槲皮素藥理作用研究進(jìn)展

駱明旭 羅 丹 趙萬紅

湖北醫(yī)藥學(xué)院，湖北 十堰 442000

槲皮素 (quercetin)又名櫟精、槲皮黃素，屬于黃酮類化合物，分子式為C15H10O7，不溶于水，溶于甲醇、冰醋酸、丙酮和堿等。槲皮素廣泛存在于植物的花、葉和果實(shí)中，具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎、抗血小板聚集、免疫抑制和心血管保護(hù)等多種藥理作用。隨著藥物開發(fā)“綠色浪潮”時(shí)代的到來，來自天然植物的槲皮素受到越來越多的關(guān)注。為促進(jìn)槲皮素類藥物的研究、開發(fā)和利用，本文綜述了近10年來槲皮素藥理作用的研究新進(jìn)展。

1 防癌、抗癌的作用

1.1 誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡 槲皮素可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，但對正常組織細(xì)胞的影響卻很小。Niu等［1］在研究槲皮素對急性白血病細(xì)胞株HL-60活性作用機(jī)制中發(fā)現(xiàn)，槲皮素誘導(dǎo)癌細(xì)胞發(fā)生凋亡主要是通過下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl2表達(dá)、上調(diào)促凋亡蛋白Bax的表達(dá)。槲皮素還可以通過抗線粒體途徑和激活CASP途徑來誘導(dǎo)人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的凋亡［2］。一方面，槲皮素可增加胞內(nèi)Ca2+水平，降低細(xì)胞線粒體膜電位，通過促進(jìn)由線粒體釋放的凋亡誘導(dǎo)因子(AIF)移位到細(xì)胞核發(fā)揮誘導(dǎo)凋亡效應(yīng)。另一方面，槲皮素可以促進(jìn)凋亡效應(yīng)酶CASP-3，CASP-8和CASP-9在MDA-MB-231細(xì)胞中的活化，且CASP抑制劑能使槲皮素誘導(dǎo)的細(xì)胞活力降低。

1.2 抑制癌細(xì)胞的生長和增殖 槲皮素在誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的同時(shí)，能夠通過對抗致癌和促癌因子，抑制癌細(xì)胞的生長和增殖［3］。槲皮素能夠有效的誘導(dǎo)微粒體芳烴羥化酶和環(huán)氧化物水解酶，使多環(huán)芳烴和苯并芘通過羥化或水解而失去致癌活性，也可通過抑制細(xì)胞色素P-450和磺基轉(zhuǎn)移酶活性而減少雜環(huán)胺類等前致癌物質(zhì)的生成。槲皮素亦能通過表皮生長因子受體 (EGFR)介導(dǎo)，抑制乳腺腫瘤細(xì)胞中基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP9)的分泌而限制腫瘤細(xì)胞的侵襲能力［4］。有研究表明，槲皮素可通過下調(diào)ATP介導(dǎo)的Akt/mTOR/p70S6K信號傳導(dǎo)通路的表達(dá)，使后者作用于血管內(nèi)皮生長因子受體2(VEGF-R2)受到抑制而限制腫瘤的生長和血管生成，降低細(xì)胞活力［5］。

1.3 逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥 槲皮素還具有逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥(multi-drug resistance，MDR)效果，與其他抗癌藥物聯(lián)合應(yīng)用也可增強(qiáng)抗癌藥的作用［6］。楊俊玲等［7］在研究槲皮素與人子宮內(nèi)膜癌耐藥細(xì)胞株B-MD-C1/ADR的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，槲皮素可以從基因水平和蛋白水平降低P糖蛋白 (P-glycoprotein，P-gp)的表達(dá)，增加阿霉素在細(xì)胞內(nèi)的分布。同時(shí)，槲皮素提高TOPO II ɑ蛋白表達(dá)水平，增加阿霉素的作用靶點(diǎn)，進(jìn)而增強(qiáng)對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用，因而逆轉(zhuǎn)腫瘤MDR。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，抑制轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)、誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡和抑制P-gp的表達(dá)是槲皮素逆轉(zhuǎn)腫瘤MDR的主要機(jī)制［8］。此外，槲皮素可以逆轉(zhuǎn)耐藥細(xì)胞株KB-MRP的MDR。作為一種廣泛的ATP酶抑制劑，槲皮素可競爭抑制多藥耐藥相關(guān)蛋白1(MRP1)的核苷酸結(jié)合功能區(qū) (NBD)部分ATP酶活性，從而抑制MRP的藥物泵功能，發(fā)揮逆轉(zhuǎn)耐藥的作用［9］。

2 抗氧化作用

2.1 直接清除 研究表明，黃酮類化合物能夠清除活性氧(ROS)自由基，包括羥自由基 (·OH)、超氧陰離子(·O2-)和單線態(tài)氧 (1O2)，這與黃酮類化合物結(jié)構(gòu)中的3，7-羥基有關(guān)。槲皮素通過其鄰二酚羥基經(jīng)單電子轉(zhuǎn)移方式直接清除羥自由基和超氧陰離子，槲皮素在此過程中起一個(gè)供氫體的作用，而自身形成更為穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵，從而有效阻止不飽和脂肪酸、花生四烯酸的過氧化，減少對生物膜的破壞［10］。

2.2 作用于自由基相關(guān)的酶 Alía等發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠防御人肝癌HepG2細(xì)胞氧化應(yīng)激，其通過抗氧化酶類物質(zhì)如超氧化物歧化酶 (SOD)、谷胱甘肽還原酶 (GR)、脂質(zhì)過氧化酶 (GPx)和過氧化氫酶 (CAT)等而發(fā)揮重要作用［11］。槲皮素可減少HepG2細(xì)胞中的ROS及丙二醛 (MDA)水平，進(jìn)而延緩或阻止氧化應(yīng)激的發(fā)生。在檢測不同劑量槲皮素培養(yǎng)的HepG2細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)，SOD、GR、GPx和CAT酶的活性明顯提高，且呈現(xiàn)明顯的劑量依賴關(guān)系。

2.3 螯合金屬離子 過渡金屬Fe、Cu是許多自由基產(chǎn)生過程的催化劑，可介導(dǎo)脂質(zhì)過氧化。槲皮素能夠與Fe2+、Cu2+離子絡(luò)合，通過影響金屬離子的平衡，改變細(xì)胞內(nèi)氧化狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)其抗氧化作用。槲皮素能顯著抑制Fe2+介導(dǎo)的高密度脂蛋白 (HDL)氧化修飾，致使HDL中MDA含量明顯下降，維生素E含量升高，同時(shí)還能夠保護(hù)SOD活性［12］。

目前，關(guān)于槲皮素在體內(nèi)抗氧化作用的研究較少，其可能主要通過保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞、提高NO水平和外周血總抗氧化力等途徑而發(fā)揮抗氧化作用。

3 抗感染、抗炎

槲皮素對耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌 (MRSA)具有良好的抑制作用。K-B紙片法表明，50mg/片的槲皮素濃度能使MRSA的抑菌圈達(dá)9mm，且其對霍亂弧菌和糞腸球菌也有很好的抗菌活性［13］。有學(xué)者用藥敏紙片法考察槲皮素的抗菌活性中結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，槲皮素對金黃色葡萄球菌的抗菌效果最好，最低殺菌濃度 ＜0.0061umol/mL［14］。槲皮素對HepG2.2.15細(xì)胞分泌的HBsAg和HBeAg都具有良好的抑制作用，其中對HBsAg的抑制率為64.3%，強(qiáng)于陽性對照組拉夫米定的29.6%［15］。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)給A型流感病毒感染的小鼠口服槲皮素-3-鼠李糖苷后，能夠有效降低小鼠死亡率。該研究發(fā)現(xiàn)，服用槲皮素3-鼠李糖苷的小鼠肺部流感病毒抗體滴度遠(yuǎn)低于安慰劑治療的對照組 (約為對照組的1/2000)，而且比奧司他韋治療的對照組還低［20］。

槲皮素主要通過抑制炎癥因子的表達(dá)產(chǎn)生抗炎效果。如在人類干細(xì)胞源性細(xì)胞株 (XHL)，槲皮素通過組織NF-κB的活性在mRNA水平和蛋白水平抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶 (iNOS)、環(huán)氧化酶2(COX-2)和C反應(yīng)蛋白 (CRP)，因此具有抗炎效果［17］。侵襲性牙周炎的主要致病菌是伴放線放線桿菌，它能夠刺激牙齦上皮細(xì)胞產(chǎn)生IL-1β、TNF-α、IL-17、核因子κB受體活化因子配體 (RANKL)和細(xì)胞間粘附因子(ICAM-1)進(jìn)而造成牙周支持組織的破壞，槲皮素對此具有抑制作用［18］。在炎癥反應(yīng)過程中，槲皮素在不影響牙周組織細(xì)菌數(shù)量的同時(shí)，可以降低牙周組織上述炎癥因子和水平，從而降低了牙槽骨的喪失程度。有研究表明，槲皮素通過Toll4作用蛋白沉默作用阻止LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞表面粘附分子 (CD80，CD86和MHC I/II)的表達(dá)和促炎癥因子 (TNF-α，IL-1β，IL-6 和IL-12)的產(chǎn)生［19］。

4 心血管保護(hù)和血糖調(diào)節(jié)

大量研究表明，槲皮素因具有抗氧化、抑制炎癥、降血壓、擴(kuò)張血管、抑制血小板聚集和血管平滑肌細(xì)胞增殖等生物學(xué)效應(yīng)而發(fā)揮心血管事件的保護(hù)作用。Loke等［20］通過多種黃酮類化合物喂養(yǎng)ApoE-/-基因敲出小鼠，發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠改善動(dòng)脈粥樣硬化 (AS)，可能是通過其抗氧化，抗炎癥作用進(jìn)而減輕內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙。巨噬細(xì)胞RAW264清道夫受體能夠攝取并氧化修飾低密度脂蛋白(LDL)，使細(xì)胞類脂質(zhì)蓄積并轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞［21］。而槲皮素在人體血漿中的主要抗氧化代謝產(chǎn)物—槲皮酮葡萄醣醛酸 (Q3GA)通過下調(diào)A類清道夫受體 (SR-A)和CD36相關(guān)蛋白的表達(dá)，從而抑制泡沫細(xì)胞的形成，表明血管內(nèi)皮的損傷及炎癥巨噬細(xì)胞的活化是Q3GA的潛在作用靶點(diǎn)［22］。研究發(fā)現(xiàn)，低劑量槲皮素對缺血再灌注后的心肌損傷具有保護(hù)作用，推測其機(jī)制可能與降低炎癥反應(yīng)、增強(qiáng)心肌的能量代謝、減輕鈣超載和抗氧化應(yīng)激有關(guān)［23］。

研究發(fā)現(xiàn)槲皮素可以改善胰島素抵抗和增強(qiáng)胰島素的敏感性［24］。有學(xué)者在TNF-α誘導(dǎo)的C2C12骨骼肌細(xì)胞損傷中發(fā)現(xiàn)，槲皮素可以適度減弱TNF-α對骨骼肌細(xì)胞的損傷作用，通過Akt和AMPK傳導(dǎo)途徑來增加骨骼肌細(xì)胞對葡萄糖的攝取和對胰島素的敏感度來改善2型糖尿?。?5］。槲皮素還可通過與血紅素組成成分或與過氧化氫酶蛋白區(qū)的結(jié)合提高氧化應(yīng)激標(biāo)志物CAT活性，槲皮素具有與降糖藥羅格列酮作為PPARγ激動(dòng)劑相似的功效，但其不良反應(yīng)比羅格列酮弱，它能夠在不影響脂肪生成的情況下改善3T3-L1前脂肪細(xì)胞對葡萄糖的攝取，這預(yù)示著其可能成新一代的胰島素增敏劑［26］。

5 對蛋白激酶的抑制及免疫抑制作用

槲皮素是蛋白激酶CK2的一種有效抑制劑，其可能機(jī)制為槲皮素與ATP呈競爭性抑制CK2，與酪蛋白呈現(xiàn)非競爭性抑制CK2。中國學(xué)者劉新光等［27］利用重組人CK2全酶通過測定藥物作用后轉(zhuǎn)移到CK2底物上的［γ-32P］ATP的32P的放射性活度，發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠顯著抑制重組人CK2活性 (IC50=0.52μm)，抑制作用大于CK2已知抑制劑5，6-二氯-1-β-D呋喃核糖苯并咪唑 (RB)和5，6-二氯-1-β-D呋喃核糖苯并咪唑 (A3)。

槲皮素還是一種天然的免疫抑制劑，它能夠通過通過IgE高親和力受體 (FCεRI)交聯(lián)誘導(dǎo)肥大細(xì)胞系HMC-1細(xì)胞，抑制HMC-1細(xì)胞分泌內(nèi)胰蛋白酶和IL-6釋放，同時(shí)下調(diào)HMC-1細(xì)胞組氨酸脫羧酶 (HDC)mRNA的轉(zhuǎn)錄導(dǎo)致組胺釋放減少［28］。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在OVA誘導(dǎo)的小鼠哮喘模型實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，槲皮素可以調(diào)節(jié)T-bet和GATA-3基因的表達(dá)而影響Th1/Th2細(xì)胞因子的產(chǎn)生，最終導(dǎo)致Th2細(xì)胞因子IL4水平降低和Th1細(xì)胞因子IFN-γ水平升高［29］?；罨疶淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的IL-2的免疫放大效應(yīng)是急性免疫排斥反應(yīng)發(fā)生的重要機(jī)制，槲皮素可對抗CD3+和抗CD28活化的初級人類T淋巴細(xì)胞的增殖具有抑制作用，從而減少IL-2的產(chǎn)生［30］。

6 小結(jié)與前景

槲皮素作為一種自然界天然存在的黃酮類化合物，因其具有抗炎、抗病毒、抗腫瘤、抗氧化、保護(hù)心血管、免疫抑制和維持血糖等穩(wěn)定強(qiáng)大的生物活性和廣泛的藥理作用，對感染，心血管疾病、糖尿病、腫瘤和自身免疫病等疾病的治療及預(yù)防具有重要的臨床意義。所以在日常生活中需要適當(dāng)食用富含槲皮素的食物來防治上述疾病。目前，槲皮素作用的研究主要還集中在臨床前期模型上，在人體內(nèi)是否具有同樣作用尚未完全得知，因此，需要更深入地研究槲皮素的各種生物學(xué)作用，使其應(yīng)用于臨床治療。

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