黄芪抗炎作用的研究进展

王彦辉，赵自冰，李自波，姬星宇，李红霞

（1.河南中盛动物药业有限公司，河南 郑州 450000，2.河南普华基因科技有限公司；3.河南省畜牧兽医服务中心）

黄芪作为重要的药用植物，其在我国传统医学临床应用历史已有数千年。黄芪的药理学功能广泛，中医上讲黄芪甘温纯阳，其用有五：诸虚不足，一也；益元气，二也；壮脾胃，三也；长肌肉，四也；排脓止痛，活血生血，内托阴疽，为疮家圣药，五也，其中“排脓止痛”指的正是其抗炎作用。

炎症是机体环境变化做出的保护措施，过度的炎症反应不仅会造成动物不适，甚至出现免疫抑制加重疾病，进而影响机体运作［1］。现代药理学研究表明，黄芪具有良好的抗炎活性，在临床用于治疗炎性疾病，尤其是肾炎、子宫内膜炎、宫颈炎、盆腔炎等效果突出。故此，黄芪的抗炎方面的作用引起众多学者的关注。笔者就国内外关于黄芪抗炎机制进行综述，旨在为黄芪的进一步研究及临床应用提供参考。

1 对趋化因子的影响

受到病原、损伤、化学因子等刺激后，区域内的细胞表达产生CC、CXC 等趋化因子，特异性趋化免疫细胞，如中性粒细胞、单核巨噬细胞、T细胞等迅速效应，向所在部位定向移动参与炎症过程［2］。

经静脉滴注的黄芪注射液可显著降低肺结核患者的降钙素原（PCT），抑制全身炎症活跃程度；与左旋氧氟沙星对照组相同，黄芪注射液能显著降低血液中趋化因子MCP-1和MIP-1α的水平，发挥抗炎作用。

在趋化因子作用下的肝星状细胞表型转化和肝细胞外基质沉积是促使肝炎向肝硬化进行的重要因素。在小鼠肝纤维化模型干预治疗试验中，采用黄芪总皂苷能有效减轻肝组织炎症反应，下调肝星状细胞趋化因子CCL2的表达，延缓肝纤维化进程。除此之外，相较于CCL2 特异性抑制剂，黄芪总皂苷可显著降低肝组织中α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）的表达，表明黄芪总皂苷还能通过抑制细胞外基质沉积，在肝炎治疗中发挥多种功能［3］。

2 对细胞因子的影响

炎症刺激信号作用于外周免疫细胞分泌细胞因子，诸如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素类（IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8等）。由于该类因子分为促炎因子和抑炎因子，其作用于炎性区域组织细胞上，抑制或促进炎症的发展。

黄芪所含化学成分复杂，近年来国内外学者对黄芪的多种生物活性成分的抗炎机制做了研究。靳晓飞等［4］通过建立大鼠脑缺血再灌注损伤的动物模型，探索黄芪甲苷的抗炎机制，发现黄芪甲苷可抑制模型产生的TNF-α、IL-6，减少星形胶质细胞和小胶质细胞释放IL-1β的水平，在下游下调一氧化氮合成酶(NOS)的合成，从而减轻炎性损伤。在一项研究黄芪甲苷对脂多糖（LPS）诱导的心功能不全的保护研究中，黄芪甲苷可以减弱小鼠乳酸脱氢酶、增加心肌肌钙蛋白I的活性，下调TNF-α、IL-6和IL-1 β的血清水平，阻止了内毒素血症小鼠的心肌炎症反应，延长了中毒小鼠的寿命。

黄芪多糖作为免疫促进调节剂已被临床广泛使用，新的研究证明，其在抗炎方面同样具有独特的功效。小胶质细胞由M1 型极化成M2 型后可释放多种炎症因子，诱导星形胶质细胞活化产生神经毒性。黄芪多糖能通过消除小胶质细胞M1/M2 表型的极化现象，减少IL-1α、TNF-α和血清补体（C1q）的分泌，有效治疗试验性变态反应性脑脊髓炎，提示黄芪多糖在治疗人类多发性硬化方面具有一定的潜力。炎症和免疫是生物对外界刺激的不同反应，但两者在炎症疾病的组织、细胞、分子水平上紧密相关、不能分离的过程［5］。黄芪多糖能提高哮喘小鼠T 细胞、NK 细胞等多种免疫细胞活性，抑制Th2、Th17 细胞等促炎细胞活性，从而改变Th1/Treg 细胞比例，提升IFN-γ、IL-10 在血清中的含量，改善小鼠肺部炎性浸润［6］。

从黄芪中分离出的黄芪总黄酮具有显著的免疫调节和抗炎活性，体外试验结果表明，黄芪总黄酮以剂量依赖性的方式刺激RAW 264.7 巨噬细胞，抑制LPS 诱导的TNF-α、IL-1β、IL-6、IFN-γ和一氧化氮等炎症介质的过量产生。IL-15 是在早期炎性反应时发挥重要功能的细胞因子，其可启动IL-1、IL-6在内的多种下游因子的炎症反应。付茜茹等研究发现黄芪中的黄酮与皂苷均可显著下调大鼠胰腺炎的IL-15、TNF-α水平，显示黄芪所含的多种成分具有协同抗炎作用［7］。

3 对细胞黏附分子的影响

细胞黏附分子（CAMs）是参与细胞与细胞间、细胞与细胞外基质间的识别和结合的一类生物活性分子。CAMs家族包含多种分子，其中细胞间黏附分子-1（ICAM-1，CD54）、血管细胞黏附分子-1(VCAM，CD106)在炎症过程发挥重要作用，其能将游走的白细胞（巨噬细胞、T细胞等）与炎性部位的血管内皮细胞进行黏附，从而介导炎症发生。

血管内皮细胞因氧化应激导致的炎性因子过度表达及细胞凋亡是心血管出现炎症的一大原因，黄芪甲苷可显著改善主动脉内皮功能，除在细胞因子方面能降低体内IL-6 和TNF-α 的含量，还能显著降低细胞黏附分子ICAM-1 和VCAM-1，从而减弱白细胞对内皮表面的亲和力发挥抗炎作用。除黄芪甲苷外，黄芪多糖在保护内皮细胞上同样具有良好的效果，有关专家建立凝血酶诱导炎症损伤模型，测定黄芪多糖对大鼠骨髓内皮祖细胞（EPCs）的影响，发现黄芪多糖通过阻断大鼠骨髓EPC中的NF-κ B信号传导和上调VEGF及其受体的表达，来抑制凝血酶诱导的细胞黏附分子ICAM-1 表达，降低其造成的破坏。在黄芪甲苷治疗LPS诱导的小鼠体内急性炎症中，有关专家观察到小鼠体内髓过氧化物酶含量降低，反映出肺中性粒细胞浸润和活化受到强烈抑制，血清中黏附分子MCP-1和TNF水平下降，抑制率分别为82%和49%。

4 黄芪对信号通路作用机制

上述炎性趋化因子、炎性细胞因子、黏附分子等炎性介质在病理过程中协同作用，形成分泌级联放大效应，推动炎症发展。黄芪所含生物活性成分可影响包括NF-kB信号通路、MAPK信号通路、JAK/STAT信号转导通路等在内的多种信号通路，实现抗炎作用［8］。

4.1 黄芪对NF-kB通路作用机制

核转录因子kappaB（NF-kB）是炎症发展中关键的转录调节因子，其在未激活的状态下，常同抑制蛋白IkB、p65 及p50 蛋白形成三聚体，存在于细胞质中。当炎症出现时，由免疫细胞释放的炎性因子，如肿瘤坏死因子（TNF）等，与细胞表面受体结合，释放信号刺激细胞质中的IKK 激酶，使得NF-kB 二聚体与抑制蛋白IkB 分离，转入细胞核中，并与DNA中被相应的基因结合，转录进而产生如周期蛋白D1、血管内皮生长因子、周期蛋白依赖激酶Cdk2 等。故此，NF-kB 通路的持续激活将导致细胞的非节制生长、介导炎症［8］。

NF-kB 信号通路不但可以调节下游释放的IL-1β、TNF-α等因子，还能受到这些因子的反馈调节，加重炎症的过程。韩琳等人［9］发现黄芪多糖浓度达到400mg/kg的剂量即可阻止IkB 磷酸化和随后的降解，抑制NF-kB（p65）、NF-kB（p50）进入细胞核，进而下调IL-1β、TNF-α水平，保护LPS影响的小鼠心肌细胞。

炎症支持且参与缺血/再灌注损伤。损伤发生时，组织中p-IkBα蛋白分泌显著提高，脑部细胞中细胞质的NF-kB 蛋白表达显著降低，细胞核的NF-kB 蛋白表达升高，表明其从细胞质到细胞核的转位率增加。黄芪甲苷可抑制IkB 磷酸化，阻止三聚体的分离，降低炎性细胞因子水平，减轻脑缺血后脑组织的继发性炎症反应。有关专家在探讨黄芪甲苷干预糖尿病大鼠大血管病变的作用及机制中，同样发现了这一点。除此之外，黄小平等［10］发现，黄芪甲苷与其他中药提取的皂苷成分配伍，能增加对脑组织的保护效果，提示黄芪提取物的复方剂型具有广阔前景。

4.2 黄芪多糖对MAPK通路作用机制

丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路包含3层的信号传递，即：MPKKK 受到刺激被磷酸化，继续激活下游的MAPKK，最终MAPK被磷酸化，转入细胞核内与DNA特异性结合产生功能性蛋白质。MAPKs 家族蛋白主要包括ERK、JNK、p38/MAPK和ERK5等，它们也构成了主要的分支通路。值得注意的是，分支通路存在互有交叉联系，能够引发通路间的协同或抑制作用。其中，JNK及p38分支通路的生理功能接近，与炎症、细胞凋亡及生长有关［8］。

黄芪多糖通过减弱MAPK 信号通路中ERK、JNK 和p38蛋白的活性，下调由于破骨细胞分化引起的炎症性骨溶解。陈伟等人［11］的试验证明了这一点，他们构建缺氧复氧肾小管上皮细胞损伤模型验证黄芪多糖的抗炎作用，在治疗体系中引入p38/MAPK 激活剂会逆转黄芪多糖对模型上皮细胞调控作用，影响细胞因子IL-1β、TNF-α的分泌。有关专家验证黄芪总苷、黄芪甲苷对胃黏膜上皮细胞损伤的保护时，观察到各剂量组的黄芪总苷和黄芪甲苷均能显著抑制ERK、JNK、p38蛋白的磷酸化。

有关专家从分子药理学理论出发，分析证明了黄芪依赖MAPK 信号通路发挥治疗炎症的作用，他们通过在TCMSP 数据库中收集黄芪的所含成分及其靶点信息，从GeneCards 和OMIM 数据库中获取肾损伤的相关靶点，确定了16 个交叉核心靶点，这些靶点就包含MAPK 信号通路所构成的细胞因子MAPK1、TNF-α和p53等。

4.3 黄芪多糖对JAK/STAT通路作用机制

炎症发生时，白细胞介素或其他化学信号刺激细胞膜上的酪氨酸激酶受体，被磷酸化激活的酪氨酸激酶（JAK）将激活信号传导及转录激活蛋白（STAT），STAT进入细胞核与DNA特异性序列结合转录［8］。

JAK/STAT通路被组织内Th类细胞合成的介质磷酸化并激活，参与炎症反应。黄芪甲苷通过抑制Th1和Th17细胞的百分比，显著降低中枢神经系统的脱髓鞘和炎症浸润，是治疗自身免疫性脑脊髓炎和其他类似炎症的潜在药物。

芒柄花素是含有生物活性的小分子天然黄酮类化合物，广泛存在于黄芪中。研究证明，芒柄花素是一种作为JAK2 抑制剂的存在，能够逆转由高葡萄糖和IL-6（JAK/STAT 信号传导的激动剂）共同诱导的JAK/STAT 通路活化，调节异常磷酸化的（p）-JAK2、p-STAT3 和黏附因子ICAM-1的水平。

5 其他

在炎症发生时，前列腺素的刺激促使肥大细胞会自身裂解进而释放组胺，舒张血管、增加毛细血管和微静脉血管壁的通透性，组织进入大量血浆，形成局部组织水肿。猪血清诱导的大鼠肝纤维化模型中，血清中前列腺素E2水平降低，EP2表达受限，纤维化程度提高，黄芪甲苷可激活的肝星状细胞中EP2 的表达，提升细胞内cAMP 的浓度，起到保护作用。有关专家采用细胞膜色谱在线耦合方法对黄芪抗过敏成分进行筛选、分析和鉴定，发现芒柄花素在1～100 μmol/L范围内以剂量依赖性方式抑制组胺释放；而在樊懿［12］的研究中，黄芪甲苷能够减轻组胺造成的血管壁的通透性的增加。

6 展望

炎症疾病是综合了多系统、多器官共同参与产生的。单以某种抗炎药物阻断炎症发展的某一环节，收效甚微，且易出现长期维持血药浓度而产生的毒理学反应。目前国内外学者对黄芪的药理学活性进行探索，其多靶点、多活性成分的特点确定了黄芪的抗炎临床应用的价值。展望未来，以下两个方面值得注意：黄芪多糖、黄芪甲苷、黄芪黄酮等成分均有显著的抗炎作用，其抗炎机制较为明确，而对其复方临床试验的研究较少；市场上黄芪多糖应用广泛，诸多剂型如脂质体、注射液、微胶囊等，在临床均有应用。