红景天苷抗炎机制研究进展
2022-12-08李茜,李欣
李 茜,李 欣
(沈阳工学院生命工程学院,辽宁抚顺 113001)
红景天又名蔷薇红景天、扫罗马布尔等,属植物,性平,味寒、甘、涩,具有益智养心、补气清肺、收敛止血等功效[1]。红景天种类繁多,在我国主要分布于西藏、四川及甘肃等地[2]。现代天然产物研究表明,从红景天中分离出来的主要有效成分为黄酮类化合物以及有机酸等[3]。
在组织损伤和感染等过程中,炎症起到了至关重要的保护作用。然而,当炎症反应超过一定阈值时会导致机体功能的损伤,如肺炎、痴呆及代谢综合征等[4]。既往研究结果表明,红景天及其主要有效成分主要是通过干预炎症介质的分泌、免疫细胞分化及其他信号通路,对糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病等疾病进行调节。文章对红景天的抗炎作用机制研究进行综述,为红景天在医药领域中的全面开发奠定理论基础。
1 NF-κB信号传导途径
NF-κB(核因子激活的B细胞的κ-轻链增强)是B淋巴细胞的细胞核中的转录因子,能够控制DNA的转录、细胞因子产生和细胞存活。在动物细胞中,广泛分布着NF-κB,其参与细胞对刺激的反应,如应激、细菌、细胞因子、重金属和紫外线照射等;在由感染引起的免疫应答过程中,NF-κB也起到了关键作用,因此NF-κB也与多种疾病的发生相关,如炎症和癌症等。同时根据最近研究结果表明NF-κB也与突触可塑性和记忆过程有关[5]。
通常情况下,NF-κB在细胞质中处于失活状态;当机体受到外界刺激后,如TNF-a信号、LPS、炎症介质等, NF-κB与细胞膜表面TNF受体结合,从而进行信号传递。多项研究表明,红景天及其有效成分通常通过降低炎症介质(包括TNFα,IL-1β,IL-6),趋化因子(包括单核细胞化学引诱蛋白-1,巨噬细胞中FL炎性蛋白),小分子(主要是NO)和一些酶。Lingpeng Zhu等[6]在研究红景天苷是否可以缓解关节炎引起的认知缺陷中也证实了红景天苷可显著降低白细胞介6(IL-6)和白细胞介素-1β (IL-1β)。在Xiayun Chang等[7]建立的急性胃溃疡小鼠模型中, 红景天苷可缓解由MAPK/NF-κB 通路诱导的胃上皮细胞的损伤。在X Zhang等[8]建立的永久性局灶性中动脉阻断脑缺血(pMCAO)小鼠模型中,红景天苷通过调节PI3K/PKB/Nrf2/NFκB 信号通路来减少神经炎症和神经损伤,并且这种调节与C3的活性无关。
2 JAK/STAT信号传导途径
Janus激酶(JAK)是一种非受体型酪氨酸蛋白激酶(PTK), 包括JAK1-3和Tyk2。其中JAK1、JAK2和Tyk2普遍表达,而JAK3仅在造血、骨髓和淋巴细胞中表达。STAT即Signal transducers and activators of transcription(信号传导及转录激活因子),含有SH2和SH3结构域,可与特定的含磷酸化酪氨酸的肽段结合。JAK-STATs是一种重要的信号通路,该信号通路与炎症、细胞增殖、分化及凋亡等多种生物学效应相关。在该信号通路中,共刺激和产生50多种细胞因子,其中很多细胞因子与炎症疾病的发病机制相关。
在现代医学领域中,红景天及其有效成分(主要是红景天苷)被广泛应用于炎症性疾病的研究中,如动脉粥样硬化、糖尿病及癌症等。在实验研究中,Lv Cai 等[9]在细胞和肾细胞癌小鼠异种移植模型中评估了细胞活性及红景天苷对体内肿瘤生长的影响。结果表明较高浓度的SAL降低了JAK2/STAT3信号通路的磷酸化水平。Qi Zhilin 等[10]通过RAW264.7 细胞与 SAL 预孵育 2 小时,然后再用或不用 LPS 再刺激 16小时。结果显示, 随着SAL剂量的升高,TNF-α、IL-6、MCP-1、PGE2和 NO 的产生被抑制的越明显。除此之外他们也证实了SAL下调了JAK2/STAT3信号通路的磷酸化并减少 LPS 诱导的 RAW264.7 细胞和原代腹腔巨噬细胞中 STAT3 的核转位。
3 AMPK/PI3K/Akt/Nrf2信号传导途径
核因子E2相关因子 2 (Nrf2) 是一种重要的转录因子,可以参与多种细胞保护蛋白的基因表达,在抗氧化过程中尤为重要。Nrf2一般与Keap1结合,稳定存在于细胞质内。但是当其被激活时,Nrf2 就会进入细胞核,进而促进各种抗氧化酶的表达,如血红素加氧酶-1 (HO-1)等。AMPK作为一种蛋白激酶,能够刺激Nrf2磷酸化,进而向细胞核内转移。
Bei Zhang等[11]研究表明淫羊藿苷(ICA)减弱了神经胶质细胞介导的神经炎症,并通过 Nrf2依赖性方式诱发多巴胺神经保护。研究结果表明,槲皮素通过PTEN/PI3K/AKT途径抑制吡虫啉诱导的草鱼肝细胞线粒体凋亡。同时研究人员发现,在T2D模型小鼠的原发性肝细胞中,红景天可以调节线粒体相关的AMPK/PI3K/AKT/GSK3β信号传导途径,对2型糖尿病有显著的治疗作用[12]。此外,相关研究还指出,红景天苷可降低细胞ATP的生成,激活AMPK,从而促进NO的产生以及AMPK/PI3K/Akt通路的激活[13]。
4 其他
体外实验证明,红景天苷可以通过抑制 TLR4/NF-κB 信号通路减弱血清中的促炎细胞因子,从而起到保护心脏的作用。在动脉粥样硬化研究中,研究人员指出红景天苷降低了 caspase-1 的活化,抑制了人脐静脉内皮细胞(HUVECs) 中脂多糖(LPS) 和三磷酸腺苷 (ATP) 诱导的 IL-1β的释放,从而抑制内皮细胞焦亡,最终降低了动脉粥样硬化斑块的形成。此外,Hui Cai等[14]首次揭示了红景天苷作为治疗哮喘的潜在药物的作用机制,其研究结果表明,红景天苷能有效抑制ILC2的积累以及ILC2和IL-33的表达。
5 结论
红景天苷对多种信号通路具有调节作用,进而抑制疾病的发生,如动脉粥样硬化、2型糖尿病、急性胃溃疡及神经性炎症等。红景天苷在体外实验中被证实,可以通过调节NF-κB通路来提高小鼠内毒素血症的存活率以及减少神经损伤;可以通过调节JAK2/STAT3通路抑制肿瘤的发生;可以通过调节AMPK/PI3K/Akt/Nrf2通路降低炎症。同时已有的临床试验研究中表明,红景天苷胶囊对心血管具有很好的保护作用且毒副作用小,但是红景天苷及胶囊的制备流程尚不完善,这可能是潜在的安全问题。
此外,红景天苷在抗炎方面的作用还未能很好地通过体内实验证明,后期应在最接近人类病理的不同的动物模型进行验证。红景天苷的剂量问题也应该被重视。