枸杞多糖與性腺損傷的修復(fù)

顏玲， 朱詩平， 邊璐， 孫升云

(暨南大學(xué) 附屬第一醫(yī)院，廣東 廣州 510632)

枸杞是茄科植物寧夏枸杞(LyciumbarbarumL．)的果實(shí)成熟后的干燥制品.作為我國(guó)傳統(tǒng)的名貴中藥材，枸杞的藥用價(jià)值一直備受中醫(yī)藥大家的青睞.明代李時(shí)珍《本草綱目》記載：“枸杞，補(bǔ)腎生精，養(yǎng)肝，明目，堅(jiān)筋骨，去疲勞，易顏色，變白，明目安神，令人長(zhǎng)壽.”清代陳士鐸 《本草新編》曰：“枸杞子，入腎、肝二經(jīng)；明耳目，安神，耐寒暑，延壽，填精固髓，健骨強(qiáng)筋；滋陰不致陽衰，興陽常使陽舉；更止消渴，尤補(bǔ)勞傷.”因此，枸杞是歷代名醫(yī)常用的補(bǔ)腎益精藥.現(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，枸杞的主要成分有枸杞多糖(Lyciumbarbarumpolysaccharide,LBP)、黃酮(flavonoids)、類胡蘿卜素(carotenoids)、甜菜堿(betaine)、腦苷脂(cerebroside)、β-甾醇類(β-sitosterol)、氨基酸(amino acids)、維生素(vitamins)、微量元素(trace elements)等[1]. 大量研究表明，LBP是枸杞最重要的生物活性成分，具有保護(hù)生殖系統(tǒng)、神經(jīng)保護(hù)、抗缺氧、免疫調(diào)節(jié)、延緩衰老、降血脂血糖、保護(hù)肝臟、抗輻射、防疲勞、抗腫瘤等作用[1-3].近年來，LBP的多重藥用價(jià)值引起中醫(yī)藥領(lǐng)域的熱切關(guān)注，其中對(duì)生殖系統(tǒng)的保護(hù)作用是目前研究的熱點(diǎn)[4].LBP被證實(shí)對(duì)男性睪丸損傷具有修復(fù)作用，但其對(duì)男女性腺共同作用的研究，相關(guān)報(bào)道較為少見.

1 性腺損傷及治療現(xiàn)狀

性腺損傷表現(xiàn)為女性卵巢功能障礙和男性睪丸功能障礙.

卵巢儲(chǔ)備功能退化、卵巢早衰和卵巢癌是卵巢功能障礙的主要表現(xiàn).卵巢儲(chǔ)備功能退化是指卵巢內(nèi)卵泡數(shù)量減少、卵母細(xì)胞質(zhì)量下降，月經(jīng)稀發(fā)、經(jīng)量減少，以血清促卵泡生成素(follicle-stimulating hormone,FSH)水平升高和血清雌二醇(estrdl,Ez)水平降低為特征[5].卵巢儲(chǔ)備功能退化，病情反復(fù)，終致卵巢早衰.卵巢早衰[6-7]是一種原發(fā)性卵巢缺損，其特征是40歲以前出現(xiàn)閉經(jīng)、雌激素下降和血清促性腺激素水平升高，其估計(jì)發(fā)病率20歲前是1/10 000，30歲是1/1 000,40歲是1/100.目前將其病因概括為：基因畸變、自身免疫性卵巢損傷、醫(yī)源性、放化療影響以及病毒感染等因素.治療上，激素替代治療和干細(xì)胞移植僅用于控制疾病進(jìn)展，暫無可行的根治辦法.另外，卵巢癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，對(duì)女性健康構(gòu)成了極大威脅.近年來，手術(shù)與化療的結(jié)合是其主要治療方式.不育癥是睪丸功能障礙的主要表現(xiàn)之一.不育癥可因各種因素如放療化療、環(huán)境污染、食品中激素含量增加、不良的生活習(xí)慣、巨大的生活壓力及其他疾病如糖尿病[8-9]等誘發(fā).

放療，大劑量化療藥物[10]如環(huán)磷酰胺、紫杉醇/順鉑的應(yīng)用，環(huán)境暴露如鎘、甲醛、己烯雌酚、壬基酚、鄰苯二甲酸單(2-乙基)己酯[mono(2-ethylhexyl)phthalate,MEHP]和鄰苯二甲酸單丁酯(monobutyl phthalate,MBP)等，均有可能導(dǎo)致性腺損傷，從而致使不孕不育.不孕不育的問題嚴(yán)重影響患者(特別是育齡期患者)的生活質(zhì)量、增加社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，現(xiàn)已成為醫(yī)學(xué)關(guān)注的重要問題[11].目前，西醫(yī)尚無滿意的療法，而中醫(yī)藥治療方面卻贏得了諸多認(rèn)可[12].并且，盡早介入中醫(yī)藥治療對(duì)恢復(fù)和改善性腺功能具有重要意義.

2 LBP對(duì)性腺損傷修復(fù)的機(jī)制

2.1 抗氧化應(yīng)激、清除自由基

LBP作為一種具有天然活性的植物多糖[13]，通過提高細(xì)胞內(nèi)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽(glutathione，GSH) 等抗氧化物水平，清除過量的脂質(zhì)過氧化物如乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase,LDH)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)，從而增強(qiáng)細(xì)胞的抗氧化活性，緩解細(xì)胞的氧化損傷，因此，LBP不僅可維持細(xì)胞正常形態(tài)和結(jié)構(gòu)，修復(fù)受損細(xì)胞形態(tài)，同時(shí)對(duì)氧化損傷所致的細(xì)胞活力下降、凋亡的發(fā)生也起到一定的抑制作用.電離輻射[14-15]，化療藥物如環(huán)磷酰胺[16-17]、紫杉醇/順鉑[18-19]，環(huán)境暴露如鎘[20]、壬基酚[21]、甲醛[22]、MEHP與MBP[23]、己烯雌酚[24-25]，某些內(nèi)分泌疾病如糖尿病[9]等對(duì)性腺的毒性損害主要表現(xiàn)為打破機(jī)體的氧化與抗氧化平衡，通過氧化性腺細(xì)胞膜引起性腺細(xì)胞損傷，產(chǎn)生過量的氧自由基，以SOD等抗氧化酶活性明顯下降，脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA顯著升高為主要特征.LBP通過提升SOD 活力、降低MDA 含量，降低細(xì)胞死亡速度，減弱輻射[14]、化療藥物、環(huán)境因素[24]等對(duì)性腺細(xì)胞的損傷[4, 17, 21, 23]，并可提高化療療效，降低化療誘導(dǎo)毒性[19].唐霖等[15]將雄性小鼠隨機(jī)分為模型組、LBP低劑量組和LBP高劑量組，X射線照射睪丸部位模擬損傷，21 d后發(fā)現(xiàn)LBP組小鼠一般狀況均優(yōu)于模型組；其中高劑量組小鼠的睪丸質(zhì)量較模型組明顯增加，精子數(shù)量和活力明顯升高.可見LBP對(duì)由X射線照射致小鼠睪丸組織損傷有良好的修復(fù)作用，其機(jī)理可能與LBP的抗氧化作用相關(guān).張帆等[11]經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)LBP治療后的小鼠睪丸組織中的精原干細(xì)胞數(shù)目增加，同時(shí)睪丸曲細(xì)精管的管腔內(nèi)再現(xiàn)精子細(xì)胞和精子大量分布，后者的出現(xiàn)可能與 LBP抗氧化和及時(shí)清除自由基的功能相關(guān).劉玉姣等[25]將雄性倉(cāng)鼠暴露于己烯雌酚后給予不同劑量LBP治療，發(fā)現(xiàn)倉(cāng)鼠睪丸組織凋亡蛋白 Fas/ Fas L和Caspase-3的陽性表達(dá)率均明顯降低，表明LBP可以通過其抗氧化作用緩解雄性倉(cāng)鼠因乙烯雌酚引起的氧化應(yīng)激，促進(jìn)雄性倉(cāng)鼠生殖功能恢復(fù).另外，Zhao等[26]研究發(fā)現(xiàn)LBP能夠通過提高抗氧化酶的活性和清除自由基來抵抗氧化應(yīng)激引起的神經(jīng)元損傷，從而起到保護(hù)神經(jīng)的作用.

2.2 抑制細(xì)胞凋亡

LBP抑制細(xì)胞凋亡的機(jī)制可能是通過調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白、基因水平實(shí)現(xiàn)的.在性腺細(xì)胞發(fā)生凋亡的過程中，促細(xì)胞凋亡蛋白Bax主要起加速凋亡的作用，抗凋亡蛋白Bcl-2具有抗氧化作用，通過抑制氧自由基的產(chǎn)生，發(fā)揮抑制細(xì)胞凋亡的功能，維持細(xì)胞自身的穩(wěn)定性[23].同時(shí)在生精細(xì)胞凋亡的過程中，Bax/Bcl-w比值是生精細(xì)胞與支持細(xì)胞發(fā)生凋亡的決定性因素[17].許多化療藥物導(dǎo)致細(xì)胞凋亡便是通過調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白實(shí)現(xiàn)的.單劑量 MEHP、MBP 染毒，隨著染毒劑量的增加，Bax 的表達(dá)增加，Bcl-2 的表達(dá)減少，提示染毒促進(jìn)了細(xì)胞凋亡；LBP保護(hù)組與聯(lián)合染毒組比較，Bax的表達(dá)降低，提示LBP的抗氧化作用可能是通過抑制Bax 的表達(dá)從而實(shí)現(xiàn)降低細(xì)胞凋亡率的目的[23].有實(shí)驗(yàn)研究[9]發(fā)現(xiàn)，順鉑組葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白、同源蛋白表達(dá)明顯高于對(duì)照組，同時(shí)Bcl-2表達(dá)降低、Caspase-3和Bax表達(dá)升高，提示順鉑可誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，進(jìn)而引發(fā)卵巢顆粒細(xì)胞凋亡.經(jīng)LBP處理后，Bcl-2、Caspase-3和Bax表達(dá)呈相反增長(zhǎng)趨勢(shì).由此可知，LBP通過減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白水平，對(duì)順鉑誘導(dǎo)的卵巢顆粒細(xì)胞凋亡發(fā)揮保護(hù)作用.另外，相關(guān)研究[11]采用梯度LBP灌胃治療小鼠后發(fā)現(xiàn)，治療組的精原干細(xì)胞分子標(biāo)志物 c-kit蛋白的表達(dá)較對(duì)照組有明顯回升，提示LBP對(duì)大劑量化療后小鼠的生精功能的恢復(fù)作用可能是通過調(diào)控 c-kit 因子[12]實(shí)現(xiàn)的.同時(shí)LBP 對(duì)大劑量化療后小鼠睪丸生精功能恢復(fù)的最佳起始劑量可能是100 mg/(kg·d).黃宗軒等[27]發(fā)現(xiàn)LBP低、中、高劑量治療組的抗凋亡蛋白Bc1-w 表達(dá)增強(qiáng)，精子數(shù)目增加而可治療少精癥.郭華等[19]發(fā)現(xiàn)LBP和紫杉醇協(xié)同處理組隨著作用藥物濃度的增大，Survivin、Bcl-2基因的表達(dá)下調(diào)，Caspase-3、Bax基因的表達(dá)上調(diào)，即LBP可通過調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)發(fā)揮協(xié)同增敏紫杉醇治療人上皮細(xì)胞癌HO-8910PM的作用.眾所周知，P53基因在輻射誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的恢復(fù)過程中起著重要的作用，熱休克蛋白(Heat shock protein,HSP)被多種有害因素如輻射等刺激時(shí)會(huì)強(qiáng)烈表達(dá).耿天琪等[14]研究發(fā)現(xiàn)低劑量電離輻射第1、7、14天后睪丸組織中P53蛋白表達(dá)逐漸增加，HSP70的表達(dá)逐漸下降，LBP干預(yù)后蛋白呈反向發(fā)展.綜上可知，LBP降低電離輻射對(duì)睪丸組織的損傷可通過調(diào)控P53和HSP抑制細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn).

2.3 增強(qiáng)細(xì)胞免疫功能

ZHU等[18]通過將25只小鼠隨機(jī)分為對(duì)照組(未治療)、化療組、化療聯(lián)合不同劑量LBP即50、100、150 mg/(kg·d)LBP共5組，統(tǒng)計(jì)顯示，相較于化療組,聯(lián)合治療組的肝、腎、卵巢、脾臟、胸腺指數(shù)及Nrf2、Keap1、HO-1蛋白表達(dá)呈劑量依賴性升高，腫瘤重量呈逆向趨勢(shì).結(jié)果表明，LBP可通過增強(qiáng)免疫應(yīng)答、提高解毒能力、激活Keap1/Nrf2通路，提高化療療效，降低化療誘導(dǎo)毒性.孫晶等[22]通過甲醛染毒雄性小鼠的睪丸組織，致其發(fā)生病理學(xué)改變，應(yīng)用中、高劑量LBP治療后，小鼠睪丸組織結(jié)構(gòu)接近于正常對(duì)照組.因此，可認(rèn)為L(zhǎng)BP可通過增強(qiáng)細(xì)胞免疫，從而促進(jìn)睪丸結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù).

2.4 調(diào)節(jié)激素平衡

LBP調(diào)節(jié)激素平衡可能是通過調(diào)節(jié)下丘腦-垂體-性腺軸實(shí)現(xiàn)的.下丘腦分泌促性腺激素釋放激素(gonadotrophin releasing hormone,GnRH)，通過垂體-門靜脈系統(tǒng)作用于垂體，促使垂體前葉分泌FSH和黃體生成素(luteinizing hormone,LH)，睪酮(testosterone,T)由睪丸間質(zhì)細(xì)胞受LH刺激產(chǎn)生，并與FSH共同作用，促進(jìn)生精細(xì)胞發(fā)育成熟.T還可以反饋性抑制FSH、LH的分泌，維持3者之間的平衡.下丘腦-垂體-性腺軸通過影響T、FSH和LH等性激素的合成和分泌而在性成熟、生殖和性行為等生殖活動(dòng)的不同階段起著重要作用.SHI等[8]發(fā)現(xiàn)，糖尿病組小鼠的生精細(xì)胞發(fā)生變性，支持細(xì)胞胞漿分解，血清T、FSH和LH水平明顯降低，經(jīng)LBP處理后生殖細(xì)胞形態(tài)有不同程度的恢復(fù)，T、FSH和LH水平均顯著改善.所以，可以認(rèn)為L(zhǎng)BP具有調(diào)節(jié)下丘腦-垂體-睪丸軸[22]從而保護(hù)睪丸結(jié)構(gòu)和功能的作用.黃宗軒等[27]發(fā)現(xiàn)LBP低、中、高劑量治療組的血清T、LH、FSH水平及精子計(jì)數(shù)較模型組明顯提高，表明LBP可能可通過調(diào)節(jié)垂體性腺軸治療少精癥.本課題組研究[21]發(fā)現(xiàn)，LBP對(duì)壬基酚(一種結(jié)構(gòu)與雌激素類似且干擾激素分泌的人工內(nèi)分泌干擾物)導(dǎo)致的斑馬魚性腺損傷具有修復(fù)作用.

3 展望

據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)估測(cè)，不孕不育將成為當(dāng)今社會(huì)僅次于心腦血管疾病和腫瘤的第3大殺手.在已婚夫婦中，不孕不育的發(fā)病率有逐漸升高的趨勢(shì).部分學(xué)者認(rèn)為，工業(yè)化帶來的不良影響導(dǎo)致的性腺損傷是男女不育不孕癥發(fā)病率高的首要原因. 另外，環(huán)境惡化、性傳播疾病、一些藥物(如激素類藥物、化療類藥物)的長(zhǎng)期使用、工作生活壓力過大、不良的生活習(xí)慣、人們生殖健康的現(xiàn)狀和觀念等也是導(dǎo)致男性精子質(zhì)量下降、女性不孕癥發(fā)病率上升的原因. 目前對(duì)于性腺損傷類不孕不育癥的治療手段有限，且成功率低，藥物副作用較大.因此，迫切需要尋找新的安全、有效的治療方法. 枸杞作為藥食同用的傳統(tǒng)中藥，不良反應(yīng)少，據(jù)藥理實(shí)驗(yàn)研究顯示，其主要生物活性成分LBP，可能可通過抗氧化應(yīng)激、清除自由基，抑制細(xì)胞凋亡，調(diào)節(jié)激素平衡，增強(qiáng)細(xì)胞免疫等機(jī)制以及拮抗輻射、藥物、疾病、環(huán)境、氧化等造成的性腺損傷，起到修復(fù)性腺的作用.

本文通過對(duì)性腺損傷及LBP對(duì)其修復(fù)作用機(jī)制的綜述發(fā)現(xiàn)，LBP可作為治療性腺損傷的藥物進(jìn)行深入研究，以期為臨床應(yīng)用提供更充分的理論依據(jù).