植物大麻素有效成分抗炎作用及其作用机制研究进展

孙凯玉 吴玉柳 李锦莲 刘媛媛

大麻为一种桑科植物，早在公元前2700 年左右《神农本草》中便有其医疗应用记载，随着人们对大麻素研究的深入，发现其具有抗炎、止痛、抗肿瘤、止吐、抗氧化、抗癫痫发作等多种药理作用。为避免大麻素独特的精神毒副作用，目前，一些基于大麻提取物的制剂中含有不同比例的四氢大麻酚（THC）、大麻二酚（CBD），具有良好的临床耐受性，使其在医学中引起了更多关注。

炎症为临床常见的病理过程，可发生在机体的各种组织中，是机体对刺激做出的反应，属于人体防御机制的表现，一旦失控则会扰乱人体组织及器官功能，可成为多种疾病发生发展的基础，如：关节炎、痛风、恶性肿瘤、周围神经病变等疾病，目前公认的抗炎药物为抑制环氧化酶（COX1/2）阻止花生四烯酸代谢为前列腺素E2（PGE2）的非甾体抗炎药物，由于其长期使用引起的胃肠道毒副反应使其临床应用受到限制。故探索一种新的药物治疗炎症性疾病是我们目前重要的研究方向。THC 低于0.3%的工业大麻素成瘾性极低，在多种炎症性疾病中具有显著作用，且国外以大麻为基础的药物已被非正式地用于治疗结肠炎症。现就国内外大麻素有效成分抗炎作用及机制的最新研究进展进行综述。

1 植物大麻素有效成分的抗炎作用

大麻素是从大麻植株中分离出的有效成分，已被证明对几种炎症和神经疾病有效。2015 年Gallily 等[1]表明大麻提取物（苜蓿克隆202）剂量依赖性抑制酵母聚糖诱导的小鼠足部炎性[1]。有研究证明了吸食大麻与肺部炎性疾病发病率降低的相关性，大麻素可通过调控细胞内信号传导，抑制炎症发生及发展[2，3]。同时高频率应用大麻素可明显降低人白细胞抗原和CD8+T 细胞的活性。抑制白细胞介素（IL）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）产生，从而降低抗原提呈，调节炎症反应[4]。目前从大麻素中分离并鉴别出的大麻类化合物约150 种[5]，较常见的为THC、CBD、大麻色稀（CBC）、大麻酚（CBN）、大麻萜酚（CBG）、大麻二酚酸（CBDA）等。

1.1 THCTHC 是大麻中发现的主要精神活性化合物，通过各种机制下调炎症过程，Santosh 等[6]发现，THC 可通过降低IL-6、IL-8 和TNF-α 水平，抑制内毒素诱导的人巨噬细胞炎症因子风暴。一项动物实验表明，THC 降低了血清淀粉样蛋白A、脂钙素-2 和髓过氧化物酶等炎性标志物水平，促进肠道黏膜屏障修复，阻断结肠炎性反应[7]。在伤口愈合的初始阶段多种细胞因子和生长因子起着至关重要的作用，THC 通过下调炎症反应对伤口愈合和再生医学产生有益的潜在影响[8]。

1.2 CBD植物大麻素中含有丰富的CBD，作为植物大麻素中主要非精神活性药物，其是含有21 个碳原子的萜酚化合物。多项研究表明CBD 对炎症和免疫系统有重要影响。Couch 等[9]证实了CBD具有抑制肠癌、阑尾炎、结肠炎组织细胞的炎症因子表达、选择性的抗凋亡作用，在抑制炎症发生及发展中具有良好的应用前景。脓毒血症是病原菌入血并在血液中繁殖后，随血液运行到全身组织器官，产生的全身炎症反应，造成了组织器官的损伤。Mohamed 等[10]证实CBD 可通过抑制细菌繁殖，下调炎性细胞因子的释放，抑制炎症风暴。Hammell等[11]证实CBD 对关节滑膜厚度、脊神经根结节炎症因子具有显著抑制作用，且无明显副作用，还可缓解佛氏佐剂诱导的疼痛，具有炎性关节炎的治疗潜力，且与黄酮类药物合用具有协同作用[12]。为进一步论证CBD 在人体中的抗炎作用机制，有学者在10 名健康成年人中进行了一项CBD 抗炎试点随机、平行、双盲研究，证实CBD 可下调人外周血单核细胞产生IL-10 和TNF-α 等炎症因子水平，证明了CBD 产品的抗炎潜力[13]，同时CBD 具有抗金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的作用机制，且具有抗氧化、促进皮肤修复功效，有望应用大麻素有效成分开发成护肤品治疗痤疮。

1.3 黄酮类大麻中已知的化合物中，黄酮类化合物约占10%，大麻植物中已知的约有20 种主要属于黄酮类和黄酮醇亚类，其中栎素、山奈酚，Cannflavins A（CFA）和CannflavinsB（CFB）是最著名的类黄酮[14]。Yeon 等[15]证实山奈酚抑制幽门螺杆菌的细胞毒素相关基因A 和空泡细胞毒素A，诱导促炎细胞因子的下调而显示出抗炎作用。CFA和CFB 作为大麻当中独有的类黄酮成分，在抗炎作用中发挥重要作用[16，17]。Apigenin 作为黄酮类中的一员，在具有抗焦虑作用的同时，可通过调节TNF-α、干扰素γ、IL-6，趋化蛋白-1（MCP-1）和MCP-3 的产生，参与炎症调节反应[18]。

1.4 萜菇类萜菇类化合物是植物大麻中的另一类非大麻素成分，主要包括柠檬烯、月桂烯、α-蒎烯、芳樟醇、β-石竹烯（BCP）、橙花叔醇和植醇等，为植物大麻素芳香油，因其具有挥发性香气成分，既往主要被应用于化妆品、香水、食品添加剂中。最近研究表明植物大麻素萜菇类化合物在多种炎症性疾病中具有显著抗炎、止痛、抗感染、抗菌功效，且与CBD 具有协同作用[19]。

BCP 是大麻挥发油的主要成分之一（高达35%），为双环倍半萜类化合物，通过作用于大麻素受体（CB2R），抑制由Toll 样受体复合物激活触发的途径CD14/TLR4/MD2，减少免疫炎症过程，抑制结肠炎、脓毒血症的炎症反应[20，21]。因大麻萜菇挥发油具有淡淡香味，且具有较好的皮肤渗透性，Rufino等[22]在骨关节炎动物模型中应用BCP、月桂烯和柠檬烯三种大麻萜菇化合物挥发油，证实其具有抑制促炎因子释放，发挥抗炎及抗损伤作用。

2 大麻素有效成分抗炎作用机制

2.1 调节细胞因子及炎性介质产生

2.1.1 抑制炎症因子释放 在感染及非感染性疾病中细胞因子发挥核心作用。促炎因子为炎症诱导损伤细胞释放的细胞因子，诱导机体免疫应答，同时释放大量抗炎因子，激活局部及全身炎症反应，发挥遏制炎性病灶作用。而当促炎因子过多时，可诱导正常细胞损伤，造成组织及器官损伤。Gertsch等[23]证实CBD 可激动CB2R，剂量依赖性地抑制角叉菜胶刺激皮肤角质层细胞引起的过敏性皮炎体外模型MCP-2、IL-6、IL-8、TNF-α 的释放，抑制皮肤炎症反应。在慢性阻塞性肺疾病的动物模型中，CBD 可有效抑制中性粒细胞的升高及浸润，以及支气管肺泡灌洗液上清液中促炎细胞因子（TNF-α、IL-6）和趋化因子（MCP-1、MIP-2）的产生阻止炎症的进展[24]。有学者发现大麻苜蓿蛋白水解物降低了促炎介质，上调抗炎介质（IL-10 和IL-4），调节脂多糖（LPS）活化的原代人单核细胞的炎症，提示对人类有抗炎作用[25]。THC、黄酮类化合物对炎性因子的释放也具有显著抑制作用[6，15]。

2.1.2 抑制NO 释放 在炎症与免疫反应中，NO 是促进血管舒张和促炎反应过程中重要的炎症介质之一。一氧化氮合酶（iNOS）是一种参与免疫防御机制的自由基，可上调NO 的产生。多项实验表明THC、CBD 通过抑制iNOS 下调巨噬细胞分泌NO，调节各种炎症刺激的反应[26，27]。Ruth 等[28]证实从大麻萜菇类化合物提取的BCP、月桂烯和柠檬烯等均可抑制IL-1 诱导的NO 产生，拮抗体外和体内急性炎症发生及伤害感受活性。CBG 是THC、CBD和CBC 的前体植物大麻素，可通过抑制外周脂氧合酶减少巨噬细胞中的NO，减少活性氧（ROS）产生，同时抗菌谱广，对多重耐药菌有效，对革兰氏阳性菌抗菌活性与万古霉素相当，并不易耐药，在炎性肠病的治疗中具有优异的临床应用前景[29]。

2.1.3 抑制PGE PGE2 为花生四烯酸环衍生物，广泛分布于机体内，在机体免疫调节中发挥抗炎及促炎双重调节作用。当机体受到外界环境刺激，过量的COX1/2 促进PEG 转化为PEG2，促进局部血管扩张，增加毛细血管通透性，调节细胞募集，为炎症诱发的主要介质[30]。大麻素与内源性大麻素在结构上与花生四烯酸相似，并被认为会干扰炎症过程。有学者证实从大麻中分离的THC、四氢大麻酚酸（D9-THC-A）、CBD、CBDA、CBG、CBGA 和黄酮类化合物均可抑制COX1/2 表达，抑制前列腺素产生，调节结肠炎症的发展[17，31]。大麻萜菇月桂烯也以剂量依赖性抑制前列腺素E2 来协同CBD 的外周抗伤害感受和抗炎作用[32]。

2.1.4 抑制ROS 产生 氧化应激是ROS 调控失衡导致的，ROS 是一组具有强氧化性的不稳定氧自由基和分子，并且与炎症性疾病有关。ROS 通过氧化氨基酸残基，如半胱氨酸和赖氨酸、氧化脂质和核酸来调节细胞内的信号，在生理条件下保持平衡，是炎症过程的关键调节因素[33]。大麻素中酚类的酚羟基作为供氢体，与ROS 的反应可以终止链式反应中不受控制的新自由基的连续产生，从而清除自由基[34]。Dawidowicz 等[35]证实CBG、CBD、Δ9-THC、CBN、CBGA、CBDA 以及Δ9-THCA 均可调节超氧化物歧化酶（SOD）的表达，清除自由基、减少金属离子，抑制ROS 产生，参加炎症反应。CBD亦可通过激活AMPK-Nrf2 通路，逆转紫杉醇抑制SOD、HO-1 等抗氧化因子表达机制，抑制周围神经病变炎性因子表达[36]。Suryavanshi 等[6]证实THC通过抑制ROS 产生，调节NLRP3 炎症体释放，减轻了内毒素诱导的人巨噬细胞和原代HBEC 中的细胞因子风暴，发挥了抗炎作用。

2.2 抑制MAPK（JNK、P38 和ERK）磷酸化炎症的发生发展作用机制复杂，涉及多条炎症信号通路，其中炎症因子、应激等多种因素可激活MAPK（JNK、P38 和ERK）信号通路，诱导免疫细胞的聚集、活化，进一步上调促炎因子的表达，导致细胞因子激活级联反应，加重炎症，被认为是与炎症反应相关的极其重要的通路37]。Shebaby 等[38]在体内和体外研究中表明植物大麻苜蓿提取物通过调控细胞外信号调控激酶（ERK）、c-Jun NH2 末端激酶（JNK）和P38 MAPK 的磷酸化，下调COX-2 和iNOS 蛋白表达，阻断炎症发生。有学者从植物大麻素中提取4 种大麻萜菇类化合物BCP、月桂烯、柠檬烯、α-蒎烯，发现其减弱了单核细胞ERK1/2和JNK1/2 磷酸化，抑制MAPK 通路发挥抗炎效应[21，22]。一项动物体内实验证实，大麻黄酮类提取物Apigenin 可以抑制炎症因子释放，并表明MAPK-NF-κB-TNF-α 和 TGF-β1-MAPK 途 径是主要靶点[39]。

2.3 抑制JAK/STAT 磷酸化信号传导及转录激活蛋白STAT 为一种可与核DNA 结合的蛋白质家族，可对细胞外的各种炎症因子及生长信号做出应答，是除了第二信使外最重要的信号途径。磷酸化的JAK 激活STAT 家族，使其发生同源或异源二聚体，进入细胞核内与靶基因结合，参与细胞的凋亡、增殖、炎症等过程[40]。Kozela 等[41]证实CBD 剂量依赖性地抑制IFN-JAK-STAT1/STAT3 的磷酸化，下调炎症趋化因子（如CCL2，ICAM1 和CXCL10）的产生，增强抗炎因子IL-10 等表达，调节小鼠小胶质细胞及星形胶质细胞炎症反应。THC 作为最早从植物大麻素中分离的精神活性化合物，靶向抑制STAT3 的磷酸化控制炎症发展同样被证实[42]。为进一步证实不同成分含量的大麻素提取物对炎症调节作用，有学者通过体外筛选植物大麻素提取物，证实大麻素可差异性抑制NF-κB 和STAT3 的转录激活，调节巨噬细胞炎症因子释放，参与炎症反应，并表明提取物脱羧后抗炎效果更佳[43]。

2.4 调控核因子κB（NF-κB）活化及IκB、P65 磷酸化NF-κB p65/p50 在细胞质中以与抑制蛋白（IκB）结合的复合物形式存在。刺激IκB-α的磷酸化可促进活性p65 NF-κB 释放，随后p65 NF-κB 被转移到细胞核以诱导各种炎症（包括IL-1 和IL-6）和凋亡基因表达发挥炎症途径调控功能。有学者发现植物大麻衍生物通过调控TLR4/NF-κB 信号途径，下调炎症因子释放，在中枢神经系统免疫应答的启动中发挥重要作用[44]。THC 作为大麻素衍生物内主要成分被证实与CBD 协同调节NF-κB 途径，抑制炎症介质的释放，拮抗皮炎的发生及发展[45]。同时大麻萜菇类化合物内多种活性成分被证实通过抑制NF-κB 信号通路，抑制炎性因子释放[46～48]。

3 讨论

综上所述，植物大麻素含THC、CBD、萜菇类、黄酮类等多种抗炎成分，可通过抑制炎症介质释放、抗氧化应激、调节内源性大麻素系统、抑菌、调节NF-κB、JAK/STAT、MAPK 等多条信号通路抑制炎症的发生及发展，拥有多靶点、多调控途径，抑制炎症发生及发展。同时大麻素中的多种有效成分在体内具有协同药理活性，极大的加强单药的抗炎疗效。大麻素凭借其自身多种药用价值逐步跻身临床医疗。但是其中枢神经毒副作用使其应用受到限制，目前干重含量低于0.3%的THC 农业大麻问世，其中枢神经致幻、成瘾性极低，较易种植提取，并且在肿瘤、炎症、神经系统疾病的治疗中具有良好的应用前景，故以大麻素为基础的临床治疗方案未来可能成为一个主流医学。