柑橘類黃酮的抗炎機制研究進展

梁曾恩妮 蘇瑾 付復(fù)華 單楊

摘 要：柑橘類黃酮是人類膳食黃酮的主要來源之一，在體外和體內(nèi)均具有多種生物學(xué)作用。概述了幾種潛在的抗炎柑橘類黃酮的作用機理，以解釋柑橘類黃酮的抗炎功能，并在此基礎(chǔ)上展望柑橘類黃酮的研究方向與應(yīng)用前景，以期為相關(guān)保健品及輔助治療藥物的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：柑橘;類黃酮;抗炎;機制;綜述

中圖分類號：R961文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1006-060X（2020）03-0113-04

Abstract： Citrus flavonoids are one of the main sources of human dietary flavonoids， which have many biological functions in vitro and in vivo. This paper summarized the mechanism of several potential anti-inflammatory citrus flavonoids in order to explain the anti-inflammatory function of citrus flavonoids， and on this basis， looked forward to the research direction and application prospect of citrus flavonoids in order to provide reference for the development and utilization of related health products and auxiliary treatment drugs.

Key words： citrus; flavonoids; anti-inflammatory; mechanism; review

柑橘是世界第一大水果，也是僅次于玉米和小麥的第三大貿(mào)易農(nóng)產(chǎn)品，在巴西、中國、美國等140個以上國家和地區(qū)均有栽培。柑橘種類較多，主要包括甜橙類、寬皮柑橘類、葡萄柚和柚類、檸檬類、雜柑類和金柑類等。類黃酮是柑橘中一類重要的多酚類次生代謝物，影響著柑橘花和果實的色澤和風(fēng)味[1]，廣泛存在于橘、柚、枸櫞、甜橙、酸橙、檸檬等柑橘種質(zhì)的果實、葉片、花及根中[2]。柑橘類黃酮以甲基化衍生物、糖苷或糖苷配基形式存在，通常不是天然存在的糖苷配基而是糖苷，其中糖苷配基與糖部分相連。黃酮苷元由苯環(huán)（A）和六元環(huán)（C）結(jié)合而成，該六元環(huán)在2位帶有一個苯環(huán)（B）作為取代基。

已發(fā)現(xiàn)的柑橘中類黃酮超過80種，主要分為黃酮醇、黃酮、兒茶素、黃烷酮、花色苷和異黃酮等。一般來說，柑橘中黃烷酮的含量最高[3];而花青素則以?；擒栈蛱擒招问街饕嬖谟谘戎衃4];黃酮醇則存在于檸檬中[5]。國內(nèi)外研究表明，柑橘屬類黃酮具有抗炎、抗氧化、抗癌、抗高血壓、降血脂、保護心臟、預(yù)防動脈粥樣硬化、抗菌等活性功能。筆者對柑橘屬類黃酮的抗炎機理進行綜合闡述，為進一步研究柑橘屬類黃酮提供參考。

1 類黃酮的結(jié)構(gòu)與其抗炎作用的關(guān)系

柑橘類黃酮的抗炎活性與其結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。在B環(huán)上有3位或4位羥基取代基的黃酮可作為選擇性脂氧合酶抑制劑，而含有5個或更多甲氧基取代基的黃酮具有更高的磷酸二酯酶抑制活性[6]。在脂多糖誘導(dǎo)的人單核細胞和BV2小神經(jīng)膠質(zhì)細胞中，川陳皮素可顯著降低TNF-α等炎癥因子水平，并且顯現(xiàn)出比其他黃烷酮糖苷和多甲氧基黃酮更強的抗炎功效 [7]。含有川陳皮素和橘皮素的橙皮提取物可抑制脂多糖和干擾素-γ（IFN-γ）誘導(dǎo)的RAW 264.7細胞中的促炎介質(zhì)iNOS和COX-2的轉(zhuǎn)錄水平，這與橙皮提取物化學(xué)成分含有大量的甲氧基團有關(guān)。川陳皮素和橘皮素具有較好的抗炎作用，卻與其抗氧化作用沒有太多相關(guān)性，究其原因是川陳皮素和橘皮素等多甲氧基黃酮的多數(shù)羥基被甲氧基取代而使得抗氧化活性較差[8]。

2 類黃酮的抗炎作用機理

炎癥是血管組織對病原體、化學(xué)物質(zhì)等有害刺激物的復(fù)雜生物反應(yīng)，以內(nèi)皮組織的通透性增加、血液中白細胞向間隙組織滲出而引發(fā)水腫為典型特征。生物體會嘗試去除有害刺激并啟動組織的愈合，以防止免疫系統(tǒng)過度活化以及有害免疫反應(yīng)發(fā)生。據(jù)報道，柑橘類黃酮可通過調(diào)節(jié)與炎癥發(fā)生有關(guān)酶的活性在體外和體內(nèi)表現(xiàn)出抗炎活性。盡管其作用機理尚未完全弄清楚，但學(xué)者提出了幾種可能性來解釋其抗炎作用。柑橘類黃酮抗炎活性的一種重要機制是抑制類花生酸生成酶，包括磷脂酶A2、環(huán)加氧酶和脂加氧酶，從而降低前列腺素和白三烯的濃度。此外，其他機制如抑制組胺釋放、抑制磷酸二酯酶和蛋白激酶活化以及激活轉(zhuǎn)錄酶等也參與了柑橘類黃酮的抗炎作用。

2.1 抑制前列腺素的生物合成

炎癥反應(yīng)是一系列高度同步的細胞激活過程，其中大多數(shù)通過花生四烯酸（arachidonic acid）的代謝與前列腺素 E2和F2（prostaglandins）的生物合成有關(guān)。花生四烯酸通過磷脂酶A2（phospholipase A2）從磷脂中釋放出來，并通過環(huán)氧合酶（cyclooxygenase）或5-脂氧合酶（5-lipoxygenase）的作用進一步氧化為前列腺素或血栓烷。據(jù)報道，這些介質(zhì)在免疫和炎癥反應(yīng)以及其他血管疾病中起主要作用。

柑橘類黃酮對花生四烯酸和前列腺素的抑制作用已在許多體外研究中被證實。采用固相萃取-超高效液相色譜三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用法分析尿液脂蛋白發(fā)現(xiàn)，柑橘（95%）和野櫻梅（5%）混合果汁可通過降低促炎性免疫介質(zhì)前列腺素的含量水平，來減輕鐵人三項運動員的炎癥反應(yīng)，并大量增加與血管穩(wěn)態(tài)和平滑肌功能有關(guān)的代謝物[9]。橙皮苷通過抑制花生四烯酸衍生物、前列腺素E2和F2及血栓烷等不同促炎介質(zhì)的合成及其生物活性實現(xiàn)抗炎作用[10]。橙皮苷已顯示出對不同疾病磷脂酶A2的形成有顯著抑制作用。值得關(guān)注地是，橙皮苷可作為針對磷脂酶A2同工酶的高度特異性抗炎藥的先導(dǎo)藥物用于臨床炎癥治療[11]。

2.2 抑制磷酸二酯酶

在慢性和過敏性炎癥的情況下，抑制磷酸二酯酶活性特別重要。對磷酸二酯酶的抑制是許多藥用植物的重要活性，柑橘中的某些抗炎類黃酮也具有這種活性。研究表明，柑橘中具有5個或多個甲氧基取代基的黃酮苷元（如多甲氧基黃酮）可有效抑制cAMP磷酸二酯酶，C-糖基黃酮的抑制作用較弱，黃酮-O-糖苷的活性低于苷元[12]。研究證明，柑橘多甲氧基黃酮可抑制LPS活化的人單核細胞中磷酸二酯酶的活性。這些化合物還可抑制活化的單核細胞產(chǎn)生細胞因子，包括腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、巨噬細胞炎性蛋白-1和白介素10（IL-10）、細胞因子IL-1、IL-6和IL-8等[8]。

3，5，6，7，8，3，4-七甲氧基黃酮（3，5，6，7，8，3，4-heptamethoxyflavone，HMF）和川橙皮素等多甲氧基黃酮對TNF-α的活性有較強的抑制作用。例如：川橙皮素抑制LPS誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細胞TNF-α和IL-1β的產(chǎn)生，并抑制NF-κB信號傳導(dǎo)而呈現(xiàn)抗炎反應(yīng)[13];HMF對TNF-α產(chǎn)生的抑制作用發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平，并且與細胞內(nèi)cAMP的升高有關(guān)，這與涉及磷酸二酯酶的機制是一致的[8]。在小鼠J774A.1巨噬細胞中，川橙皮素可能干擾由脂多糖誘導(dǎo)的PGE2生成和IL-1α、IL-1β、TNF-α和IL-6等促炎細胞因子的分泌[14]。槲皮素也中等程度地抑制TNF-α的產(chǎn)生，但與多甲氧基黃酮不同，它們的抑制作用與細胞毒性有關(guān)[15]。HMF在活化的人單核細胞中對細胞因子產(chǎn)生的抑制作用與已知的磷酸二酯酶抑制物（3-異丁基1-甲基黃嘌呤）的抑制作用非常相似。這進一步表明，柑橘多甲氧基黃酮對TNF-α的抑制作用部分是通過抑制磷酸二酯酶而發(fā)生的。

2.3 抑制蛋白激酶

炎癥過程中的細胞活化還涉及各種負責(zé)蛋白和脂質(zhì)磷酸化調(diào)節(jié)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的激酶。越來越多的證據(jù)表明，橙皮苷和柚皮苷等柑橘類黃酮可調(diào)節(jié)細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)級聯(lián)的蛋白激酶的活性，例如磷酸肌醇3-激酶（PI3K）、Akt/蛋白激酶B（Akt/PKB）、酪氨酸激酶、蛋白激酶C（PKC）和促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）等[16]。在免疫反應(yīng)中，與淋巴細胞受體結(jié)合的抗原會激活選擇蛋白酪氨酸激酶，而后導(dǎo)致多種蛋白底物的磷酸化。淋巴細胞活化還可觸發(fā)磷脂酰肌醇的更新，并形成磷酸肌醇途徑的關(guān)鍵細胞內(nèi)信號分子，而橘皮素通過下調(diào)Th2和Th17細胞因子、上調(diào) IFN-γ水平，來抑制參與該途徑的PI3K[17]。而且，類黃酮可抑制PKC調(diào)節(jié)淋巴細胞功能，阻礙嗜堿性粒細胞在刺激物作用下的組胺釋放能力[18]。

大量研究表明，柑橘類黃酮對蛋白激酶抑制作用部分歸因于類黃酮在核苷酸結(jié)合位點的競爭性結(jié)合。柑橘類黃酮可與蛋白質(zhì)（例如線粒體ATPase、鈣膜ATPase、PKA、PKC和拓撲異構(gòu)酶）的ATP結(jié)合位點結(jié)合，或與受體（例如GABA-A和腺苷受體）的苯二氮卓結(jié)合位點結(jié)合，從而改變其活性[19]。同樣，橙皮素、柚皮素、槲皮素和木犀草素可通過與ATP結(jié)合位點的相互作用競爭性地抑制ATP與激酶的結(jié)合[20]。其中，柚皮素和橙皮素在酶抑制劑模式的分子對接研究中具有較高的滑行分數(shù)，表明它們能夠在異常的人表皮生長因子受體2（HER2-TK）的ATP結(jié)合位點建立穩(wěn)定而強大的相互作用[21]。

目前，柑橘類黃酮抑制炎癥的研究似乎擴展到其他調(diào)節(jié)激酶（包括磷脂酰肌醇激酶和酪氨酸激酶）的表皮生長因子受體（EGFR）方面。柚皮素通過調(diào)節(jié)EGFR-AKT和ERK1/2 MAPK細胞信號通路抑制活性氧的產(chǎn)生和NF-κB的活性，從而減少因感染誘導(dǎo)的氣道模型中粘液的過度分泌及炎癥[22]。在過度表達EGFR的細胞系中，槲皮素和木犀草素可強力抑制EGFR酪氨酸激酶活性[23]。近來發(fā)現(xiàn)，抑制EGFR酪氨酸激酶的活性是山奈酚誘導(dǎo)的結(jié)腸腫瘤細胞生長抑制的組成部分[24]。

2.4 其 他

研究表明，柑橘類黃酮可減輕過敏反應(yīng)后期的組胺釋放。在過敏反應(yīng)的過程中，脂氧合酶催化組胺生成及白三烯的產(chǎn)生，促進炎細胞趨化、浸潤及細胞間黏附分子的活性。許多羥基化黃酮、糖苷配基黃酮均可抑制該過程，而甲氧基化黃酮的抑制效果更好[25]。在這些研究中，類黃酮對嗜堿性粒細胞組胺釋放和脂氧合酶活性的抑制作用與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。類黃酮的另一種抗炎特性是抑制中性粒細胞脫粒的能力。這是減少嗜中性粒細胞和其他免疫細胞釋放花生四烯酸的直接方法。例如橙皮苷抑制角叉菜膠誘導(dǎo)的胸膜炎，從而減少滲出液的體積及遷移白細胞的數(shù)量。

3 結(jié) 論

由于獨特機理和顯著的體內(nèi)活性，柑橘類黃酮被認為是新型抗炎藥的理想原料。越來越多的證據(jù)表明，炎癥反應(yīng)可促使帕金森氏病和阿爾茨海默氏病等神經(jīng)退行性疾病中的進行性神經(jīng)元損害[26]。因此，調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥過程的治療方案可能會減慢這些破壞性腦部疾病的進程。柑橘類黃酮對炎癥細胞，特別是肥大細胞的抑制作用似乎超過了任何其他臨床上可用的化合物。柑橘類黃酮能夠調(diào)節(jié)炎癥的各種介質(zhì)活性，表明它們具有影響炎癥的潛力。以柑橘類黃酮研制新的藥理抗炎藥可為調(diào)節(jié)炎癥過程提供新的途徑。盡管大量體外研究明確了柑橘類黃酮作用的分子機制，但所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)必須在人類中得到驗證。在分析柑橘類黃酮給藥的潛在有益作用時，也必須謹慎，因為這些分子在高劑量時可能成為促氧化劑。

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（責(zé)任編輯：成 平）