黃芪多糖抗炎免疫作用機(jī)制研究進(jìn)展

黃家林，張 勇

抗炎免疫藥理學(xué)是藥理學(xué)新近發(fā)展比較迅速的一門分支學(xué)科，其研究目的主要是探討抗炎免疫藥物的作用、作用機(jī)制及其作用的規(guī)律性，尋找對防治炎癥免疫紊亂性疾病有效的藥物，揭示炎癥免疫紊亂性疾病的病因和病理機(jī)制［1］。炎癥和免疫在組織、細(xì)胞、分子水平上有非常緊密的聯(lián)系，而且炎癥多伴有免疫紊亂的特點，故單獨應(yīng)用抗炎藥或免疫藥治療，療效均不佳，長期應(yīng)用還可能加重病程的發(fā)展。研發(fā)既有抗炎活性又有免疫調(diào)節(jié)活性的藥物，將是抗炎免疫藥理發(fā)展的主要方向之一［2］?？寡酌庖咚幬锸侵笇ρ装Y反應(yīng)具有抑制作用，對免疫反應(yīng)具有抑制或增強(qiáng)和調(diào)節(jié)作用的一類藥物，主要用于炎癥免疫性疾病的治療。黃芪是一種常用中藥，藥用部分是其干燥根。黃芪味甘、性溫、有補(bǔ)氣升陽、固表止汗、托膿排毒和生肌的功效。我國藥典規(guī)定藥用黃芪有兩種：豆科植物蒙古黃芪與膜莢黃芪。近年來研究發(fā)現(xiàn)黃芪中除黃芪甲甙、黃酮等小分子化合物具有較強(qiáng)的生物活性外，大分子化合物如黃芪多糖（Astragalus Polydsaccharide，APS）在機(jī)體免疫調(diào)節(jié)方面具有重要的作用。APS具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、強(qiáng)心降壓、降血糖、抗應(yīng)激、抗腫瘤、抗病毒、抗炎、抗氧化等多種藥理功效［3］。APS的抗炎免疫方面已有較多研究，本文將對APS的抗炎免疫機(jī)制作一綜述。

1 炎癥與免疫的關(guān)系

炎癥與免疫有著密切的聯(lián)系，炎癥反應(yīng)大多涉及免疫機(jī)制。首先，炎癥細(xì)胞屬免疫細(xì)胞，如單核／巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞等均屬免疫細(xì)胞，均參與機(jī)體的免疫反應(yīng)過程；其次，免疫細(xì)胞分泌的某些細(xì)胞因子本身就是炎性細(xì)胞因子，如巨噬細(xì)胞分泌的TNF-α、IL-1α、IFN-γ等和Th細(xì)胞分泌的IL-2等，可促進(jìn)炎性細(xì)胞的滲出與趨化，激活炎性細(xì)胞和引起發(fā)熱，參與炎癥病理性損害。這些致炎物質(zhì)可對相應(yīng)的受體發(fā)揮作用，導(dǎo)致各種細(xì)胞表現(xiàn)出其特有的免疫功能，如IgE介導(dǎo)的肥大細(xì)胞脫顆粒、白細(xì)胞對趨化劑的反應(yīng)以及炎性因子致有絲分裂誘導(dǎo)的淋巴細(xì)胞增殖等。炎癥早期癥狀，如血管壁通透性增加、炎性滲出、組織腫脹等伴有炎癥遞質(zhì)水平的提升，也必定相應(yīng)地影響到相關(guān)細(xì)胞的免疫功能［4］。

2 黃芪多糖在細(xì)胞、分子水平的抗炎免疫藥理機(jī)制

2.1 細(xì)胞因子及其受體 細(xì)胞因子是指在細(xì)胞間傳遞信息、對細(xì)胞起活化作用，并可由多種細(xì)胞產(chǎn)生的可溶性多肽分子。它在機(jī)體內(nèi)組成網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)靶細(xì)胞的增殖、分化，增強(qiáng)對感染的抵抗力，參與調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)等。創(chuàng)傷后IL-2生成減少，IL-2R表達(dá)受抑是引發(fā)細(xì)胞免疫功能低下的中心環(huán)節(jié)，這一變化同傷后感染的發(fā)生密切相關(guān)。梁華平等［5］研究發(fā)現(xiàn)APS體內(nèi)應(yīng)用對創(chuàng)傷小鼠IL-2mRNA及IL-2RmRNA水平均具有明顯的升高作用，提示APS可通過促進(jìn)創(chuàng)傷小鼠淋巴細(xì)胞IL-2及IL-2R的基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)進(jìn)而逆轉(zhuǎn)IL-2及IL-2R的抑制狀態(tài)，通過增強(qiáng)創(chuàng)傷后細(xì)胞免疫功能，增強(qiáng)機(jī)體抗感染能力。APS在一定劑量和療程下，淋巴細(xì)胞數(shù)量及其分泌TNF-α、IL-1β明顯下降，TGF-β的水平則升高，提示APS在體外狀態(tài)下可明顯抑制淋巴細(xì)胞的增生，降低炎癥因子的表達(dá)，減少局部炎癥細(xì)胞的浸潤程度和炎癥損傷，升高TGF-β水平。TGF-β是由T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，具有抑制淋巴細(xì)胞增生，促進(jìn)組織修復(fù)和傷口愈合等方面的生物學(xué)作用［6］。對大鼠系膜增生性腎小球腎炎模型研究發(fā)現(xiàn)，APS能降低尿和血中IL-6的含量，抑制IL-6的分泌而抑制系膜增生［7］。哮喘是多種免疫細(xì)胞及細(xì)胞組分參與的慢性氣道炎性疾病，多種細(xì)胞因子參與其中并發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)APS可降低哮喘大鼠肺部IL-3 m RNA表達(dá)水平，抑制和減少嗜酸性粒細(xì)胞浸潤［8］。APS治療哮喘小鼠后，肺組織炎癥細(xì)胞浸潤程度減輕，肺泡灌洗液中白細(xì)胞總數(shù)及嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)減少，血清IFN-γ水平上升，IL-4水平下降，調(diào)節(jié)Thl／Th2的失衡，對哮喘產(chǎn)生免疫治療作用［9］。

2.2 黏附分子（AM）白細(xì)胞黏附、穿越血管內(nèi)皮細(xì)胞向炎癥部位移行是炎癥過程的重要特征，其分子基礎(chǔ)在于白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞表面黏附分子的相互作用，以及細(xì)胞因子等對黏附分子表達(dá)的調(diào)節(jié)?？梢婐じ椒肿优c抗炎免疫藥理有密切的關(guān)系。郝鈺等［10］研究發(fā)現(xiàn)APS與IL-1共同處理人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC），能促進(jìn)IL-1誘導(dǎo)的PMN與HUVEC的黏附增強(qiáng)，且能增加由IL-1、TNF誘導(dǎo)的HUVEC表達(dá)黏附分子ICAM-1的表達(dá)，增強(qiáng)中性粒細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附，促進(jìn)中性粒細(xì)胞穿越血管內(nèi)皮滲出在傷口局部聚集，吞噬消化細(xì)菌、清除壞死組織，最終通過化學(xué)介質(zhì)、細(xì)胞因子及各種細(xì)胞的相互作用而使傷口愈合。而李萍等［11］研究得出相反結(jié)論，（25～100）mg／L APS作用4 h能明顯降低VCAM-1、ICAM-1的表達(dá)，APS具有抑制白細(xì)胞與 HUVEC黏附作用［11］。張爽等［12］研究表明，通過下調(diào)微血管內(nèi)皮細(xì)胞表面CD34的表達(dá)，減少肥大細(xì)胞在微血管旁的聚集與脫顆粒，抑制炎性細(xì)胞與微血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附可能是APS發(fā)揮抗炎作用的機(jī)制之一。李世剛等［13］對腎小球腎炎大鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，用APS腹腔注射治療可顯著升高紅細(xì)胞膜CD35和CD44s數(shù)量，明顯減輕免疫復(fù)合物沉積，抑制腎臟的炎癥免疫反應(yīng)，改善紅細(xì)胞免疫功能，具有良好治療腎小球腎炎的作用。細(xì)胞黏附分子中的選擇素家族與心肌缺血再灌注損傷關(guān)系密切。劉蓓等［14］運(yùn)用TNF-α刺激心臟微血管內(nèi)皮細(xì)胞，黃芪多糖能夠降低炎癥因子TNF-α刺激作用下心臟微血管內(nèi)皮細(xì)胞P-選擇素、E-選擇素的基因轉(zhuǎn)錄，提示黃芪多糖有可能部分阻斷細(xì)胞黏附分子的表達(dá)，對心臟缺血再灌注起保護(hù)作用。

2.3 細(xì)胞內(nèi)第二信使物質(zhì) 細(xì)胞內(nèi)第二信使物質(zhì)可參與細(xì)胞活化、增殖及調(diào)節(jié)功能，在炎癥免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要的病理生理作用。梁華平等［15］進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，APS可降低創(chuàng)傷小鼠血漿及活化T沐巴細(xì)胞內(nèi)c AMP含量，增加cGMP含量，提高T淋巴細(xì)胞內(nèi)三磷酸肌醉（IP3）含量、游離鈣Ca2＋濃度、鈣調(diào)素（Ca M）、CaM 依賴的蛋白激酶（Ca M-PK）及蛋白激酶c（PKC）的活性。認(rèn)為APS可通過調(diào)節(jié)c AMP、cGMP含量以及促進(jìn)磷脂酸肌酸代謝進(jìn)而提高創(chuàng)傷后活化T淋巴細(xì)胞內(nèi)IL-2及IL-2R的基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)。一氧化氮（NO）在炎癥及其免疫機(jī)制中起關(guān)鍵的雙重作用：一方面具有強(qiáng)大的細(xì)胞毒性和細(xì)胞生長抑制作用，也可殺滅病原微生物、腫瘤細(xì)胞等；另一方面，釋放活性氧中間體和炎性細(xì)胞因子，進(jìn)而介導(dǎo)炎癥過程，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長分化。肺內(nèi)NO的大量生成有加重肺損傷和促進(jìn)肺成纖維細(xì)胞增殖的作用，實驗結(jié)果顯示，肺纖維化模型大鼠血NO水平均顯著高于對照組，APS可顯著降低大鼠血清NO水平，改善NO代謝紊亂引起的持續(xù)慢性炎癥，成纖維細(xì)胞增生，細(xì)胞外基質(zhì)沉積，組織的纖維化［16］。

2.4 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

2.4.1 MAPK（Mitogen-activated protein kinases）信號途徑促分裂原活化蛋白激酶（MAPK，絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶家族成員）途徑是真核細(xì)胞內(nèi)重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，主要有ERK、p38和JNK三條途徑，參與調(diào)控多種細(xì)胞應(yīng)答和生理病理過程。MAPK，尤其是p38，在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上積極參地與了炎癥介質(zhì)的合成，目前已被認(rèn)為是抗炎藥物的重要靶點。研究發(fā)現(xiàn)APS能夠明顯改善由TNF-α誘導(dǎo)的人微血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，并能減少在前炎癥因子TNF-α刺激作用下人微血管內(nèi)皮細(xì)胞p38MAPK基因表達(dá)，下調(diào)黏附分子的表達(dá)抑制炎癥反應(yīng)，發(fā)揮抗心肌再灌注損傷的作用［14］。

2.4.2 核因子（NF）-κB信號途徑 在細(xì)胞內(nèi)，多個促炎癥反應(yīng)信號通路，包括信號下游區(qū)的細(xì)胞因子受體和Toll樣受體，共同匯聚于核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB。NF-κB通常以無活性的二聚體形式存在，磷酸化后與其抑制劑IκB分離后被激活。激活的NFκB快速轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，可促進(jìn)許多致炎因子的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，被作為炎癥治療的“靶點”。故認(rèn)為APS對小腸上皮細(xì)胞具有免疫保護(hù)作用，這種免疫保護(hù)作用可能是通過抑制小腸上皮細(xì)胞內(nèi)核因子NF-κB的表達(dá)，抑制細(xì)胞因子TNF-α、IL-8等的表達(dá)來實現(xiàn)的［17］。糖尿病腎病為糖尿病重要的慢性微血管并發(fā)癥，以腎小球基底膜增厚和系膜區(qū)擴(kuò)張為基本病理改變。研究發(fā)現(xiàn)APS可能通過降低血糖的途徑達(dá)到降低糖尿病大鼠腎組織NF-κB mRNA過表達(dá)，減少細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)的基因表達(dá)，減輕腎小球硬化，從而延緩糖尿病腎病的進(jìn)展［18］。心臟微血管內(nèi)皮細(xì)胞是心肌缺血再灌注過程中最先波及的部位，該部位的變化對心肌損傷或功能恢復(fù)影響巨大。實驗顯示APS能夠抑制再灌注損傷的人心臟微血管內(nèi)皮細(xì)胞中NF-κB m RNA表達(dá)，進(jìn)而影響ICAM-1表達(dá)，減輕內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)及黏附作用，改善心肌缺血再灌注損傷［19］。腦出血后血腫周圍組織的炎性反應(yīng)與細(xì)胞因子表達(dá)被認(rèn)為是繼發(fā)性損傷的主要原因之一。給予腦出血模型大鼠APS可抑制NF-κB激活，減輕炎癥反應(yīng)，改善神經(jīng)功能缺損癥狀［20］。

2.5 氧自由基 丙二醛（MDA）是細(xì)胞脂質(zhì)過氧化物代謝的終產(chǎn)物，可反映細(xì)胞脂質(zhì)過氧化水平，間接反映細(xì)胞受損程度；而超氧化物歧化酶（SOD）對機(jī)體氧化和抗氧化平衡起著至關(guān)重要的作用，此酶能清除氧自由基，保護(hù)細(xì)胞免受損傷。黃芪多糖大劑量治療組能顯著增加骨關(guān)節(jié)炎大鼠血清中的SOD活性、降低血清和關(guān)節(jié)滑膜中MDA的含量，可見黃芪多糖具有明顯的抗氧化活性和細(xì)胞保護(hù)作用［21］。左旋多巴自身氧化產(chǎn)生大量的自由基，促進(jìn)帕金森病發(fā)展，APS可降低左旋多巴對神經(jīng)元的毒性作用。APS對左旋多巴致膠質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)液中自由基系統(tǒng)動態(tài)平衡損害具有保護(hù)作用，不同程度地增強(qiáng)谷胱甘肽含量，谷胱甘肽過氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活力，可降低MDA的水平，作用有時間依賴性［22］。

3 結(jié)語與展望

在當(dāng)前世界性的醫(yī)學(xué)模式轉(zhuǎn)變及化學(xué)藥物研制轉(zhuǎn)向自然藥物的大趨勢下，中藥的抗炎藥理研究成為當(dāng)今世界上新藥開發(fā)的熱點，也是中醫(yī)藥現(xiàn)代研究極為活躍的領(lǐng)域。黃芪多糖作為一種中藥免疫增強(qiáng)劑應(yīng)用于臨床腫瘤治療，可有效增強(qiáng)機(jī)體免疫力。黃芪多糖對許多炎癥性疾病也具有干預(yù)作用，可對炎癥發(fā)生的多個環(huán)節(jié)、多種炎癥介質(zhì)產(chǎn)生影響?？梢灶A(yù)見，特別是在免疫炎性疾病治療上，黃芪多糖可能發(fā)揮重要作用。目前，對其抗炎機(jī)制研究雖然已達(dá)到細(xì)胞分子水平，但所面臨的主要問題是對其作用靶點缺乏針對性的深入、系統(tǒng)研究。因此，積極開展對黃芪多糖抗炎免疫作用的更深入研究，以及作用機(jī)制的探討和明確，將為其在抗炎免疫藥理研究領(lǐng)域開辟新的天地，并為尋找選擇性高、作用強(qiáng)、副作用小的抗炎免疫藥物提供一條重要的途徑。

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