酚酸类化合物治疗溃疡性结肠炎实验研究进展*

孙 新，谭 洋，周 峰，彭佳欣，钟璐璐，李 玲

（湖南中医药大学，湖南 长沙 410208）

溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）作为炎症性肠病的（inflammatory bowel disease，IBD）一种，是一种发病机制复杂的结肠慢性炎症疾病。其致病原因包括遗传易感性、上皮屏障缺陷、免疫反应失调和环境因素。临床表现多为腹痛、腹泻、脓血便等[1]。病变多以溃疡为主，主要累及结肠黏膜及黏膜下层，也可遍布整个结肠。近年来，UC的发病率在全球范围内呈明显上升的趋势[2-5]。目前临床上的治疗药物多为免疫抑制剂、固醇类及5-氨基水杨酸药物等。一些患者可能需要手术治疗，但其治疗效果不佳、副作用强，给患者带来极大的痛苦[6]，因此探索药效佳，副作用低的药物是本病治疗所关注的热点之一。酚酸类化合物广泛分布于自然界中，目前，已经在植物中发现许多酚酸类化学成分，如忍冬科忍冬属金银花，蔷薇科托盘根，菊科的蒲公英，唇形科的鼠尾草，橄榄科的方榄，伞形科的当归、川芎等。其主要包括没食子酸类、奎宁酸类衍生物、鞣花酸鞣质、间苯三酚类化合物、苯丙素类及聚黄烷醇多酚类化合物等。通过研究发现这些酚酸类化合物具有抗菌[7]、抗病毒[8]、抗氧化[9]、抗炎[10]等生物学活性。是预防或治疗慢性炎性疾病的一种天然药物，同时，酚酸类化合物可通过调节肠道菌群、炎症因子、相关蛋白及多种信号通路缓解UC。因此笔者就酚酸类化学成分治疗UC的研究现状进行综述，旨在为UC的临床防治提供更多的理论依据。

1 调控炎症因子

炎症是UC持续发生的关键，其特征是激活巨噬细胞和T淋巴细胞，促进促炎细胞因子、趋化因子和粘附分子的表达。研究表明，酚酸类化合物具有良好的抗炎作用。UC中效应T细胞、辅助性T细胞2（T helper cell 2，Th2）的反应受到干扰。Th2产生肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）、白细胞介素-5（interleukin-5，IL-5）、白细胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）、白细胞介素-13（Interleukin-13，IL-13）等细胞因子，通过与相应受体结合，激活多个靶细胞和下游信号通路发挥促炎作用，进而促进UC的发生[11-12]。

多种酚酸类物质可改善由结肠炎所引起的结肠组织病理学损害，包括上皮细胞坏死、炎症细胞浸润、溃疡和黏膜下水肿等[13-17]。ZHU L等[18]通过使用2,4,6-三硝基苯磺酸（2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid，TNBS）建立小鼠UC模型，研究发现没食子酸（gallic acid，GA）减少了促炎细胞因子的释放，同时增加了抗炎细胞因子白细胞介素-4（Interleukin-4,IL-4）、白细胞介素-10（Interleukin-10，IL-10）等的释放，减轻小鼠肠黏膜损伤。香兰素为一种酚酸类化合物，其可减轻葡聚糖硫酸钠（Dextran sulfate sodium，DSS）诱导的小鼠UC中IL-6炎症因子的表达[19]，从而对小鼠结肠黏膜的损伤起到修复作用。丹酚酸B和迷迭香酸均为天然的酚酸类化合物，彭珂毓等[20]研究表明，丹参茎叶总酚酸可缓解小鼠肠道组织炎症浸润及肠上皮组织的损伤，主要通过下调IL-6蛋白及信使RNA（messenger RNA，mRNA）水平，抑制环氧化酶（cyclooxygenase，COX2）、IL-17A mRNA表达，从而直接或间接影响IL-17A的分泌和辅助性T细胞17（T helper cell 17，Th17）的分化，抑制UC的发生。综上所述，多种酚酸类化合物均可通过降低炎症因子的表达，增加抗炎因子的表达，进而减轻小鼠结肠黏膜的损伤，缓解UC的发生。

2 调节免疫系统

2.1 调控巨噬细胞向M1型转化巨噬细胞在先天性和适应性免疫反应中发挥重要作用。肠黏膜上皮细胞（intestinal epithelial cell，IEC）是肠黏膜中最丰富的白细胞之一，对于维持肠内稳态具有重要的功能，具有高吞噬细胞和积极杀菌作用，能促进肠隐窝上皮细胞的增殖，并有助于伤口愈合过程。研究表明IEC凋亡可破坏肠黏膜的完整性和屏障功能，促进UC的发展。IBD可引起肠上皮细胞和固有层的基质细胞表达的转化生长因子（transforming growth factor-β，TGF-β）和IL-8介导的血液单核细胞的大量募集，导致巨噬细胞的表型转化为M1型巨噬细胞，其呈现高分泌的促炎细胞因子（IL-6、IL-23和TNF-α）并增强吞噬作用和细胞毒性并诱导局部单核细胞产生干扰素（interferon-γ,IFN-γ），进而损伤结肠黏膜，导致UC的发生[21-22]。MAI P等[23]通过体内及体外实验研究发现，迷迭香酸（rosmarinic acid，RA）可减少肠道损伤中M1型标志物TNF-α、IL-1β、一氧化氮合酶2（nitric oxide synthase 2，NOS2）等表达，增加M2型标记物的表达。体外实验验证，RA可增加血红素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）的表达而抑制核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）核内易位，从而限制巨噬细胞向M1极化。这些结果表明RA直接抑制M1巨噬细胞，并促进巨噬细胞向M2表型转变，缓解UC的发生发展。

2.2 调节信号通路

2.2.1 调控SphK/S1P及相关信号通路 据报道上调鞘氨醇激酶1（sphingosine kinase 1，SphK1）表达会形成鞘氨醇-1-磷酸（S1P）及鞘氨醇1磷酸酯受体（recombinant sphingosine 1，S1PR1）的激活，并对NF-κB和信号传导与转录激活因子（Signal transducer and activator of tra-nscription 3，STAT3）的持续激活发挥了重要作用。在IBD患者的结肠和DSS诱导的结肠炎小鼠中SphK1过度表达，而缺乏SphK1的小鼠对实验性诱导的IBD的敏感性较低[24]，在UC或结肠癌患者的肠活检样本中，S1PR1在肠细胞中高表达。因此S1PR1受体被认为是溃疡性结肠炎新的治疗靶点。CRESPO I等[25]通过2，4，6-TNBS诱导小鼠肠内感染UC模型，发现原儿茶酸（Protocatechuic acid，PCA）可显著降低的S1P水平和SphK蛋白表达，SphK/S1P信号通路参与了STAT3和NF-κB的激活，抑制S1P蛋白与S1P受体（S1PR）结合后可以阻止NF-κB易位及STAT3的激活，进而抑制促炎因子的释放。表明PCA通过抑制SphK/S1P信号通路的激活缓解UC。

2.2.2 调节miR-155/NF-κB/NLRP3信号通路MiR-155是研究最广泛的微小核糖核酸（microRNA，miRNA）之一，在先天性和适应性免疫应答中发挥关键作用[26]。miR-155水平的衰减使NF-κB活性，以及IL-1β和NLRP3加工受到抑制，从而诱导一个正向信号，进一步促进各种炎症疾病和癌症中的炎症反应，NLRP3是一种多蛋白复合物，通过激活Caspase-1和IL-1家族成员的分泌来参与先天免疫防御，触发对感染和细胞应激的免疫反应[27]。同样NF-κB是炎症反应不可或缺的调节因子，激活NF-κB和Caspase-1可促进分泌促炎介质IL-1β和IL-18，进而诱导UC的发生。ZENG J等[28]通过DSS构建小鼠UC的模型，发现绿原酸（chlorogenic acid，GCA）给药后，可缓解小鼠结肠黏膜损伤及炎症反应，显著降低了结肠中NLRP3、ASC、Caspase-1 p45、Caspase-1 p20的蛋白水平，通过细胞实验发现，GCA可抑制miR-155表达，从而降低NLRP3和NF-κB水平。以上研究表明，GCA可抑制由miR-155/NF-κB/NLRP3信号通路激活引起的免疫系统紊乱，缓解UC的发生发展。

3 对细胞凋亡的影响

细胞凋亡是通过对体内和体外多种因素的刺激，从而激活细胞死亡的过程。上皮细胞凋亡的增加可加强肠道损伤的发生[29-30]。有丝分裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路是细胞内信号转导的重要途径，广泛存在于真核细胞中，参与调节细胞的分化、增殖、分裂和凋亡[31]，是与UC发病机制密切相关的通路，是导致UC炎症细胞因子释放的主要介质因素。最早被证实的通路是转导通路，分为细胞外信号调节激酶1（extracellular signal-regulated kinase 1，ERK1）和ERK2[32]。

研究发现酚酸类化合物可通过干扰、调控细胞增殖的相关信号通路发挥作用，如通过p38/MAPK信号通路可调节核内转录因子的活性，从而调控氧化应激、炎症、增殖、凋亡等多种生物学功能[33]。相关文献[34]报道绿原酸可降低DSS引起结肠黏膜损伤，抑制DSS诱导的结肠炎症、氧化应激和细胞凋亡，降低ERK1/2、p-ERK、p38、p-p38、JNK和p-JNK蛋白表达。ERK抑制剂U0126逆转绿原酸对结肠组织的保护作用。由此推测绿原酸缓解DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎，可显著降低组织炎症和细胞凋亡，其机制与MAPK/ERK/JNK信号通路有关。

4 抗氧化应激作用

研究[35]表明氧化应激是诱导和发展UC的潜在驱动力。结肠上皮含有多种抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化氢酶（catalase from micrococcus lysod,CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GPX）、谷胱甘肽还原酶（glutathione，GSH）等。UC患者结肠组织中中性粒细胞大量炎症浸润，白细胞、巨噬细胞等免疫细胞活性增强，加上一些促炎因子的释放，导致活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）的过度生成[36]。酚酸类成分有较强的抗氧化、抗自由基作用，并且其抗氧化活性与其羟基个数及取代基位置相关，并且随着羟基个数的增加，其抗氧化能力逐渐增强。

PCA为一种常见于许多食用蔬菜中的简单亲水性酚类化合物，CRESPO I等[25]通过给结肠内灌TNBS诱导Balb/c小鼠UC，给药PCA后，显著抑制SOD和CAT的蛋白浓度，增加了抗氧化酶和Nrf2的表达。其中Nrf2是调控机体抗氧化应激反应的核转录因子，能够诱导抗氧化、抗炎症及生物转化酶等保护细胞的相关基因表达[37]。EBENEZER O等[38]通过DSS诱导大鼠UC，对大鼠进行PCA给药治疗，可显著提高DSS处理大鼠结肠和肝脏中GSH水平和抗氧化酶SOD、CAT、GPx、GST及GSH活性，并显著降低H2O2和MDA水平，保护结肠和肝脏免受氧化损伤。并且组织学检查证实PCA抗氧化作用可抵抗结肠和肝脏损伤。由此证明，PCA可增加多种抗氧化酶的活性，缓解由氧化应激反应引起的结肠损伤。

5 抗菌作用

5.1 抑制致病菌生长大肠杆菌是人类和动物的一种常见肠道微生物，是一种兼性需氧的革兰氏阴性菌，通过黏附在肠上皮或分泌毒素引发肠道炎症。酚酸类化合物具有良好的抗菌作用，其含量越高，抗菌作用越强[39]。咖啡酸、绿原酸、阿魏酸等酚酸类化合物均具有很好的抑菌效果。根据相关报道发现绿原酸对肺炎链球菌、志贺氏痢疾杆菌和嗜麦芽窄食单胞菌及大肠杆菌均具有良好的抑制活性[40-41]。KANNIR F等[42]用革兰氏阴性菌、大肠杆菌等检测酚酸类化合物的抑菌效果，结果表明，绿原酸及其相关化合物均具有良好的抑菌和杀菌作用，其中阿魏酸、异阿魏酸、苯甲酸和羟基苯甲酸的抑菌效果显著。许维国等[43]采用纸片法记录没食子酸的抑菌效果，结果显示没食子酸对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、肠炎沙门菌、鼠沙寒沙门菌均有良好的抑菌效果。表明酚酸类化合物对致病菌具有良好的抑制作用，推测其可通过抑制致病菌的生长改善由肠道细菌感染引起的UC。

5.2 改善肠道菌群肠道菌群是人体胃肠道内存在的细菌、真菌、病毒等群体的总称，其中以细菌为主，人体胃肠道内寄居的细菌有1013～1014个，共500余种，主要分布于小肠和结肠，共同组成人体内独特的肠道黏膜屏障[44]。众所周知，健康个体的肠道微生物群为宿主提供了许多健康益处，包括病原体保护、营养、新陈代谢和免疫系统[45]。UC被认为是由于肠道菌群和黏膜免疫失衡，导致过度肠道炎症所致。因此，UC的发病机制与肠道菌群的发育异常密切相关。UC患者肠道微生物种群、肠道细菌功能多样性和稳定性受损，特异性厚壁菌门细菌减少，拟杆菌门细菌和兼性厌氧菌增多[46]。可能导致受体黏膜细胞基因表达的改变、肠黏膜免疫功能的改变[47-48]、肠道生态环境的改变及机体代谢的差异[49-50]。王一冰等[51]对UC小鼠给药PCA，通过肠道菌群分析发现，PCA给药可显著提高厚壁菌门（Fimicutes）脱硫弧菌等优势菌的相对丰度，降低拟杆菌门（Bacteroidetes）等致病菌的相对丰度，抑制致病菌造成的肠道损伤及炎症反应，从而维护肠道健康。表明PCA可以改善小鼠肠道菌群来降低结肠炎损伤。ZHANG Y等[52]研究发现在猪口粮中添加GCA可增加结肠中乳酸菌数量增加，减少大肠埃希菌数量。此外，CGA可提高结肠中丙酸和丁酸等益生菌含量。因此证明CGA有利于保持肠道形态完整性和选择性调节肠道微生物区系，以此调控肠道菌群的变化治疗UC。以此证明，PCA和GCA均可不同程度的抑制致病菌的生长，修复肠黏膜屏障，减轻结肠的损伤。

6 结语与展望

综上所述，酚酸类化合物对UC具有显著的缓解作用，其为天然的抗炎剂，存在于人类日常饮食中，安全易获得。主要通过降低炎症因子的表达、调节信号通路、免疫系统、肠道菌群等方面改善UC引起肠道黏膜损伤带来的腹痛、腹泻等症状，了解酚酸类化合物治疗UC的作用机制，为新药的开发及临床的合理应用提供理论依据。虽然目前有诸多酚酸类化合物对UC的研究，但多集中于药效学研究，应加强对于作用机制的研究，且多数集中于构建动物UC的模型进行用药实验，临床试验分析较少，应加大对酚酸类化合物治疗UC的开发研究，更深层次的探讨酚酸类化合物对UC的机制作用。