穿山龍總皂苷的藥理作用及機(jī)制研究進(jìn)展

李媛媛，周鴻銘

(皖南醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)寄生蟲學(xué)教研室，安徽 蕪湖 241002)

穿山龍為薯蕷科植物穿龍薯蕷DioscoreanipponicaMakino的干燥根莖，味甘、苦，性溫，歸肝、腎，肺經(jīng)。傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為，其具有祛風(fēng)除濕，舒筋通絡(luò)，活血止痛，止咳平喘的作用[1]?，F(xiàn)代研究表明，穿山龍總皂苷為其主要活性成分，具有抗炎鎮(zhèn)痛、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、降血脂、抗病毒、降血糖等多種作用[2-3]。近幾年，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于穿山龍總皂苷的研究成果越來越多，本文對(duì)穿山龍總皂苷的藥理活性及作用機(jī)理的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步開發(fā)該天然產(chǎn)物提供有用的數(shù)據(jù)。

1 穿山龍總皂苷抗腫瘤作用

近些年，腫瘤的發(fā)生率逐年升高，治療腫瘤的主要方法有手術(shù)治療、化學(xué)藥物治療和放射療法等。雖然一些化學(xué)藥物對(duì)治療癌癥是有效的，但也發(fā)現(xiàn)了大量嚴(yán)重的副作用。中草藥資源是我國獨(dú)特而寶貴的醫(yī)藥資源，越來越多有效的活性成分從中草藥中被提取，并且被廣泛用于腫瘤的治療，國內(nèi)外醫(yī)藥學(xué)者期望從中篩選出效率高、副作用低的抗癌藥物來代替化學(xué)藥物。目前許多學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，穿山龍總皂苷通過多種途徑對(duì)于不同種的腫瘤起到調(diào)控作用。

1.1 抗肝癌

HSIEH[4]的研究首次證明薯蕷皂苷通過激活ERK 1/2信號(hào)通路抑制Huh 7肝癌細(xì)胞生長并誘導(dǎo)其凋亡，在早期可以觸發(fā)細(xì)胞自噬。ZHANG[5]發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷可以抑制Bel-7402肝癌細(xì)胞株的增殖，通過上調(diào)TP 53、Bax和Caspase3的表達(dá)以及下調(diào)Bcl-2的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變、同時(shí)造成DNA損傷而起到抑制肝癌細(xì)胞的增殖的作用。最新的研究表明[6]薯蕷皂苷能明顯抑制SMMC 7721和HepG 2細(xì)胞的增殖和遷移，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、自噬和造成DNA損傷，TigarsiRNA的轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了薯蕷皂苷通過調(diào)節(jié)Tigar介導(dǎo)的p53信號(hào)通路對(duì)肝細(xì)胞癌有較好的抑制作用。

1.2 抗胃癌

HU等人的研究表明薯蕷皂苷通過激活死亡受體通路和線粒體通路兩條途徑來誘導(dǎo)了人胃癌SGC-7901細(xì)胞的凋亡[7]。新的研究發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷可以有效抑制MGC-803和MKN-45癌細(xì)胞增殖并且誘導(dǎo)形態(tài)學(xué)改變，同時(shí)引起DNA損傷和線粒體的改變，誘導(dǎo)ROS生成，Ca2+釋放，在S期阻斷細(xì)胞周期，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[8]。

1.3 抗肺癌

WEI[9]等人的研究表明，薯蕷皂苷可以抑制人A549、NCL-H446和NCL-H460肺癌細(xì)胞的增殖，在S期引起線粒體結(jié)構(gòu)改變阻斷細(xì)胞周期，使細(xì)胞色素c從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)；顯著下調(diào)Bcl-2和Bcl-x1的表達(dá)，上調(diào)Bax、Bak和Bid表達(dá)。LIM[10]等人研究發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷能顯著增加上皮型鈣黏附蛋白(E-cadherin)的表達(dá)和抑制了神經(jīng)型鈣黏附蛋白(N-cadherin)和轉(zhuǎn)錄因子snail的表達(dá)，通過抑制TGF-β1誘導(dǎo)的EMT的形成，薯蕷皂苷在體外抑制A549肺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。WANG[11]等人的研究表明，薯蕷皂苷可以作為MEK/ERK和PI3K/AKT信號(hào)通路的雙重抑制劑，通過下調(diào)SHP2在肺癌中的表達(dá)來克服酪氨酸酶抑制劑(TKI)的耐受性，對(duì)患者的預(yù)后起到很好的作用。

1.4 其他抗癌作用

WANG[12]等研究了薯蕷皂苷對(duì)人急性髓系細(xì)胞白血病HL-60細(xì)胞的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)通過Caspase依賴的線粒體死亡途徑激活p38MAPK和JNK，從而誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞凋亡。KIM[13]研究首次發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷可抑制乳腺癌MB-231、MDA-MB-453和T47D細(xì)胞增殖，通過AIF介導(dǎo)Caspase非依賴性通路以及下調(diào)乳腺癌細(xì)胞中 Bcl-2，cIAP-1和 Mcl-1等抗凋亡蛋白的方式來誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。SONG[14]等發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷通過調(diào)節(jié)ROS介導(dǎo)的PI3K/Akt信號(hào)來誘導(dǎo)膽囊癌細(xì)胞凋亡，因此推斷薯蕷皂苷可能是治療GBC的一種新的有效的方式。

2 穿山龍總皂苷對(duì)肝臟的保護(hù)作用

肝臟是人體的重要器官，肝臟損傷將會(huì)影響機(jī)體的正常物質(zhì)合成和能量代謝，肝病目前已成為世界上主要的公共衛(wèi)生問題，較多的藥物不良反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致急性肝損傷，由病毒感染、酗酒和肥胖引起的慢性肝病可導(dǎo)致肝性腦病、纖維化和肝癌等肝病。近些年的研究表明穿山龍總皂苷對(duì)肝臟有一定的治療和保護(hù)作用。

2.1 對(duì)急性肝損傷的保護(hù)作用

YU[15]等首次報(bào)道了穿山龍總皂苷對(duì)四氯化碳(CCl4)誘導(dǎo)的小鼠肝損傷有保護(hù)作用，對(duì)于炎癥細(xì)胞浸潤的吸收有一定效果，可明顯降低ALT、AST、ALP、MDA的水平，同時(shí)還可以提高GSH、GSH-Px和SOD的活性；通過提高機(jī)體的抗氧化能力，抑制肝臟脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，從而減輕CCl4對(duì)肝臟造成的損傷。近期的研究表明，薯蕷皂苷通過調(diào)節(jié)多條信號(hào)通路對(duì)急性肝損傷有保護(hù)作用。YAO[16]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷可以通過調(diào)節(jié)TLR 4/MyD 88信號(hào)通路減輕脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的炎性肝損傷，另有研究顯示薯蕷皂苷對(duì)α-萘異硫氰酸酯(ANIT)誘導(dǎo)的肝內(nèi)膽汁淤積癥有較好的治療作用，通過抑制PI3K/Akt通路，顯著調(diào)節(jié)Ntcp、OAT 1、OCT 1、Bsep和Mrp 2蛋白水平，促進(jìn)膽汁酸的分泌，對(duì)抗膽汁酸引起的氧化應(yīng)激(OS)反應(yīng)[17]。ZHANG[18]等的研究證明，薯蕷皂苷通過恢復(fù)肝臟轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)改善膽汁淤積癥，來防止肝功能受損。薯蕷皂苷可以通過抑制TLR 4炎癥通路和激活sirtuin 1的抗氧化信號(hào)途徑，對(duì)二甲基亞硝胺(DMN)誘導(dǎo)的急性肝損傷具有一定的保護(hù)作用[19]。ZHENG[20]等發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷對(duì)硫代乙酰胺(TAA)所誘導(dǎo)的大鼠和小鼠的急性肝損傷具有保護(hù)作用，可能是通過FXR/AMPK信號(hào)通路抑制氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)。

2.2 抗肝纖維化

LIU[21]等的研究表明薯蕷皂苷能抑制TLR4/MyD88/NF-κB信號(hào)通路，抑制肝星狀細(xì)胞(HSCs)的活化，減少細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的積累，有效的改善肝纖維化。ZHANG[22]等通過體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷能有效抑制HSC-T6、LX-2和原代大鼠肝星狀細(xì)胞(HSCs)的活力，并且誘導(dǎo)HSCs細(xì)胞凋亡，對(duì)CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化有預(yù)防和治療的作用。另有研究表明[23]薯蕷皂苷通過Sirt 1/Nrf 2介導(dǎo)的p38MAPK通路抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)，減少膠原蛋白和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的蓄積，有效抑制肝損傷，顯著減輕肝纖維化。

3 穿山龍總皂苷對(duì)免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用

國內(nèi)外學(xué)者通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及臨床研究，發(fā)現(xiàn)穿山龍總皂苷具有良好的免疫調(diào)節(jié)作用，對(duì)很多自身免疫性疾病的控制起到很好的治療效果，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。

曹擁軍[24]等的研究表明穿山龍水溶性皂苷可以降低實(shí)驗(yàn)性橋本甲狀腺炎大鼠的自身甲狀腺抗體，同時(shí)降低IL-2，升高IL-4，可能是通過調(diào)節(jié)免疫的途徑，抑制Th1細(xì)胞功能的過度亢進(jìn)，促使Th1向Th2飄移。另外曹擁軍[25]等還觀察了穿山龍治療橋本患者的前后血清自身免疫抗體的比例變化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)穿山龍治療組的TGAb、TPOAb的水平呈下降趨勢，同時(shí)提高患者外周血Treg細(xì)胞、Th17細(xì)胞和IL-6的表達(dá)量，改善Th71/Treg失衡狀態(tài)。邊德志等[26]用薯蕷皂苷元來治療彌漫性毒性甲狀腺腫(Graves病)大鼠，結(jié)果顯示薯蕷皂苷元治療Graves病大鼠能顯著降低FT3、FT4水平，可能通過調(diào)節(jié)甲狀腺組織中IGF-1、NF-κB、PCNA蛋白、mRNA表達(dá)達(dá)到治療效果。

王燁[27-28]等在體外研究了穿龍薯蕷皂苷元對(duì)小鼠T淋巴細(xì)胞的影響，以穿龍薯蕷皂苷元與經(jīng)刀豆蛋白A( ConA) 刺激的T淋巴細(xì)胞共同培養(yǎng)，結(jié)果顯示薯蕷皂苷元對(duì)T淋巴細(xì)胞的增殖和對(duì)IL-2、IFN-γmRNA表達(dá)有抑制作用，CD69和CD25的表達(dá)明顯下調(diào)，表明其對(duì)T淋巴細(xì)胞的早期活化、中期活化均有抑制作用。張珊[29]等的研究表明穿龍薯蕷皂苷能夠促進(jìn)再障小鼠外周血象恢復(fù)，通過抑制過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)、CCATT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α(C/EBPα) 的表達(dá)，降低脂肪細(xì)胞分泌的 Adiponectin 和Leptin水平，達(dá)到緩解和抑制BMMSCs 脂肪化的作用，改善骨髓造血，對(duì)再生障礙性貧血具有積極的治療作用。

4 穿山龍總皂苷的降糖作用

糖尿病是由于胰島功能缺陷引起的糖脂代謝功能紊亂綜合征，其臨床表現(xiàn)為高血糖、多飲、多食、多尿、體重下降。近年來，糖尿病已經(jīng)成為繼癌癥和心血管疾病威脅人類生命健康的第三大疾病[30]。目前DM尚不能根治，需積極預(yù)防和控制。近些年的研究表明，穿山龍總皂苷可以有效的降低血糖，且安全性良好。

GHOSH[31]等發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷在體外實(shí)驗(yàn)中對(duì)豬胰淀粉酶、鼠類葡萄糖苷酶和純?chǔ)?葡萄糖苷酶均表現(xiàn)出明顯的抑制作用，首次提出了薯蕷皂苷抗糖尿病活性的詳細(xì)生化基礎(chǔ)。YU[32]等研究了薯蕷皂苷對(duì)2型糖尿病的治療作用，結(jié)果表明薯蕷皂苷降低了空腹血糖，改善口服糖耐量，顯著提高了胰島素耐受水平，提升血清中胰島素含量；并且增加了肝糖原的儲(chǔ)備，降低脂質(zhì)空泡生成，減輕肝臟損傷。進(jìn)一步的研究表明，薯蕷皂苷可以下調(diào) TNF-α，IL-6，COX- 2，PEPCK，G6Pase，GSK-3β，PPARγ，CPT1，ACO，F(xiàn)AS蛋白和基因的表達(dá)，降低MAPK磷酸化水平，上調(diào) IRS-1，GLUT-4， p-Akt，p-AMPK1，PFK，PK，SREBP-1c，ACC，SCD1 等基因和蛋白表達(dá)，其對(duì)糖尿病的治療作用可能是通過改善高脂血癥和胰島素抵抗，減少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和氧化應(yīng)激、清除過量炎癥因子來共同實(shí)現(xiàn)的。

5 穿山龍總皂苷的抗炎作用

穿山龍總皂苷通過抑制相關(guān)炎癥因子的分泌，對(duì)痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘等炎癥有一定抑制作用。

5.1 抗痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎

周琦等[33-34]研究了穿山龍總皂苷抗痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的作用機(jī)制，結(jié)果表明穿山龍總皂苷通過抑制IL-1β的表達(dá)，影響其激活的P13K/蛋白激酶C(PKC)，基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1(SDF-1)，CXCR4受體，PI3K，PKC，NF-κB 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以達(dá)到治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的目的。

5.2 抗類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎

段一娜[35]等研究了穿山龍水溶性總皂苷對(duì)體外培養(yǎng)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者成纖維樣滑膜細(xì)胞核因子κB(NF-κB) p65及其抑制因子IκB-α蛋白水平和mRNA含量的影響，結(jié)果顯示NF-κB活化受到顯著抑制，IκB-α蛋白及基因表達(dá)顯著提升，穿山龍總皂苷可以抑制類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者成纖維樣滑膜細(xì)胞的核轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，達(dá)到治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的作用。WANG[36]等研究了薯蕷皂苷對(duì)人骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞的抗炎作用，通過抑制IL-1β誘導(dǎo)的一氧化氮(NO)和前列腺素E2(PGE 2)的產(chǎn)生，同時(shí)抑制MMP-3、MMP-13、iNOS、COX-2的表達(dá)以及防止IκB-α的降解，對(duì)IL-1β誘導(dǎo)的骨關(guān)節(jié)炎有抗炎作用。最新的研究表明[37]，薯蕷皂苷可以通過抑制Th17細(xì)胞反應(yīng)來減輕膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎，在膠原誘導(dǎo)的DBA/1小鼠模型實(shí)驗(yàn)中，薯蕷皂苷治療組的RA癥狀較對(duì)照組明顯減輕，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷治療可顯著降低CII誘導(dǎo)的特異性免疫應(yīng)答中Th17相關(guān)細(xì)胞因子(IL-17A)的分泌，抑制IL-17A在CD4+中的表達(dá)，下調(diào)IL-17A、IL-23p19和RORγ的轉(zhuǎn)錄水平；體外實(shí)驗(yàn)同時(shí)也證實(shí)薯蕷皂苷有效地抑制了Th17細(xì)胞的分化，減少了IL-17A的產(chǎn)生。

5.3 治療哮喘

YANG[38]等將卵清蛋白(OVA)誘導(dǎo)的哮喘小鼠和原代氣管上皮細(xì)胞(TECs)作為研究模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明薯蕷皂苷通過增強(qiáng)GRS、SLPI、GILZ和MKP-1的表達(dá)并抑制HSP70的表達(dá)，抑制了TNF-A、IL-1B和IL-6的分泌，起到緩解哮喘癥狀的作用。

6 其他藥理作用

除了上述的藥理作用外，薯蕷皂苷還具有抗病毒、降低尿酸水平、調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥、抑制動(dòng)脈粥樣硬化(AS)等廣泛的藥理活性。

LIU[39]等研究了薯蕷皂苷對(duì)腺病毒、水泡性口炎病毒(VSV)、乙型肝炎病毒(HBV)等病毒的抗病毒作用，結(jié)果表明薯蕷皂苷不僅能在初期阻斷腺病毒感染情況，還能影響宿主細(xì)胞對(duì)病毒感染的反應(yīng)，293個(gè)經(jīng)薯蕷皂苷處理的細(xì)胞腺病毒受體(CAR) mRNA水平下降，并且 發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷對(duì)HBV陽性細(xì)胞株HepG2 2.2.15中HBeAg和HBsAg分泌有一定的抑制作用。

ZHANG[40]等的研究發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷主要是通過抑制中尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1 (URAT1)和促進(jìn)三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 G2(ABCG 2)的表達(dá)，從而降低小鼠血清尿酸水平，并且促進(jìn)了部分尿酸的排泄，減輕腎臟病理損傷所致高尿酸血癥引起的腎病理性病變。

YANG[41]的研究證實(shí)薯蕷皂苷對(duì)內(nèi)毒素誘導(dǎo)的急性神經(jīng)炎癥有神經(jīng)保護(hù)和炎癥調(diào)節(jié)作用，體內(nèi)和體外的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，薯蕷皂苷可以升高5-HT的水平，發(fā)揮抗抑郁作用，同時(shí)通過TMGB-1/TLR4信號(hào)通路調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥，減輕內(nèi)毒素血癥中星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化。

最新的研究[42]發(fā)現(xiàn)在高脂肪飲食-去卵巢(OVX-HFD)誘導(dǎo)的LDLR-/-大鼠模型中，經(jīng)過薯蕷皂苷治療后增加了PGC-1、Err、ErbR和Bcl-2的蛋白表達(dá)，同時(shí)降低血清中TC、TG、LDL-C的含量，提升HDLC水平，降低NOX 4、P22 phox、ICAM-1、VCAM-1、Capase-3、Caspase-9的表達(dá)，但升高HDL-C、GSH、SOD、PGC-1、Err、Err、IHC、Bcl-2水平，提高HFD-OVX大鼠動(dòng)脈組織中的自噬水平，抑制動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成。薯蕷皂苷可以抑制 NF-κB 的活性，減輕脂質(zhì)積累，通過PGC-1α/ERRα途徑抑制氧化應(yīng)激、炎癥和凋亡，從而預(yù)防絕經(jīng)后以及雌激素水平下降時(shí)動(dòng)脈粥樣硬化(AS)的發(fā)生。

7 結(jié)語和展望

穿山龍是一種傳統(tǒng)的中草藥， 在我國種植時(shí)間久，應(yīng)用范圍廣，具有較高的藥用和保健價(jià)值。穿山龍總皂苷是其主要有效活性成分，具有抗腫瘤、保護(hù)肝臟、免疫調(diào)節(jié)、抗炎等作用，但是目前對(duì)于穿山龍總皂苷的研究主要在藥理機(jī)制方面，對(duì)于該藥物在體內(nèi)的吸收、代謝等過程還不明確。相信隨著研究的不斷深入，穿山龍總皂苷將作為治療多種疾病的多靶點(diǎn)候選藥物，發(fā)揮更加安全、更加有效的藥理作用，更好的用于疾病的臨床治療。