木犀草素對缺血再灌注損傷作用機制的研究進展

肖童+李朝陽+田煒

【摘要】 木犀草素最初是從中藥藥材木犀草中得到的，是一種天然黃酮類化合物，存在于多種水果蔬菜中。近幾年研究發(fā)現(xiàn)，木犀草素具有抗腫瘤、抗凋亡、抗炎、抗病毒等藥理作用。本文主要就木犀草素對缺血再灌注損傷作用機制的最新研究進展進行綜述。

【關(guān)鍵詞】 木犀草素； 缺血再灌注損傷； 氧化應(yīng)激

【Abstract】 Luteolin is originally obtained from the traditional Chinese medicinal herbs，is a natural flavonoid compounds which exist in a variety of fruits and vegetables.In recent years，the study found that luteolin has anti-tumor，anti-apoptosis，anti-inflammatory，anti-virus and other pharmacological effects.In this paper，the latest research progress of the mechanism of luteolin on ischemia-reperfusion injury was reviewed.

【Key words】 Luteolin； Ischemia-reperfusion injury； Oxidative stress

First-authors address：Medical Experimental Research Center of North China University of Science and Technology，Tangshan 063000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.34.043

黃酮類化合物是一類羥基衍生物，多為黃色。由于黃酮類化合物具有大π鍵和超離域度，因此其氧原子配位程度較強并容易形成配位絡(luò)合物。木犀草素是一種天然黃酮類化合物，常以糖苷類形式大量存在于水果植物中?？稍诤}卜、白毛夏枯草、茶等植物中找到[1]。木犀草素具有多種藥理活性，近幾年研究發(fā)現(xiàn)木犀草素具有抗炎、抗凋亡、抗病毒、抗腫瘤、抗菌等作用[2-7]。

缺血引起的組織損傷是很多疾病致死的主要原因，相關(guān)疾病主要有心肌梗死、腦梗死等。人們普遍認缺血組織恢復(fù)血供后會減弱梗阻所帶來的損傷，但研究發(fā)現(xiàn)，在缺血性疾病的治療過程中，很多嚴重的組織損傷卻是由恢復(fù)血供引起的。而在組織或器官缺血后，重新恢復(fù)血供后缺血組織或器官沒有恢復(fù)其原有功能，反而使得損傷加重，導(dǎo)致組織或器官發(fā)生更為嚴重的損傷甚至惡化，這種現(xiàn)象稱為缺血再灌注損傷[8]。缺血再灌注損傷與許多機制相關(guān)，目前認為主要與氧化應(yīng)激、凋亡、炎癥反應(yīng)、鈣超載等相關(guān)。

1 抗炎

炎癥是活體組織對損傷因子發(fā)生的防御反應(yīng)，炎癥反應(yīng)是炎癥對機體局部組織損傷所呈現(xiàn)的反應(yīng)，同時也是缺血再灌注損傷的主要誘因之一。木犀草素的抗炎作用表現(xiàn)在其能減少促炎細胞因子和炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生[9-11]，其中主要包括TNF-α、IL-6、IL-1β。TNF-α由巨噬細胞分泌，可以促進炎癥因子的釋放。IL-6是一種多效細胞因子，與感染、損傷、創(chuàng)傷和其他壓力有關(guān)。IL-1β可以促進B和T細胞活化，調(diào)節(jié)TNF-α生成，誘導(dǎo)其他炎癥因子產(chǎn)生[12]。

核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB ）是一種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，可以促進TNF-α、白介素等多種細胞因子表達并與AP-1聯(lián)合作用調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。在NF-κB中其主要作用的是p50-p65二聚體，因此p65亞基對NF-κB的活性非常重要。進一步研究證明[13]，木犀草素可以通過降低 NF-κB ，阻斷P65磷酸化實現(xiàn)上述作用[14-15]。同時，木犀草素可以通過抑制MAPK（包括ERK1/2、p38、JNK）來減輕炎癥反應(yīng)降低缺血再灌注損傷[10，16-17]。

2 抗氧化

活性氧在人體內(nèi)廣泛存在，在沒有外界刺激時ROS維持在一個相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)，受到刺激后ROS上升。而過多的ROS可以通過抑制蛋白的功能、使染色體和核酸的結(jié)構(gòu)被破壞引起氧化應(yīng)激反應(yīng)，使得細胞受損甚至死亡[18-20]，也是缺血再灌注損傷機制之一。

通常，細胞氧化應(yīng)激損傷程度用MDA、SOD、ROS、GSH等的含量來反映。MDA是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的產(chǎn)物，MDA含量的高低可以衡量脂質(zhì)過氧化程度[19]。SOD是超氧化物歧化酶，一種重要的酶，能夠保護細胞免受氧自由基損害[19]。GSH是機體內(nèi)的非酶性抗氧化物，可清除體內(nèi)的超氧離子及其他自由基，通常被用來衡量機體抗氧化能力[19]。木犀草素可以通過降低丙二醛（MDA）、ROS含量，增加超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）含量來發(fā)揮抗氧化損傷作用[21-23]。

HO-1是一種誘導(dǎo)型酶，金屬、應(yīng)激、氧化劑等均可以誘導(dǎo)其表達。HO-1催化產(chǎn)生的膽綠素和膽紅素有較強的抗氧化作用，可減輕機體氧化損傷，增強抗氧化性。研究表明，木犀草素可以通過增加HO-1活性及表達，緩解缺血再灌注損傷增加機體抗氧化能力[15]。

H2O2是一種強氧化劑也是體內(nèi)氧化代謝的產(chǎn)物，可以自由通過細胞膜并氧化膜上的脂質(zhì)和蛋白。H2O2損傷可以模擬缺血再灌注損傷，木犀草素可以通過穩(wěn)定細胞膜、減少細胞膜損傷來發(fā)揮抗氧化損傷作用[21]。

NO是由iNOS（誘導(dǎo)型一氧化氮合酶）產(chǎn)生的，可以抑制中性粒細胞聚集并產(chǎn)生氧化損傷。研究發(fā)現(xiàn)，木犀草素可以通過抑制iNOS的mRNA的表達來發(fā)揮作用[24]。

微量元素與人們的生活息息相關(guān)，木犀草素-金屬離子形成的絡(luò)合物具有更好的穩(wěn)定性，同時也能降低毒副作用，產(chǎn)生更好的抗氧化作用。研究發(fā)現(xiàn)木犀草素可以與鎂、鐵、鋅等金屬離子形成配合物，具有較強的清除DDPH自由基的能力[18]。endprint

3 恢復(fù)鈉泵活性

鈉泵是一種蛋白質(zhì)，又稱為Na+-K+依賴式ATP酶?？梢员３旨毎?nèi)外Na+和K+穩(wěn)定性同時也可以儲備能量。腦、腎、心肌等組織在發(fā)生缺血再灌注損傷時，線粒體受損，進而導(dǎo)致ATP生成減少，鈉泵活性被抑制。細胞內(nèi)鈉離子增多，胞外鉀離子增多使得Na+-Ca2+交換增強進而導(dǎo)致胞內(nèi)鈣離子增多[24]。鈣離子在線粒體內(nèi)的大量沉積會加重其能量障礙，同時，鈣離子作為第二信使會引發(fā)細胞凋亡加重細胞炎癥[24-25]。研究顯示，木犀草素可以通過恢復(fù)鈉泵活性，對缺血再灌注損傷起保護作用[24-25]。

4 抗凋亡

凋亡是細胞程序性死亡，是指細胞在一定條件下遵循自身程序主動死亡的過程。凋亡伴隨細胞核固縮、縮小碎裂、凋亡小體形成等變化[24]。當(dāng)組織缺血再灌注損傷時，F(xiàn)asl可以和Fas結(jié)合引起Fas構(gòu)象改變，將凋亡信號傳遞給下游引起caspase-3被激活導(dǎo)致細胞凋亡。在凋亡早期，線粒體膜電位會下降。線粒體通道轉(zhuǎn)移孔（mPTP）開放，進而使細胞色素C等線粒體蛋白從基質(zhì)釋放到細胞胞漿中[17]。mPTP開放后，小分子可以穿過線粒體膜，使得促凋亡蛋白釋放到胞質(zhì)中最終引起細胞凋亡[17]。Bcl-2/Bax 是一對抗/促凋亡基因，Bax可以促進線粒體PTP孔的開放使促凋亡因子釋放，這些促凋亡因子可以激活caspase繼而促進凋亡的發(fā)生。而Bcl-2可以通過阻止抑制線粒體PTP孔開放抑制凋亡的發(fā)生[26]。研究發(fā)現(xiàn)，木犀草素可以通過減少Bcl-2、增加Bax表達、抑制caspase活化來減少細胞凋亡，而這主要與PI3K/Akt以及MAPK信號通路相關(guān)[26-28]。同時，木犀草素可以通過使線粒體膜電位升高，減少核固縮和核碎裂來發(fā)揮抗凋亡作用[29]。

5 神經(jīng)保護作用

神經(jīng)在各組織器官中均有存在，但神經(jīng)細胞的作用在腦中尤為明顯。在腦缺血再灌注損傷研究中，可以用Nestin（ 神經(jīng)外胚層干細胞標記物）的表達說明神經(jīng)干細胞的生長情況。BrdU參與DNA合成，可以代表增殖期的細胞。木犀草素可以通過增加Nestin和BrdU的表達來發(fā)揮神經(jīng)保護作用[12]。同時，木犀草素還可以通過增加體外和體內(nèi)神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達，激活細胞外信號調(diào)控激酶（ERK）、磷酸肌醇三激酶（PI3K）/Akt通路和Nrf2通路發(fā)揮神經(jīng)營養(yǎng)作用[30]。

6 影響能量代謝

ATP是機體的主要能量供應(yīng)方式，Na+-K+-ATP酶可水解ATP并釋放磷酸鹽。組織缺血尤其是腦組織缺血時ATP含量下降，產(chǎn)生大量自由基，對線粒體產(chǎn)生損傷，使線粒體產(chǎn)生的ATP減少。腦缺血再灌注損傷時，會導(dǎo)致線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔（mPTP）開放導(dǎo)致線粒體腫脹、ATP水解最終導(dǎo)致細胞死亡。木犀草素可以抑制mPTP的開放保護線粒體。

木犀草素作為可食用黃酮，對多種疾病具有預(yù)防和治療作用。木犀草素對機體的保護作用主要是通過減少炎癥因子、抗凋亡、恢復(fù)鈉泵活性、減少活性氧的生成來實現(xiàn)。同時，MAPK信號通路、PI3K/Akt信號通路、NF-κB等均與木犀草素關(guān)系密切。

隨著對木犀草素的研究深入，發(fā)現(xiàn)木犀草素對缺血再灌注損傷的研究主要集中在腦、腎、心等重要器官中。但人體內(nèi)各組織器官均可發(fā)生缺血再灌注損傷，因此對缺血再灌注損傷機制的研究顯得尤為重要。目前，木犀草素對心肌缺血再灌注損傷研究較少，并且大部分實驗都停留在體外實驗階段，缺乏體內(nèi)實驗，進一步探索木犀草素體內(nèi)藥理活性和作用具有重要意義。

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（收稿日期：2017-09-25） （本文編輯：程旭然）endprint