石斛多糖藥理活性研究概述

卜文超 于亞男 成家茂

【摘 要】 石斛屬蘭科植物，部分種屬為傳統(tǒng)名貴中藥。其種屬繁多，不同種屬石斛多糖由于其結(jié)構(gòu)構(gòu)成不同，藥理機(jī)制也不盡相同。近年來對于石斛多糖藥理作用研究廣泛，其藥理作用主要集中在抗衰老、抗氧化、降血糖、護(hù)肝、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗炎抑菌等作用。本文主要闡述近年國內(nèi)外石斛多糖的藥理活性研究進(jìn)展，以期科學(xué)合理的應(yīng)用傳統(tǒng)中藥石斛。

【關(guān)鍵詞】 石斛;藥理活性;多糖

【中圖分類號】R917 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A【文章編號】1007-8517（2019）1-0061-04

石斛屬為蘭科植物，石斛屬有眾多品系。全球約有千余種，我國約有76種，石斛屬在我國主要分布在西南，長江流域等[1]。石斛用途廣泛，在眾多品系中可作為藥用價值的種類為數(shù)不多。近年研究顯示，石斛中主要化學(xué)成分為生物堿、多糖、黃酮類、酚類、萜類等，不同種類石斛其化學(xué)成分含量與結(jié)構(gòu)不同[1]。石斛多糖為石斛的主要活性成分之一。不同種屬石斛多糖含量有所差異，藥理活性與多糖所占植株的比例有關(guān)[2]。并且不同種屬多糖結(jié)構(gòu)不同，石斛屬多糖結(jié)構(gòu)差異主要體現(xiàn)在所構(gòu)成的單糖種類及其比例，分子量大小，糖苷鍵類型及其連接方式不同等，因此可能造成不同的藥理活性[3]。

近年來對于鐵皮石斛多糖（DOP）、金釵石斛多糖（DNP）、霍山石斛多糖（DHP）、鼓槌石斛多糖（DCP）等石斛屬多糖的研究較為廣泛。石斛多糖的藥理學(xué)作用在抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、降血糖、護(hù)肝等方面的研究較為活躍。

1 石斛多糖的藥理活性研究

1.1 抗氧化與衰老 氧化應(yīng)激可以導(dǎo)致衰老與疾病。多種疾病發(fā)生機(jī)制與自由基（ROS）的過度產(chǎn)生密切相關(guān)。大量研究顯示，石斛多糖具有體外抗氧化性活性，體外實(shí)驗(yàn)表明石斛多糖對各種類型自由基有一定的清除作用，而且石斛多糖對不同種類模式生物體內(nèi)抗氧化活性也被廣泛證實(shí)。體外抗氧化活性主要集中在ROS 的清除，體內(nèi)抗氧化作用主要表現(xiàn)在抗氧化物酶活性的升高，及降低氧化應(yīng)激產(chǎn)物丙二醛（MDA）水平。勞梓釗等[4]通過鐵皮石斛粗多糖培養(yǎng)基干預(yù)模式生物果蠅時發(fā)現(xiàn)，含鐵皮石斛的多糖培養(yǎng)基，能夠顯著提高果蠅體內(nèi)過氧化物酶含量，降低過氧化產(chǎn)物MDA含量，提高果蠅的生存天數(shù)，增強(qiáng)繁殖能力，與抗熱應(yīng)激能力，其可能的機(jī)制為含藥培養(yǎng)基可以增強(qiáng)果蠅體內(nèi)的抗氧化能力和自由基的清除作用。Luo等[5]利用水提醇沉法并純化分離得到一種質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8500Da 的DOP，體外實(shí)驗(yàn)表明DOP能夠適度清除DPPH自由基并以濃度依賴性對羥基自由基有一定的清除作用。由于野生石斛資源的稀缺，組織培養(yǎng)的鐵皮石斛發(fā)展迅速。唐軍榮等[6]研究發(fā)現(xiàn)組織培養(yǎng)的鐵皮石斛其提取物POD有一定的抗氧化能力，對多種自由基具有明顯的清除能力，包括DPPH、·OH、·O2自由基。

1.2 抗腫瘤 腫瘤為嚴(yán)重危害人類健康的疾病。多項(xiàng)研究顯示，石斛多糖對多種類型的惡性腫瘤細(xì)胞有一定的治療作用。石斛多糖抗腫瘤機(jī)制主要表現(xiàn)在直接抑制腫瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)促凋亡蛋白表達(dá)，從而發(fā)揮抗腫瘤細(xì)胞活性。Yu等[7]比較了野生條件下種植和溫室條件下種植的鐵皮石斛提取并分離的DOP，野生狀態(tài)下生長的鐵皮石斛，其提取物DOP 能夠顯著抑制HeLa細(xì)胞增值。Xing等[8]從鐵皮石斛粗多糖中分離了四種多糖組分，DOP-40、DOP-50、DOP-60、DOP-70，其分子量分別為999、657、243和 50.3 kDa，主要構(gòu)成單糖為d-甘露糖和d-葡萄糖，且不同組分單糖構(gòu)成的摩爾比各不相同;各個多糖組分均呈時間-劑量依賴性抑制HepG2細(xì)胞細(xì)胞增殖，可能的機(jī)制是DOP通過下調(diào)HepG2 細(xì)胞Bcl-2 蛋白表達(dá)量，上調(diào)Bax 蛋白，改變Bax/Bcl-2 蛋白比例，從而通過Bax 和 Bcl-2 途徑誘導(dǎo)HepG2 細(xì)胞凋亡。Wei等[9]從霍山地區(qū)鐵皮石斛中分離了一種平均分子量為229 kDa 的石斛多糖DOPA-1，以劑量依賴性抑制HepG-2 細(xì)胞增值并且呈劑量依賴性促進(jìn)HepG-2 細(xì)胞凋亡，而且藥物干預(yù)組觀察到了線粒體膜通透性增加，且DOPA-1促進(jìn)HepG-2 細(xì)胞凋亡可能機(jī)制為：DOPA-1 促進(jìn)HepG-2 細(xì)胞Bcl-2 表達(dá)降低，而Bax 表達(dá)增高所致;此外線粒體途徑也介導(dǎo)了DOPA-1對HepG-2 細(xì)胞凋亡的作用。乳腺癌是常見惡性腫瘤之一，Sun 等[10]以POD 干預(yù)MCF-7 細(xì)胞和正常乳腺上皮細(xì)胞系MCF10A，不同濃度POD具有顯著降低MCF-7 細(xì)胞活力，抑制G2/M 期細(xì)胞比例，增加凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)，抑智凋亡蛋白表達(dá)下降，增值相關(guān)標(biāo)志物表達(dá)下降，而POD 對正常MCF10A 細(xì)胞未見顯示抑制作用。說明POD選擇性抑制 MCF-7 細(xì)胞增殖。在一定程度上可能說明POD 對正常乳腺細(xì)胞的安全性。張丹丹等[11] 從霍山石斛中分離出三種多糖組分，分別為DHP、DHP-1、DHP-2，幾種多糖組分均能抑制SGC-7901細(xì)胞株的生長，其中DHP-2對SGC-7901細(xì)胞株抑制作用最強(qiáng)，其可能機(jī)制為DHP-2 通過改變SGC-7901細(xì)胞株抑癌基因野生型P53和原癌基因cmy-c 表達(dá)有關(guān)。石斛多糖可對多種惡性腫瘤細(xì)胞起抑制作用，且不同組分對腫瘤細(xì)胞的抑制作用不同。

1.3 抑菌與抗炎 Ge 等[12]通過研究DHP 干預(yù)香煙煙霧誘導(dǎo)的小鼠的肺部炎癥時發(fā)現(xiàn)，DHP降低小鼠肺組織和血液中炎性因子TNF-α 和IL-1β 含量，降低炎癥相關(guān)信號通路NF-κB 和MAPK 信號通路相關(guān)蛋白IκB，p65，p38和JNK 的磷酸化水平，并且DHP 對于NF-κB 和MAPK 信號通路中各自核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB、AP-1 在胞核與DNA 結(jié)合活性顯著降低，表明大量炎性相關(guān)基因在轉(zhuǎn)錄水平被抑制，從而抑制炎癥因子的表達(dá)，抑制炎癥反應(yīng)。同種石斛在不同種植條件下外部特征有一定的差異，藥理學(xué)活性也可能有所差異。Wang等[13]利用抑菌圈法比較了云南普洱地區(qū)野生鐵皮石斛與利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的石斛粗多糖的抑菌活性，分別以不同的藥物濃度作用于幾種常見的致病菌，兩種多糖都顯示出顯著的抑菌活性，但相同的藥物濃度下野生鐵皮石斛多糖較組織培養(yǎng)獲得的POD 顯示更強(qiáng)的抑菌活性。張周英等[14]利用濾紙片法比較DOP 和DNP 對常見病原菌的抑菌活性，DOP和DNP 均有抑菌能力，DNP的抑菌能力優(yōu)DOP。

1.4 免疫調(diào)節(jié) 石斛多糖可通過調(diào)節(jié)免疫器官、免疫細(xì)胞、免疫分子發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。石斛多糖對免疫的調(diào)節(jié)作用主要集中在對免疫細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用。Wang等[15]研究表明，從霍山石斛中分離出酸性多糖DNP-W4，及其衍生物DNP-W4R，HDNP-W4，并以以上三種組分干預(yù)經(jīng)過脂多糖和刀豆素抑制的T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞增值，結(jié)果顯示當(dāng)DNP-W4R、HDNP-W4的藥物濃度為50μg /mL和100μg/mL劑量時細(xì)胞活性增強(qiáng)，而DNP-W4在最高劑量100μg/mL仍沒有顯示出免疫細(xì)胞活性增強(qiáng)的趨勢。提示多糖的結(jié)構(gòu)不同，其免疫調(diào)節(jié)活性不同。王超群等[16]從DHP中分離出7種多糖組分，各個組分均能提高吞噬細(xì)胞的吞噬能力，誘導(dǎo)免疫因子TNF-α、IL-1β、NO的表達(dá)。宋美芳等[17]通過體內(nèi)與體外研究發(fā)現(xiàn)，DOP和齒瓣石斛多糖增加小鼠脾臟指數(shù)，協(xié)同ConA 增強(qiáng)T細(xì)胞增殖，并且促進(jìn)免疫因子IFN-γ、IL-2 的釋放，顯示兩種石斛多糖可從器官，細(xì)胞及分子水平起免疫增強(qiáng)作用。

1.5 護(hù)肝 肝臟為重要的消化腺，多種損傷因素可造成肝臟的損傷，多項(xiàng)研究顯示，石斛多糖具有明顯的保護(hù)肝臟功能。Lin等[18]研究發(fā)現(xiàn)，DOP可以改善對乙酰氨基酚誘導(dǎo)的化學(xué)性肝臟損傷小鼠肝酶的含量，減少肝細(xì)胞釋放入血液的ALT、AST水平，下調(diào)肝臟組織中脂質(zhì)過氧化物指標(biāo)MDA，氧化應(yīng)激指標(biāo)過氧化物酶（MPO）含量，降低ROS含量，并且上調(diào)肝功能指標(biāo)GSH、CAT、T-AOC水平;增加抗氧化蛋白Nrf2 核易位， 減少胞漿中Nrf2拮抗蛋白 Keap1表達(dá)，并且促進(jìn)Nrf2下游具有解毒和抗氧化劑相關(guān)靶基因GCLC、GCLM、NQO1、HO-1 的表達(dá);其可能的機(jī)制為DOP 通過抑制氧化應(yīng)激和激活 Nrf2–Keap1 信號通路發(fā)揮肝臟保護(hù)作用。Tian等[19]從DHP中分離一種分子量為6700 Da多糖，命名為命名DHP1A，經(jīng)DHP1A干預(yù)經(jīng)過CCl4引起的肝炎癥反應(yīng)后單核巨噬細(xì)胞系標(biāo)記物CD68表達(dá)下降，這可能提示肝臟中單核系細(xì)胞減少，炎癥減輕，其保肝作用可能與DHP1A抑制炎癥反應(yīng)有關(guān)，增加抗炎因子IL-10，降低促炎因子TNF-α， IL-β表達(dá)和炎癥趨化因子MCP-1 和 MIP-2 轉(zhuǎn)錄水平降低，下調(diào)p-IκBα蛋白，加強(qiáng)對NF-κb的抑制作用，以上均提示其保肝作用可能與DHP1A抑制炎癥反應(yīng)有關(guān)。安禎祥等[20]研究發(fā)現(xiàn)DNP可以改善CCl4 聯(lián)合乙醇誘導(dǎo)的肝纖維化模型，降肝酶、降低肝纖維化四項(xiàng)指標(biāo)，其抗肝纖維化的機(jī)制可能為增加抗氧化劑SOD 的活性，抑制和肝臟組織中脂質(zhì)過氧化導(dǎo)致的肝臟損傷。

1.6 調(diào)節(jié)血糖 糖尿病血糖控制不佳，可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥。多項(xiàng)研究顯示石斛多糖具有明顯的降血糖作用。Wang等[21]以高脂飲食聯(lián)合STZ 誘導(dǎo)糖尿病小鼠模型，并以DOP加以干預(yù)，干預(yù)組明顯改善高血糖，調(diào)節(jié)血脂，降低胰島素抵抗，其可能的機(jī)制為DOP 通過激活PI3K/Akt 信號通路，調(diào)節(jié)糖原合成和葡萄糖代謝酶活性有關(guān)，從而降低血糖水平。POD 或有可能成為糖尿病患者輔助飲食和作為輔助藥物加以使用。Liu等[22]通過研究發(fā)現(xiàn)DNP對高糖高脂飲食誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠具有明顯的降血糖作用，升高胰島素含量，降低胰島素抵抗指數(shù)。DOP 各組分可以明顯改善四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病小鼠血糖水平，糖化血紅蛋白，提高血清胰島素含量[23]。

1.7 其他藥理活性 心肌細(xì)胞保護(hù)作用，Zhang等[24]研究發(fā)現(xiàn)分子量為951.9 kDa 的DOP 具有保護(hù)H9c2 心肌細(xì)胞的功能，其作用機(jī)制可能為：1 DOP降低ROS產(chǎn)生，增加抗氧化物酶表達(dá)，減輕H2O2 誘導(dǎo)氧化應(yīng)激造成的H9c2 心肌細(xì)胞損傷;2 DOP穩(wěn)定H9c2 心肌細(xì)胞線粒體膜電位，降低caspse3 和caspase9 蛋白表達(dá)，Bcl-2 / Bax 蛋白的比例增加，從而抑制線粒體途徑引起的H9c2 心肌細(xì)胞凋亡; 3 PI3K / Akt和MAPK 信號通路部分參與了 DOP 對 H9c2 心肌細(xì)胞的保護(hù)作用。DOP促進(jìn)唾液分泌，改善斯耶格倫綜合征引起的口腔干燥[25]。陳健等[26]研究發(fā)現(xiàn)DOP可以促進(jìn)脫毛膏處理小鼠毛發(fā)增生，并促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖。DNP 可以減輕腦組織缺血再灌注損傷，機(jī)制可能與抑制氧化應(yīng)激和炎癥有關(guān)[27]。

2 小結(jié)與展望

石斛種屬繁多，其藥理活性主要體現(xiàn)在其有效成分上。多糖作為石斛屬植物的重要活性成分，不同種石斛多糖其化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，即使同種種屬的石斛多糖，可能因?yàn)槠涑砷L環(huán)境、提取方式、純化分離的方式不同，其化學(xué)結(jié)構(gòu)不盡相同，從而可能帶來不同的藥理活性，石斛多糖可能通過多個靶點(diǎn)，在體外與體內(nèi)均顯示出一定的藥理學(xué)活性。云南作為石斛的主產(chǎn)地之一，野生資源匱乏，近年來人工種植的石斛較多。通過明確石斛多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其作用機(jī)制，明確其作用靶點(diǎn)，以期科學(xué)合理的利用石斛。

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（收稿日期：2018-11-13 編輯：楊希）