中草藥黃酮類提取物對(duì)白癜風(fēng)抗氧化應(yīng)激作用機(jī)制的研究進(jìn)展

雷杰豪，許愛娥

（浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三醫(yī)院，浙江杭州310009）

白癜風(fēng)是一種皮膚科常見色素脫失性疾病，臨床上以黑素細(xì)胞破壞，黑素小體缺失而出現(xiàn)皮膚白斑為主要特征。氧化應(yīng)激在白癜風(fēng)發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色，降低白癜風(fēng)患者體內(nèi)氧化應(yīng)激水平為臨床上白癜風(fēng)治療靶點(diǎn)之一，越來越多的研究者致力于針對(duì)皮膚抗氧化應(yīng)激藥物的研究。黃酮類化合物抗氧化應(yīng)激作用在人神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)已有較深入研究；其在皮膚細(xì)胞中抗氧化應(yīng)激作用研究尚較薄弱，因其潛在的臨床藥用價(jià)值，越來越多學(xué)者致力于該方向研究。本文以氧化應(yīng)激為著重點(diǎn)，總結(jié)了8種中草藥黃酮類提取物在皮膚細(xì)胞中抗氧化應(yīng)激的作用機(jī)制，以期有助于白癜風(fēng)臨床治療。

1 白癜風(fēng)氧化應(yīng)激學(xué)說

許多研究證據(jù)表明氧化應(yīng)激在白癜風(fēng)的發(fā)生和發(fā)展中扮演了重要的角色，白癜風(fēng)患者表皮存在高濃度的活性氧簇（Reactive oxygen species，ROS），主要為H2O2和過氧亞硝基；同時(shí)患者體內(nèi)還可檢測(cè)到系統(tǒng)性的氧化應(yīng)激失調(diào)，進(jìn)展期患者表現(xiàn)更為明顯[1]。Nrf2-ARE通路及其下游目標(biāo)基因血紅素氧合酶（HO-1）、NADP（H）醌氧化還原酶（NOQ1）、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶（GST）及谷氨酸-半胱氨酸連接酶催化亞基（GCLC）蛋白產(chǎn)物是人體內(nèi)主要的抗氧化途徑，有助于ROS的清除，白癜風(fēng)患者Nrf2-ARE通路功能低下，進(jìn)一步加劇了氧化應(yīng)激失調(diào)[2]。高氧化應(yīng)激狀態(tài)下黑素細(xì)胞內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)改變，作為新抗原，誘發(fā)免疫反應(yīng)，進(jìn)而誘導(dǎo)黑素細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致皮膚色素脫失[3]。

2 黃酮類提取物在表皮細(xì)胞中抗氧化作用

黃酮類化合物廣泛存在于自然界植物，目前已有超過8 000多種黃酮類化合物被人類認(rèn)知，其具有多種生物學(xué)活性，包括抗炎、抗癌、抗氧化等。黃酮類化合物主要分為5大類：黃酮、黃酮醇、黃烷醇、黃烷酮、異黃酮和花青素；其主要核心骨干黃烷結(jié)構(gòu)相同，側(cè)鏈和羥基的位置不同，使他們有著不同的化學(xué)性質(zhì)。黃酮類化合物抗氧化應(yīng)激作用在多種皮膚疾病中具有潛在應(yīng)用價(jià)值，包括白癜風(fēng)、黑素細(xì)胞瘤等，本文主要總結(jié)了目前已研究證實(shí)的8種中草藥黃酮類提取物在人表皮細(xì)胞中抗氧化應(yīng)激作用的具體機(jī)制，包括表沒食子兒茶素沒食子酸酯、黃芩素、芹黃素、槲皮素、山奈酚、蘆丁、非瑟酮、阿福豆甙，以期探索其在白癜風(fēng)治療中潛在的應(yīng)用價(jià)值。黃酮類化合物在表皮細(xì)胞中的抗氧化作用尚需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)闡明，但可以總結(jié)為3大類：①通過羥基結(jié)構(gòu)直接清除ROS；②鰲合金屬離子，減少ROS產(chǎn)生；③調(diào)節(jié)抗氧化系統(tǒng)，重新建立細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激平衡[4]。

2.1 表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG） EGCG是綠茶中兒茶素類物質(zhì)發(fā)揮生物學(xué)活性最主要的成分，屬黃烷醇類化合物，強(qiáng)大的抗氧化、清除氧自由基的能力對(duì)多種疾病均有較好效果，如神經(jīng)系統(tǒng)疾病、動(dòng)脈粥樣硬化等。在皮膚HaCaT細(xì)胞中，EGCG可呈濃度依賴性通過轉(zhuǎn)錄激活增加抗氧化基因HO-1表達(dá)發(fā)揮抗X射線誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞損害及降低胞內(nèi)高氧化應(yīng)激狀態(tài)的作用，這一保護(hù)作用可以被沉默HO-1基因表達(dá)或其競(jìng)爭(zhēng)抑制劑（SnPPIX）阻斷；同時(shí)，可增加線粒體內(nèi)錳超氧化物歧化酶（SOD2）含量，減少X射線誘導(dǎo)引起的細(xì)胞內(nèi)線粒體凋亡[5]。Ning等[6]探究了EGCG保護(hù)人黑素細(xì)胞抗H2O2損傷機(jī)制，在黑素細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)EGCG能呈濃度依賴性地減少H2O2誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)過量產(chǎn)生的ROS，發(fā)揮抗氧化作用。過量的ROS會(huì)導(dǎo)致線粒體功能低下及擾亂正常電子轉(zhuǎn)移，引起更多的ROS產(chǎn)生；也可導(dǎo)致線粒體膜通透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔開放，線粒體膜電位下降，繼而發(fā)生細(xì)胞凋亡。黑素細(xì)胞中，H2O2處理可誘導(dǎo)產(chǎn)生線粒體膜電位下降，以及線粒體凋亡信號(hào)半胱氨酸蛋白酶-9（Caspase-9）升高，EGCG可以反轉(zhuǎn)這些變化，保護(hù)黑素細(xì)胞。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)指出這是通過降低H2O2誘導(dǎo)的p38 MAPK磷酸化發(fā)揮作用的，同時(shí)指出EGCG全乙酰化衍生物AcEGCG各方面表現(xiàn)均優(yōu)于EGCG，且具有更好的穩(wěn)定性和生物利用度，更有利于運(yùn)用在疾病治療中。

2.2 黃芩素（Baicalein） Baicalein是來源于中藥黃芩根部的黃酮化合物，已證實(shí)黃芩素具有抗炎、抗細(xì)胞毒、抗腫瘤等作用。高濃度H2O2可誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)ROS增多，Baicalein通過清除過多產(chǎn)生的ROS，調(diào)控促分裂素激酶通路（ERK/JNK/AP-1）誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白激酶（MMP）的表達(dá)來改善H2O2處理后HaCaT細(xì)胞的氧化應(yīng)激狀態(tài)。Liu等[7]證實(shí)H2O2處理后PIG1細(xì)胞ROS產(chǎn)生增加、線粒體功能障礙和氧化應(yīng)激相關(guān)p38 MAPK通路激活，共同作用下引起細(xì)胞損傷。Baicalein呈濃度依賴性抑制細(xì)胞內(nèi)ROS生成，且改善線粒體功能障礙及抑制應(yīng)激相關(guān)p38 MAPK通路活化，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用，保護(hù)應(yīng)激條件下黑素細(xì)胞。此外，Baicalein可通過激活Nrf2-ARE信號(hào)通路，誘導(dǎo)下游抗氧化酶HO-1、NOQ1表達(dá)，抵抗氧化應(yīng)激對(duì)黑素細(xì)胞的損傷[8]。

2.3 芹黃素（Apigenin） Apigenin屬黃酮化合物，在不同的細(xì)胞類型中表現(xiàn)出抗炎、抗氧化、抗癌等多種生物學(xué)活性。白癜風(fēng)患者體內(nèi)可檢測(cè)到高水平的多巴胺（Dopamine，DA），這一變化在進(jìn)展期患者表現(xiàn)更為明顯，已有研究表明高水平的DA可促進(jìn)ROS分子生成誘導(dǎo)黑素細(xì)胞凋亡及細(xì)胞毒性作用，DA誘導(dǎo)的黑素細(xì)胞氧化應(yīng)激模型已被應(yīng)用于白癜風(fēng)的實(shí)驗(yàn)研究當(dāng)中[9]。Lin等[10]實(shí)驗(yàn)證實(shí)Apigenin通過抑制DA誘導(dǎo)氧化應(yīng)激相關(guān)JNK、p38 MAPK和Akt通路激活有效減少黑素細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生，發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用，保護(hù)黑素細(xì)胞。且體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)Apigenin是安全有效的抗氧化劑，高Apigenin飲食可以提高受試者體內(nèi)超氧化物歧化酶（SOD）、紅細(xì)胞谷胱甘肽還原酶等抗氧化酶類，提高受試者抗氧化應(yīng)激能力[11]。

2.4 槲皮素（Quercetin） Quercetin屬黃酮醇化合物，在動(dòng)物及人體實(shí)驗(yàn)中，Quercetin在皮膚細(xì)胞表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗氧化活性，具有保護(hù)角質(zhì)形成細(xì)胞免于外源性氧化損傷、清除氧自由基、防止內(nèi)源性抗氧化分子耗損及抑制紫外線照射引起的脂質(zhì)過氧化等生物學(xué)活性。白癜風(fēng)患者普遍存在黑素細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹，這一內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)學(xué)改變與白癜風(fēng)患者體內(nèi)高氧化應(yīng)激狀態(tài)有關(guān)[12]，Guan等[13]體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)H2O2處理的黑素細(xì)胞可以誘導(dǎo)產(chǎn)生黑素細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹，影響酪氨酸酶自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常轉(zhuǎn)運(yùn)，Quercetin可以減輕H2O2引起的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)改變，同時(shí)還可以拮抗H2O2引起的細(xì)胞內(nèi)ROS水平升高。Chaiprasongsuk等[14]研究發(fā)現(xiàn)UVA照射可引起B(yǎng)16F10細(xì)胞內(nèi)ROS聚集，引起氧化應(yīng)激壓力；同時(shí)Nrf2核轉(zhuǎn)運(yùn)和Nrf2-ARE轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)活性降低，Nrf2下游抗氧化基因（GCLC、GST和NQO1）信使RNA和蛋白表達(dá)下降，進(jìn)一步加劇氧化應(yīng)激壓力。Quercetin可抑制細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生，反轉(zhuǎn)UVA介導(dǎo)的Nrf2-ARE信號(hào)通路受損，恢復(fù)Nrf2下游抗氧化基因和蛋白的表達(dá)，保護(hù)細(xì)胞免于UVA照射引起的氧化應(yīng)激損傷。在正常人角質(zhì)形成細(xì)胞中，Quercetin除直接清除ROS外，還可促進(jìn)抗氧化相關(guān)基因包括硫氧還蛋白還原酶1及硫氧還蛋白表達(dá)，減少活性氧產(chǎn)生[15]。

2.5 山柰酚（Kaempferol） Kaempferol屬黃酮醇類化合物，具有一些有益的生物活性，包括抗氧化作用，具有強(qiáng)效抑制ROS產(chǎn)生和清除ROS的能力，還可促進(jìn)抗氧化蛋白表達(dá)，包括金屬硫蛋白、CAT和SOD，增強(qiáng)細(xì)胞抗氧化應(yīng)激能力[16]。此外，可降低H2O2誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化及提高SOD和過氧化氫酶（CAT）活性[17]。在正常人角質(zhì)形成細(xì)胞中，Kaempferol除直接清除ROS外，還可促進(jìn)氧化還原反應(yīng)相關(guān)基因包括硫氧還蛋白還原酶1及硫氧還蛋白表達(dá)，硫氧還原蛋白可提供電子參與多種生化反應(yīng)，從而減少活性氧產(chǎn)生，減輕細(xì)胞氧化應(yīng)激壓力[15]。

2.6 蘆丁（Rutin） Rutin屬于黃酮醇類化合物，具有抗氧化、抗炎等生物學(xué)活性。UV射線照射下成纖維細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生過多ROS，擾亂細(xì)胞內(nèi)抗氧化系統(tǒng)，產(chǎn)生氧化應(yīng)激，Rutin可以強(qiáng)有力清除ROS，直接降低細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平，除了直接清除ROS外，一方面Rutin可保護(hù)維生素C、維生素E、谷胱甘肽（GSH）等非酶類抗氧化物質(zhì)活性，另一方面還可抑制細(xì)胞內(nèi)黃嘌呤和NADPH氧化酶活性，減少細(xì)胞內(nèi)ROS如超氧陰離子的生產(chǎn)，提高細(xì)胞抗氧化應(yīng)激能力[18]。此外，Rutin還可通過鰲合過渡金屬離子如Fe2+、Cu2+，通過Fenton反應(yīng)阻止羥自由基的生成發(fā)揮抗氧化作用[19]。

2.7 非瑟酮（Fisetin） Fisetin屬黃酮醇化合物，生物活性包括抗癌、抗氧化、保護(hù)神經(jīng)等多種作用。Seo等[20]證實(shí)Fisetin在人HaCaT細(xì)胞株中具有抗氧化作用，通過增加Nrf2轉(zhuǎn)運(yùn)入核促進(jìn)HO-1基因相關(guān)蛋白的表達(dá)發(fā)揮抗氧化作用。既往研究認(rèn)為PI3K/Akt通路在細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷中也扮演了重要角色，與Nrf2/HO-1通路有密切聯(lián)系，各種氧化因子通過PI3K/Akt-Nrf2/HO-1通路激活抗氧化基因表達(dá)，恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激平衡[21]，F(xiàn)isetin在HaCaT細(xì)胞的抗氧化能力與PI3K/Akt通路有關(guān)，PI3K特異性抑制劑可以阻斷Fisetin誘導(dǎo)的Akt磷酸化和HO-1表達(dá)，抑制Fisetin對(duì)氧化應(yīng)激狀態(tài)下HaCaT細(xì)胞的保護(hù)作用。

2.8 阿福豆甙（Afzelin） Afzelin屬于黃酮類化合物，具有多種生物學(xué)活性，包括抗氧化、抗炎、抗癌等多種作用。Shin等[22]研究發(fā)現(xiàn)Afzelin可以抑制UVB射線誘導(dǎo)的HaCaT細(xì)胞內(nèi)ROS過度產(chǎn)生，緩解細(xì)胞內(nèi)高氧化應(yīng)激狀態(tài)，減輕UVB照射對(duì)HaCaT細(xì)胞的損害，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)指出Afzelin通過抑制UVB誘導(dǎo)的p38 MAPK和JNK通路活化發(fā)揮抗氧化作用。Jung等[23]發(fā)現(xiàn)Afzelin可以通過失活糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）進(jìn)而活化Nrf2-ARE信號(hào)通路減少H2O2誘導(dǎo)的黑素細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生和脂質(zhì)過氧化，發(fā)揮抗氧化作用。

3 結(jié)語

高水平的氧化應(yīng)激在白癜風(fēng)的發(fā)生和發(fā)展中扮演重要角色，針對(duì)氧化應(yīng)激的治療可作為白癜風(fēng)臨床治療靶點(diǎn)之一，豐富白癜風(fēng)治療方案選擇多樣性。但目前針對(duì)氧化應(yīng)激治療藥物選擇多樣性缺乏，抗氧化應(yīng)激藥物研制具有廣泛的應(yīng)用前景。中草藥黃酮類提取物在表皮細(xì)胞中抗氧化作用研究已經(jīng)取得了不錯(cuò)進(jìn)展，但尚缺乏直接建立在白癜風(fēng)患者表皮細(xì)胞上的直接證據(jù)，同時(shí)需進(jìn)一步明確各種提取物在人皮膚細(xì)胞中系統(tǒng)性作用，為其用于白癜風(fēng)的臨床治療奠定理論基礎(chǔ)。

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