植物源天然產(chǎn)物抗炎活性研究進展*

付永平，劉如明，肖建輝

(遵義醫(yī)科大學附屬醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究中心、遵義市醫(yī)藥生物技術重點實驗室，遵義 563003)

炎癥是生物體在創(chuàng)傷、感染等有害刺激下作出的防御性反應，有利于機體識別和清除致炎因子。然而，當免疫平衡失調(diào)，機體對致炎因子的反應降低或升高，會引發(fā)多種疾病[1]，如免疫缺陷性疾病、過敏性疾病、心血管疾病等[2]。目前，臨床治療炎癥的主要藥物有甾體抗炎藥和非甾體抗炎藥，然而，由于這些藥物不良反應多、靶點單一等限制了其在臨床的應用[3-4]。因此，尋找高效、低毒的抗炎藥物具有十分重要的意義。

植物源天然產(chǎn)物是抗炎藥物的重要來源，具有結構和活性多樣、作用靶點廣泛、毒副作用小等特點[4]。目前，已發(fā)現(xiàn)的植物源抗炎天然產(chǎn)物的結構類型主要包括萜類、黃酮類、生物堿類、多糖等，論述如下。

1 萜類

萜類化合物是天然產(chǎn)物中數(shù)量和研究較多的一類化合物，其來源廣泛，具有抗炎、抗腫瘤等多種重要的藥理活性，是新藥研發(fā)的重要資源。根據(jù)異戊二烯結構的數(shù)量，萜類化合物大致分為單萜、二萜和三萜。

1.1單萜與二萜類 單萜與二萜類化合物在植物中分布較廣，研究顯示多種單萜與二萜類化合物對不同炎癥反應顯示出良好的抗炎效果，例如銀杏內(nèi)酯B、芍藥苷、京尼平苷、穿心蓮內(nèi)酯等。

1.1.1銀杏內(nèi)酯B 銀杏內(nèi)酯B是從銀杏分離提取的一種二萜類化合物，具有抗炎活性[5]。在脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)誘導的骨關節(jié)炎癥模型中，銀杏內(nèi)酯B可抑制絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)中p38、JNK和ERK蛋白的磷酸化，降低促炎因子白細胞介素(IL)-1、IL-6和腫瘤壞死因子(TNF)-α的含量[6]。

1.1.2芍藥苷 芍藥在傳統(tǒng)醫(yī)藥中已經(jīng)應用了一千多年，用于痙攣、疼痛、眩暈和充血等的治療。BI等[7]對芍藥中芍藥苷和芍藥內(nèi)酯苷的抗炎活性進行了比較研究，發(fā)現(xiàn)芍藥苷和芍藥內(nèi)酯苷均可抑制LPS誘導RAW 264.7細胞中誘導型一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，iNOS)和IL-6的產(chǎn)生，證明兩者具有相似的抗炎作用。

1.1.3京尼平苷 京尼平苷是一種源自梔子果實的環(huán)烯醚萜苷化合物，具有抗炎和免疫調(diào)節(jié)活性[8]。XU等[9]通過體外和體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)，京尼平苷可下調(diào)核因子(NF)-κB、環(huán)氧化酶(COX)-2和肌球蛋白輕鏈激酶(myosin light-chain kinase，MLCK)等蛋白表達，上調(diào)緊密連接蛋白occludin和ZO-1的表達，促進腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase protein，AMPK)的磷酸化，表明京尼平苷是通過減少炎癥細胞因子釋放，并激活AMPK信號傳導途徑，調(diào)節(jié)破壞的上皮屏障功能來改善2，4，6-三硝基苯磺酸(2，4，6-trinitrobenzene sulfonic acid solution，TNBS)誘導的實驗性大鼠結腸炎。

1.1.4穿心蓮內(nèi)酯 穿心蓮內(nèi)酯是一種天然二萜類化合物，是穿心蓮的主要成分，具有抗菌、抗炎和抗病毒活性[10]，PENG等[11]通過卵清蛋白誘導構建小鼠肺損傷模型，檢測了穿心蓮內(nèi)酯療效。研究結果提示穿心蓮內(nèi)酯可降低炎癥因子TNF-α和IL-1β的表達水平，改善小鼠肺損傷，活性氧清除的原因是穿心蓮內(nèi)酯抑制NF-κB激活和致使NLRP3炎癥小體失活，其作用機制可能涉及活性氧介導的NF-κB信號通路的抑制和NLRP3炎性小體的激活。

1.2三萜 三萜類是一類含30個碳原子所組成的萜類化合物，是廣泛存在于植物界中一類重要的天然有機化合物，研究發(fā)現(xiàn)，三萜類化合物具有抗腫瘤[12]、抗炎[13]、抗流感病毒[14]等生物活性。

1.2.1熊果酸 熊果酸是從杜鵑花科常綠蔓生灌木熊果中提取的一種五環(huán)三萜類化合物。據(jù)報道，熊果酸對身體健康有積極的生物學作用，包括抗癌和抗炎活性[15-16]。炎癥在糖尿病腎病的發(fā)病機制中起關鍵作用，XU等[17]研究了熊果酸對鏈脲佐菌素誘導的大鼠糖尿病腎損傷的影響，用熊果酸治療可降低鏈脲佐菌素誘導的糖尿病腎病的血尿素氮、血清肌酐和丙二醛水平，通過抑制TNF-α、人單核細胞趨化蛋白-1和IL-1β的表達，從而改善腎功能，緩解氧化損傷，減輕炎癥，表明熊果酸通過抗氧化和抗炎作用可以很好地用作抵抗腎功能障礙的保護劑。

1.2.2羽扇豆醇 羽扇豆醇是從橄欖、無花果、芒果和草莓等植物中提取分離出來的一種三萜烯類化合物，葡聚糖硫酸鈉(dextran sulfate sodium，DSS)通過改變黏膜免疫系統(tǒng)即粘蛋白和炎性蛋白引起結腸上皮的慢性炎癥，用羽扇豆醇處理后可使粘蛋白恢復，其能夠通過調(diào)節(jié)Twist、NF-κB等基因的表達，并協(xié)助下調(diào)TNF-α，治療DSS誘導的小鼠結腸炎[18]。

1.2.3人參皂苷 人參皂苷包括Rb1、Rh2、Rg1等多種單體，能夠通過調(diào)節(jié)免疫細胞和炎癥因子等機制發(fā)揮抗炎效果[19]。人參皂苷Rg1在由LPS刺激的巨噬細胞中能抑制NF-κB活化及轉(zhuǎn)化生長因子β激活激酶1的磷酸化，有效地抑制LPS與Toll樣受體4(Toll-like receptors 4，TLR4)的結合；在體內(nèi)實驗中，口服給予人參皂苷Rg1減緩TNBS導致的結腸縮短，不僅抑制TNBS誘導的NF-κB活化，還能恢復Th17/Treg的失衡，表明人參皂苷Rg1通過抑制巨噬細胞上脂多糖與TLR4的結合和恢復Th17/Treg失衡來改善炎結腸炎[20]。

1.2.4甘草酸 甘草是一種傳統(tǒng)草藥，已知甘草具有抗炎、抗菌、抗氧化和祛痰的藥效[21]。三萜皂苷類化合物甘草酸是甘草中主要活性次生代謝產(chǎn)物之一，YU等[22]發(fā)現(xiàn)甘草酸可抑制LPS誘導的小鼠小膠質(zhì)細胞炎癥模型中促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6等的表達。

2 黃酮類

黃酮類化合物廣泛存在于許多常見的水果、蔬菜和草藥中，在40多年前人們就開始認識黃酮類化合物的藥理特性[23]，越來越多的證據(jù)表明黃酮類化合物具有抗炎活性，對炎癥因子有抑制作用[24]。

2.1蘇木酮A 蘇木酮A是從中藥蘇木中提取分離出來，是蘇木主要活性成分。LIAO等[25]發(fā)現(xiàn)蘇木酮A可直接作用于神經(jīng)小膠質(zhì)細胞中的靶點蛋白肌苷-5-單磷酸脫氫酶2的140位半胱氨酸位點，誘導其發(fā)生變構失活，進而抑制下游NF-κB等炎癥相關信號通路，有效抑制神經(jīng)炎癥反應。在另一項研究中，用LPS刺激RAW264.7細胞，建立細胞炎癥模型，研究發(fā)現(xiàn)蘇木酮A能抑制iNOS、COX-2的表達，且通過p38 MAPK途徑激活轉(zhuǎn)錄因子NF-E2相關因子2(NF-E2-related factor 2，Nrf2)和誘導HO-1的表達，而Nrf2激活能抑制NF-κB[26]。

2.2查爾酮 查爾酮可通過激活特定的轉(zhuǎn)錄因子和上調(diào)內(nèi)源性防御途徑，其具有對多種細胞的保護和調(diào)節(jié)功能。KIM等[27]從蘇木中分離得到的查爾酮類化合物3-去氧蘇木查爾酮，在RAW264.7細胞中施用3-去氧蘇木查爾酮以劑量和時間依賴性方式誘導HO-1蛋白表達，而不影響HO-1 mRNA表達，發(fā)現(xiàn)該化合物經(jīng)由激活AKT/mTOR途徑誘導HO-1蛋白表達，發(fā)揮抗炎作用。

2.3豆蔻明 豆蔻明是從姜科植物草豆蔻中分離提取出來的一種天然黃酮類化合物，具有顯著的抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用。WANG等[28]證明灌胃豆蔻明可顯著抑制DSS和TNBS誘導的小鼠結腸炎，它充當AhR激活劑，增強AhR/ARNT復合物的結合，并通過體外實驗證明其作用機制可能涉及激活AhR/Nrf2/醌氧化還原酶1(NADPH-quinoneoxidoreductase 1，NQO1)信號途徑和抑制炎性小體NLRP3激活。

2.4槲皮素 槲皮素普遍分布于植物花、葉和果實中，是許多常用中草藥如槐花米、三七和銀杏等的有效成分，具有抗氧化、抗腫瘤和抗炎等多種藥理作用[29]，在人視網(wǎng)膜色素上皮細胞中研究槲皮素對TNF-α誘導的炎癥反應的影響，其能降低細胞粘附分子-1的表達，并抑制了TNF-α誘導的PKCδ、JNK1/2、ERK1/2的磷酸化，證明槲皮素通過PKCδ-JNK1/2-NF-κB途徑減弱TNF-α誘導的細胞粘附分子-1的表達[30]。

2.5黃芩苷 黃芩苷是從黃芩干燥根中分離提取出來的一種黃酮類化合物，具有抗炎、抗凋亡等多種藥理活性[31-32]。研究顯示，將體外培養(yǎng)的乳腺上皮細胞單獨用LPS處理后，Bcl-2/Bax比例和細胞存活率均降低，caspase-3裂解，而在黃芩苷和LPS共同處理的乳腺上皮細胞中炎癥反應和細胞凋亡顯著減少，黃芩苷通過抑制NF-κB活化和上調(diào)熱休克蛋白72，改善LPS誘導的炎癥和凋亡[32]。

3 生物堿類

生物堿是一類含氮的堿性有機化合物，多分布在高等植物中，少數(shù)存在于動物中。生物堿具有包括抗炎在內(nèi)的多種藥理活性。

3.1小檗堿 小檗堿是從黃連中提取得到的一種異喹啉類生物堿，具有多種藥理活性，如抗菌、抗糖尿病、抗炎和抗氧化等[33]，顯示出了優(yōu)良的臨床應用潛力。LI等[34]比較研究小檗堿及其氧化衍生物和還原衍生物在體外和體內(nèi)的抗炎潛力，小檗堿及其天然衍生物的潛在抗炎特性在體外實驗中進行比較評估，以劑量依賴的方式抑制COX-2和iNOS的mRNA表達，此外，氧化衍生物、小檗堿和還原衍生物均抑制NF-κB的磷酸化；在體內(nèi)實驗中小檗堿(20 mg·kg-1)和氧化衍生物(5，10和20 mg·kg-1)預處理顯著改善了二甲苯誘導的耳水腫，氧化衍生物在相同劑量(20 mg·kg-1)下表現(xiàn)出優(yōu)異的抗炎作用。

3.2去甲基異波爾定 去甲基異波爾定是烏藥中主要生物堿化合物，QI等[35]使用TNBS構建小鼠炎癥模型，然后經(jīng)灌胃給予去甲基異波爾定，去甲基異波爾定緩解了TNBS誘導的小鼠結腸炎癥狀，它顯著降低了小鼠結腸中裂解的IL-1β、NLRP3和切割的Caspase-1的表達，可以促進AhR/熱休克蛋白90復合物的解離，證明了去甲基異波爾定激活AhR，上調(diào)Nrf2表達，抑制NLRP3炎性小體激活和減輕結腸炎之間的相關性。

3.3青藤堿 青藤堿是從植物青風藤中分離得到的一種生物堿化合物。在大腸埃希菌誘導小鼠的急性肺損傷模型中，青藤堿可作為活性氧清除劑，降低丙二醛的含量和髓過氧化物酶水平，增加HO-1、NQO1和Nrf2的表達，并通過Nrf2和NF-κB途徑發(fā)揮抗氧化應激和抗炎作用[36]。

3.4苦參堿 苦參堿是從豆科植物苦參的干燥根、植株和果實中分離提取的一種生物堿，具有抗炎和抗氧化作用[37]。WU等[38]研究結果表明，在LPS誘發(fā)Caco-2細胞的炎癥中，苦參堿通過下調(diào)促炎細胞因子(IL-1β和IL-17)和丙二醛的產(chǎn)生，增強趨化因子受體7(chemokine receptor 7，CCR7)表達來減輕炎癥和氧化應激，CCR7-siRNA轉(zhuǎn)染阻斷苦參堿對LPS誘導的炎癥和氧化應激的保護作用，并加劇了LPS引起的損傷，所以苦參堿可改善Caco-2細胞中LPS誘導的腸道炎癥和氧化應激，這可能與CCR7相關信號通路有關。

3.5吳茱萸堿 吳茱萸堿是從中藥吳茱萸中分離獲得的一種喹諾酮類生物堿。王海燕等[39]的研究證明，吳茱萸堿對TNBS誘導的結腸炎有保護作用，在由TNBS誘導的大鼠炎癥模型中，吳茱萸堿改善能量代謝修復大鼠結腸黏膜，進而抑制黏膜組織過度增生和炎癥。

4 多糖類

多糖是由多個單糖分子縮合、失水而成，是一類分子結構復雜的生物大分子化合物，廣泛存在于植物界。大量研究證明，多糖具有提高免疫力、抗炎、抗病毒等多樣生物活性[40]。ILLURI等[41]發(fā)現(xiàn)在急性(角叉菜膠誘導的大鼠足爪腫脹和二甲苯誘導的耳水腫)和慢性(棉球誘發(fā)的肉芽腫)炎癥模型中，姜黃多糖組分能減弱急性和慢性炎癥的發(fā)生發(fā)展。

5 其他

研究表明，除了上述幾類天然產(chǎn)物外，還有許多其他結構類型的天然藥物成分具有一定的抗炎活性，如酚酸類、蒽醌類和香豆素類。迷迭香酸是從唇形科植物迷迭香中分離得到的一種水溶性的天然酚酸類化合物，分布較為廣泛，且它具有較強的抗氧化活性，可用于防止自由基造成的細胞受損，同時也具有較強的抗炎活性。JIN等[42]研究了在DSS誘導的結腸炎小鼠中，迷迭香酸導致DSS誘導的結腸炎小鼠中炎癥相關細胞因子(如IL-6、IL-1β和IL-22)以及COX-2和iNOS蛋白水平的降低，證明其通過調(diào)節(jié)NF-κB和STAT3通路來抑制炎癥細胞因子的表達。另外，大黃酚是從蓼科植物大黃中分離到的蒽醌類化合物，對炎癥性疾病具有治療作用[43]，大黃酚作用于RAW264.7細胞，可有效減輕由LPS誘導的炎癥，作用機制可能涉及過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(peroxisome proliferator-activated receptor-γ，PPAR-γ)依賴的NF-κB失活[44]?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，一種香豆素衍生物化合物4-甲基七葉苷原能減輕由DSS引起的小鼠腸道中的炎癥反應[45]。

6 結束語

炎癥反應是指由病原體或組織損傷引起的生物保護性反應，其作為機體應對外來刺激的一種防御反應，參與許多重大疾病的發(fā)生過程。很多植物源天然產(chǎn)物具有良好的抗炎效果，并且植物源天然藥物來源豐富、結構多樣化，具有良好的開發(fā)和應用前景。植物源天然產(chǎn)物化合物主要是通過抑制NF-κB、MAPKs等信號通路相關因子的活化，激活Nrf2、HO-1等蛋白表達，下調(diào)TNF-α、IL-6、IL-1β、iNOS和COX-2的mRNA的表達，進而發(fā)揮抗炎作用。盡管目前天然產(chǎn)物化合物抗炎方面的研究較多，但也存在著以下問題：①大多數(shù)天然產(chǎn)物化合物的產(chǎn)量較低，如何提高抗炎化合物的產(chǎn)量有待進一步深入研究；②多數(shù)有關機制的研究局限于常見的信號通路(NF-κB、MAPKs、Nrf2、NLRP3等)，其他信號通路較少；③植物源天然產(chǎn)物抗炎作用的研究多為簡單的抗炎活性篩選，大部分未深入開展作用機制研究，深入分析植物源天然產(chǎn)物化合物對治療炎癥的影響至關重要；④大部分植物源抗炎產(chǎn)物缺乏臨床研究。因此，需要深入研究植物源抗炎產(chǎn)物的臨床應用。