根皮苷藥理作用研究進(jìn)展*

馬琮鑒，高健美，孔浩，徐應(yīng)淑

(1.遵義醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，遵義 563000；2.齊魯醫(yī)藥學(xué)院，淄博 255213)

根皮苷是根皮素經(jīng)糖基化后得到的衍生物，化學(xué)名稱為1-( 2-(β-D-吡喃葡萄糖氧基) -4，6-二羥基苯基) -3-( 4-羥基苯基) -丙酮，分子式為C21H24O10，相對(duì)分子質(zhì)量436.41。屬于多酚類物質(zhì)中的一種化合物，即黃酮類化合物中的二氫查爾酮類物質(zhì)，主要來源于我國使用歷史悠久、藥食同源的植物——多穗石柯以及蘋果屬植物的嫩葉、莖、樹皮中[1-2]。多穗石柯為殼斗科石柯屬常綠植物，又稱甜茶、多穗柯、野金柴或甘茶，主要分布于我國西南、華南各省[3-5]。多穗石柯嫩葉中根皮苷含量最高(3.1%)，而落葉、根、莖中含量甚微[6]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，根皮苷具有多種藥理活性，如抗氧化、降血糖、抗炎、抗腫瘤等。筆者在本文結(jié)合國內(nèi)外對(duì)根皮苷的研究及筆者的研究工作，綜述其藥理作用及相關(guān)作用機(jī)制，以期為根皮苷后續(xù)研究提供參考。

1 抗氧化、抗衰老作用

根皮苷作為天然植物來源的小分子酚類化合物，由于其環(huán)氧己烷結(jié)構(gòu)上帶有3個(gè)酚羥基，且其中有2個(gè)游離型酚羥基，在苯環(huán)結(jié)構(gòu)上帶有3個(gè)酚羥基，有利于清除體內(nèi)產(chǎn)生的過多活性氧(reactive oxygen species，ROS)，因此具有良好的抗氧化和抗衰老能力[7-8]。另外，有研究顯示根皮苷(1～10 mg·mL-1)對(duì)不同類型自由基的清除能力依次為2，2’-連氮基-雙-(3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽[2，2'-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate)，ABTS]自由基>二苯代苦味?；?2，2-diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH)自由基>羥基自由基>亞鐵離子(Fe2+)自由基，具有一定濃度依賴性，且根皮苷總抗氧化能力與乙烯基和羥基數(shù)目有一定關(guān)系[9-10]。有研究表明，根皮苷(2～5 mg·mL-1)能夠降低高脂膳食誘導(dǎo)的果蠅中ROS和脂質(zhì)過氧化物丙二醛(MDA)含量，并增強(qiáng)超氧化物歧化酶1(superoxide dismutase，SOD1)、過氧化氫酶(catalase，CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)活力而發(fā)揮抗氧化損傷作用，其作用機(jī)制與調(diào)控內(nèi)源性抗氧化基因轉(zhuǎn)錄因子Nf-E2相關(guān)因子(Nf-E2 related factor-2，Nrf2)/血紅素加氧酶-1(heme oxygenase，HO-1) 信號(hào)途徑相關(guān)[11-13]。另外，根皮苷(40～80 mg·kg-1·d-1)還通過升高甲氨蝶呤導(dǎo)致肝損傷的雄性瑞士白化大鼠的肝臟總抗氧化能力，增加谷胱甘肽含量、人谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶、CAT和SOD活性發(fā)揮保護(hù)肝臟作用，其機(jī)制與激活MAPK/Nrf2/JNK途徑有關(guān)[14]。根皮苷(2～5 mg·mL-1)還可通過降低MDA含量并提高SOD和CAT活力發(fā)揮延緩果蠅衰老并抑制豬油誘導(dǎo)的果蠅氧化損傷[15]。此外，根皮苷(1～10 mg·mL-1)具有清除二苯代苦味肼基自由基和抑制羥基自由基產(chǎn)生作用[16]。值得注意的是，筆者所在課題組研究結(jié)果也表明，根皮苷(16～64 μmol·L-1)能夠上調(diào)Nrf2蛋白表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控其下游HO-1表達(dá)，減少ROS和MDA含量，并提高抗氧化物酶SOD活力發(fā)揮抗過氧化氫誘導(dǎo)的大鼠腎上腺嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞PC12氧化損傷的作用[17]。

以上研究結(jié)果均提示，根皮苷能夠通過調(diào)控體內(nèi)氧化和抗氧化平衡，發(fā)揮抗氧化、抗衰老作用。而根皮苷能否應(yīng)用于氧化應(yīng)激或衰老相關(guān)的疾病有待進(jìn)一步研究。

2 降脂作用

有研究報(bào)道，根皮苷(100 mg·kg-1)可通過提高脂蛋白酯酶(lipoprotein lipase，LPL)活力，進(jìn)而增加三酰甘油水解，發(fā)揮抗Triton WR1339誘導(dǎo)的小鼠高三酰甘油血癥作用[18]。根皮苷(40～80 mg·kg-1·d-1或60～120 mg·kg-1·d-1)還可通過增加肥胖小鼠肝臟組織Raptor蛋白表達(dá)，降低磷酸化mTOR蛋白水平，降低血漿總膽固醇、三酰甘油并提高高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)水平，發(fā)揮抗肥胖小鼠糖脂代謝紊亂作用[19-22]。根皮苷(3～9 g·kg-1·d-1)還通過降低總膽固醇、三酰甘油并提高HDL水平發(fā)揮抗飼喂高脂高膽固醇飼料倉鼠高脂血癥及動(dòng)脈粥樣硬化作用，其作用機(jī)制可能與調(diào)控小腸尼曼匹克C1型類似蛋白(niemann-pick type C1 like 1,NPC1L1)和羥甲基戊二酰輔酶A(3-hydroxy-3-methyl coenzyme A,HMG-CoA)還原酶以及mTOR/SREBP信號(hào)通路相關(guān)[23-26]。此外，根皮苷(200～800 μmol·L-1)能夠通過降低人正常肝細(xì)胞L02細(xì)胞內(nèi)三酰甘油含量，抑制肝細(xì)胞內(nèi)脂滴沉積，增加肝細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取和消耗，發(fā)揮抗油酸誘導(dǎo)的L02細(xì)胞糖脂代謝異常[27]。

以上研究結(jié)果顯示，根皮苷具有良好降脂作用，但其作用機(jī)制有待進(jìn)一步深入研究。

3 抗高血糖及其并發(fā)癥作用

3.1降糖作用 有研究證明，根皮苷(300～600 mg·kg-1·d-1)能夠有效降低四氧嘧啶誘導(dǎo)的糖尿病模型小鼠血糖水平，其作用機(jī)制可能與根皮苷特異性和競(jìng)爭(zhēng)性抑制SGLT1和 SGLT2，但不影響葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)有關(guān)[28-32]。根皮苷(5～40 mg·kg-1·d-1)可改善鏈脲佐菌素所致糖尿病大鼠血糖異常和脂質(zhì)代謝紊亂，其機(jī)制與根皮苷具有胰島素樣作用和直接作用于HMG-CoA還原酶而減少膽固醇合成、并通過抑制磷酸二酯酶、降低cAMP分解、抑制三酰甘油分泌相關(guān)[33]。根皮苷(100 mg·kg-1·d-1)也能夠降低自發(fā)性糖尿病模型肥胖(the spontaneously diabetic torii fatty rat，SDT)大鼠血糖至接近正常值[34]。此外，根皮苷(10～50 μmol·L-1)能有效降低人肝癌細(xì)胞HepG2的胰島素抵抗作用[35]。

3.2抗高血糖所致眼損傷作用 根皮苷(200～800 μmol·L-1)能夠抗糖基化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的SD大鼠視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，其機(jī)制與乳脂肪球表面生長(zhǎng)因子8(milk fat globuble epidermal grouwth factor 8,MFG-E8)的表達(dá)逐漸上調(diào)相關(guān)[36-37]。根皮苷(100 mg·kg-1·d-1)還可改善SDT大鼠神經(jīng)功能性損傷并預(yù)防視網(wǎng)膜異常。另外，根皮苷(20 mg·kg-1·d-1)通過干預(yù)氧化應(yīng)激后視網(wǎng)膜神經(jīng)病變、血管增殖和細(xì)胞凋亡發(fā)揮保護(hù)C57 BLKS/J db/db小鼠視力作用，其機(jī)制可能與根皮苷抑制糖原合成酶激酶-3途徑活化，調(diào)控泛素蛋白酶體通路，減少晚期糖基化終未產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGEs)產(chǎn)生相關(guān)[38]。

3.3抗高血糖所致腎損傷作用 有研究發(fā)現(xiàn)，根皮苷(200 mg·kg-1)能逆轉(zhuǎn)非胰島素依賴型糖尿病(non-insulin dependent diabetes mellitus，NIDDM)模型大鼠腎組織低氧，糾正腎小球高滲、蛋白尿和氧消耗增加[39]。而且，根皮苷(20 mg·kg-1·d-1)能夠降低糖尿病腎病小鼠血糖，降低尿素氮、血肌酐，抑制微血管增生，發(fā)揮保護(hù)腎功能作用，其機(jī)制可能為調(diào)控酪氨酸蛋白激酶的信號(hào)傳導(dǎo)，與轉(zhuǎn)錄激活因子信號(hào)通路和腎素水平有關(guān)[40]。

3.4抗高血糖所致心血管損傷作用 有研究發(fā)現(xiàn)，根皮苷(20 mg·kg-1·d-1)能夠改善C57 BLKS/J db/db小鼠心肌脂代謝、保護(hù)心肌線粒體以預(yù)防心肌疾病發(fā)生，其作用機(jī)制可能與調(diào)控微粒體三酰甘油轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和凋亡相關(guān)蛋白激酶3有關(guān)[41]。亦有文獻(xiàn)報(bào)道，根皮苷(20 mg·kg-1·d-1)能夠保護(hù)C57 BLKS/J db/db小鼠主動(dòng)脈內(nèi)膜，減少內(nèi)皮細(xì)胞損傷，改善中膜厚度，其機(jī)制可能與調(diào)控cGMP 依賴性環(huán)磷酸二酯酶/蛋白激酶C、NF-κB途徑和JAK/STAT通路的激活與抑制有關(guān)[42]。

上述研究結(jié)果顯示，根皮苷具有良好的降糖作用，并且對(duì)高糖所致并發(fā)癥也有較好效果，但其作用機(jī)制有待深入研究。

3 抗腦缺血作用

體外研究表明，根皮苷(5 μmol·L-1)能夠顯著提高過氧化氫(H2O2)或高糖(葡萄糖>17.5 mmol·L-1)誘導(dǎo)的人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞SH-SY5Y或腦皮質(zhì)神經(jīng)元存活率，其機(jī)制與抑制SGLT介導(dǎo)的Na+和葡萄糖內(nèi)流有關(guān)[43]；體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，根皮苷(40 μg)側(cè)腦室給藥可明顯減少大腦中動(dòng)脈閉塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)誘導(dǎo)的小鼠腦梗死體積，其機(jī)制與根皮苷抑制SGLT進(jìn)而抗細(xì)胞凋亡信號(hào)有關(guān)[44]。此外，腹腔注射根皮苷(200 mg·kg-1)能夠顯著抑制雙側(cè)頸動(dòng)脈閉塞(bilateral carotid occlusion，BCAO)誘導(dǎo)的雄性ddY小鼠海馬CA3區(qū)細(xì)胞死亡，進(jìn)而改善小鼠學(xué)習(xí)記憶障礙，其機(jī)制可能與抑制SGLT家族基因有關(guān)[45]。此外，腹腔注射根皮苷(40～200 mg·kg-1)還能夠劑量依賴性縮小MCAO誘導(dǎo)的ddY小鼠梗死體積并改善神經(jīng)功能缺損評(píng)分，抑制MCAO所致空腹血糖升高，其機(jī)制與根皮苷抑制大腦SGLT家族基因有關(guān)[46]。

上述研究結(jié)果顯示，根皮苷具有良好的抗腦缺血作用，但其作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

5 其他作用

5.1抗皮膚損傷作用 根皮苷(50～1 500 μmol·L-1)能顯著抑制紫外線B(ultraviolet radiation B,UVB)照射所致裸鼠紅斑、表皮加厚以及皮膚脫落等損傷，亦能減少UVB照射誘導(dǎo)的HaCaT細(xì)胞凋亡，其機(jī)制與激活MAPK/NF-κB凋亡信號(hào)通路相關(guān)[47]。另外，根皮苷(10～1 000 mol·L-1)能夠提高正常人角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞自我修復(fù)能力，其機(jī)制可能與調(diào)控mTOR信號(hào)通路及增加血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子表達(dá)有關(guān)[48]。

5.2抗骨質(zhì)疏松作用 根皮苷(10～200 μmol·L-1)能夠促進(jìn)快速骨老化小鼠SAMP6模型的成骨細(xì)胞分化和礦化，從而發(fā)揮抗骨質(zhì)疏松作用，其機(jī)制與調(diào)控Wnt/β-catenin信號(hào)通路、NF-κB信號(hào)通路和MAPK信號(hào)通路相關(guān)[49]。

5.3抗肝纖維化作用 根皮苷(10～40 mg·kg-1·d-1)能夠抑制血吸蟲所致小鼠肝纖維化，其機(jī)制與促進(jìn)膠原降解、抑制促纖維化因子、減少肝組織中浸潤(rùn)的炎癥細(xì)胞進(jìn)而抑制蟲卵結(jié)節(jié)形成有關(guān)[50]。

5.4改善結(jié)腸炎作用 根皮苷(60 mg·kg-1)可以抑制葡聚糖硫酸鈉所致急性結(jié)腸炎小鼠體質(zhì)量減輕、腹瀉、便血癥狀，改善結(jié)腸細(xì)胞形態(tài)和腸道刷狀緣完整性[51]。

5.5抗心肌缺血-再灌注損傷作用 根皮苷(100 μmol·L-1)能夠顯著抑制Langendorff心臟灌注所致豚鼠心肌缺血誘導(dǎo)的缺血性攣縮，發(fā)揮防治急性全腦缺血所致心律失常作用，其機(jī)制與調(diào)控電壓依賴性鈣離子(Ca2+)通道并抑制Ca2+內(nèi)流有關(guān)[52]。值得注意的是，根皮苷(100 μmol·L-1)也能夠抗心肌缺血-再灌注損傷，其機(jī)制與降低心肌ATP含量，減少葡萄糖攝取，以及糖酵解有關(guān)[53]。

5.6植物雌激素樣作用 根皮苷(10～100 μmol·L-1)還能夠顯著抑制雌二醇誘導(dǎo)的人乳腺癌細(xì)胞MCF-7細(xì)胞增殖，但是對(duì)雌二醇不敏感的MDA-MB-231細(xì)胞無影響，表明根皮苷具有植物雌激素樣作用[54]。

以上研究結(jié)果顯示，根皮苷具有良好的抗腦缺血、修復(fù)受損皮膚細(xì)胞、抗骨質(zhì)疏松、抗血吸蟲所致肝纖維化、防治急性全腦缺血下心律失常、抗心肌缺血-再灌注損傷、類植物雌激素等作用，但作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

6 展望

綜上所述，根皮苷作為我國民間中藥多穗石柯的主要活性成分之一，具有廣泛的藥理作用、良好的開發(fā)價(jià)值和臨床應(yīng)用前景，但在很多疾病的應(yīng)用尚缺乏進(jìn)一步研究。例如根皮苷作為一種天然來源并具有良好抗氧化和抗衰老活性的小分子化合物，能否透過血腦屏障并應(yīng)用于氧化應(yīng)激或衰老相關(guān)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，例如阿爾茨海默病、震顫麻痹等。因此，廣泛并深入研究根皮苷的藥理作用及其作用機(jī)制具有重要意義，值得進(jìn)一步探索。