單寧酸的生物活性研究進(jìn)展

（中國(guó)科學(xué)院大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，北京100049）

單寧酸（tannic acid），又稱(chēng)鞣酸，屬于水解類(lèi)單寧，可水解為沒(méi)食子酸和葡萄糖，化學(xué)式C76H52O46，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 單寧酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structure of tannic acid

單寧酸為黃色或淡棕色輕質(zhì)無(wú)晶性粉末或鱗片；有特異微臭，味極澀。溶于水及乙醇，易溶于甘油，幾乎不溶于乙醚、氯仿或苯。

單寧酸屬于多酚類(lèi)化合物，由于其含有多個(gè)酚羥基而具有一系列的化學(xué)及生理特性，如能與多糖、蛋白質(zhì)、生物堿、金屬離子等結(jié)合或者絡(luò)合，并且具有捕捉自由基的活性，因而具有抗氧化功能。單寧酸可用于鞣革、墨水制造、紙張和絲綢上膠、鍋爐除垢等，還可用作媒染劑、啤酒和葡萄酒的澄明劑、橡膠的凝結(jié)劑等；在醫(yī)藥上曾用于治療咽喉炎、扁桃腺炎、痔瘡和皮膚皰疹等，內(nèi)用可制止腹瀉、腸出血等，但對(duì)其機(jī)理知之甚少。

近年來(lái)，人們愈加關(guān)注單寧酸的生物學(xué)作用及其機(jī)理，除了在生物體內(nèi)的抗氧化作用外，還發(fā)現(xiàn)了其抗腫瘤、減肥、抑菌等功效［1－7］。研究顯示，單寧酸在治療阿爾茨海默癥方面也有潛在作用［8］，甚至在先天性肌無(wú)力綜合癥中緩解了由于乙酰膽堿受體相關(guān)的抑制子突變引起的毒性［9］。隨著對(duì)單寧酸的了解和單寧酸本身的低毒性，人們逐步開(kāi)始在生物材料的開(kāi)發(fā)中應(yīng)用單寧酸，如將其與膠原支架連接可應(yīng)用于乳腺移植中，以減少癌癥發(fā)生的幾率；將其帶上锝－99m 的標(biāo)簽可用于診斷胃潰瘍［10］、治療痔瘡［11－12］等。

作者在此綜述了近年來(lái)單寧酸的生物學(xué)作用及其應(yīng)用前景，以期為深入開(kāi)發(fā)利用單寧酸提供參考。

1 抑菌作用

單寧酸可以通過(guò)依賴(lài)于推測(cè)性葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶IsaA的機(jī)制來(lái)抑制金黃色葡萄球菌的被膜形成，進(jìn)而抑制該菌的克隆［13］。有研究表明，單寧酸能夠減少乳桿菌的種群數(shù)量，但是并不能消滅乳桿菌，乳桿菌會(huì)隨著單寧酸濃度的不同而保持一定的菌群數(shù)量，達(dá)到一個(gè)平衡［1］。抑制有害菌群，調(diào)節(jié)有益菌群的平衡，無(wú)疑對(duì)人類(lèi)健康至關(guān)重要。通過(guò)富含單寧酸的食物可以改善胃腸道微生物菌群的平衡，以促進(jìn)人類(lèi)健康［14］。由此可見(jiàn)，單寧酸在調(diào)節(jié)胃腸道菌群、改善胃腸道疾病方面具有潛在的重大開(kāi)發(fā)價(jià)值。

2 在代謝綜合征方面的作用

2.1 單寧酸在肝硬化、動(dòng)脈粥樣硬化及心血管方面的研究

Do等［15］通過(guò)研究單寧酸對(duì)apo－E 缺乏小鼠的肝內(nèi)mRNA 的表達(dá)和脂調(diào)節(jié)酶的活性發(fā)現(xiàn)，在提高肝內(nèi)B－氧化、抑制3－羥基－3－甲基－戊二酰－CoA 還原酶（HMGR）和apo－E缺乏小鼠中動(dòng)脈損傷形成中，單寧酸比魚(yú)肝油更有效，同時(shí)單寧酸還提高了肉毒堿轉(zhuǎn)移酶的活性。因此，在肝硬化及動(dòng)脈粥樣硬化疾病的治療中，單寧酸更值得關(guān)注和研究。單寧酸通過(guò)MAPK依賴(lài)的信號(hào)通路可以下調(diào)Ⅰ型血管緊張素受體（AT1R）的表達(dá)進(jìn)而緩解心血管壓力［16］。

2.2 單寧酸在糖尿病及肥胖癥方面的研究

糖尿病和肥胖癥在世界范圍內(nèi)普遍存在。越來(lái)越多的研究表明，飲食中的多酚類(lèi)化合物能夠抑制腸道中的消化酶，進(jìn)而從源頭上控制和預(yù)防糖尿病和肥胖癥，而微囊包裹的口服單寧酸可順利越過(guò)胃進(jìn)入小腸，從而抑制α－淀粉酶的活性［17］。同時(shí)，單寧酸還可以通過(guò)抑制脂肪酸合酶進(jìn)而抑制脂滴的形成，從源頭上減少肥胖以及由肥胖引起的代謝綜合征［6］。

3 抗腫瘤作用

3.1 單寧酸抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)

人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞HCT－15與單寧酸（12.5～50 μmol·L－1）共同溫育時(shí)有明顯的生長(zhǎng)抑制，組織學(xué)結(jié)果顯示，細(xì)胞幾乎完全被抑制在了細(xì)胞周期的S期［18］。單寧酸通過(guò)抑制20S蛋白酶體的糜蛋白酶樣活性進(jìn)而導(dǎo)致兩種天然的蛋白酶體底物的積累，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制和凋亡［19］。

3.2 單寧酸誘導(dǎo)癌細(xì)胞的凋亡

單寧酸在急性骨髓樣白血?。╝cute myeloid leukemia）細(xì)胞系HL－60細(xì)胞中可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并且顯示出時(shí)間和劑量的依賴(lài)性［7］；單寧酸在大鼠胚胎心肌細(xì)胞H9c2可抑制PARG／PARP的活性，減少Bax的表達(dá)并且增加Bcl－2 的表達(dá)，進(jìn)而補(bǔ)救了多柔比星（doxorubicin）誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，同時(shí)緩解了多柔比星引起的心血管毒性，而在乳腺癌細(xì)胞系MDA－MB－231中卻降低了細(xì)胞活力，在哺乳動(dòng)物中增強(qiáng)了p53的表達(dá)，減小了腫瘤體積，說(shuō)明單寧酸有潛在的抗癌作用［20］。

4 抗炎癥作用

諾沃克樣病毒是引起各年齡段人群中病毒性急性胃腸炎的重要原因，單寧酸可以通過(guò)抑制諾沃克樣病毒與其抗原決定簇的受體結(jié)合從而在腸道內(nèi)起到抗炎癥的作用［21］；在遺傳過(guò)敏性皮炎中，單寧酸可以和槲皮素作為組合藥方通過(guò)抑制血管生成和胸腺活化調(diào)節(jié)趨化因子（TARC）的表達(dá)進(jìn)而改善皮炎癥狀［22］；經(jīng)過(guò)單寧酸改良的銀納米顆粒還可以減少納米顆粒應(yīng)用時(shí)的炎癥及活性氧的產(chǎn)生，即單寧酸可以使得銀納米顆粒的應(yīng)用更安全［23］。

5 其它作用

研究表明，長(zhǎng)期使用適量的單寧酸可以減少鎘的積累，保護(hù)大腦［24］。單寧酸還可能具有延緩衰老的功能，因?yàn)橛醒芯勘砻鲉螌幩岷烷纹に啬軌蜓娱L(zhǎng)新桿狀線(xiàn)蟲(chóng)的壽命［25－26］。單寧酸的抗氧化效果眾所周知，其機(jī)制又有新突破，有研究表明單寧酸可以抑制產(chǎn)生活性氧（ROS）的細(xì)胞色素P450還原酶（CPR）［27］，進(jìn)而產(chǎn)生抗氧化的作用。

6 結(jié)語(yǔ)

單寧酸可以影響細(xì)胞膜的合成、糖酵解、脂代謝、氨基酸代謝、轉(zhuǎn)錄水平的修飾、線(xiàn)粒體內(nèi)的氧化還原鏈、胞內(nèi)蛋白（如G－蛋白、腺苷酸環(huán)化酶、AMP依賴(lài)的周期蛋白激酶等）以及一些酶的作用等［28］，可見(jiàn)單寧酸的作用范圍之廣泛。有研究者進(jìn)行了單寧酸對(duì)乳酸菌蛋白組學(xué)的研究［29］，也證明了這一點(diǎn)。但是，因?yàn)閱螌幩岬目寡趸饔弥皇窃谝粋€(gè)小的范圍之內(nèi)，如果改變濃度就可能出現(xiàn)促氧化的作用［30］，因此，需要研究者找到合適的濃度。如果能找到合適的單寧酸濃度或者配方可以供人們長(zhǎng)期食用，或許人類(lèi)可以更健康長(zhǎng)久地生存下去。同樣的，如果可以找到單寧酸各種不同濃度作為不同藥用價(jià)值的話(huà)，無(wú)疑是對(duì)人類(lèi)健康的重大貢獻(xiàn)。所以，單寧酸有望成為治療多種疾病的藥物。

［1］REVERON I，RODRIGUEZ H，CAMPOS G，et al.Tannic aciddependent modulation of selectedLactobacillusplantarumtraits linked to gastrointestinal survival［J］.PLoS One，2013，8（6）：e66473.

［2］WU D，WU X D，YOU X F，et al.Inhibitory effects on bacterial growth and beta－ketoacyl－ACP reductase by different species of maple leaf extracts and tannic acid［J］.Phytother Res，2010，24（S1）：35－41.

［3］LIM C K，PENESYAN A，HASSAN KA，et al.Effect of tannic acid on the transcriptome of the soil bacteriumPseudomonasprotegensPf－5［J］.Appl Environ Microbiol，2013，79（9）：3141－3145.

［4］REN A，ZHANG W，THOMAS H G，et al.A tannic acid－based medical food，Cesinex，exhibits broad－spectrum antidiarrheal properties：A mechanistic and clinical study［J］.Dig Dis Sci，2012，57（1）：99－108.

［5］PYLA R，KIM T J，SILVA J L，et al.Enhanced antimicrobial activity of starch－based film impregnated with thermally processed tannic acid，a strong antioxidant［J］.Int J Food Microbiol，2010，137（2－3）：154－160.

［6］FAN H，WU D，TIAN W，et al.Inhibitory effects of tannic acid on fatty acid synthase and 3T3－L1preadipocyte［J］.Biochim Biophys Acta，2013，1831（7）：1260－1266.

［7］CHEN K S，HSIAO Y C，KUO D Y，et al.Tannic acid－induced apoptosis and－enhanced sensitivity to arsenic trioxide in human leukemia HL－60cells［J］.Leuk Res，2009，33（2）：297－307.

［8］MORI T，REZAI－ZADEH K，KOYAMA N，et al.Tannic acid is a natural beta－secretase inhibitor that prevents cognitive impairment and mitigates Alzheimer－like pathology in transgenic mice［J］.J Biol Chem，2012，287（9）：6912－6927.

［9］BIAN Y，MASUDA A，MATSUURA T，et al.Tannic acid facilitates expression of the polypyrimidine tract binding protein and alleviates deleterious inclusion of CHRNA1exon P3A due to an hnRNP H－disrupting mutation in congenital myasthenic syndrome［J］.Hum Mol Genet，2009，18（7）：1229－1237.

［10］IBRAHIM I T，EL－TAWOOSY M，TALAAT H M.Labeling of tannic acid with technetium－99mfor diagnosis of stomach ulcer［J］.ISRN Pharm，2011，2011：578570.

［11］YAMAMOTO Y，MIWA M.Visualization of diffusion of the drug solution during aluminum potassium tannic acid injection therapy：A pilot study［J］.Surg Today，2013，43（6）：698－701.

［12］LIM S W.Aluminum potassium sulfate and tannic acid injection for hemorrhoids［J］.J Korean Soc Coloproctol，2012，28（2）：73－77.

［13］PAYNE D E，MARTIN N R，PARZYCH K R，et al.Tannic acid inhibitsStaphylococcusaureussurface colonization in an IsaAdependent manner［J］.Infect Immun，2013，81（2）：496－504.

［14］CURIEL J A，RODRIGUEZ H，de LAS RIVAS B，et al.Response of aLactobacillusplantarumhuman isolate to tannic acid challenge assessed by proteomic analyses［J］.Mol Nutr Food Res，2011，55（10）：1454－1465.

［15］DO G M，KWON E Y，HA T Y，et al.Tannic acid is more effective than clofibrate for the elevation of hepatic beta－oxidation and the inhibition of 3－h(huán)ydroxy－3－methyl－glutaryl－CoA reductase and aortic lesion formation in apo E－deficient mice［J］.Br J Nutr，2011，106（12）：1855－1863.

［16］YESUDAS R，GUMASTE U，SNYDER R，et al.Tannic acid down－regulates the angiotensin type 1 receptor through a MAPK－dependent mechanism［J］.Mol Endocrinol，2012，26（3）：458－470.

［17］ZHAO W，IYER V，F(xiàn)LORES F P，et al.Microencapsulation of tannic acid for oral administration to inhibit carbohydrate digestion in the gastrointestinal tract［J］.Food Funct，2013，4（6）：899－905.

［18］KAMEI H，KOIDE T，HASHIMOTO Y，et al.Tumor cell growth suppression by tannic acid［J］.Cancer Biother Radiopharm，1999，14（2）：135－138.

［19］NAM S，SMITH D M，DOU Q P.Tannic acid potently inhibits tumor cell proteasome activity，increases p27and Bax expression，and induces G1arrest and apoptosis［J］.Cancer Epidemiol Biomarkers Prev，2001，10（10）：1083－1088.

［20］TIKOO K，SANE M S，GUPTA C.Tannic acid ameliorates doxorubicin－induced cardiotoxicity and potentiates its anti－cancer activity：Potential role of tannins in cancer chemotherapy［J］.Toxicol Appl Pharmacol，2011，251（3）：191－200.

［21］ZHANG X F，DAI Y C，ZHONG W，et al.Tannic acid inhibited norovirus binding to HBGA receptors，a study of 50Chinese medicinal herbs［J］.Bioorg Med Chem，2012，20（4）：1616－1623.

［22］JUNG M K，HUR D Y，SONG S B，et al.Tannic acid and quercetin display a therapeutic effect in atopic dermatitisviasuppression of angiogenesis and TARC expression in Nc／Nga mice［J］.J Invest Dermatol，2010，130（5）：1459－1463.

［23］ORLOWSKI P，KRZYZOWSKA M，ZDANOWSKI R，et al.Assessment ofinvitrocellular responses of monocytes and keratinocytes to tannic acid modified silver nanoparticles［J］.Toxicology in Vitro，2013，27（6）：1798－1808.

［24］WINIARSKA－MIECZAN A.Protective effect of tannic acid on the brain of adult rats exposed to cadmium and lead［J］.Environ Toxicol Pharmacol，2013，36（1）：9－18.

［25］PIETSCH K，SAUL N，SWAIN S C，et al.Meta－analysis of global transcriptomics suggests that conserved genetic pathways are responsible for quercetin and tannic acid mediated longevity inC.elegans［J］.Front Genet，2012，3：48.

［26］SAUL N，PIETSCH K，MENZEL R，et al.The longevity effect of tannic acid inCaenorhabditiselegans：Disposable Soma meets hormesis［J］.J Gerontol A Biol Sci Med Sci，2010，65（6）：626－635.

［27］PILLAI V C，MEHVAR R.Inhibition of NADPH－cytochrome P450reductase by tannic acid in rat liver microsomes and primary hepatocytes：Methodological artifacts and application to ischemiareperfusion injury［J］.J Pharm Sci，2011，100（8）：3495－3505.

［28］WRISEZ F，LAMBERT B.Differential long－term effects of tannic acid on adenyl cyclase activity and lipolysis in rat adipocytes［J］.Phytomedicine，2001，8（4）：292－297.

［29］CECCONI D，CRISTOFOLETTI M，MILLI A，et al.Effect of tannic acid onLactobacillusplantarumwine strain during starvation：A proteomic study［J］.Electrophoresis，2009，30（6）：957－965.

［30］KHAN N S，AHMAD A，HADI S M.Anti－oxidant，pro－oxidant properties of tannic acid and its binding to DNA［J］.Chem Biol In－teract，2000，125（3）：177－189.