与其他几种抗肿瘤药物联合应用，增强其抗肿瘤活性，降低耐药性。动物实验发现，在移植22Rν1和PC-3M人前列腺癌细胞的小鼠模型中，漆黄素能够增强卡巴他赛对人前列腺癌细胞的化疗作用[12]。TOUIL等[13]发现，漆黄素可以提高环磷酰胺对Lewis肺癌小鼠的抗血管生成和抗肿瘤活性。细胞实验发现，漆黄素能降低细胞周期蛋白B1和E1的水平，增强依托泊苷对骨肉瘤细胞周期的阻滞，增强抗增殖作用[14]。此外，漆黄素还可通过抑制EMT，增强索拉非尼对黑素瘤细胞的抗侵袭和抗转移能力[11]。SMITH等[15]研究发现，漆黄素与顺铂、氟尿嘧啶和环磷酰胺代谢物4-羟基环磷酰胺联合应用，能增强这些药物对三阴性乳腺癌细胞的杀伤作用。KLIMASZEWSKA-WISNIEWSKA等[16]发现，单独的紫杉醇对正常细胞毒性大，而其与漆黄素联合应用可以为正常细胞提供保护，且抗肿瘤作用增强。在拮抗耐药性方面，漆黄素通过抑制MAPK和Akt通路，克服肺腺癌细胞对厄洛替尼的耐药性[17]。ZHUO等[18]也发现，漆黄素通过MAPK/凋亡抑制基因Survivin/Caspase途径，逆转肺腺癌细胞对顺铂的获得性耐药，其机制可能是通过抑制MAPK信号通路的异常激活，提高A549-CR细胞对顺铂的敏感性。

2 抗氧化作用

从结构上分析，漆黄素具有类黄酮多酚结构，具有良好的抗氧化作用。漆黄素具有清除自由基的活性，是因为其分子结构中存在自由的羟基(C-3、C-3′、C-4′、C-7)和羰基(C-4)。漆黄素的B环和C环与A环相比，有更高的自由基清除活性，其邻二羟基结构在参加电子离域时可以作为电子供体，从而防御ROS，抑制低密度脂蛋白氧化。IMAI等[19]研究发现，在漆黄素的多个碳位点上引入甲基取代基，能够提高其清除自由基的活性，提高抗氧化能力。在其甲基衍生物中，5′-甲基漆黄素清除自由基的活性最好。

漆黄素的自由基清除作用依赖于多酚氧化酶的存在，其抗氧化作用能够被多酚氧化酶抑制剂抑制。从机制上分析，漆黄素发挥抗氧化作用的主要机制包括激活核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2)并诱导血红素加氧酶1(heme oxygenase 1，HO-1)基因表达，抑制ROS生成，调节抗氧化酶谷胱甘肽(glutathione)的水平等。ZHANG等[20]研究发现，Nrf2-抗氧化反应元件(Nrf2-ARE)途径是漆黄素在细胞中发挥抗氧化活性的主要途径之一。在转录后水平上，漆黄素可以通过抑制Nrf2的降解，将Nrf2转入细胞核，上调下游HO-1基因的表达，减轻小鼠颅脑损伤后的氧化应激。漆黄素可通过抑制ROS生成，保护DNA免受自由基诱导的氧化损伤。ZHAO等[21]以10、20和40 mg/kg的漆黄素灌胃小鼠7 d，发现漆黄素能够抑制肝组织和L-02细胞(人正常肝细胞)中ROS的生成，并恢复谷胱甘肽过氧化物酶1、谷胱甘肽巯基转移酶等抗氧化酶基因的表达，调节谷胱甘肽代谢和相关抗氧化信号的表达，来预防对乙酰氨基酚在小鼠和L-02细胞中诱导的肝毒性。EHREN等[22]研究发现，漆黄素增加谷胱甘肽水平的机制与其能快速促进Nrf2和活化转录因子4表达有关。

3 抗炎作用

炎症是多种疾病的诱因，也与肿瘤发生的增殖、转移等各个阶段有着密切的关系，因此抗炎治疗是对癌症等炎症伴随疾病进行预防和治疗的有效策略。漆黄素发挥抗炎作用的机制主要包括以下两方面。(1)抑制中性粒细胞、巨噬细胞、肥大细胞等炎症细胞的活性：漆黄素能逆转支气管肺泡灌洗液中由香烟烟雾引起的中性粒细胞和巨噬细胞群增加，从而减轻肺部炎症[23]。漆黄素通过抑制NF-κB活化、p38 MAPK磷酸化，下调肥大细胞活性，限制肥大细胞与活化T细胞之间的相互作用，发挥抗炎作用[24]。(2)抑制炎症介质表达：已有研究报道，漆黄素能够通过NF-κB、JAK-STAT、PI3K-Akt、MAPK[25]等通路，抑制Toll样受体4表达，抑制环氧合酶2、前列腺素E2、TNF-α、白介素、趋化因子等炎症介质的表达，从而发挥抗炎作用，能有效抑制应激性肾损伤肾炎、肝炎、急性肺损伤、视网膜炎症、气道炎、急性中耳炎等动物模型的炎症反应。

4 其他药理作用

漆黄素除了具有上述药理作用外，还在抗衰老、保护心肌损伤[26]、改善非酒精性脂肪肝[27]、保护皮肤紫外线和炎性损伤[28]等方面发挥多种药理作用。此外，漆黄素具有神经保护作用，主要表现为改善记忆功能、减轻神经毒性损伤、抑制β淀粉样蛋白生成和Tau蛋白磷酸化等，发挥抗阿尔茨海默病[29]和抗缺血性脑卒中[30]作用。漆黄素还具有骨保护作用，通过上调Runt相关转录因子2的转录活性，促进成骨细胞的分化[31]，通过抑制NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶磷酸酶-1依赖信号通路抑制破骨细胞活性[32]，从而发挥骨保护作用，显示出治疗骨质疏松症的潜力。漆黄素通过抑制肝脏糖异生[33]、调节多种糖代谢关键酶等作用维持葡萄糖稳态，发挥抗糖尿病作用。

5 体内代谢

漆黄素在结构上是含四羟基的黄酮化合物，水溶性低，口服吸收度差。药动学研究表明[34]，漆黄素以223 mg/kg的剂量经腹腔注射后，在小鼠体内存在较长的半衰期(3.12 h)和平均滞留时间(4.51 h)，15 min后达到血药浓度峰值(2.53 μg/ml)，药-时曲线下面积(AUC)为4.0 μg·h·ml-1，组织分布按浓度从高到低依次为肾脏、小肠、肝脏。在代谢方面，研究发现，漆黄素(10 mg/kg)静脉注射后，能在大鼠肝脏中被快速转化为硫酸盐形式；而经口服给药(50 mg/kg)，漆黄素被快速转化为葡萄糖醛酸形式，很少以原型成分存在体内。除了硫酸化和葡萄糖醛酸化，甲基化是漆黄素的另一条主要代谢途径[34]，其中3′-甲氧基化代谢物geraldol是其活性代谢产物，具有抗增殖、抗迁移、抗血管生成的作用，从而发挥抗肿瘤作用。

6 小结和展望

研究已经发现漆黄素具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、神经保护等多种药理活性，但目前尚未有漆黄素相关新药用于临床的报道。主要原因在于漆黄素的水溶性低(水中溶解度为10.45 μg/ml)，口服生物利用度低(仅为44.1%)，口服吸收差，使其动物药理研究及临床应用均受到了限制。目前采用脂质囊泡、聚合物纳米颗粒、固体脂质纳米粒和络合等技术[35]，可以提高漆黄素的溶解度与生物利用度。市场上有漆黄素膳食补充剂正在开展临床试验[9]。在安全性评价方面，2 g/kg高剂量的漆黄素急性毒性实验结果均为阴性；长期毒性实验中，25 mg/kg漆黄素对小鼠体重无明显影响，心脏、胃、肾、肠、肝、脾、肺和生殖器官的病理检查均未见毒性症状；埃姆斯致癌诱导试验结果呈阴性[36]。但GOLLAPUDI等[37]研究发现，漆黄素能诱导人淋巴母细胞(TK6细胞)非整倍体和多倍体，可引起人细胞的染色体异常。因此，应对漆黄素的细胞及动物毒理学进行深入研究，尤其应关注其可能的遗传毒性。在药理学研究方面，虽然已报道漆黄素具有多种生理活性，但其作用靶标尚未完全阐明，今后应围绕其作用靶标的发现，进一步阐明作用机制，为漆黄素的新产品开发及其在疾病治疗中的应用提供更多依据。