中藥抗氧化修飾研究進展

崔紫慧，任秦有，王昕潔，陳繼正，張毅 指導(dǎo)：鄭瑾

(1.解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院中醫(yī)科，西安 710038；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué))

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中藥抗氧化修飾研究進展

崔紫慧1，2，任秦有1，王昕潔1，2，陳繼正1，張毅1指導(dǎo)：鄭瑾1

(1.解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院中醫(yī)科，西安 710038；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué))

近年來，腫瘤的發(fā)病率越來越高，成為臨床的常見病及多發(fā)病，嚴重的威脅人類的健康。腫瘤亦為臨床難治病，其預(yù)防重于治療。研究發(fā)現(xiàn)：氧化修飾與腫瘤的發(fā)生關(guān)系密切。中國傳統(tǒng)中草藥在清除活性氧、抗氧化修飾方面有著獨特的潛在優(yōu)勢。

1 活性氧及氧化修飾

活性氧含有未成對電子，是一類具有很高的化學(xué)反應(yīng)活性的含氧基團，是外源性氧化劑或是細胞內(nèi)有氧代謝過程中產(chǎn)生的高生物活性含氧化合物的總稱[1]。主要包括超氧陰離子自由基、羥基自由基、過氧化羥自由基、氧自由基、有機自由基、烷氧化物自由基、氧化脂質(zhì)自由基和過氧化脂質(zhì)自由基等[2]。正常情況下，細胞處于氧化還原的平衡狀態(tài)，保留一定數(shù)量的活性氧，但當(dāng)活性氧的生成超過抗氧化防御的力量時，活性氧升高，對機體造成損傷[3]。氧化修飾：通常是指細胞內(nèi)的活性氧誘導(dǎo)生物大分子(蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸)發(fā)生氧化反應(yīng)并引起其相關(guān)的結(jié)構(gòu)及構(gòu)象改變，對細胞及機體產(chǎn)生損傷。

2 氧化修飾與腫瘤的發(fā)生

活性氧對蛋白質(zhì)的氧化損傷通過修飾關(guān)鍵的氨基酸，如芳香氨基酸和硫氨基酸對活性氧特別敏感，其中最易受到氧化修飾的是細胞中最為保守的半胱氨酸,氧化后的半胱氨酸可以利用谷胱甘肽(GSH)發(fā)生還原；肽鏈斷裂；形成蛋白質(zhì)交聯(lián)聚合物[4]；蛋白質(zhì)氧化后，部分三級結(jié)構(gòu)打開，失去原有的構(gòu)象[5]。蛋白質(zhì)的氧化修飾成為調(diào)控細胞信號傳導(dǎo)的重要方式，在腫瘤細胞的糖代謝過程中發(fā)揮作用[6]。生物膜的磷脂中有含量極高的多不飽和脂肪酸，其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易受到過氧化作用的損傷，引起酸敗作用。破壞細胞正常的生理功能，誘發(fā)腫瘤的發(fā)生[7]。細胞內(nèi)的過量活性氧，攻擊DNA，導(dǎo)致DNA鏈斷裂，DNA位點突變，DNA雙鏈的畸變和原癌基因與腫瘤抑制基因突變等形式的DNA損傷[8]；同時作用于DNA 脫氧核苷酸骨架及其他細胞成分，通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，形成更多的活性基團，造成DNA-DNA交聯(lián)或者DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)等形式的損傷，最終可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[9]。

3 抗氧化修飾的中藥

中藥的抗氧化作用，越來越受到重視。近年來涉及研究抗氧化的中藥大約100種，主要為補益藥及溫里藥，有效成分主要涉及到黃酮類、酚酸類、皂苷類和多糖等[10]?？寡趸笜?biāo)主要包括：總抗氧化性、還原能力、清除DPPH自由基能力和總酚含量。酚類物質(zhì)是強抗氧化劑，研究表明此類物質(zhì)能夠預(yù)防心血管疾病、腫瘤等功能，其含量與抗氧化能力呈正相關(guān)性。闕斐等研究發(fā)現(xiàn)：丹參的總酚含量明顯高于靈芝、黃芪和甘草，具有較強的活性氧清除能力和抗氧化能力[11]。枸杞子、淫羊藿水提取物能夠明顯降低肝微粒體脂質(zhì)過氧化損傷模型小鼠體內(nèi)丙二醛(MDA)的含量，且枸杞子水提物的抗氧化活性還呈現(xiàn)一定的劑量依賴性[12]。黃酮類化合物已被研究認為是中藥材中對降低罹患癌癥風(fēng)險潛在有益的一種成分。其中槲皮素具有抗氧化，清除氧自由基，調(diào)節(jié)抑癌基因表達的作用[13]。人參皂苷能提高小鼠血液中超氧化物歧化酶(SOD)的活性，人參根葉皂苷升高SOD活性。枸杞提取物可顯著抑制小鼠過氧化脂質(zhì)的生成，并使血中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活力增高。口服枸杞可提高老年人血液中SOD活力，降低脂質(zhì)過氧化物(LPO)的含量[14]。靈芝多糖具有顯著的清除羥自由基，其清除能力與多糖的濃度存在明顯的量效關(guān)系。多糖還可以捕捉脂質(zhì)過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中產(chǎn)生的活性氧，阻斷或減緩脂質(zhì)過氧化的進行[15]。

除了對中藥單藥的研究外，還涉及到中藥藥對及多藥配伍的抗氧化研究。楊鴻等[16]選取甘草總黃酮、銀杏葉提取物、淫羊藿總黃酮和黃芪總苷組成中藥有效組分小復(fù)方，不同的配伍比例清除DPPH作用不同。選取黃芪、白芍、白術(shù)、甘草、當(dāng)歸和大黃組成8個不同的藥隊，其協(xié)同清除DPPH自由基的能力顯著高于單藥的作用。通過分析單藥及藥對中多酚、黃酮的含量，發(fā)現(xiàn)：黃酮的含量變化率與其抗氧化能力增強率之間有著顯著的相關(guān)性。黃酮類化合物可能是對這8種藥對起協(xié)同效應(yīng)的主要物質(zhì)[17]。黃芪中富含黃芪總黃酮，黃芪總黃酮可以降解細胞脂質(zhì)過氧化物的生成，阻斷自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，防止細胞損傷和致突變作用，在生化反應(yīng)環(huán)節(jié)發(fā)揮防癌，抗癌的作用。甘草中黃酮類，作為自由基清除劑，具有普遍的抗氧化作用。甘草的甲醇提取物能夠保護細胞免受氧化損害。黃芪甘草藥對配伍后抗氧化活性呈現(xiàn)出較好的協(xié)同作用，清除自由基能力均與其總酚含量存在較好的線性關(guān)系[18]。

4 Nrf2-Keap1-ARE 信號通路

機體內(nèi)的Nrf2-Keap1-ARE 信號通路是細胞氧化應(yīng)激反應(yīng)中的關(guān)鍵通路。核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)是細胞內(nèi)眾多抗氧化物表達的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄因子，屬于cap-ncollar(CNC)亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄激活因子家族[19]。其具有7個功能結(jié)構(gòu)域(Neh1-Neh7)，Neh2區(qū)域包含兩個模序，即DLG和ETGE。Neh3-Neh5區(qū)域負責(zé)調(diào)節(jié)ARE依賴基因的轉(zhuǎn)錄活性。Neh6包含2個模序，即DSGIS和DSAPGS，參與調(diào)控Neh2的穩(wěn)定性。Neh7可特異性的與維甲酸X受體α作用抑制Nrf2-Keap1-ARE 信號通路。Kelch 樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1(Keap1)是一個富半胱氨酸的蛋白質(zhì)，是Cul3依賴的E3泛素連接酶的底物調(diào)節(jié)蛋白，其通過Kelch 區(qū)域或是雙甘氨酸重復(fù)區(qū)域和Nrf2的Neh2中特定的結(jié)合位點結(jié)合，并對Nrf2的活性起到負向的調(diào)節(jié)作用[20]。正常生理情況下，Nrf2被Keap1控制在胞漿中并進行泛素化和蛋白酶體降解。受到氧化應(yīng)激時，Nrf2與Keap1解離和釋放，同時減弱Keap1介導(dǎo)的蛋白酶對Nrf2的降解作用[21]。Nrf2進入細胞核內(nèi)，與Maf 蛋白形成異二聚體，再與Nrf2的下游靶基因抗氧化反應(yīng)元件(ARE)，激活下游靶基因，發(fā)揮細胞解毒劑清除有害物質(zhì)的能力。此信號通路的靶基因包括：抗氧化酶類，Ⅱ相解毒酶，轉(zhuǎn)運蛋白等[22]。

5 腫瘤發(fā)生與Nrf2-Keap1-ARE信號通路

腫瘤作為臨床的常見病、難治病，其預(yù)防重于治療。研究發(fā)現(xiàn)：Nrf2-Keap1-ARE 信號通路是化學(xué)預(yù)防腫瘤的重要信號通路，其對細胞抵御外源性致癌物質(zhì)和氧化物質(zhì)，以及內(nèi)源性的氧化應(yīng)激發(fā)揮重要作用。Nrf2-Keap1-ARE通路的缺失和腫瘤的發(fā)生有密切的關(guān)系。姜黃、莪術(shù)中提取的姜黃素具有抗氧化、抗腫瘤的作用。多項的動物實驗研究表明姜黃素能夠提高實驗動物組織內(nèi)的谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶等Ⅱ相解毒酶的活性，且具有劑量的相關(guān)性[23-24]。甘草也可以在小鼠體內(nèi)提高Ⅱ相解毒酶的表達，但在Nrf2基因敲除的小鼠中則無上述作用[25]。抗氧化的酶類，如超氧化物歧化酶，硫氧還蛋白在化學(xué)預(yù)防腫瘤中起到重要的作用。還原態(tài)的硫氧還蛋白通過巰基的供氫使其他蛋白還原，自身轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)的硫氧化蛋白。硫氧化蛋白還原酶再將氧化態(tài)的硫氧化蛋白轉(zhuǎn)化成還原態(tài)?；⒄戎刑崛〉陌邹继J醇能夠增加細胞核中的Nrf2的表達，氧化還原酶的量增加；利用siRNA 敲除Nrf2基因后再加入白藜蘆醇，發(fā)現(xiàn)氧化還原酶的量并沒有提高，提示白藜蘆醇是通過Nrf2途徑增加抗氧化酶的表達[26]。

6 展望

中醫(yī)“治未病”思想對于腫瘤的預(yù)防意義重大。雖然目前針對中藥的抗氧化研究很多，但大多集中在單藥某成分的抗氧化能力研究，基于中醫(yī)理論配伍的復(fù)方抗氧化研究較少；且研究層次多集中在動物實驗階段，臨床實例較少。腫瘤預(yù)防與抗氧化修飾相關(guān)的研究還不深入，有待進一步深入研究，為中藥及其復(fù)方藥物預(yù)防腫瘤提供思路和方法。

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陜西省中醫(yī)藥管理局(15-JC017)；吳階平醫(yī)學(xué)基金會(320.6750.15246)

鄭瑾：腫瘤學(xué)博士，第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院中醫(yī)科副主任，國家中西醫(yī)結(jié)合腫瘤營養(yǎng)專業(yè)委員會副主任委員、陜西省抗癌協(xié)會康復(fù)與姑息治療專業(yè)委員會副主任委員、陜西省中醫(yī)藥學(xué)會腫瘤專業(yè)委員會副主任委員、陜西省抗癌協(xié)會傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)專業(yè)委員會常委、陜西省抗癌協(xié)會老年腫瘤專業(yè)委員會常委等。承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、國家博士后科學(xué)基金、省部級及院級課題多項，擅長多種腫瘤的規(guī)范化中西醫(yī)結(jié)合綜合診治、晚期腫瘤的中西結(jié)合姑息舒緩治療。Email：zjddln@163.com

R285

A

10.3969/J.issn.1672-6790.2016.05.006

2016-03-01)