青蒿素類藥物抗炎作用的研究進(jìn)展

抗晶晶

(黃河科技學(xué)院 醫(yī)學(xué)院 生化教研室，河南 鄭州 450063)

?

青蒿素類藥物抗炎作用的研究進(jìn)展

抗晶晶

(黃河科技學(xué)院 醫(yī)學(xué)院 生化教研室，河南 鄭州 450063)

青蒿素是從中藥青蒿中提取獲得的一種倍半萜內(nèi)酯類化合物，經(jīng)化學(xué)改造后可產(chǎn)生不同的衍生物。本文從炎癥的不同環(huán)節(jié)對青蒿素類藥物的抗炎作用進(jìn)行綜述，在一定程度上揭示了青蒿素類藥物的抗炎特點(diǎn)及作用靶點(diǎn)。

青蒿素類藥物；抗炎作用；炎癥介質(zhì)

青蒿是我國特有的植物，其藥用已有2000多年歷史。青蒿素(Artemisinin)是我國藥學(xué)工作者于1971年從菊科植物黃花蒿(即中藥青蒿)葉中提取分離到的一種具有過氧橋的倍半萜內(nèi)酯類化合物，經(jīng)化學(xué)改造后可產(chǎn)生不同的衍生物，如青蒿琥酯、雙氫青蒿素、SM905、SM933等[1]。青蒿素及其衍生物是我國科學(xué)工作者研究開發(fā)的一類抗瘧新藥，目前廣泛應(yīng)用于瘧疾的治療。近年來的研究表明，青蒿素類藥物還具有抗腫瘤、抗血吸蟲、抗炎等藥理作用。本文對青蒿素類藥物的抗炎作用及機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)綜述，為全面開發(fā)利用我國的青蒿資源提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 青蒿素類藥物對炎癥模型的作用

實(shí)驗(yàn)表明，青蒿素類藥物對多種炎癥模型有明確的防治作用。

1.1 卡氏肺孢子蟲肺炎模型

王建成等經(jīng)皮下注射醋酸可的松誘導(dǎo)大鼠發(fā)生卡氏肺孢子蟲肺炎(PCP)，用肺重/體重、肺蟲荷量及肺泡卡氏肺孢子蟲(Pc)感染率三個指標(biāo)考核雙氫青蒿素防治PCP方案的效果，結(jié)果顯示三組受試大鼠的三項(xiàng)考核指標(biāo)均明顯低于未防治對照組(P<0.05)[2]。同樣的的模型，劉成偉等用雙氫青蒿素60 mg/kg治療大鼠卡氏肺孢子蟲肺炎，發(fā)現(xiàn)大鼠存活數(shù)、存活率均高于感染組；治療后大鼠平均肺重、平均肺重/體重比和包囊數(shù)均低于感染組，肺組織炎癥反應(yīng)明顯減輕[3]。倪小毅等在對不同濃度的雙氫青蒿素體外抗卡氏肺孢子蟲作用的研究中發(fā)現(xiàn)，雙氫青蒿素除濃度最低組0.5μmol/L外，其余各濃度組對卡氏肺孢子蟲滋養(yǎng)體均有抑制作用，而且隨著藥物濃度的增加其抑制作用越明顯，達(dá)到50μmol/L時抑制作用與對照組噴他脒相似[4]。以上實(shí)驗(yàn)表明雙氫青蒿素能有效防治大鼠卡氏肺孢子蟲肺炎。

1.2 膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎模型

SM905是青蒿素的一種水溶性衍生物，Wang等用II型膠原免疫DBA/1小鼠以制備關(guān)節(jié)炎模型，發(fā)現(xiàn)提前一天口服0.5 mg/kg SM905能夠推遲DBA/1小鼠關(guān)節(jié)炎的發(fā)作時間，有效降低小鼠關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率并緩解關(guān)節(jié)炎的嚴(yán)重程度，進(jìn)一步研究表明，SM905是通過抑制炎癥因子的表達(dá)以及TH17細(xì)胞的響應(yīng)來發(fā)揮抗關(guān)節(jié)炎作用的[5]。總之，SM905作為一種新型水溶性青蒿素衍生物，能夠有效的防治膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎。

2 青蒿素類藥物對炎癥相關(guān)誘導(dǎo)酶類的作用

在炎癥發(fā)生過程中會誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的炎癥誘導(dǎo)酶類，誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)和誘導(dǎo)型環(huán)氧合酶(COX-2)是與LPS刺激相關(guān)的重要的誘導(dǎo)酶類。正常生理情況下，iNOS和COX-2不或很少存在于哺乳動物細(xì)胞內(nèi)，只有在細(xì)胞受到LPS、TNF等致炎物質(zhì)刺激下被激活后才表達(dá)，合成的NO和PGE2，可介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。

喻婉瑩等利用LPS刺激RAW 264.7細(xì)胞誘導(dǎo)體外炎癥模型，檢測青蒿素及其衍生物二氫青蒿素的抗炎作用，Western blot檢測發(fā)現(xiàn)，青蒿素對LPS誘導(dǎo)的RAW 264.7細(xì)胞中iNOS 和COX-2蛋白表達(dá)升高無明顯抑制作用；而二氫青蒿素可抑制iNOS蛋白表達(dá)，但是對COX-2 蛋白表達(dá)無抑制作用，比色法檢測COX-2 酶活性，發(fā)現(xiàn)1mmol/L二氫青蒿素對COX-2 酶活力略有抑制作用[6]。Wang等建立同樣的炎癥模型，Western blot 檢測發(fā)現(xiàn)，預(yù)敷青蒿素衍生物SM905 (0、0.1、1、10μmol/L)能夠顯著地抑制LPS刺激RAW264.7細(xì)胞合成iNOS和COX-2，且呈劑量依賴性。Real-time PCR實(shí)驗(yàn)表明，SM905可使LPS誘導(dǎo)的iNOS和COX-2的mRNA水平顯著下調(diào)，說明SM905能夠在翻譯和轉(zhuǎn)錄水平抑制iNOS 和COX-2的表達(dá)[7]。Wang等研究表明，青蒿素的另外一種衍生物SM933能夠劑量依賴性地抑制脾細(xì)胞中iNOS的蛋白表達(dá)以及iNOS的mRNA水平[8]。綜上，多種青蒿素類衍生物能夠在多個水平抑制iNOS和COX-2的表達(dá)，發(fā)揮抗炎作用。

3 青蒿素類藥物對炎癥介質(zhì)的作用

細(xì)菌大量繁殖以及被抗菌素殺死或裂解時，有大量的內(nèi)毒素釋放至體液中，內(nèi)毒素-炎癥介質(zhì)級聯(lián)反應(yīng)是造成廣泛組織損傷的重要環(huán)節(jié)，因此抑制TNF-α、NO、白介素等炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生有利于病人的預(yù)后。已有研究顯示，青蒿素類藥物可抑制多種炎癥介質(zhì)的釋放[9]。

3.1 青蒿素類藥物對腫瘤壞死因子(TNF-α)的影響

TNF-α是一種在炎癥早期表達(dá)的關(guān)鍵細(xì)胞因子，能激活血管內(nèi)皮細(xì)胞，繼而表達(dá)多種細(xì)胞因子和黏附分子，引發(fā)一系列的炎性白細(xì)胞浸潤和炎癥反應(yīng)。CpG ODN是人工合成的含有未甲基化CpG基元的寡核苷酸，是細(xì)菌侵入機(jī)體后的重要刺激因子，能模擬細(xì)菌DNA的免疫刺激作用，李斌等用CpGODN刺激小鼠RAW264.7細(xì)胞分泌TNF-α等炎癥介質(zhì)，用不同濃度二氫青蒿素進(jìn)行拮抗，結(jié)果表明，二氫青蒿素可抑制CpG ODN刺激小鼠RAW264. 7細(xì)胞釋放TNF-α，并呈一定的量效關(guān)系[10]。喻婉瑩等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，二氫青蒿素在12.5～100μmol/L范圍內(nèi)可明顯抑制LPS誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞RAW 264.7釋放TNF-α[6]。此外，有文獻(xiàn)報道，二氫青蒿素還可明顯降低卡氏肺孢子蟲肺炎大鼠肺泡巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α水平[11]，而且對BXSB狼瘡小鼠血清中TNF-α的分泌也有抑制作用[12]。除二氫青蒿素外，青蒿素的衍生物SM905也能夠抑制膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎小鼠體內(nèi)TNF-α的產(chǎn)生[7]。

3.2 青蒿素類藥物對一氧化氮(NO)的影響

NO是內(nèi)毒素血癥和炎癥反應(yīng)的重要調(diào)節(jié)因子，NO可通過與超氧陰離子結(jié)合成過氧化亞硝基陰離子，對器官組織造成損害[13]。梁愛華等用鼠來源的巨噬細(xì)胞系RAW264.7細(xì)胞，在體外培養(yǎng)系統(tǒng)中探討了青蒿琥酯對內(nèi)毒素誘導(dǎo)的NO產(chǎn)生的影響，結(jié)果表明，青蒿琥酯對內(nèi)毒素誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中NO合成有明顯的抑制作用，且隨青蒿琥酯劑量增高，抑制作用增強(qiáng)。給Balb/c小鼠注射青蒿琥酯后，可降低小鼠腹腔巨噬細(xì)胞對內(nèi)毒素的反應(yīng)性，使巨噬細(xì)胞受內(nèi)毒素刺激時產(chǎn)生的NO明顯減少[13]。喻婉瑩等用Griess 法檢測二氫青蒿素對RAW264.7細(xì)胞釋放NO的影響，發(fā)現(xiàn)二氫青蒿素可明顯抑制LPS誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7釋放NO，并呈現(xiàn)良好的劑量依賴關(guān)系[6]。除此以外，青蒿素的衍生物SM905和SM933也可抑制炎癥介質(zhì)NO的釋放[7-8]。

3.3 青蒿素類藥物對白介素(ILs)的影響

白介素(ILs)可調(diào)節(jié)免疫和炎癥過程，這些細(xì)胞因子刺激滑膜成纖維細(xì)胞及軟骨細(xì)胞分泌能降解糖蛋白和膠原的多種酶，從而造成軟骨破壞。Xu等從風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎病人體內(nèi)獲得成纖維樣滑膜細(xì)胞，青蒿琥酯(0.5～20μmol/L)敷預(yù)后用TNF-α刺激，ELISA檢測成纖維樣滑膜細(xì)胞中白介素的生成情況，發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯可劑量依賴性地抑制由TNF-α誘導(dǎo)的IL-1、IL-6 、IL-8等細(xì)胞炎癥因子的產(chǎn)生[14]。李斌等檢測二氫青蒿素對培養(yǎng)上清中促炎細(xì)胞因子含量的影響，發(fā)現(xiàn)二氫青蒿素可劑量依賴性地抑制CpG ODN刺激小鼠RAW264. 7細(xì)胞釋放IL-6,并且對IL-6最大抑制率可達(dá)到66.5%[10]。喻婉瑩等研究也表明青蒿素和二氫青蒿素對IL-6 都具有一定程度的抑制作用[6]。

綜上提示，青蒿素類藥物的抗炎作用與其抑制多種細(xì)胞中炎性介質(zhì)的分泌有關(guān)。

4 青蒿素類藥物對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的作用

由LPS引起的細(xì)胞炎癥反應(yīng)是一類較常見且危害性較大的炎癥，LPS主要通過激活單核/巨噬細(xì)胞內(nèi)MAPKs(包括ERK、p38和JNK)、NF-κB等多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，進(jìn)而激活各種免疫基因，來誘導(dǎo)合成并釋放多種炎癥介質(zhì)。藥物可以信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)為抗炎的靶點(diǎn)，從而在轉(zhuǎn)錄開始水平調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)基因的表達(dá)。現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)，青蒿素可以通過抑制NF-κB的激活抑制T67細(xì)胞中炎癥相關(guān)介質(zhì)的表達(dá)[15]。Wang等以LPS刺激小鼠腹腔巨噬細(xì)胞RAW264.7為模型，探究了青蒿素類藥物SM905對RAW264.7細(xì)胞中LPS激活的多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的影響，Western blot檢測發(fā)現(xiàn)SM905可顯著抑制ERK1/2，p38以及JNK的激活，IκBα的降解也受到抑制，顯微共聚焦實(shí)驗(yàn)觀察到，在SM905給藥細(xì)胞中，NF-κB的入核轉(zhuǎn)運(yùn)受到抑制[7]。

除LPS引起的細(xì)胞炎癥反應(yīng)外，Xu等研究發(fā)現(xiàn)，在人類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎成纖維樣滑膜細(xì)胞中，青蒿素衍生物青蒿琥酯可通過抑制NF-kB、PI3kinase/Akt信號通路抑制由TNF-α誘導(dǎo)的細(xì)胞炎癥因子的產(chǎn)生。

5 評價與展望

青蒿入藥，最早見于馬王堆三號漢墓出土(公元前168 年左右) 的帛書 《五十二病方》，其后在《神農(nóng)本草經(jīng)》《大觀本草》及《本草綱目》等均有收錄。青蒿素類藥物是我國科學(xué)工作者發(fā)掘祖國醫(yī)藥學(xué)寶庫研究開發(fā)的一類抗瘧新藥，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，被世界衛(wèi)生組織評價為治療惡性瘧疾唯一真正有效的藥物。目前藥用青蒿素主要是從中藥青蒿即菊科植物黃花蒿的葉和花蕾中獲得的，然而，迄今為止，除我國重慶東部，福建，廣西，海南部分地區(qū)之外，世界絕大部分地區(qū)生長的黃花蒿中青蒿素的含量很低，無利用價值，顯示我國在青蒿素資源和研制開發(fā)上具有明顯的優(yōu)勢[16]。本文從炎癥的不同環(huán)節(jié)對青蒿素類藥物的抗炎作用進(jìn)行綜述，在一定程度上揭示了青蒿素類藥物的抗炎特點(diǎn)及作用靶點(diǎn)。由于炎癥涉及到的信號通路眾多，進(jìn)一步闡明青蒿素類藥物抗炎作用的分子生物學(xué)機(jī)制，將使其在抗炎作用中具有更廣闊的應(yīng)用前景，同時繼續(xù)尋找青蒿素新的衍生物，并拓展新的適應(yīng)癥也將是今后的研究方向，對全面開發(fā)利用我國的青蒿資源具有重要的理論與實(shí)際意義。

[1] 相麗欣．雙氫青蒿素研究進(jìn)展[J]．輕工科技，2010,26(3):7-8．

[2] 王建成，安亦軍，郭增柱．用雙氫青蒿素防治卡氏肺孢子蟲肺炎的實(shí)驗(yàn)研究[J]．臨床和實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2002,1(1):33-36．

[3] 劉成偉，陳雅棠，李文桂，等．雙氫青蒿素治療實(shí)驗(yàn)大鼠卡氏肺孢子蟲肺炎的療效觀察[J]．重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2001,26(3):261．

[4] 倪小毅，陳雅棠，王健，等．雙氫青蒿素體外抗卡氏肺孢子蟲電鏡細(xì)胞酶化學(xué)研究[J]．第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2003,25(5):381-384．

[5] WANG J X，TANG W，ZHOU R，et al．The new water-soluble artemisinin derivative SM905 ameliorates collagen-induced arthritis by suppression of inflammatory and Th17 responses[J]．British Journal of Pharmacology，2008,153:1303-1310．

[6] 喻婉瑩，闞偉娟，于鵬霞，等．青蒿素和二氫青蒿素的抗炎作用及機(jī)制[J]．中國中藥雜志，2012,37(17):2618-2621．

[7] WANG Junxia，HOU Lifei，YANG Yang，et al．SM905，an artemisinin derivative，inhibited NO and pro-inflammatory cytokine production by suppressing MAPK and NF-κB pathways in RAW 264．7 macrophages[J]．Acta Pharmacologica Sinica，2009,30:1428-1435．

[8] WANG Zhaojun，QIU Ju，GUO T B，et al．Anti-inflammatory properties and regulatory mechanism of a novel derivative of artemisinin in experimental autoimmune encephalomyelitis[J]．The Journal of Immunology，2007,179:5958-5965．

[9] 抗晶晶，王輝．蒲公英三萜類物質(zhì)的抗炎作用研究進(jìn)展[J]．中國野生植物資源，2015，34(1):37-39．

[10] 李斌，張樂之，王俊，等．雙氫青蒿素對CpG ODN誘導(dǎo)小鼠RAW264．7細(xì)胞釋放細(xì)胞因子的影響[J]．四川生理科學(xué)雜志，2005,27(4):149-152．

[11] 李文桂，陳雅棠，劉成偉．雙氫青蒿素對卡氏肺孢子蟲肺炎大鼠TNF-α水平的影響[J]．免疫學(xué)雜志，2001，17(4):274-276．

[12] 董妍君，李衛(wèi)東，屠呦呦，等．雙氫青蒿素對BXSB狼瘡小鼠自身抗體產(chǎn)生、TNF-α分泌及狼瘡性腎炎病理改變的影響[J]．中國中西醫(yī)結(jié)合雜志，2003，23(9):676-679．

[13] 梁愛華，薛寶云，王金華，等．青蒿琥酯對內(nèi)毒素誘導(dǎo)的一氧化氮合成的抑制作用[J]． 中國中藥雜志，2001，26(11):770-775．

[14] XU H，HE Y，YANG X，et al．Anti-malarial agent artesunate inhibits TNF-α induced production of proinflammatory cytokines via inhibition of NF-κB and PI3 kinase/Akt signal pathway in human rheumatoid arthritis fibroblast-like synoviocytes[J]．Rheumatology，2007，46:920-926．

[15] ALDIERI E，ATRAGENE D，BERGANDI L．Artemisinin inhibits inducible ni2tric oxide synthase and nuclear factorNF-kB activation[J]．FEBS Lett，2003，552(223): 141-144．

[16] 楊丹，都艷玲，趙楠，等．青蒿素及其衍生物的藥理作用研究進(jìn)展[J]．吉林醫(yī)藥學(xué)院學(xué)報，2014(2):132-134．

Progress in Researches for Artemisinin-based Drugs in Anti-inflammatory

Kang Jingjing

(Department of Biochemistry, School of Medicine, Huanghe College of Science and Technology, Zhengzhou 450063, China)

Artemisinin is a sesquiterpene actone compound extracted from the Chinese herb Artemisia annua. Different derivatives can be produced by chemical modification. In this article, we reviewed the anti-inflammatory effect of artemisinin-based drugs from different aspects of the inflammatory process .To some extent, the anti-inflammatory characteristics and targets of artemisinin-based drugs were revealed.

Artemisinin-based drugs；anti-inflammatory；inflammatory mediator

10.3969/j.issn.1006-9690.2016.05.014

2016-03-21

抗晶晶，女，碩士研究生，講師，研究方向：藥物抗炎機(jī)制研究。E-mail: kangjingjingkuaile@163.com

R285.5

A

1006-9690(2016)05-0057-04