樟芝三萜類化合物的抗炎作用

張毅紅，趙宗杰，謝海濤，張向陽，宋昱

(香港中醫(yī)科學(xué)院，中國 香港 999077)

·綜述·

樟芝三萜類化合物的抗炎作用

張毅紅，趙宗杰△，謝海濤，張向陽，宋昱

(香港中醫(yī)科學(xué)院，中國 香港 999077)

樟芝;三萜類化合物;炎癥

炎癥是許多病理狀態(tài)中機體對有害刺激的應(yīng)答。例如，一些腫瘤在發(fā)生前或發(fā)生時常有慢性炎癥。據(jù)報道，慢性炎癥與1/4以上的腫瘤發(fā)生相關(guān)，相當(dāng)于全世界每年約320多萬人罹患炎癥相關(guān)的腫瘤［1］。如石棉吸入與間皮瘤，二氧化硅吸入、吸煙、支氣管哮喘與支氣管癌，宮頸炎、HPV感染與宮頸癌，盆腔炎及卵巢上皮炎癥與卵巢癌，EB病毒感染與鼻咽癌，HIV感染與卡西波肉瘤，返流性食管炎與食管癌，幽門螺旋桿菌感染相關(guān)性胃炎與胃癌，慢性胰腺炎與胰腺癌，慢性肝炎與肝細(xì)胞癌，炎癥性腸病與結(jié)直腸癌等［2－7］。炎癥的預(yù)防和治療對延緩許多癌癥，如胃癌、結(jié)腸癌、肝癌、胰腺癌等的發(fā)生和發(fā)展都有積極的作用。而一些天然藥物也因其具有預(yù)防和治療炎癥的功能而備受關(guān)注。

近年來，寄生于臺灣特有種牛樟樹的藥用真菌樟芝，由于廣泛的藥理作用而備受關(guān)注，例如其在抗癌、抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗病毒、保護肝臟等方面都有顯著的效果［8］。到目前為止，研究人員在樟芝中總共分離鑒定出了35種具有抗炎作用的化合物，包括三萜類化合物、琥珀/馬來酸衍生物、苯環(huán)型化合物、苯醌衍生物、多糖和其它化合物［8－14］，其中以三萜類化合物的數(shù)量最多(11種)且有顯著的抗炎作用。本文對樟芝中擁有抗炎作用的三萜類化合物進行了總結(jié)，為炎癥的預(yù)防和治療以及炎癥相關(guān)性腫瘤的預(yù)防提供新的思路。

1 樟芝中的三萜

三萜類化合物是自然界常被發(fā)現(xiàn)的天然化合物，尤其以植物含量最多，大多是由30個碳原子組成，屬于次級代謝物。樟芝剛被發(fā)現(xiàn)的時候，被誤以為是靈芝的一種，它的醫(yī)療效果也常被用來和靈芝比較。事實上，樟芝中三萜類化合物和靈芝中三萜類化合物是不盡相同的，靈芝中主要以羊毛甾烷類(lanostanes)三萜為主［15］，而樟芝中則含有較多的麥角甾烷類(ergostanes)三萜［16］。羊毛甾烷類的三萜也常在其它真菌中被發(fā)現(xiàn)，而麥角甾烷三萜類化合物則比較罕見，可作為鑒定樟芝的指標(biāo)成分。三萜類化合物與膽固醇和類固醇激素的結(jié)構(gòu)非常相似，故其或能通過模擬類固醇激素或干擾膽固醇的代謝來發(fā)揮抗炎效應(yīng)。

2 三萜化合物抗炎活性的研究

嗜中性粒細(xì)胞中活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)的生成和細(xì)胞牢固黏附是2種在發(fā)炎期間表現(xiàn)出的重要炎癥應(yīng)答。為了確定樟芝中4種麥角甾烷類三萜化合物zhankuic acid A、B、C(即antcin B、I、H)和antcin K是否能防止嗜中性粒細(xì)胞引起的炎癥應(yīng)答，Shen等［17］評估了這些化合物對甲酰甲硫氨酰－亮氨酰－苯丙氨酸(formylmethionyl leucyl phenylalanine，fMLP)和卟啉醇肉豆蔻酸乙酸酯(phorbol myristate acetate，PMA)活化的外周人嗜中性粒細(xì)胞的影響。用1～25 μmol/L的zhankuic acid A、B、C或antcin K進行預(yù)處理，通過化學(xué)發(fā)光實驗分析，發(fā)現(xiàn)fMLP或PMA誘導(dǎo)的ROS生成表現(xiàn)出濃度依賴性減少，所對應(yīng)的IC50值在5～20 μmol/L之間［17］。再者，zhankuic acid A、B、C或antcin K還顯著抑制了fMLP或PMA誘導(dǎo)的細(xì)胞牢固黏附，并且沒有干擾Mac－1(CD11b/CD18)表面蛋白(一種介導(dǎo)嗜中性粒細(xì)胞對內(nèi)皮細(xì)胞牢固黏附的β2－整合素)表達的上調(diào)［17］。另外，這些物質(zhì)所引起的抗炎作用并不是由于細(xì)胞毒性，因為與對照組相比，細(xì)胞活力沒有發(fā)生顯著變化［17］。這些結(jié)果表明這幾種三萜化合物對嗜中性粒細(xì)胞ROS生成和細(xì)胞牢固黏附的抑制沒有顯著的細(xì)胞毒性，即這幾種化合物可以作為臨床上潛在的抗炎藥物。

最近一項研究闡述了樟芝麥角甾烷類三萜抗炎作用的分子機理。研究人員從樟芝子實體中分離純化出5種三萜類化合物antcin A、B、C、H、K，發(fā)現(xiàn)其中的antcin A與糖皮質(zhì)類激素可的松(cortisone)和地塞米松(dexamethasone)的化學(xué)結(jié)構(gòu)最相似，見圖1。由于結(jié)構(gòu)的相似，antcin A導(dǎo)致了人肺腺癌細(xì)胞A549中糖皮質(zhì)激素受體(glucocorticoid receptor，GR)從細(xì)胞質(zhì)中易位至細(xì)胞核。分子模型顯示，盡管它們C－17位的端基有所不同［18］，antcin A以及糖皮質(zhì)激素可以穩(wěn)定地與GR的結(jié)合腔反應(yīng)。因此，antcin A作為一種活性成分，可能是樟芝抗炎的至少一部分原因，其抗炎的分子機理與糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的分子機理相同，即antcin A可以模擬糖皮質(zhì)激素。由于antcin A的親脂性，很容易擴散通過細(xì)胞膜，接著與細(xì)胞質(zhì)的GR結(jié)合。與antcin A結(jié)合后，GR與熱休克蛋白分離，然后GR/antcin A復(fù)合物形成二聚物，最后易位至細(xì)胞核。在細(xì)胞核中，GR/antcin A與目標(biāo)基因的糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件(glucocorticoid response element，GRE)結(jié)合，進而調(diào)控基因的表達，例如增加抗炎因子的表達，降低促炎因子的表達［18］。此外，這5種化合物中，只有antcin A能夠模擬糖皮質(zhì)激素，導(dǎo)致GR的細(xì)胞核易位。Antcin A和其它4種antcins的主要區(qū)別在于后面這些三萜類化合物在它們的C－7位置額外多了一個羰基或者羥基。分子模型表明antcin A或者糖皮質(zhì)激素的C－7部位暴露于GR結(jié)合腔的疏水域，因此其余4種C－7位因為擁有額外親水基團的antcins很可能當(dāng)它們靠近GR的時候被排斥［18］。然而，盡管體外實驗顯示這4種antcins未能導(dǎo)致GR的細(xì)胞核易位，但它們有可能在體內(nèi)通過模擬糖皮質(zhì)激素產(chǎn)生抗炎作用，因為腸道菌群或者肝腸循環(huán)可能會將C－7位的親水基團去除［18］。

Figure 1.The chemical structures of glucocorticoids and 5 triterpenoids.圖1 糖皮質(zhì)激素與5種三萜化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

致病菌幽門螺旋桿菌(Helicobacter pylori，Hp)是導(dǎo)致胃癌發(fā)生的首要危險因素。Hp毒力因子，細(xì)胞毒素相關(guān)基因A(cytotoxin－associated gene A，CagA)與富膽固醇的微區(qū)相互作用，導(dǎo)致胃黏膜上皮細(xì)胞產(chǎn)生炎癥［2，9］。Lin等［9］發(fā)現(xiàn)從樟芝中提取出來的麥角甾烷類三萜化合物methyl antcinate B(MAB)可以抑制CagA的易位和磷酸化，50 μmol/L的MAB使其易位和磷酸化分別減少了52%和60%，并引起HP感染的胃黏膜上皮細(xì)胞中蜂鳥表型的減少。MAB還可以通過減弱NF－κB的活化、p65 NF－κB的易位和IκB－α的磷酸化抑制Hp誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，這表明MAB可以調(diào)控CagA介導(dǎo)的信號通路［9］。此外，MAB也可以抑制Hp感染的胃黏膜上皮細(xì)胞中IL－8螢光素酶的活性及其分泌。分子結(jié)構(gòu)模擬顯示MAB與CagA相互作用，其方式與膽固醇相似。膽固醇與固定化的CagA的結(jié)合因MAB水平的增加而受到抑制［9］。這項研究表明MAB能夠通過干擾膽固醇發(fā)揮抗炎效應(yīng)，有望成為治療Hp CagA誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)的候選藥物。

另一項關(guān)于樟芝抗炎的研究發(fā)現(xiàn)樟芝深層發(fā)酵液中的ergostatrien－3β－ol(ST1)在大鼠體內(nèi)具有抗炎和鎮(zhèn)痛作用。通過抗炎實驗發(fā)現(xiàn)，在λ－角叉菜膠(carrageenin，Carr)處理4 h和5 h后，ST1(10 mg/ kg)可以使大鼠腳爪的水腫減弱，而且使肝臟中過氧化氫酶(catalase，CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GPx)的活性增加，同時ST1可明顯降低Carr處理5 h后大鼠水腫的腳爪中丙二醛的含量［10］。ST1(1、5和10 mg/kg)還可減少Carr處理5 h后大鼠水腫腳爪里血清腫瘤壞死因子α［10］。蛋白印記實驗結(jié)果顯示ST1(10 mg/kg)能減少5 h后大鼠水腫爪子里Carr誘導(dǎo)的誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)和環(huán)氧合酶－2(cyclooxygenase－2，COX－2)的表達。將ST1以腹膜內(nèi)注射形式對大鼠進行處理時，發(fā)現(xiàn)ST1也可以減少嗜中性粒細(xì)胞浸潤到有炎癥的部分，從而達到消炎鎮(zhèn)痛的效果［10］。由此可以看出，ST1可以通過對TNF－α和ROS促炎因子的抑制，增加肝臟中CAT、SOD和GPx的活性，來減少大鼠水腫腳爪中iNOS和COX－2的水平。進一步分析ST1的化學(xué)結(jié)構(gòu)(圖2)，可以發(fā)現(xiàn)ST1的結(jié)構(gòu)與膽固醇的結(jié)構(gòu)非常相似，因此可以推測ST1抗炎的分子機理可能與干擾膽固醇的作用有關(guān)，仍需要進一步的研究證實。

Figure 2.The chemical structure of ST1.圖2 ST1化學(xué)結(jié)構(gòu)式

除麥角甾烷類外，樟芝中的某些羊毛甾烷類三萜也被發(fā)現(xiàn)有抗炎活性。體外研究表明樟芝中的2種羊毛甾烷類三萜化合物eburicoic acid(TR1)和dehydroeburicoic acid(TR2)以劑量依賴的方式降低了fMLP和PMA誘導(dǎo)的外周人中性粒細(xì)胞中ROS的生成，并且這種作用并不是由于細(xì)胞毒性效應(yīng)引起的，因為相對于對照組來講，實驗組的細(xì)胞活力沒有顯著改變［19］。

Deng等［11］進一步對這2種三萜類化合物在小鼠體內(nèi)的鎮(zhèn)痛和抗炎活性進行了測定。研究發(fā)現(xiàn)，TR1和TR2可以顯著抑制一系列醋酸誘導(dǎo)的扭體反應(yīng)和福爾馬林誘導(dǎo)的后期疼痛。在抗炎實驗中，TR1和TR2可以減輕在Carr給藥4 h和5 h后的足腫脹，并且可以增加小鼠水腫組織中CAT、SOD和GPx的活性。同時發(fā)現(xiàn)在Carr給藥5 h后，TR1和TR2可以明顯降低水腫腳爪或血清中的丙二醛(malondialdehyde，MDA)、一氧化氮(nitric oxide，NO)、TNF－α和白細(xì)胞介素－1β(interleukin－1β，IL－1β)的水平。其中10 mg/kg的TR1使MDA、NO、TNF－α和IL－1β分別降低了48.18%、35.18%、53.64%和24.81%，10 mg/kg的TR2使其分別降低了56.93%、45.02%、62.76%和32.49%［11］。蛋白印跡結(jié)果表明，TR1和TR2可以明顯降低Carr給藥第5 h后的水腫腳爪中iNOS和COX－2的表達，以及嗜中性粒細(xì)胞對水腫腳爪的浸潤［11］。以上結(jié)果表明，TR1和TR2的抗炎機制可能與炎癥細(xì)胞因子的減少和抗氧化酶活性的增加有關(guān)。此外，TR1和TR2的化學(xué)結(jié)構(gòu)(圖3)同樣與糖皮質(zhì)激素結(jié)構(gòu)相似，且C－7位無親水基團，因此可以推測，TR1和TR2抗炎的分子機理可能與糖皮質(zhì)激素相似，即可與GR受體結(jié)合，易位至細(xì)胞核，調(diào)控基因表達，導(dǎo)致促炎因子的表達降低，抗炎因子的表達增加。這種推測需要進一步的研究證實。

Figure 3.The chemical structures of TR1 and TR2.圖3 TR1和TR2的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

3 結(jié)論與展望

臺灣特有真菌樟芝中的三萜類化合物，尤其是麥角甾烷類化合物具有顯著的抗炎活性。研究表明，樟芝中的三萜類化合物能顯著降低促炎因子的表達，增加抗氧化酶的活性。由于樟芝中的三萜類化合物，尤其麥角甾烷類的結(jié)構(gòu)與類固醇激素和膽固醇的結(jié)構(gòu)相似，故其或能模擬類固醇激素，與其受體結(jié)合，易位至細(xì)胞核，調(diào)控基因表達，或者能干擾膽固醇的作用，從而發(fā)揮抗炎效應(yīng)。樟芝中的這些三萜化合物雖然有成為抗炎藥物的潛力，然而需要進一步的研究完善三萜化合物的抗炎機理，并且需要開展更多的動物實驗和臨床試驗以確定其有效劑量的范圍。

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Anti-inflammatory effect of triterpenoids from Antrodia camphorat a

ZHANG Yi－h(huán)ong，ZHAO Zong－jie，XIE Hai－tao，ZHANG Xiang－yang，SONG Yu

(Hongkong Chinese Medical Science Academy，Hongkong 999077，China.E-mail:1751488915@qq.com)

The morbidity of inflammation－associated tumor is high.Prevention and treatment of inflammation play a positive role in delaying the occurrence and development of cancer.Antrodia camphorata，an endemic fungus in Taiwan，possesses significant anti－inflammatory effect.So far，35 anti－inflammatory active components from Antrodia camphorata have been identified，among which triterpenoids account for the most.Studies have revealed that triterpenoids，including ergostanes and lanostanes，have significant anti－inflammatory activities.Because of their structures，especially those of the ergostanes，are similar to the structures of cholesterol and steroid hormones，their anti－inflammatory mechanism may be related to mimic the steroid hormones or interfere with the effect of cholesterol.

Antrodia camphorata;Triterpenoids;Inflammation

R281.4

A

10.3969/j.issn.1000－4718.2015.02.032

1000－4718(2015)02－369－05

2014－10－27

2014－12－17

△通訊作者Tel:0755－83589602;E－mail:1751488915@qq.com