人參屬植物有效成分的抗炎作用與其在動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)的心腦及周圍血管病變中的應(yīng)用

李紅蓉 位 庚 劉紅利，2 王宏濤，3 (河北醫(yī)科大學(xué)，河北 石家莊 05007)

人參、三七及西洋參同屬于五加科人參屬植物，其提取物和人參皂甙單體 Rb1、Rd、Rg1、Rg3、Rh2、Rh1、Rh3、Rp1 等均具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化及抗炎活性;可抑制不同炎癥介質(zhì)如內(nèi)毒素(LPS)、腫瘤壞死因子(TNF)－α、干擾素(IFN)－γ等誘導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白激酶和核轉(zhuǎn)錄因子NF－κB的活化，從而抑制促炎因子和炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，對多種疾病都具有治療作用;其抗炎作用與細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)、免疫細(xì)胞的吞噬功能及T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的活化有關(guān)。

炎癥是機(jī)體對微生物感染及化學(xué)毒素等外界有害刺激的復(fù)雜的生物反應(yīng)。越來越多的研究提示，動(dòng)脈粥樣硬化(AS)過程是一個(gè)血管受損后的慢性炎癥反應(yīng)過程，炎癥在AS的各個(gè)時(shí)期都是突出的變化〔1，2〕，并且炎癥反應(yīng)在AS相關(guān)血管病變中也具有舉足輕重的作用，與2型糖尿病患者的外周血管病變(PVD)、心腦血管疾病等的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在細(xì)胞水平、動(dòng)物水平及臨床試驗(yàn)方面均表明白細(xì)胞介素(IL)－1β、TNF－α、IL－6、黏附因子等炎癥介質(zhì)參與了缺血性腦血管病炎癥反應(yīng)，加重腦組織損傷，并且抗炎治療能夠有效減小腦梗死面積和減少細(xì)胞凋亡。下文將對人參、三七、西洋參及其皂甙單體的抗炎機(jī)制及其在AS相關(guān)血管病變中發(fā)揮的作用進(jìn)行闡述。

1 人參屬植物有效成分抗炎作用

1.1 人參酸性多糖 研究表明，人參酸性多糖(ginsan)具有免疫調(diào)節(jié)作用，可抑制金黃色葡萄球菌感染的小鼠TNF－α、IL－1β、IL－6、IL－18、和 IFN－γ 的產(chǎn)生，并能提高巨噬細(xì)胞的吞噬功能〔3，4〕。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ginsan能夠抑制感染小鼠MAPK信號(hào)通路中 p38MAPK、c－Jun氨基末端激酶(JNK)的激活〔3〕。此外，ginsan能夠抑制促炎因子 IL－1β、IFN－γ及趨化因子單核細(xì)胞趨化蛋白(MCP)－1/CCL－2、巨噬細(xì)胞炎性蛋白(MIP)－2β/cxcl－2和KC/cxcl－1的表達(dá)，從而減輕白細(xì)胞的浸潤和炎癥反應(yīng)〔5〕。然而 ginsan還能刺激小鼠樹突狀細(xì)胞 IL－12、TNF－α 和主要組織相容性復(fù)合體(MHC)Ⅱ類分子的表達(dá)及CD4(+)T淋巴細(xì)胞的增殖〔6〕。

1.2 三七總皂甙 有研究報(bào)道，三七總皂甙(PNS)具有抗AS作用，能夠抑制載脂蛋白E(Apo－E)基因敲除小鼠的AS病變，PNS預(yù)處理組的血脂水平和IL－6、TNF－α的表達(dá)水平均低于模型組，其抗AS作用可能與抑制TNF－α誘導(dǎo)的單核細(xì)胞黏附，血管細(xì)胞黏附分子(VCAM)－1和細(xì)胞間黏附分子(ICAM)－1的表達(dá)有關(guān)〔7〕。此外，PNS能夠減輕酵母多糖誘導(dǎo)的大鼠AS的病變程度，抑制整合素、IL－18、IL－1β、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)－2、MMP－9、NF－κB 的表達(dá)〔8〕。徐枝芳等〔7〕研究了 PNS 對腦出血炎癥的影響，發(fā)現(xiàn)PNS能夠抑制NF－κB的活化，減少前炎癥介質(zhì)白細(xì)胞相關(guān)抗原(LFA)-1、非常晚抗原(VLA)-4以及ICAM-1和VCAM-1的釋放，減少炎性細(xì)胞游走與浸潤，降低血腦屏障的通透性，減少促炎細(xì)胞因子IL-6產(chǎn)生，上調(diào)抗炎細(xì)胞因子IL-10的表達(dá)，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)平衡，其作用機(jī)制可能為PNS與單核巨噬細(xì)胞表面受體結(jié)合后促使單核巨噬細(xì)胞膜電位超極化，導(dǎo)致單核巨噬細(xì)胞細(xì)胞膜的鈣通道失活，細(xì)胞內(nèi)游離鈣水平升高，最終引起促炎癥因子分泌減少。馬巖巖等〔8〕在體外成功的構(gòu)建了巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)模型，發(fā)現(xiàn)PNS及其五個(gè)單體成分Rg1、Rb1、Rd、Re和R1都有一定的抗炎作用，其中效果最好的是 Rd，其次是 Rb1，可以明顯下調(diào) MAPK通路及 NF-κB通路相關(guān)蛋白的表達(dá)，對炎性因子 IL-1β、IL-6、TNF-α 及iNOS的mRNA表達(dá)具有明顯的抑制作用〔9〕。

1.3 西洋參總皂苷 血管內(nèi)皮功能損傷是糖尿病大血管病變的病理生理基礎(chǔ)，與穩(wěn)定性高血糖相比，波動(dòng)性高血糖更能增加氧化應(yīng)激，進(jìn)而使對氧化應(yīng)激敏感的NF-κB等多種細(xì)胞因子激活，通過啟動(dòng)和調(diào)節(jié)一些炎癥因子如化學(xué)趨化因子、金屬蛋白酶、黏附分子等的基因轉(zhuǎn)錄，介導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，導(dǎo)致血細(xì)胞黏附、血管炎癥等，最終導(dǎo)致AS的發(fā)生發(fā)展。研究表明，西洋參總皂苷能夠降低NO、ET-1、MDA和炎癥因子NF-α、sICAM-l、LOX-1的表達(dá)，波動(dòng)性高糖狀態(tài)下的血管內(nèi)皮細(xì)胞具有明顯的保護(hù)作用，其機(jī)制可能與上調(diào)PI3K/Akt信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)及促進(jìn)Akt及GSK-3β的磷酸化有關(guān)〔10〕。另有研究顯示，西洋參乙醇提取物能夠選擇性地抑制LPS誘導(dǎo)損傷的小鼠單核細(xì)胞iNOS的表達(dá)，這與抑制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和STAT/iNOS 信號(hào)通路有關(guān)〔11〕。

1.4 人參皂甙Rb1 人參皂甙Rb1可以通過阻斷MAPK和NF-κB信號(hào)通路抑制TNF-α誘導(dǎo)損傷的內(nèi)皮細(xì)胞VCAM-1的過度表達(dá)和超氧陰離子的過量產(chǎn)生。另有研究表明，Rb1能夠抑制辣椒素誘導(dǎo)損傷的HaCaT角質(zhì)形成細(xì)胞炎癥介質(zhì)IL-8和PGE2的表達(dá)、細(xì)胞鈣內(nèi)流和NF-κB的活性。劉俊偉等〔12〕用線栓法制備大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷模型，發(fā)現(xiàn)Rb1可以縮小梗死體積，降低腦組織及血清中炎性因子IL-1β的表達(dá)。

1.5 人參皂甙Rd 實(shí)驗(yàn)證明，人參皂甙Rd對局灶性腦缺血模型大鼠具有保護(hù)作用。Rd能夠減少短暫性大腦中動(dòng)脈閉塞導(dǎo)致的大鼠氧化損傷的DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)過氧化物的積累。進(jìn)一步研究表明，Rd的抗炎活性與抑制iNOS和COX-2的表達(dá)及小膠質(zhì)細(xì)胞的激活有關(guān)〔13〕。在腦缺血發(fā)生后，多聚ADP核糖聚合酶PARP-1大量激活，PARP-1激活后促使 NF-κB發(fā)生核聚集并促進(jìn)NF-κB相關(guān)性的基因表達(dá)，進(jìn)而觸發(fā)激烈的炎癥反應(yīng)造成細(xì)胞壞死。胡耿瑤等研究發(fā)現(xiàn)〔14〕，人參皂苷Rd可能通過間接影響PARP-1的活性緩解大鼠腦缺血后早期炎癥損傷，具有明顯的神經(jīng)保護(hù)作用。

1.6 人參皂甙Rg1 研究人員用LPS側(cè)腦室注射建立小鼠炎癥模型，發(fā)現(xiàn)人參皂甙Rg1能夠通過阻斷NF-κB和MAPK信號(hào)途徑抑制小鼠大腦皮層和海馬區(qū)TNF-α、iNOS、離子鈣結(jié)合適配器分子-1的表達(dá)。王樂樂〔15〕用LPS損傷小膠質(zhì)細(xì)胞模擬腦缺血再灌注損傷時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞可能發(fā)生的炎癥反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)人參皂甙Rg1可以顯著抑制炎癥介質(zhì)IL-1、NF-κB和iNOS的表達(dá)，從而抑制炎癥反應(yīng)，發(fā)揮對腦缺血再灌注的保護(hù)作用。炎癥反應(yīng)參與了糖尿病腎病(DN)的啟動(dòng)和發(fā)展，在DN時(shí)單核/巨噬細(xì)胞表面特異性標(biāo)志抗原(ED-1)、C-反應(yīng)蛋白(CRP)、TNF-α、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β1的表達(dá)均上升。馬小芬等〔16〕研究發(fā)現(xiàn)人參皂甙 Rg1 能顯著降低 ED-1、CRP、TNF-α、ED-1、TGF-β1的水平，對抗DN病變過程的炎癥反應(yīng)。

1.7 人參皂甙Rg3 研究表明，Rg3能夠減少β-淀粉樣蛋白誘導(dǎo)損傷的BV-2小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6、MCP-1γ的表達(dá)，表明Rg3具有防止小膠質(zhì)細(xì)胞釋放炎性因子導(dǎo)致的神經(jīng)毒性作用〔17〕。另有研究顯示，Rg3具有抗AS作用，能夠抑制TNF-α誘導(dǎo)損傷的ECV 304人內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)VCAM-1和ICAM-1，并能抑制AKT介導(dǎo)的caspases途徑的細(xì)胞凋亡〔18，19〕。

1.8 人參皂甙Rh1 人參皂甙Rh1通過調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的活化對炎癥性疾病的治療具有積極作用，Rh1能夠抑制IFN-γ誘導(dǎo)損傷的BV2小膠質(zhì)細(xì)胞NO、SOD和TNF-α的產(chǎn)生。進(jìn)一步研究表明，Rh1能夠通過iNOS啟動(dòng)子抑制IFN-γ激活的JAK/STAT和ERK信號(hào)通路及其下游轉(zhuǎn)錄因子NF-κB、干擾素調(diào)節(jié)因子-1(IRF-1)和 STAT-1的表達(dá)〔20〕。此外，Rh1通過活化cAMP依賴的蛋白激酶信號(hào)途徑誘導(dǎo)HO-1和IL-10的表達(dá)。另一研究顯示，Rh1通過抑制NF-κB和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK1/2)信號(hào)通路的活化，抑制LPS誘導(dǎo)損傷的小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)iNOS和COX-2〔21〕。上述實(shí)驗(yàn)說明Rh1的抗炎作用能夠減輕神經(jīng)退行性疾病的嚴(yán)重程度。此外，Rh1可以通過抑制NF-κB抑制劑 I-κB的磷酸化和降解，減少 LPS誘導(dǎo)的RAW264.7小鼠巨噬細(xì)胞炎癥因子iNOS和COX-2的表達(dá)〔22，23〕。

1.9 人參皂甙Rh2和Rh3 人參皂甙Rh2對TNF-α誘導(dǎo)的人星形膠質(zhì)細(xì)胞JNK/NF-κB信號(hào)通路有特異性抑制作用。畢文巖〔23〕通過構(gòu)建LPS誘導(dǎo)小鼠單核細(xì)胞的體外炎癥模型，證實(shí)人參皂甙Rh2硫酸化衍生物B2(Rh2-B2)可以通過顯著抑制I-κB的降解而阻止NF-κB/p65的易位入核，從而減少TNF-α、IL-6、IL-1β的合成，并促進(jìn)IL-10的合成，發(fā)揮其抗炎作用。另有研究顯示，人參皂甙Rh2和Rh3可以通過抑制炎癥介質(zhì)iNOS、MMP-9、TNF-α和IL-1β的表達(dá)進(jìn)而顯著抑制LPS誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞活化〔24〕。

1.10 人參皂甙Rp1 人參皂甙Rp1是一個(gè)新報(bào)道的人參皂甙衍生物，可以通過阻斷NF-κB信號(hào)通路的活化抑制LPS誘導(dǎo)的小鼠單核細(xì)胞IL-1β的表達(dá)〔25〕。報(bào)道顯示，人參醇提物可以抑制TNF-α誘導(dǎo)的人前單核細(xì)胞細(xì)胞因子和信號(hào)蛋白的表達(dá)，進(jìn)一步研究表明，該提取物可以通過阻斷ERK1/2通路抑制趨化因子CXCL-10的表達(dá)，而這種作用是多種人參皂甙的機(jī)體效應(yīng)〔26〕。

2 小結(jié)

由于飲食和環(huán)境變化的影響，AS的發(fā)病率正逐年提高，嚴(yán)重危害人類的生命健康。其發(fā)病機(jī)制有多種學(xué)說，迄今尚無確切定論。大量基礎(chǔ)和臨床研究表明，AS是一種慢性炎癥性疾病，是血管壁對各種損傷的一種異常反應(yīng)。炎癥反應(yīng)貫穿AS發(fā)病的各個(gè)階段，可能是多種致AS因素致病機(jī)制的共同環(huán)節(jié)或通路。炎癥機(jī)制與AS的發(fā)生發(fā)展及其并發(fā)癥的發(fā)生密切相關(guān)。其炎癥類型包括生物性炎癥、免疫性炎癥和化學(xué)性炎癥，具有經(jīng)典炎癥變性、滲出及增生的特點(diǎn)。發(fā)病初期主要表現(xiàn)為急性滲出性炎癥，而在進(jìn)展期主要表現(xiàn)出慢性增生性炎癥的特點(diǎn)。炎癥反應(yīng)中涉及多種炎癥細(xì)胞、炎性細(xì)胞因子、炎性介質(zhì)、黏附分子、趨化因子、生長因子等。AS是缺血性心腦血管病的主要病理基礎(chǔ)，同時(shí)各種因素導(dǎo)致的心腦血管及外周血管的病變也可以導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。

目前，某些炎癥標(biāo)志物已被用來評估AS患者的臨床療效，降低這類炎癥標(biāo)志物的水平可能減少AS等心腦血管事件的發(fā)生率，抗炎治療已成為防治動(dòng)脈粥樣硬化的一種新途徑?，F(xiàn)已證明，多種抗動(dòng)脈粥樣硬化藥物具有抗炎作用，但是，針對 AS炎癥治療方面的化學(xué)合成藥的作用效果并不明顯。人參在細(xì)胞和動(dòng)物水平及臨床研究中證實(shí)具有抗炎作用，因此，研究人參在動(dòng)脈粥樣硬化等心腦及外周血管病變炎癥反應(yīng)中的作用具有重要意義。但是中藥具有多靶點(diǎn)、多成分的特點(diǎn)，這就為其研究提出了很大的挑戰(zhàn)和研究空間。相信隨著藥理學(xué)和分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展，AS的發(fā)病機(jī)制將得到進(jìn)一步闡釋，為AS的防治提供更多有效藥物。

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